Tâche N-Back

Version : v1 (actuelle)

Vue d'ensemble

La tâche N-Back est une mesure de performance continue de la capacite de mémoire de travail et du controle executif. Les participants visualisent une séquence de stimuli (lettres, chiffres ou formes) et doivent decider si chaque item correspond a celui présenté N positions plus tot dans la séquence.

Par exemple, dans une tâche 2-back avec la séquence "A-B-A-C-C", le participant repondrait "correspondance" au troisieme essai (A correspond a 2 positions en arriere) et au cinquieme essai (C correspond a 2 positions en arriere), mais "pas de correspondance" aux essais 1, 2 et 4.

La charge N-back peut etre manipulee (1-back, 2-back, 3-back, etc.) pour varier la demande cognitive, faisant de cet outil un instrument flexible pour evaluer la capacite de mémoire de travail dans differentes populations.

Contexte scientifique

La tâche N-Back est devenue une mesure de référence de la mémoire de travail en recherche cognitive et clinique :

• Kirchner, W.K. (1958). Age différences in short-term retention of rapidly changing information. Journal of Experimental Psychology, 55(4), 352-358. (Tâche N-Back originale)
• Owen, A.M., et al. (2005). N-back working memory paradigm: A meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Human Brain Mapping, 25(1), 46-59.
• Jaeggi, S.M., et al. (2008). Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(19), 6829-6833.

La tâche requiert trois processus fondamentaux :

• Encodage : Stocker le stimulus actuel en mémoire de travail
• Mise a jour : Rafraichir continuellement la trace memorielle a mesure que de nouveaux items apparaissent
• Comparaison : Comparer l'item actuel avec l'item N positions en arriere

La performance decline typiquement a mesure que N augmente, la plupart des adultes montrant des effets plafond a 1-back, une précision moderee a 2-back et des difficultes substantielles a 3-back et au-dela.

Pourquoi les chercheurs utilisent cette tâche

• Évaluation de la mémoire de travail : Mesure a la fois les composantes de stockage et de controle executif
• Manipulation de la charge : La variation systematique de N permet une analyse dose-réponse
• Études d'entrainement : Utilisee pour evaluer la plasticite de la mémoire de travail et les effets de transfert
• Recherche clinique : Sensible au TDAH, a la schizophrenie, au vieillissement et aux autres conditions affectant la fonction exécutive
• Neuro-imagerie : Activation robuste dans le cortex prefrontal dorsolateral et le cortex parietal
• Analyse de détection du signal : Fournit les detections correctes, les oublis, les fausses alarmes et les rejets corrects pour le calcul du d-prime

Paramètres de la tâche

Configuration N-Back

Paramètre	Type	Defaut	Description
Nback N	number	1	La valeur N (combien de positions en arriere pour la correspondance) ; typiquement 1-3
Nback Time Based	boolean	True	Si True, les essais avancent automatiquement ; si False, le participant clique pour avancer

Configuration visuelle

Paramètre	Type	Defaut	Description
Nback Font Size (px)	number	72	Taille de police pour les stimuli (8-400)
Nback Font Color	string	'#111827'	Couleur du texte du stimulus (hex)
Nback Background Color	string	'#ffffff'	Couleur d'arriere-plan (hex)

Libelles des boutons

Paramètre	Type	Defaut	Description
Nback Match Label	string	'Match'	Libelle du bouton "correspondance"
Nback No Match Label	string	'No match'	Libelle du bouton "pas de correspondance"

Essais d'entrainement

Paramètre	Type	Defaut	Description
Nback Practice Enabled	boolean	False	Activer les essais d'entrainement avec retour visuel
Nback Practice Trials	array	[]	Tableau de configurations d'essais d'entrainement

Configuration des essais

Chaque essai est defini dans le tableur Essais avec les colonnes suivantes :

Colonne	Description	Exemple
str	Le stimulus a afficher	A, B, 5, X
fixation_ms	Duree de la croix de fixation	500
stimulus_ms	Duree d'affichage du stimulus	2000
block	Etiquette de regroupement optionnelle	1-back, 2-back, Practice

Important : La tâche determine automatiquement quels essais sont des "cibles" (correspondances) en fonction de la valeur N et de la position dans la séquence. Vous ne specifiez pas is_target dans le tableur -- la tâche le calcule dynamiquement.

