Mise en oeuvre de protocoles spatiaux pour analyser la modulation de processus cognitifs en fonction de la dimension émotionnelle chez le rongeur

Résumé : Emotion et cognition sont deux termes généralement employés pour désigner des processus psychiques de nature opposée. C'est ainsi que les sciences cognitives se sont longtemps efforcées d'écarter la composante «chaude »des processus «froids »qu'elles visaient, si ce n'est pour montrer l'effet dévastateur de la première sur les seconds. Pourtant, les processus cognitifs (de collecte, maintien et utilisation d'information) et émotioAnels (d'activation subjective, physiologique et comportementale face à ce qui est attractif ou aversif) sont indissociables. Par l'approche neuro-éthologique, à l'interface entre le substrat biologique et les manifestations comportementales, nous nous sommes intéressés à une fonction cognitive essentielle, la fonction mnésique, classiquement exprimée chez le rongeur par l'orientation spatiale. Au niveau du substrat, McDonald et White (1993) ont montré la dissociation de trois systèmes de mémoire, avec les rôles de l'hippocampe, du néostriatum et de l'amygdale dans l'encodage des informations respectivement épisodiques, procédurales et émotionnelles. Nous nous sommes penchés sur l'interaction entre ces systèmes en fonction de la dimension émotionnelle par l'éclairage du comportement. L'état émotionnel de l'animal dépend de plusieurs facteurs, que nous avons tenté de contrôler indirectement en comparant leurs effets sur l'acquisition, dans diverses conditions, de la tâche de Morris (qui nécessite la localisation dans un bassin de la position d'une plate-forme submergée), ainsi que sur le style d'exploration de diverses arènes, ouvertes ou fermées, plus ou moins structurées par la présence de tunnels en plexiglas transparent. Nous avons d'abord exploré le rôle d'un composant du système adrénergique dans le rapport à la difficulté et au stress, à l'aide de souris knock-out pour le récepteur à la noradrénaline a-1 B dans un protocole avec 1 ou 4 points de départ dans un bassin partitionné. Ensuite, nous nous sommes penchés, chez le rat, sur les effets de renforcement intermittent dans différentes conditions expérimentales. Dans ces conditions, nous avons également tenté d'analyser en quoi la situation du but dans un paysage donné pouvait interférer avec les effets de certaines formes de stress. Finalement, nous avons interrogé les conséquences de perturbations passées, y compris le renforcement partiel, sur l'organisation des déplacements sur sol sec. Nos résultats montrent la nécessité, pour les souris cont~ô/es dont l'orientation repose sur l'hippocampe, de pouvoir varier les trajectoires, ce qui favoriserait la constitution d'une carte cognitive. Les souris a->B KO s'avèrent plus sensibles au stress et capables de bénéficier de la condition de route qui permet des réponses simples et automatisées, sous-tendues par l'activité du striatum. Chez les rats en bassin 100% renforcé, l'orientation apparaît basée sur l'hippocampe, relayée par le striatum pour le développement d'approches systématiques et rapides, avec réorientation efficace en nouvelle position par réactivation dépendant de l'hippocampe. A 50% de renforcement, on observe un effet du type de déroulement des sessions, transitoirement atténué par la motivation Lorsque les essais s'enchaînent sans pause intrasession, les latences diminuent régulièrement, ce qui suggère une prise en charge possible par des routines S-R dépendant du striatum. L'organisation des mouvements exploratoires apparaît dépendante du niveau d'insécurité, avec différents profils intermédiaires entre la différentiation maximale et la thigmotaxie, qui peuvent être mis en relation avec différents niveaux d'efficacité de l'hippocampe. Ainsi, notre travail encourage à la prise en compte de la dimension émotionnelle comme modulatrice du traitement d'information, tant en phase d'exploration de l'environnement que d'exploitation des connaissances spatiales. Abstract : Emotion and cognition are terms widely used to refer to opposite mental processes. Hence, cognitive science research has for a long time pushed "hot" components away from "cool" targeted processes, except for assessing devastating effects of the former upon the latter. However, cognitive processes (of information collection, preservation, and utilization) and emotional processes (of subjective, physiological, and behavioral activation roue to attraction or aversion) are inseparable. At the crossing between biological substrate and behavioral expression, we studied a chief cognitive function, memory, classically shown in animals through spatial orientation. At the substrate level, McDonald et White (1993) have shown a dissociation between three memory systems, with the hippocampus, neostriatum, and amygdala, encoding respectively episodic, habit, and emotional information. Through the behavior of laboratory rodents, we targeted the interaction between those systems and the emotional axis. The emotional state of an animal depends on different factors, that we tried to check in a roundabout way by the comparison of their effects on acquisition, in a variety of conditions, of the Morris task (in which the location of a hidden platform in a pool is required), as well as on the exploration profile in different apparatus, open-field and closed mazes, more or less organized by clear Plexiglas tunnels. We first tracked the role, under more or less difficult and stressful conditions, of an adrenergic component, with knock-out mice for the a-1 B receptor in a partitioned water maze with 1 or 4 start positions. With rats, we looked for the consequences of partial reinforcement in the water maze in different experimental conditions. In those conditions, we further analyzed how the situation of the goal in the landscape could interfere with the effect of a given stress. At last, we conducted experiments on solid ground, in an open-field and in radial mazes, in order to analyze the organization of spatial behavior following an aversive life event, such as partial reinforcement training in the water maze. Our results emphasize the reliance of normal mice to be able to vary approach trajectories. One of our leading hypotheses is that such strategies are hippocampus-dependent and are best developed for of a "cognitive map like" representation. Alpha-1 B KO mice appear more sensitive to stress and able to take advantage of the route condition allowing simple and automated responses, most likely striatum based. With rats in 100% reinforced water maze, the orientation strategy is predominantly hippocampus dependent (as illustrated by the impairment induced by lesions of this structure) and becomes progressively striatum dependent for the development of systematic and fast successful approaches. Training towards a new platform position requires a hippocampus based strategy. With a 50% reinforcement rate, we found a clear impairment related to intersession disruption, an effect transitorily minimized by motivation enhancement (cold water). When trials are given without intrasession interruption, latencies consistently diminish, suggesting a possibility for striatum dependent stimulus-response routine to occur. The organization of exploratory movements is shown to depend on the level of subjective security, with different intermediary profiles between maximum differentiation and thigmotaxy, which can be considered in parallel with different efficiency levels of the hippocampus dependent strategies. Thus, our work fosters the consideration of emotion as a cognitive treatment modulator, during spatial exploration as well as spatial learning. It leads to a model in which the predominance of hippocampus based exploration is challenged by training conditions of various nature.

