dimanche 26 mai 2019

Le rôle de l’attention centrale dans un comportement multitâche

La capacité d’être multitâche est illusoire et le fait d'y croire est considéré comme un neuromythe (voir article). Dans les faits, les traitements de l’information liés aux différentes tâches se succèdent au fil du temps.

Nous pouvons nous intéresser à la façon dont l’attention gère de manière séquentielle cet apparent parallélisme, afin de mieux en comprendre ses paramètres de fonctionnement et ses limites.

(Photographie : Sebastien Gerber)




Gérer plusieurs tâches à la fois n’est pas aisé


À force d’habitude, cédant aux tentations qui s'offrent à eux, nombre d’élèves travaillent chez eux avec de la musique en arrière-plan, quand ill ne s'agit pas de l'écran de télévision placé dans leur champ de vision. De manière similaire, leur téléphone, peut se retrouver innocemment déposé sur un coin de leur espace de travail. Il va se rappeller régulièrement à eux par des notifications de nouveaux messages qui rendent précaires leurs capacités d’attention, quand il ne s'agit pas d'échanges vocaux à travers un appel exercé par l'une ou l'autre application.

Le coût sur l’apprentissage de ces différentes distractions est malheureusement bien réel. S'engager dans plusieurs tâches en même temps altère la qualité de notre travail. Notre attention va se retrouver allouée et retirée successivement à chacune des tâches en cours. Des informations pertinentes peuvent nous échapper et nos erreurs deviennent plus fréquentes. Notre mémorisation et notre compréhension deviennent plus superficielles.

Toutefois nous ne pouvons totalement échapper non plus à l'engagement dans un mode multitâche car il fait partie de notre réalité. Nous pouvons conduire une voiture tout en menant une discussion avec les passagers, en conversant par bluetooth au téléphone ou en écoutant la radio. 

En tant que parents, nous pouvons heureusement cuisiner ou pratiquer d’autres tâches ménagères, tout en conservant un œil sur notre progéniture. Toutefois, combiner plusieurs tâches parallèlement se traduit presque invariablement par un allongement des temps d’action, une diminution de la vigilance et une sensation de fatigue ou de saturation de la charge mentale.

Nous avons beau le condamner, l’illusoire comportement multitâche reste parfois souhaitable ou nécessaire :
  • De nombreuses situations de la vie courante nécessitent une attention partagée, comme la lecture à haute voix ou nous devons à la fois nous concentrer sur le sens et sur la déclamation. 
  • Lorsque nous conversons dans une langue étrangère dont nous ne possédons qu'un niveau peu élevé nous devons à la fois analyser les mots, retrouver leur traduction et reconstituer le sens, puis nous engager dans la démarche opposée pour répondre.
  • Un enseignant efficace fait toujours preuve de vigilance tandis qu'il enseigne. Il conserve toujours un œil vagabond sur ce qui se passe dans la classe tout en exposant oralement la matière.
  • Certains étudiants se retrouvent par la force des choses en situation de multitâche lorsqu'ils sont en stage ou en situation d’évaluation. Un étudiant infirmier, coiffeur ou encore électromécanicien, doit en situation d’évaluation sur le terrain, poser des gestes professionnels, mais également pouvoir verbaliser et analyser le contexte théorique de sa pratique. Il doit pouvoir se justifier en pilotant ses actions alors que de nombreux automatismes sont encore absents et nécessitent son attention.





L’attention centrale


Dans un modèle sériel du traitement de l’information, qui dépend de l'attention centrale, les événements mentaux compris entre le stimulus et la réponse à une tâche sont les suivants :
  1. Un stade précentral qui correspond à l'identification et à l'analyse des caractéristiques perceptuelles du stimulus
  2. Un stade central * qui consiste en la sélection de la réponse et la prise de décision sur l'action à entreprendre 
  3. Un stade postcentral qui porte sur la génération et l'initiation de la réponse apportée.

* Le stade central a besoin de l’attention centrale pour opérer. Cela ne serait pas le cas pour le stade précentral ou pour le stade postcentral.

L’attention centrale correspond aux processus centraux du traitement de l’information, ceux liés à  la prise décision ou à la sélection de la réponse. Ces processus sont situés dans le temps entre l’acte perceptif (stade précentral) et la commande motrice (stade postcentral).





Double tâche et période réfractaire psychologique (PRP)


C'est l’attention centrale qui est à la source des limitations et des perturbations lorsque nous nous engageons dans une situation de double tâche.

