Cécité au changement : contexte Voir en détails : une illusion ? Stocker un percept La notion de représentation Nous pensons saisir instantanément tous les détails de notre environnement et disposer d’une perception extrêmement riche et détaillée. Pourtant, cette impression n’est peut-être qu’une illusion. C’est ce que semble nous montrer le phénomène de cécité au changement, qui est l’échec surprenant à remarquer un large changement visuel. Il était généralement admis qu'une modification était détectée par comparaison point à point des représentations visuelles. Ces découvertes ont nécessité la révision des théories psychologiques de la perception. Elles ont parfois amené les philosophes à clarifier les concepts utilisés. Une fois la représentation construite, il est nécessaire que cette dernière soit stockée. Un problème central concerne la nature des informations perceptuelles stockées, la capacité de stockage et sa durée. Dans une célèbre expérience, Sperling (1960) flashe des tableaux (3x4) de lettres et demande de rappeler les lettres vues. Les sujets n’en reportent pas plus de 4. Mais, si après la présentation, un son leur indique quelle ligne rappeler, ils peuvent la reporter entière. Cela montre que la limitation vient du déclin de la mémoire visuelle qui serait plus rapide que le report verbal. Cela sous-entend que la scène est entièrement stockée dans une mémoire iconique très brève (de l'ordre de 300 ms) mais d'une taille potentiellement infinie. D’autre part, certaines expériences montrent que nous pouvons enregistrer très rapidement et reconnaître près de 10 000 images différentes (Standing, 1973). Les représentations mentales sont un sujet d’importance en philosophie depuis l’antiquité. Elles ont donné lieu à une littérature considéra-ble, bien antérieure à la “révolution cognitive”, et sont aujourd’hui encore un objet d’étude privilégié pour la philosophie. Ici par “représentation mentale” nous entendrons plus particulièrement une construction théorique des sciences cognitives. D’après cette théorie, les états et les processus cognitifs sont constitués par l’occurrence, la transformation et le stockage (dans le cerveau/esprit) de structures véhiculant de l’information. Ces structures sont désignées sous le nom de représentations (mentales). Une représentation mentale est un objet caractérisé par différentes propriétés syntaxiques (combinatoires), sémantiques (le contenu de la représentation, sa référence, ses conditions de vérité ou sa valeur de vérité), et éventuellement par son rôle inférentiel ou conceptuel. Les théories en sciences cognitives sont dites représentationnalistes, lorsqu'elles postulent l’exi-stence de représentations et leur donne le statut d'objets mentaux basiques. Les représentations comprennent les pensées, les concepts, les percepts, les idées, les impressions, les règles, les schémas, les fantasmes ou les représentations “sub-personelles” (non-conscientes). Construire un percept Classiquement, les sciences cognitives postulent que la perception est le résultat d'un processus constructif. Dans cette approche, différents traitements ont pour fonction d'extraire de l'information du monde extérieur. Cela inclut par exemple, les processus à l'oeuvre aux niveaux des capteurs biologiques (photorécepteurs). Chaque étape de la perception débouche sur un type de représentation du monde. L'une des théories les plus influentes est la théorie de Marr (1982). Selon lui, il existerait trois étapes en série aboutissant à la création d'une représentation visuelle complète. La première étape serait l’extraction de formes 2D rétinotopiques (c’est-à-dire centrées sur la rétine). Les informations de profondeur permettraient d’obtenir une représenta-tion 2D-1/2, une vue en 3D centrée sur le point de vue de l’observateur. Finalement, une représen-tation spatiotopique (c’est-à-dire similaire à l’espace extérieur 3D) serait créée, indépendante du point de vue en remplissant par exemple les espaces cachés (occlusions). Système d'alerte : détecter un changement La détection de changements repose traditionnellement sur un système d'alerte. Il s'agit d'un système d'attention dit « exogène ». Il fonctionne automatiquement, à un niveau cortical très bas.