La dinàmica de les práctiques científiques des del punt de vista de l'experiencialisme

La tesi doctoral titulada "La Dinàmica de les Pràctiques Científiques des d'un punt de vista experiencialista" té com a objectiu oferir una alternativa a les tesis de Kuhn defensades a l'"Estructura de les Revolucions Científiques". En aquest sentit, s'utilitzaran diferents experiments i models teòrics actuals en l'àmbit de les ciències cognitives per tal de superar la teoria estructuralista de la cognició, quee Kuhn proposa com la base de la seva filosofia de la ciència. Contràriament a aquesta teoria, l'experiencialisme se situa lluny de les tesis estructuralistes, en la mesura en què assumeix que la cognició humana emergeix des de la dinàmica interactiva dels agents cognitius humans entre ells en un entorn material, en tant que agents corporals. A partir d'aquesta interacció dinàmica, l'ésser humà genera un horitzó de sentit. Ja que la interacció entre els éssers humans en un entorn cultural i material és complex, dinàmic i canviant, la generació de sentit emergent no és com una estructura semàntica, coherent i sistemàtica, sinó que ha de ser considerada com un conjunt asistemàtic de perspectives exploratòries que se succeeixen en el temps, en funció dels diferents contextos i propòsits que un agent corporal porta a terme al llarg de la seva interacció dinàmica i temporal amb l'entorn. Com a resultat de tot això, els èssers humans apliquen diferents criteris interactius que donen lloc a diferents perspectives per categoritzar o estructurar el món material i cultural. Aquest punt de vista és completament diferent del kuhnià, donat que el segon argumenta que cada èsser humà té la seva pròpia Gestalt o estructura semàntica que projecta "a priori" sobre la realitat. Aquesta diferència serà molt important no només des d'un punt de vista teòric, sinó també des d'un punt de vista pràctic. Per exemple, s'argumentarà que en l'àmbit de la didàctica de les ciències empíriques, es poden produir canvis beneficiosos significatius si s'utilitzen tesis extretes del model experiencialista de la cognició humana, i es deixen de banda el cognitivisme i el teoreticisme, que són actualment les bases teòriques de la manera en qué funciona l'educació científica. Finalment, conclourem afirmant que la visió experiencialista de la cognició implica assumir una forta relació entre l'ètica i la ciència, puix que els èssers humans són capaços d'utilitzar diferents criteris interactius per explorar la realitat i, per tant, sempre poden buscar millors estragègies per entendre's els uns amb els altres.