Considérons une situation de double tâche telle qu’elle est illustrée ci-dessous :


(source Wikipedia)


  1. Une première tâche débute par son stade précentral. 
  2. La seconde tâche démarre son stade précentral peu de temps après.
  3. Les stades précentral (et postcentral) des deux tâches peuvent chevaucher d’autres stades sans grande difficulté. 
  4. Par contre, les étapes ombrées sur le schéma, qui correspondent au stade central, ne peuvent pas se chevaucher : 
    1. Nous pouvons nous retrouver en situation de chevauchement, par exemple lorsque le temps d’intervention entre les deux tâches (SOA) est court. 
    2. Dans ce cas, le stade central de la tâche qui est prioritaire (c’est-à-dire la première tâche) entrainera un retard (noté ici SLACK) dans l’exécution du stade central de la seconde tâche. 
    3. Comme les stades centraux des deux tâches ne pouvent pas se chevaucher, celui de la seconde ne peut démarrer que lorsque celui de la première s’interrompt.

Imaginons que deux stimuli différents nous sont présentés en succession rapide. Chacun d'entre eux nécessite une réponse rapide. Dans ce cas, la période réfractaire psychologique (PRP) désigne la période pendant laquelle la réponse à un deuxième stimulus est ralentie parce qu’un premier stimulus est encore en cours de traitement, c'est-à-dire le SLACK dans le schéma ci-dessous. La période réfractaire psychologique (PRP) n'apparait qu'en situation de double tâche.

La période réfractaire psychologique (PRP) s’explique par une limitation de l’attention centrale empêchant d’exécuter plus d’une opération centrale de traitement à la fois.





Modèle du goulet d’étranglement


Une explication théorique de la PRP a été apportée par Harold Pashler, il s’agit du modèle du goulet d’étranglement d’origine structurale.

Ce goulet d’étranglement se manifeste lorsque le premier stimulus est en cours de traitement. Aucun autre stimulus ne peut être traité durant ce traitement. Le goulet d’étranglement limite le traitement des opérations mentales centrales à une seule tâche à la fois.

Le postulat lié à ce modèle est que les stades centraux des deux tâches nécessitent l’accès à un mécanisme attentionnel à canal unique. Sa capacité est limitée à la prise en charge d’une seule opération centrale à la fois. Le traitement du stade central d’une tâche imposerait donc la mise en attente du traitement du stade central de la seconde tâche.

Cette limite tiendrait au mode d’allocation : l’attention centrale serait allouée sur une seule tâche à la fois, selon un principe binaire. 100 % ou 0 % de l’attention centrale est allouée à une tâche.

La période réfractaire psychologique (PRP) a pour conséquence que le temps de réalisation de la seconde tâche est plus long en condition de double tâche qu’en condition de simple tâche. Ce retard dans le temps de réponse lorsqu’il faut diviser son attention est susceptible d’avoir un effet négatif dans de nombreuses situations.

La nature structurale du goulet d’étranglement central prédit que la limitation centrale persiste même après un entrainement considérable en double tâche. La PRP est toujours visible à la suite de plusieurs milliers d’essais en double tâche.

Le goulet d’étranglement représente une propriété de l’architecture cognitive humaine. L’être humain ne peut prendre qu’une seule décision à la fois.

Ce goulet est à rapprocher au filtre attentionnel précoce de l’attention sélective (voir article). Il est considéré comme l’un des éléments clés du fonctionnement de la mémoire de travail (voir article).





Expertise et goulet d’étranglement latent


Nous ne pouvons échapper à la nature structurelle du goulet d’étranglement de l’attention centrale lorsque nous alternons d’une tâche à l'autre en tentant de les mener de front. 

Toutefois avec une pratique approfondie, les individus sont susceptibles d'apprendre à alterner leur attention au moment opportun. Ils vont allouer leur attention à une tâche au moment où le traitement d’une autre tâche concurrente n’a pas besoin d’attention centrale pour opérer. 

Si nous ne pouvons réellement échapper à la période réfractaire psychologique, dans certaines conditions de double tâche, le goulet d’étranglement peut être rendu latent. Dans ce cas, nous arrivons à échapper à la concurrence qui existe entre le stade central de chacune des deux tâches. Nous nous arrangeons pour que  l'attention centrale ne soit jamais mobilisées en même temps.