Exemple de séquence d'essais (2-back)

| str | fixation_ms | stimulus_ms | block  | Calcule : Est cible ? |
|-----|-------------|-------------|--------|-----------------------|
| A   | 500         | 2000        | 2-back | Non (premier essai)   |
| B   | 500         | 2000        | 2-back | Non (deuxieme essai)  |
| A   | 500         | 2000        | 2-back | OUI (correspond a l'essai 1) |
| C   | 500         | 2000        | 2-back | Non                   |
| B   | 500         | 2000        | 2-back | OUI (correspond a l'essai 2) |
| A   | 500         | 2000        | 2-back | OUI (correspond a l'essai 3) |

Taux de cibles : Typiquement, 30-40 % des essais devraient etre des cibles. La tâche le calculera automatiquement en fonction de votre séquence.

Experience du participant

Sequence des essais

1. Consignes principales : Explique la regle N-back (ex. : "Appuyez sur Correspondance si la lettre correspond a celle de 2 essais précédents")
2. (Optionnel) Consignes d'entrainement : Si l'entrainement est active
3. (Optionnel) Essais d'entrainement : Avec retour visuel (coche verte pour correct, X rouge pour incorrect)
4. (Optionnel) Consignes des essais : Affichees avant le debut des essais principaux
5. Essais principaux : Chaque essai suit cette séquence :
   • La croix de fixation (+) apparait (si fixation_ms > 0)
   • Le stimulus apparait
   • Le participant decide : "Correspondance" ou "Pas de correspondance"
   • Appuyer sur le bouton correspondant ou attendre l'avancement automatique
   • L'essai suivant commence

Modes de réponse

Mode base sur le temps (nback_time_based: true) :

• Le participant doit repondre pendant la durée du stimulus
• L'essai avance automatiquement apres stimulus_ms
• Les non-réponses sont comptees comme "pas de correspondance"

Mode base sur bouton (nback_time_based: false) :

• Le participant clique sur le bouton "Correspondance" ou "Pas de correspondance"
• L'essai avance apres l'appui sur le bouton
• Permet des réponses a son propre rythme

Donnees de sortie

Marqueurs

Marqueur de stimulus (stimulus_shown) :

{
  "type": "stimulus_shown",
  "ts": "2026-02-14T10:30:00.123Z",
  "hr": 1234.56,
  "data": {
    "trial_index": 3,
    "stimulus_id": "nb_3",
    "stimulus_value": "A",
    "n_value": 2,
    "is_target": true,
    "block": "2-back",
    "is_practice": false
  }
}

Données de réponse

Chaque réponse du participant est enregistrée dans le tableau responses[] :

{
  "trial_index": 3,
  "stimulus_id": "nb_3",
  "source": "button",
  "stimulus_value": "A",
  "n_value": 2,
  "is_target": true,
  "response_value": "match",
  "response_correct": true,
  "signal_detection": "hit",
  "latency_ms": 672,
  "block": "2-back",
  "is_practice": false,
  "ts": "2026-02-14T10:30:00.795Z",
  "hr": 1235.23
}

Resultats de détection du signal :

• hit : A correctement repondu "correspondance" a une cible
• miss : N'a pas repondu "correspondance" a une cible
• false_alarm : A incorrectement repondu "correspondance" a un non-cible
• correct_rejection : A correctement repondu "pas de correspondance" a un non-cible
• no_response : Aucune réponse donnee (expiration du delai)

Artefact de synthese

Un fichier JSON (nback_summary_<taskIndex>.json) avec les metriques de détection du signal :

{
  "task_kind": "nback",
  "n_value": 2,
  "total_trials": 60,
  "overall": {
    "accuracy": 0.85,
    "mean_rt_ms": 658,
    "signal_detection": {
      "hits": 18,
      "misses": 4,
      "false_alarms": 5,
      "correct_rejections": 33,
      "hit_rate": 0.818,
      "false_alarm_rate": 0.132,
      "d_prime": 1.85,
      "criterion": -0.12
    }
  },
  "trials": [ /* donnees par essai */ ]
}

Metriques cles :

• d_prime : Sensibilite (capacite a discriminer les cibles des non-cibles) ; plus élevé = meilleur
• criterion : Biais de réponse (negatif = liberal, positif = conservateur)
• hit_rate : Proportion de cibles correctement identifiees
• false_alarm_rate : Proportion de non-cibles incorrectement identifiees comme cibles

Recommandations de conception

Selection de la valeur N

Valeur N	Difficulte	Precision typique	Cas d'utilisation
1-back	Facile	>90 %	Enfants, populations cliniques, controle plafond
2-back	Moderee	70-85 %	Évaluation standard chez l'adulte
3-back	Difficile	50-70 %	Adultes a haut niveau de fonctionnement, études d'entrainement
4-back+	Tres difficile	<50 %	Populations expertes, repousser les limites

Recommandation : Commencez avec 2-back pour la plupart des études chez l'adulte. Utilisez 1-back pour l'entrainement ou les populations avec déficience cognitive.