La Inefabilidad de la metáfora. Breve reflexión sobre la significación metafórica en la cultura como conversación

El debate sobre qué significan las metáforas es una constante en diversas áreas del pensamiento contemporáneo. Desde los estudios literarios hasta la ciencia cognitiva o la lingüística, la metáfora se ha interpretado como una instancia del lenguaje fundamental para comprender no sólo cómo nos comunicamos, sino cómo funciona nuestra mente. Por su parte, la idea de una contingencia del lenguaje y la acción comunicativa, en la que los individuos de una comunidad lingüística sientan las bases de sudesarrollo, gana terreno para una comprensión más práctica y veraz del progreso social. Desde estos supuestos, la reflexión desarrollada en estas páginas tendrá como propósito rediscutir algunas nociones y teorías sobre la metáfora y sus relaciones con los conceptos de «verdad» y «significado», tratando deubicarla en los marcos del uso y la conversación cultural en la contingencia de nuestro lenguaje.

Filosofia, ciencia social y cognición humana

Tradicionalmente, las ciencias sociales se han fundado en categorías de sentido común para describir la realidad, de modo que aceptan tácitamente el principio de la folk psychology, según el cual las personas actúan para conseguir aquello que desean, dadas unas creencias. Sin embargo, aunque los deseos y las creencias puedan ser causas de la acción, no hay modo de definir de forma conceptualmente independiente cada uno de estos elementos con el fin de elaborar leyes de la acción que sean informativas y empíricamente corregibles o ajustables. Se hace necesario substituir este sistema explicativo por otro que «divida la naturaleza por sus articulaciones». Alejada del fallido programa de investigación conductista, la ciencia social puede explorar nuevas vías para convertirse en una disciplina rigurosa equipada con un conjunto de teorías que permitan reorganizar las valiosas observaciones disponibles y sugerir nuevas hipótesis interdisciplinariamente integradas. Sin embargo, esto no ocurrirá en la medida en que no haya forma de escapar a las limitaciones de la folk psychology. El presente artículo trata de mostrar cómo la psicología evolucionaria, centrada en los mecanismos evolucionados de procesamiento de información presentes en la mente humana, proporcionaría la conexión causal necesaria entre la biología evolucionaria y los complejos e irreductibles fenómenos sociales y culturales estudiados por sociólogos, economistas, antropólogos e historiadores.

Constraining ACT-R models of decision strategies: An experimental paradigm

It has been repeatedly debated which strategies people rely on in inference. These debates have been difficult to resolve, partially because hypotheses about the decision processes assumed by these strategies have typically been formulated qualitatively, making it hard to test precise quantitative predictions about response times and other behavioral data. One way to increase the precision of strategies is to implement them in cognitive architectures such as ACT-R. Often, however, a given strategy can be implemented in several ways, with each implementation yielding different behavioral predictions. We present and report a study with an experimental paradigm that can help to identify the correct implementations of classic compensatory and non-compensatory strategies such as the take-the-best and tallying heuristics, and the weighted-linear model.

Strategy selection: An introduction to the modeling challenge

Modeling the mechanisms that determine how humans and other agents choose among different behavioral and cognitive processes-be they strategies, routines, actions, or operators-represents a paramount theoretical stumbling block across disciplines, ranging from the cognitive and decision sciences to economics, biology, and machine learning. By using the cognitive and decision sciences as a case study, we provide an introduction to what is also known as the strategy selection problem. First, we explain why many researchers assume humans and other animals to come equipped with a repertoire of behavioral and cognitive processes. Second, we expose three descriptive, predictive, and prescriptive challenges that are common to all disciplines which aim to model the choice among these processes. Third, we give an overview of different approaches to strategy selection. These include cost‐benefit, ecological, learning, memory, unified, connectionist, sequential sampling, and maximization approaches. We conclude by pointing to opportunities for future research and by stressing that the selection problem is far from being resolved.

