Variations Stratégiques et Vieillissement

Patrick LEMAIRE

Master 1 – EAV Cours 2 – Généralités sur les Stratégies

Age-related changes incognitive performance

AGE

PE

RF

OR

MA

NC

E

Negative

Zero

Positive

What are the underlying mechanisms?

- Quantitative Factors (Proc. Speed, WM, Inhibit°)

- Qualitative Factors (e.g., Cognitive Strategies)

STRATEGIC VARIATIONS AND COGNITIVE AGING

No Strat. Variations-------------------------------

MemoryGlynn et al.,83; Rankin et al.,84; Rice & Meyer, 85; Wodd & Pratt, 87; Parkinson et al., 82; Hertzog & Dunlosky, 98

LanguageCohen & Faulkner, 83; Stine, 96

Problem solv. Reason., and Decision Making

Salthouse & Prill, 87; Salthouse, 87; Salthouse et al., 90;

Lemaire & Arnaud, 2008

Strategic Variations ------------------------------

MemoryCimbalo & Brink, 82; Thomas, 85; Sanders et al., 80; Verhaeghen & Marcoen, 94

LanguageAdams et al., 90; Reder et al., 86

Problem solv. Reason., and Decision Making

Charness, 81, 82; Salthouse et al., 88; Lemaire et al., 2004; Mata et al., 2007

STRATEGIC VARIATIONS AND COGNITIVE AGING:

Limits of previous works

No appropriate conceptual framework

----------------------------

What are the right questions?

No appropriate methodological

approach

-----------------------------

How to best investigate strategic variations?

Cognitive Strategy : Definition

• « Procedure or set of procedures to accomplish a high-level goal » (Lemaire & Reder, Mem&Cog, 1999, p. 365)

• « Set of methods to accomplish a cognitive task » (Newell & Simon, GPS-book,1972, p. 127)

Deux stratégies identiques

Cas 1: Deux stratégies non différentes: Même nombre et même type de processus

Cas 2: : Deux stratégies non différentes: Nombre identique de processus

Processus a Processus b Processus cStratégie 2

Processus a Processus b Processus cStratégie 1

Processus a Processus b Processus c Processus dStratégie 1

Processus a Processus b Processus c Processus dStratégie 2

Stratégies différentes

Cas 2b: Nombre de processus différent, trois processus identiques

Stratégie 2

Stratégie 1

Cas 2a: Nombre et (tous les) tppe(s) de processus différents

Processus a Processus b Processus c

Processus d Processus e Processus f Processus g

Stratégie 2

Stratégie 1 Processus a Processus b Processus c

Processus a Processus b Processus c Processus d

Stratégie: Suite de processus

Cas 3a: Nombre de processus identique, un processus différent

Processus a Processus b Processus cStratégie 1

Processus a Processus b Processus dStratégie 2

Stratégie: Suite de processus

Processus a Processus d Processus eStratégie 2

Processus a Processus b Processus cStratégie 1

Cas 3b: Nombre de processus identique, deux processus différents

Cas 3c: Nombre de processus identique, trois processus différents

Processus d Processus e Processus fStratégie 2

Processus a Processus b Processus cStratégie 1

Variantes d’une même stratégie

Processus a Processus b Processus cVariante 1

Cas 1: Une stratégie à 4 processus

Cas 2: Une stratégie à 5 processus

Processus d

Processus a Processus c Processus bVariante 2 Processus d

Processus a Processus b Processus cVariante 1 Processus d Processus e

Processus a Processus b Processus dVariante 2 Processus c Processus e

Processus a Processus c Processus bVariante 3 Processus d Processus e

Comment identifier les stratégies?

• Méthodes Directes

• Méthodes Indirectes

Stratégies: Exemple 1Tâche de résolution de problèmes

4+7=?

• Stratégie 1: 4+1+1+1+1+1+1+1 (Strat Min)

• Stratégie 2: 7+1+1+1+1 (Strat Max)

• Stratégie 3: 7+2+2 (Strat Decomp op1)

Etc etc….

Stratégies de calcul mental simple (4+7)

Encoder les Opérandes (m,n)

Réponse

Initialiser compteur interne avec

le plus grand opérande

Minimum

Ajouter le plus petit opérandepar pas de 1

m<n?

Encoder les Opérandes (m,n)

Réponse

Initialiser compteur interne avec

le plus petit opérande

Maximum

Ajouter le plus grand opérande

par pas de 1

m<n?

Encoder les Opérandes (m,n)

Réponse

Initialiser compteur interne avec

l’opérande non décomposé

Décomposition

Ajouter l’opérande décomposé

Décomposition d’undes deux opérandes

Encoder les Opérandes (m,n)

Réponse

Activation de la Somme en Mémoire à

Long Terme

Récupération

Stratégies de calcul mental: Performances

STRATEGIES SESSION 1 SESSION 2

Counting fingers 6.1 4.5

Verbal Counting 4.2 3.3

Retrieval 2.6 2.0

Geary et al. (1991). Etude longitudinale de la résolution d’additions simples

Strategies Session 1 Session 2 Session 3

Retrieval 3.9 2.8 2.9

Repeated Additions 18.8 14.7 11.8

« I don’t know ». -- -- --

Lemaire & Siegler (1995). Etude longitudinale de la résolution de multiplications simples