Cécité au changement : expériences L'expérience princeps Des conclusions fortes de la part des auteurs Pour mettre en évidence ce phénomène, les auteurs (Rensink, O’Regan & Clarck, 1997) ont développé le paradigme suivant: une image et une image modifiée sont présentées alternativement en répétition. Elles durent 240 ms et sont séparées par un écran blanc de 80 ms. Les changements peuvent porter sur un objet d’intérêt central ou marginal. La tâche des sujets consiste à détecter le plus rapidement possible le changement survenu. Trois conclusions sont établies: Nous voyons la scène comme à travers un tube: c’est-à-dire que seuls quelques éléments visuels d’intérêt particulier sont retenus dans le focus attentionnel. Pour cela, ces éléments doivent être convertis dans un format non-visuel abstrait (par exemple de type fichier-objet). Soit nous n’avons aucune représentation visuelle du monde, soit chaque nouvelle image supprime l’image précédente. Simons & Levin, 1998 Des résultats surprenants Des phénomènes ayant des implications similaires Les résultats montrent très clairement deux phénomènes. Si aucun écran blanc n'est intercalé entre les images, la détection de changements est quasiment instantanée (après une ou deux répétitions). Par contre, le nombre de répétitions nécessaires pour trouver le changement est bien plus grand avec l’écran. C’est la cécité au changement. Enfin, les sujets mettent plus de temps à détecter un changement jugé marginal, qu’un autre d’intérêt central. Confirmations : des échecs, même en condition favorable D’autres expériences vont dans le même sens que celles sur la cécité au changement: -illusion de la couleur en périphérie: la nature des photorécepteurs en dehors du centre de notre champ visuel nous rend aveugles à la couleur en périphérie. Cécité inattentionnelle: il a été montré que de larges objets visuels en plein champ peuvent rester indétectés si cet objet est inattendu et si l’attention est occupée dans une tache au même endroit (comme un avion garé sur une piste pendant un atterrissage). L’un des points les plus frappants de ces expériences est que le change blindness a lieu même si l’objet qui change est au centre de l’intérêt et est activement regardé. Par exemple, dans une expérience (O’Regan, Deubel, Clark & Rensink, 2000) qui introduit les changements au moment où les observateurs clignent des yeux (10% du temps), il reste 40% de cécité au changement alors que le regard est orienté sur le changement. A partir d’observations dans le cinéma, il a été montré que les changements de plans caméra induisent une cécité à de larges changements sur le centre d’intérêt: le personnage (Levin & Simons, 1997). Enfin, dans une scène réelle d’interaction sociale (Simons & Levin, 1998), le change blindness apparaît aussi. Un passant (complice) demande son chemin au sujet. Une porte passe entre eux dans le champ visuel et le complice échange sa place avec un porteur. Le changement n’est pas remarqué dans la majorité des cas, même si la taille, la voix et la couleur des vêtements diffèrent.  Nombre d'alternations

Cécité au changement : la controverse Les cinq requisits pour une théorie sans représentation (Simons, 2000 ; Simons et Rensink, 2005)‏ Récemment, certains chercheurs ont attaqué les conclusions anti-représentationnalistes des expériences de la cécité au changement en leur opposant qu’on pouvait y substituer au moins cinq conclusions alternatives. (1) Oubli, dégradation ou écrasement: Les données doivent éliminer la possibilité que des représentations complètes et détaillées existent, mais qu’elles sont remplacées ou se dégradent avant que la perception du changement ne survienne. La durée des images blanches: L’expérience princeps a été refaite avec succès (Rensink, O’Regan & Clark, 2000) avec des durées plus courtes de l’image blanche (40 ms). De plus, on a vu que les expériences de changements de plan-caméra introduisent des changements instantanés (Levins & Simons, 1997). Le rôle des images blanches: Le problème de l’image intercalée est qu’elle peut potentiellement agir comme un masque sur les éléments à détecter. Une critique plus sérieuse est que le système qui compare fonctionne avec une mémoire de 2 éléments. Il existe en effet des preuves que nous ne pouvons détecter qu’un changement à la fois et donc ne comparer que deux éléments ensemble (Rensink, 2002). Dans ce cas, la 1e image peut être comparée avec le cache blanc et celui-ci avec la 2e image mais pas les deux images ensemble. Pour répondre à cela, un autre paradigme fait apparaître transitoirement des « taches de boues » sur l’image pendant qu’elle change (O'Regan, Rensink, & Clark, 1999). Ces tâches ne sont pas superposées au changement. De même, un second paradigme utilise des changements très lents (Simons, Franconeri & Reimer, 2000). Le rôle de l’image blanche semble donc bien uniquement de tromper le système d’alerte. (2) Inaccessibilité: Les données doivent éliminer la possibilité que des représentations du stimulus précédant le changement existent, mais sont inaccessibles aux mécanismes qui sous-tendent la perception de changements. (3) Format inadapté: Les données doivent éliminer la possibilité que de telles représentations existent, mais sont dans un format qui ne peut pas être utilisé par la perception de changements. Il existe des preuves que le système cognitif peut stocker et tolérer des informations contradictoires par manque de comparaison systématique. La comparaison n’a pas lieu automatiquement si elle n’est pas demandée. Même si cela pourrait expliquer des phénomènes tels que le change blindness induit en situation réelle, la consigne explicite des autres versions expérimentales rend peu probable cette possibilité. (4) Cohabitation de contradictions: Les données doivent éliminer la possibilité que de telles représentations existent dans un format approprié, mais que l’opération de comparaison n’est pas réalisée (bien qu’elle le puisse). Cette hypothèse est pertinente car le but de la perception est d’extraire du sens et non d’être une copie du monde. Il se peut donc qu’aucune réactualisation ne se fasse sans un signal comme celui qui est porté par le système d’alerte. Un élément de preuve est que dans l’expérience des plan-caméra où le personnage change de vêtements, 70% des sujets décrivent l’acteur avec ses vêtements initiaux (Simons, Chabris, & Levin, 1999). (5) Première impression: Les données doivent éliminer la possibilité que la première image soit stockée détaillée et que l’observateur soit ensuite incapable de la réactualiser.