Rhétorique et cognition : perspectives théoriques et stratégies persuasives

D'une certaine manière, la rhétorique est un art cognitif. L'art de discourir en situation concrète dans l'espoir de faire adhérer l'auditoire à une thèse suppose une forte aptitude cognitive: celle de se représenter la façon dont l'auditoire lui-même se représente une situation rhétorique. Or, à partir du moment où agir sur les représentations d'autrui est facilité par des techniques rhétoriques ou sophistiques, la question de la tromperie verbale s'est immiscée dans des affaires de régulation sociale et, avec elle, des enjeux tant de crédibilité que de crédulité. Dans le cadre démocratique rendant encore plus aiguë une forme de dépendance à l'information d'autrui, la nécessité de croire tout comme la possibilité d'être leurré mettent à l'épreuve tant le fonctionnement social de la Cité que l'évaluation des informations et de leurs auteurs. Le but des contributions de cet ouvrage n'est pas de dénoncer les effets de certains schèmes argumentatifs que d'aucuns jugeraient fallacieux ni d'ajouter une couche nouvelle aux critiques des sophismes, mais d'étudier leur fonctionnement et leurs effets cognitifs hic et nunc. Quels sont les mécanismes langagiers et cognitifs qui expliquent la «performance» des arguments réputés fallacieux? Comment fonctionnent les stratégies rhétoriques à l'intersection entre cognition, sciences du langage et société? Cet ouvrage, issu du colloque Communication et Cognition: manipulation, persuasion et biais dans le langage, tenu à Neuchâtel du 26 au 28 janvier 2011, propose plusieurs propositions originales ou hypothèses stimulantes dans l'espoir qu'elles inspireront tant les chercheurs spécialisés en rhétorique et sciences du langage à aller voir du côté de la psychologie cognitive que les spécialistes de ce domaine à mettre en évidence la rhétoricité de leurs recherches. English version: In a way, rhetoric is a cognitive art. The art of speaking in concrete situations in the hope of gaining the audience's consent on a given issue requires the operation of a cognitive ability: that of being able to represent the way an audience represents itself a rhetorical situation. Nonetheless, once we consider that rhetorical or sophistic techniques influence people's representations, verbal deception becomes a matter of social regulation, together with issues of credibility and credulity. In a democratic context fostering a form of dependence towards other people's information, the necessity of believing everything and the possibility of being duped are challenges for both the social management of the City and the evaluation of information and of its sources. The contribution of the chapters of this volume is neither to be found in the condemnation of the fallacious effects of specific argument schemes nor in the addition of yet another layer to fallacy criticism, but in the study of how fallacies work, hic et nunc. What are the linguistic and cognitive mechanisms at play behind the "performance" of fallacious arguments? How do rhetorical strategies work at the interface of cognition, language science and society? This book gathers papers that were presented during the international conference Communication & Cognition: manipulation, persuasion and biases in language, held at the University of Neuchâtel in January 2011. A number of original proposals and stimulating hypotheses emerge from them: we hope that these will inspire researchers in the language sciences who specialise in rhetoric to take on board cognitive scientific insights but also researchers in cognitive science to engage with the rhetoricity of their own research.

The establishment of communication systems depends on the scale of competition

How communication systems emerge and remain stable is an important question in both cognitive science and evolutionary biology. For communication to arise, not only must individuals cooperate by signaling reliable information, but they must also coordinate and perpetuate signals. Most studies on the emergence of communication in humans typically consider scenarios where individuals implicitly share the same interests. Likewise, most studies on human cooperation consider scenarios where shared conventions of signals and meanings cannot be developed de novo. Here, we combined both approaches with an economic experiment where participants could develop a common language, but under different conditions fostering or hindering cooperation. Participants endeavored to acquire a resource through a learning task in a computer-based environment. After this task, participants had the option to transmit a signal (a color) to a fellow group member, who would subsequently play the same learning task. We varied the way participants competed with each other (either global scale or local scale) and the cost of transmitting a signal (either costly or noncostly) and tracked the way in which signals were used as communication among players. Under global competition, players signaled more often and more consistently, scored higher individual payoffs, and established shared associations of signals and meanings. In addition, costly signals were also more likely to be used under global competition; whereas under local competition, fewer signals were sent and no effective communication system was developed. Our results demonstrate that communication involves both a coordination and a cooperative dilemma and show the importance of studying language evolution under different conditions influencing human cooperation.