C’est pourquoi il est possible d’avoir des illusions parfaites de fonctionnement multitâche quand ce facteur latent est rencontré. 

Pour ce faire, il faut que les caractéristiques suivantes soient rencontrées :
  1. Les deux tâches sont élémentaires et demandent des temps de réaction cours et ponctuels 
  2. Les risque de conflits sensoriels d’entrée et de sortie motrice sont minimisés
  3. L’ampleur de la superposition temporelle entre les traitements des deux tâches est contrôlée et varie d’un essai à l’autre
  4. La priorité est donnée au traitement du stimulus survenant le premier.

Dans le cadre de certaines recherches, il a par exemple été montré qu’il était possible de réaliser deux tâches en parallèle. Il était possible de s’entrainer à lire un texte et écrire sous la dictée, aussi tout aussi rapidement en condition de double tâche qu’en condition de simple tâche, à partir du moment où il est possible d'utiliser la propriété d'un goulet d'étrangement latent.





Un semblant de mode multitâche


En situation de goulet d’étranglement latent, la période réfractaire psychologique semble invisible. Ces conditions sont très rarement respectées et dans les conditions habituelles de double tâche, chacune d’entre elles se trouvant dès lors ralentie.

Si la situation du goulet d'étranglement latent peut être obtenue, les résultats indiquent aussi que le temps total nécessaire à la réalisation des deux tâches en condition de double tâche est inférieur à la somme des temps nécessaires à la réalisation des deux tâches en condition de simple tâche. 

Cela correspond à l’idée qu’il est possible d’allouer simultanément l’attention aux opérations mentales sous-jacentes aux deux tâches précentrales et postcentrales, car le goulet d’étranglement ne concerne que le stade central.

Cela signifie concrètement que si un élève fait ses devoirs devant la télévision, cela va lui prendre sensiblement plus de temps. Malgré tout au total cela va lui prendre moins de temps que s’il fait ses devoirs sans la télévision puis regarde ensuite le programme.

Travailler en mode « multitâche » pour un élève peut être un gain de temps qui se paie par une baisse globale de qualité. Le choix de faire ses devoirs de manière isolée demande ainsi abnégation et engagement. Cela consomme du temps pour fournir un résultat de qualité. L'élève peut le faire, cela peut lui faire gagner du temps en jonglant entre deux activités mais il va également apprendre moins et faire plus d'erreurs.

Il y a ainsi deux facettes divergentes à la capacité humaine et travailler en mode multitâche : 
  • Nous pouvons mettre en évidence positivement la capacité à gérer deux tâches à la fois en matière d’efficience.
  • Nous pouvons mettre en évidence négativement le coût que représente le fait de gérer deux tâches en même temps en matière de qualité. 


Cas des tâches complexes


Nous pouvons également faire le lien entre le mécanisme de l'attention centrale et la capacité de réalisation de tâches complexes par les élèves, comme des problèmes, qui comprennent plusieurs tâches simples en série et en parallèle.

La notion d’attention centrale indique que pour la réalisation efficace et sans interférence de tâches complexes, deux éléments sont essentiels : 
  1. La pratique antérieure qui dépend des savoirs et savoir-faire acquis et automatisés et correspond à l’intelligence cristallisée. 
  2. La latitude sur la façon de faire, qui correspond plus à l’intelligence fluide. C’est l’idée que les individus ont une certaine liberté sur la façon de réaliser la tâche. Quand les participants ont la possibilité de s’organiser comme ils le veulent, ils peuvent accéder aux différents éléments de la tâche complexe de manière indépendante, sans interférence observable. 

Ainsi lors de la résolution de problèmes, si les élèves manquent de pratique ou de latitude, ils affrontent d’emblée une situation de goulet d’étranglement particulièrement problématique et tenace où les interférences sont multiples. Le goulet d’étranglement est d’autant plus influent que le stade central nécessite des ressources et que donc les tâches en cours sont complexes. Lorsqu'un élève dispose de connaissances antérieures et a toute latitude sur la façon de procéder, il devient plus probable qu'il rencontre le succès dans la réalisation de la tâche complexe.


Mise à jour le 04/02/21


Bibliographie


François Maquestiaux, Psychologie de l’attention, Deboeck, p 99-124, 2017

Wikipedia contributors. (2019, April 13). Psychological refractory period. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 5:08 p.m., May 26, 2019, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Psychological_refractory_period&oldid=892336320

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