Cécité au changement : apports et perspectives Le monde comme mémoire externe La cécité à la cécité La plupart des sujets croient fermement qu’ils remarqueraient des changements aussi importants que ceux qui interviennent lors des expériences de cécité au changement Ce phénomène a certaines applications pratiques. Par exemple, la croyance fausse que des évènements inattendus dirigent systématiquement l’attention rend compte du fait que nous pouvons en un sens « regarder sans voir » des changements sur la route qui peuvent mener à un accident. Pourquoi est-il possible que nous ne stockions pas les détails visuels? L'une des raisons probables est que le monde est stable et ne disparaît pas tout seul. La plupart de ses détails restent toujours accessibles. Il est donc inutile de re-présenter le monde mentalement puisque nous pouvons utiliser l'environnement lui-même comme une mémoire externe. La situation est différente en audition puisque l’événement auditif disparaît dès qu’il a lieu. Il doit donc être stocké. L’une des prédictions est donc qu’il n’y aura pas de change blindness en audition. L’idée d’environnement comme mémoire externe permet ainsi d’expliquer l’illusion d’une richesse perceptive (O'Regan, Rensink, & Clark, 1999). A chaque fois que nous voulons vérifier qu’une partie du champs visuel est bien perçu, il suffit de le regarder pour le confirmer. Il s’agit de la même erreur que celle que les enfants peuvent faire à propos de la lumière dans le frigo. « Mind sight » La recherche sur la détection de changements a également permis d’explorer de possibles contributions non-attentionnelles (voire non conscientes) à la perception visuelle. De tels processus peuvent enregistrer la présence d’un changement avant la perception consciente, de celui-ci soit via des processus implicites ou grâce au «mindsight» : l’aptitude de certains sujets à expérimenter un sentiment viscéral de la présence d’un changement avant même de l’identifier (ou sans le pouvoir). Cette sensation de changement peut constituer un nouveau mécanisme perceptif. Bien que de telles hypothèses soient controversées, le cécité au changement a incontestablement inspirée de nouvelles hypothèses testables au sujet des mécanismes de la perception. Attention et conscience Bien que l’attention soit nécessaire pour la perception consciente de changements, elle peut ne pas être suffisante. En effet, les changements qui affectent des objets d’attention ne sont le plus souvent pas remarqués. Ceci suggère que les propriétés consciemment perçues sont juste celles dont nous avons besoin pour réaliser la tâche en cours, et remet en question l’idée que l’attention lie toujours des propriétés en une représentation complète d’un objet. Enactivisme La cécité au changement a souvent servi d’argument à un cadre théorique alternatif à la théorie computationnelle de l’esprit : l’enactivisme. D’après l’enactivisme il est faux que la perception soit un processus cérébral par lequel le système perceptif construit des représentations internes du monde. Il ne s’agit pas de remettre en cause le fait que la perception dépende de ce qui a lieu dans le cerveau, et l’enactiviste admet qu’il existe très probablement des représentations internes dans celui-ci. Mais ce serait une erreur de considérer que la perception est un processus cérébral. Il s’agit bien plutôt d’un genre d’aptitude de la part de l’animal tout entier. Plus précisément, l’enactivisme défend l’idée que l’aptitude d’un sujet à percevoir quelque chose est constituée en partie par une connaissance sensorimotrice (c’est-à-dire, par une appréhension pratique de la manière dont la stimulation sensorielle varie en fonction des mouvements du sujet percevant). Le « change simultagnosia » Bien que l’attention puisse être distribuée en 4 à 5 points en même temps, seulement un changement peut-être perçu en un moment donné. Ceci suggère que les informations en provenance de ces différents points sont réunies en un seul point de connexion (ou nexus). Bibliographie Marr, D. (1982). Vision. San Francisco: Freeman / Sperling, G. (1960). The information available in brief visual presentations. Psychological Monographs: General and Applied, 74(11), 1-29. / Standing, L. (1973). Learning 10,000 pictures. QJ Exp Psychol, 25(2), 207-22. / Rensink, R. A., O'Regan, J. K., & Clark, J. J. (1997). The Need for Attention to Perceive Changes in Scenes. Psychological Science, 8(5), 368-373. / Rensink. (2002). Failure to see more than one change at a time. Journal of Vision, 2(7), 245-245. / O'Regan, J. K., Rensink, R. A., & Clark, J. J. (1999). Change-blindness as a result of 'mudsplashes'. Nature, 398(6722), 34. / Simons, D. J., Franconeri, S. L., & Reimer, R. L. (2000). Change blindness in the absence of a visual disruption. Perception, 29(10), 1143-1154. / O'Regan, J. K., Deubel, H., Clark, J. J., & Rensink, R. A. (2000). Picture Changes During Blinks: Looking Without Seeing and Seeing Without Looking. Visual Cognition, 7, 191-212. / Simons, D., & Levin, D. (1998). Failure to detect changes to people during a real-world interaction. Psychonomic Bulletin & Review, 5(4), 644-649. / Levin, D. T., & Simons, D. J. (1997). Failure to detect changes to attended objects in motion pictures. Psychonomic Bulletin & Review, 4(4), 501-506.