Avoimen lähdekoodin musiikkiteknologia

Musiikkiteknologia on laaja soveltava tieteenala, jota voidaan hyödyntää kasvatustieteissä, psykologiassa ja kognitiivisissa tieteissä. Musiikkilaitteet ja ohjelmistot hyödyntävät tietotekniikkaa. Musiikkiteknologian ohjelmat ovat joko kaupallisia tai pohjautuvat avoimen lähdekoodin ajatteluun. Tässä työssä kartoitin Linuxin avoimen lähdekoodin virtuaaliinstrumentit sekä toteutin rumpukoneen, kosketinsoittimen ja yksinkertaisen karaokeohjelman mobiilille laitteelle. Tehty työ osoittaa, että tietoteknisin keinoin voidaan toteuttaa tutkimushankkeissa hyödynnettäviä musiikkiteknologian ohjelmia.

User Experience of Geocaching and Its Application to Tourism and Education

Advances in technology have provided new ways of using entertainment and game technology to foster human interaction. Games and playing with games have always been an important part of people’s everyday lives. Traditionally, human-computer interaction (HCI) research was seen as a psychological cognitive science focused on human factors, with engineering sciences as the computer science part of it. Although cognitive science has made significant progress over the past decade, the influence of people’s emotions on design networks is increasingly important, especially when the primary goal is to challenge and entertain users (Norman 2002). Game developers have explored the key issues in game design and identified that the driving force in the success of games is user experience. User-centered design integrates knowledge of users’ activity practices, needs, and preferences into the design process. Geocaching is a location-based treasure hunt game created by a community of players. Players use GPS (Global Position System) technology to find “treasures” and create their own geocaches; the game can be developed when the players invent caches and used more imagination to creations the caches. This doctoral dissertation explores user experience of geocaching and its applications in tourism and education. Globally, based on the Geocaching.com webpage, geocaching has been played about 180 countries and there are more than 10 million registered geocachers worldwide (Geocaching.com, 25.11.2014). This dissertation develops and presents an interaction model called the GameFlow Experience model that can be used to support the design of treasure hunt applications in tourism and education contexts. The GameFlow Model presents and clarifies various experiences; it provides such experiences in a real-life context, offers desirable design targets to be utilized in service design, and offers a perspective to consider when evaluating the success of adventure game concepts. User-centered game designs have adapted to human factor research in mainstream computing science. For many years, the user-centered design approach has been the most important research field in software development. Research has been focusing on user-centered design in software development such as office programs, but the same ideas and theories that will reflect the needs of a user-centered research are now also being applied to game design (Charles et al. 2005.) For several years, we have seen a growing interest in user experience design. Digital games are experience providers, and game developers need tools to better understand the user experience related to products and services they have created. This thesis aims to present what the user experience is in geocaching and treasure hunt games and how it can be used to develop new concepts for the treasure hunt. Engineers, designers, and researchers should have a clear understanding of what user experience is, what its parts are, and most importantly, how we can influence user satisfaction. In addition, we need to understand how users interact with electronic products and people, and how different elements synergize their experiences. This doctoral dissertation represents pioneering work on the user experience of geocaching and treasure hunt games in the context of tourism and education. The research also provides a model for game developers who are planning treasure hunt concepts.