Méthodes d’identification des stratégies

Approches Directes

Approches Indirectes

Approches Directes: Principe

Collecter autant d’indicateurs comportementaux externes que possibles

(protocoles verbaux, enregistrements vidéo, observations directes)

Approches Directes : l’exemple de l’arithmétique

16 - 7 12 - 9 / 4 - 3

Arnaud & Lemaire, 2008 (Cortex)

Comptage sur les doigts Récupération Directe

Two-digit addition problem solving: Use of 9 strategies

StrategiesExample (12+46)

1 - Rounding the first operand down (10 + 46) + 2

2 - Rounding the second operand down (12 + 40) + 6

3 - Rounding both operands down (10 + 40) + (2 + 6)

4 - Columnar retrieval (2 + 6) + (10 + 40)

5 - Rounding the first operand up (20 + 46) - 8

6 - Rounding the second operand up (12 + 50) - 4

7 - Rounding both operands up (20 + 50) - 8 - 4

8 - Borrowing units 18 + 40

9 - Retrieving 58

Lemaire & Arnaud, 2008 (AJP)

Approches Indirectes: Principe

Inférer les stratégies utilisées à partir des variations de performances en fonction de

certains paramètres comme les caractéristiques des stimuli

Approche indirecte: l’example de l’arithmétique

8 x 5 < 41 8 x 5 < 47

Stratégies de vérification: Performances

1300

1500

1700

1900

2100

8x5<41 8x5<47

Ver

ifica

tion

times

(in

ms)

Duverne & Lemaire, 2004

Exhaustive verification Approximate verification

Stratégies: Exemple 2 Tâche de vérification de problèmes

Stratégie 1 – Stratégie de Vérification Exhaustive - 8x4=31

Encodage Récupération Comparaison Décision Réponse

Stratégie 1 – Stratégie de Jugement de Plausibilté - 8x4=39

EncodageRécupération

Rapide PartielleRejet immédiat Réponse

Questions?

• Quels sont les arguments nécessaires et suffisants pour faire la distinction entre deux stratégies?

• Combien faut-il distinguer de stratégies dans une tâche cognitive?

• Les stratégies sont-elles spécifiques à une tâche ou communes à plusieurs tâches?

• Distinction entre stratégies-processus-mécanisme?

• Etc etc…

Distinctions entre stratégies: Arguments empiriques

• Arguments expérimentaux: interaction entre Facteur x Stratégie

• Arguments développementaux: interaction entre Age x Stratégie

• Arguments différentiels: interaction entre Individus x Stratégie

• Arguments neuro-imagerie: interaction entre Zones Cérébrales x Stratégies

Arguments Expérimentaux: l’exemple du raisonnement verbal

Le carré est au dessus du triangle

VFReichle et al. (2000)

Raisonnement Verbal: Interaction Enoncé x Stratégie

0

300

600

900

1200

1500

1800

2100

Vraie Affirmative FausseAffirmative

Vraie Négative FausseNégative

Tem

ps d

e r

ép

on

se (

en m

s) Stratégie Verbale

Stratégie Visuelle

Reichle et al. (2000)

• Population: Adultes forts vs. moyens en verbal vs. visuel

• Stimuli: paires de mots (1er mot en langue étrangère, 2nd mot en Anglais)

• Conditions: – Contrôle: sans consigne particulière

– Stratégie visuelle: former une image interactive incluant les deux mots

– Stratégie verbale: former une phrase avec les deux mots

Arguments Différentiels: l’exemple de la mémoire épisodique

Delaney (1978)

Mémoire: InteractionAge x Différence

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Moyen Fort

Niveau Langagier

Po

urc

enta

ge

s m

oyen

s d

e m

ots

co

rrecte

me

nt

rapp

elé

s Stratégie Visuelle

Stratégie Verbale

Delaney (1978)

Arguments de la neuro-imagerie:L’exemple du raisonnement verbal

0

5

10

15

20

25

30

Aires du langage Aires visuo-spatiales

No

mb

res

mo

ye

ns

de

vo

xe

ls a

cti

vé

s

Stratégie Verbale

Stratégie Visuelle

Reichle et al. (2000)

Arguments computationnels

• Principe d’économie explicative

• Principe de puissance explicative

Vieillissement et Stratégies

• Existe-t-il des variations stratégiques au cours du vieillissement? Si oui, lesquelles?

• Ces variations sont-elles déterminantes des différences jeunes-âgés?

• Quels sont les facteurs affectant ces variations stratégiques?

• Quels sont les mécanismes à la base des variations stratégiques?

Aspects of Strategic Changes

Changes

SelectionExecution

Lemaire & Siegler, 95, JEP:Gen.

Repertoire Distribution

Dimensions (Variations) Stratégiques

• Répertoire: Liste des stratégies disponibles pour une tâche donnée

• Distribution: Fréquence d’utilisation des stratégies disponibles

• Exécution: Performances (Vitesse, précision) obtenue avec chaque stratégie

• Sélection: Choix stratégique (sur chaque type de problème, dans chaque type de situation).

Conclusions• Strategy perspective offers a great window to understand

cognitive aging. It is not incompatible with more quantitative approaches of cognitive aging.

• It helps to better describe and explain (in mechanistic terms) age-related differences and similarities

• It helps to address both big, general questions and very specific issues.

• It enables to know how people of different ages think and how (some) older adults can compensate to moderate aging effects on cognition.