Nombre d'essais

Minimum pour des estimations stables :

• 60 essais au total
• Au moins 20 essais cibles (correspondances)
• Au moins 40 essais non-cibles

Optimal :

• 100-120 essais au total
• 30-40 % de taux de cibles
• Blocs multiples avec des pauses

Selection des stimuli

Lettres : Le plus courant ; utiliser des consonnes pour eviter les acronymes (B, C, D, F, G, H, J, K, L, M, N, P, Q, R, S, T, V, W, X, Z)

Chiffres : Alternative aux lettres ; utiliser 1-9 (eviter 0 qui ressemble a O)

Formes : Pour les populations non alphabetisees

A eviter :

• Les séquences avec des patterns evidents (A-B-A-B-A-B)
• Trop de cibles consecutives (pas plus de 2 a la suite)
• Les séquences ou chaque position N est le meme stimulus

Lignes directrices temporelles

Paramètre	Standard	Rapide	Lent
Fixation (ms)	500 ms	200 ms	800 ms
Stimulus (ms)	2000 ms	1500 ms	3000 ms

Duree totale d'un essai = fixation_ms + stimulus_ms (ex. : 2500 ms en standard)

Essais d'entrainement

Incluez 12-20 essais d'entrainement :

• Utilisez la meme valeur N que la tâche principale
• Melangez cibles et non-cibles (30-40 % de cibles)
• Fournissez un retour pour que les participants comprennent la regle
• Envisagez de commencer par un entrainement plus facile (1-back), puis de passer au N cible

Problemes courants et solutions

Faible précision (<60 %)

Causes possibles :

• Valeur N trop elevee pour la population
• Entrainement insuffisant
• Duree du stimulus trop courte
• Les participants ne comprennent pas la regle

Solutions :

• Reduire la valeur N (essayer 1-back ou 2-back)
• Prolonger l'entrainement avec un retour plus clair
• Augmenter stimulus_ms a 3000 ms
• Reviser les consignes pour mettre l'accent sur le concept de "positions en arriere"

Taux élevé de fausses alarmes

Probleme : Les participants repondent "correspondance" trop souvent

Causes possibles :

• Incomprehension de la tâche (comparaison avec n'importe quel item précédent)
• Biais de réponse vers "correspondance"
• Essais leurres (items apparus N+1 ou N-1 positions en arriere)

Solutions :

• Mettre l'accent sur la regle exacte N-back dans les consignes
• Montrer des exemples en entrainement avec un retour explicite
• Revoir la conception de la séquence pour les leurres involontaires

Pas de mode d'entrainement

Probleme : Les participants echouent aux essais principaux sans retour

Solution :

• Activer nback_practice_enabled: true
• Creer une séquence d'entrainement dans le tableur nback_practice_trials
• Utiliser les memes stimuli et le meme timing que les essais principaux
• S'assurer que tous les participants completent l'entrainement avant la tâche principale

Exemples de configurations d'étude

Évaluation standard 2-Back

• N = 2
• 100 essais (35 cibles, 65 non-cibles)
• Lettres comme stimuli (consonnes uniquement)
• 500 ms de fixation, 2000 ms de stimulus
• Mode base sur le temps
• Entrainement : 20 essais avec retour

Étude de manipulation de la charge

Plan intra-sujets avec trois blocs :

• Bloc 1 : 1-back (40 essais)
• Bloc 2 : 2-back (60 essais)
• Bloc 3 : 3-back (60 essais)

Chaque bloc a un entrainement separe (12 essais)

Version clinique/developpementale

• N = 1 (plus facile)
• Duree de stimulus plus longue (3000 ms)
• Mode base sur bouton (rythme libre)
• Police plus grande (96 px)
• Stimuli simples (chiffres 1-5)
• Moins d'essais (60 au total)
• Entrainement prolonge (20 essais)

Références

• Kirchner, W.K. (1958). Age différences in short-term retention of rapidly changing information. Journal of Experimental Psychology, 55(4), 352-358.
• Owen, A.M., McMillan, K.M., Laird, A.R., & Bullmore, E. (2005). N-back working memory paradigm: A meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Human Brain Mapping, 25(1), 46-59.
• Jaeggi, S.M., Buschkuehl, M., Jonides, J., & Perrig, W.J. (2008). Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(19), 6829-6833.
• Kane, M.J., Conway, A.R., Miura, T.K., & Colflesh, G.J. (2007). Working memory, attention control, and the N-back task: A question of construct validity. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 33(3), 615-622.