The Lived Experience of Nursing Students With Formative Assessment Formally Embedded in Clinical Courses: A Transcendental Phenomenological Study

The potential of formative assessment (FA) for informing learning in classroom-based nursing courses is clearly established in the literature; however, research on FA in clinical courses remains scarce. This inquiry explored the lived experience of nursing students using transcendental phenomenology and described the phenomenon of being assessed in clinical courses. The research question guiding the study was: How is the phenomenon of assessment experienced by nursing students when FA is formally embedded in clinical courses? Inherent in this question were the following issues: (a) the meaning of clinical experiences for nursing students, (b) the meaning of being assessed through FA, and (c) what it is like to be assessed when FA is formally embedded within clinical experiences. The noematic themes that illuminated the whatness of the participants’ experience were (a) enabled cognitive activity, (b) useful feedback, (c) freedom to be, (d) enhanced focus, (e) stress moderator, and (f) respectful mentorship. The noetic themes associated with how the phenomenon was experienced were related to bodyhood, temporality, spatiality, and relationship to others. The results suggest a fundamental paradigm shift from traditional nursing education to a more pervasive integration of FA in clinical courses so that students have time to learn before being graded on their practice. Furthermore, this inquiry and the literature consulted provide evidence that using cognitive science theory to inform and reform clinical nursing education is a timely option to address the repeated calls from nursing leaders to modernize nursing education. This inquiry contributes to reduce our reliance on assumptions derived from research on FA in nursing classrooms and provides evidence based on the reality of using formative assessment in clinical courses. Recommendations for future research are presented.

Le langage humain est-il une adaptation biologique? : un regard critique sur une explication adaptationniste

Pinker et Bloom (1990), deux représentants de la psychologie évolutionniste, soutiennent que le langage est une adaptation biologique ayant pour fonction la communication. Ils prétendent ainsi jeter un éclairage sur l’origine et l’évolution du langage. Le présent mémoire propose une analyse critique de leur argumentation, et ce, du point de vue de la philosophie de la biologie. D’une part, il tente de dissiper la confusion entourant la conception du langage adoptée par Pinker et Bloom, afin de mieux définir le trait censé constituer une adaptation biologique. Ce faisant, ce mémoire fait ressortir certains présupposés de leur conception du langage et en souligne l’aspect problématique. En ce sens, les concepts d’innéité, de modularité, de grammaire universelle et de systématicité sont abordés de façon critique. D’autre part, ce travail entend expliciter un concept clé de l’argumentation de Pinker et Bloom : celui d’adaptation. L’analyse montre que l’opposition entre adaptationnisme et anti-adaptationnisme tient, dans le cas présent, à une divergence quant à la façon de définir l’adaptation biologique. Une distinction importante doit être faite entre une adaptation résultant exclusivement de la sélection naturelle dans un contexte fonctionnel particulier et une adaptation qui n’exclut pas a priori d’autres facteurs évolutifs, dont l’exaptation. Dans la mesure où l’argumentation de Pinker et Bloom conduit à affirmer que le langage constitue une adaptation seulement au deuxième sens du terme, ce mémoire montre qu’ils ne sont pas à même de rendre compte de l’origine du langage.

Le néo-réductionnisme et la matérialisme éliminativiste de Paul M. Churchland

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Modélisation de l’engagement et de la charge mentale de travail dans les Systèmes Tutoriels Intelligents

Les récents avancements en sciences cognitives, psychologie et neurosciences, ont démontré que les émotions et les processus cognitifs sont intimement reliés. Ce constat a donné lieu à une nouvelle génération de Systèmes Tutoriels Intelligents (STI) dont la logique d’adaptation repose sur une considération de la dimension émotionnelle et affective de l’apprenant. Ces systèmes, connus sous le nom de Systèmes Tutoriels Émotionnellement Intelligents (STEI), cherchent à se doter des facultés des tuteurs humains dans leurs capacités à détecter, comprendre et s’adapter intuitivement en fonction de l’état émotionnel des apprenants. Toutefois, en dépit du nombre important de travaux portant sur la modélisation émotionnelle, les différents résultats empiriques ont démontré que les STEI actuels n’arrivent pas à avoir un impact significatif sur les performances et les réactions émotionnelles des apprenants. Ces limites sont principalement dues à la complexité du concept émotionnel qui rend sa modélisation difficile et son interprétation ambiguë. Dans cette thèse, nous proposons d’augmenter les STEI des indicateurs d’états mentaux d’engagement et de charge mentale de travail. Ces états mentaux ont l’avantage d’englober à la fois une dimension affective et cognitive. Pour cela, nous allons, dans une première partie, présenter une approche de modélisation de ces indicateurs à partir des données de l’activité cérébrale des apprenants. Dans une seconde partie, nous allons intégrer ces modèles dans un STEI capable d’adapter en temps réel le processus d’apprentissage en fonction de ces indicateurs.