Tâche de recherche visuelle (Visual Search)
Version : v1 (actuelle)
Un paradigme classique d'attention mesurant l'efficacité de la détection de cibles parmi des distracteurs en fonction de la similarité des caractéristiques.
Vue d'ensemble
Les tâches de recherche visuelle présentent aux participants des ensembles d'items et leur demandent de localiser une cible parmi des distracteurs. L'efficacité de la recherche dépend du fait que la cible « saute aux yeux » grâce à une caractéristique unique (recherche par caractéristique : rapide, parallèle) ou nécessite l'examen individuel des items (recherche par conjonction : lente, sérielle). La relation entre le temps de réponse et la taille de l'ensemble (nombre d'items) révèle la stratégie de recherche sous-jacente.
Les recherches par caractéristique (par ex., cercle rouge parmi des cercles verts) produisent des pentes de TR plates (~5 ms/item), indiquant un traitement parallèle. Les recherches par conjonction (par ex., cercle rouge parmi des carrés rouges et des cercles verts) produisent des pentes abruptes (~20-40 ms/item), indiquant une recherche sérielle nécessitant de l'attention. Cette dissociation est au cœur des théories de l'attention depuis des décennies.
Les chercheurs utilisent la recherche visuelle pour étudier l'attention, la perception, la mémoire de travail et le vieillissement. Les applications cliniques incluent la mesure de la capacité attentionnelle dans le TDAH, la négligence spatiale et les troubles du traitement visuel.
Contexte scientifique
Résultats classiques :
- Caractéristique vs. conjonction : Les recherches par caractéristique sont efficaces (parallèles) ; les recherches par conjonction sont inefficaces (sérielles)
- Effet de la taille de l'ensemble : Le TR augmente linéairement avec le nombre de distracteurs dans la recherche par conjonction
- Pop-Out : Les cibles possédant des caractéristiques uniques sont détectées en <5 ms/item quelle que soit la taille de l'ensemble
- Cible présente vs. cible absente : Les essais « absent » montrent des pentes plus abruptes (~2x les pentes des essais « présent » dans la recherche sérielle)
- Guidage : L'information partielle peut guider l'attention pour réduire la taille effective de l'ensemble
Types de recherche :
- Recherche par caractéristique : Différence sur une seule dimension (couleur, forme, orientation)
- Recherche par conjonction : Cible définie par une combinaison de caractéristiques
- Configuration spatiale : Cibles définies par un arrangement spatial unique
Articles fondateurs :
- Treisman & Gelade (1980) : Feature Integration Theory
- Wolfe (1994) : Guided Search model
- Duncan & Humphreys (1989) : Visual search and stimulus similarity
Pourquoi les chercheurs utilisent cette tâche
- Recherche sur l'attention : Distinguer les mécanismes de traitement parallèle vs. sériel
- Traitement visuel : Étudier la vision préattentive vs. attentive
- Évaluation clinique : Mesurer la capacité attentionnelle et la vitesse de traitement visuel
- Études sur le vieillissement : Suivre le ralentissement lié à l'âge dans la recherche visuelle
- Conception d'interfaces : Tester la visibilité des cibles dans des affichages complexes (par ex., imagerie médicale)
État actuel de l'implémentation
Entièrement implémenté :
- ✅ Recherche par caractéristique (différences unidimensionnelles)
- ✅ Recherche par conjonction (combinaisons bidimensionnelles)
- ✅ Tailles d'ensemble configurables (4, 8, 12, 16, etc.)
- ✅ Essais cible présente et cible absente
- ✅ Calcul de la pente du TR par taille d'ensemble
- ✅ Essais d'entraînement avec retour
Partiellement implémenté :
- ⚠️ Limité aux caractéristiques de couleur et de forme (pas d'orientation, de taille, de mouvement)
- ⚠️ Dispositions spatiales fixes (positions aléatoires)
Pas encore implémenté :
- ❌ Indiçage contextuel (configurations répétées)
- ❌ Intégration de l'oculométrie pour les parcours de balayage
- ❌ Dimensions de caractéristiques personnalisées
Paramètres de configuration
Paramètres de recherche
| Parameter | Type | Default | Description |
|---|---|---|---|
| Search Type | string | 'feature' | Type de recherche ('feature', 'conjunction') |
| Target Feature | string | 'red_circle' | Définition de la cible |
| Distractor Features | array | ['green_circle'] | Types de distracteurs |
| Set Sizes | array | [4, 8, 12] | Nombre d'items par essai |
Paramètres des stimuli
| Parameter | Type | Default | Description |
|---|---|---|---|
| Item Size (px) | number | 40 | Taille de chaque item de recherche |
| Display Area (px) | number | 600 | Taille de la zone d'affichage de recherche |
| Min Spacing (px) | number | 80 | Distance minimale entre les items |
| Target Present Prob | number | 0.5 | Proportion d'essais avec cible présente |
Paramètres temporels
| Parameter | Type | Default | Description |
|---|---|---|---|
| Fixation Duration (ms) | number | 500 | Fixation pré-essai |
| Stimulus Duration (ms) | number | 0 | Durée de l'affichage de recherche (0 = jusqu'à la réponse) |
| Response Window (ms) | number | 5000 | Temps maximal pour répondre |
Configuration de l'entraînement
| Parameter | Type | Default | Description |
|---|---|---|---|
| Practice Mode | string | 'mandatory' | Disponibilité de l'entraînement |
| Practice Trials | number | 12 | Nombre d'essais d'entraînement |
Raccourcis clavier
Les chercheurs peuvent personnaliser les touches utilisées pendant la tâche :
| Paramètre | Type | Défaut | Description |
|---|---|---|---|
| Afficher l'aide clavier | booléen | Vrai | Afficher une indication à l'écran montrant les touches configurées |
| Touche présent | touche | P | Touche pour la réponse « cible présente » |
| Libellé action présent | texte | « Cible présente » | Libellé affiché dans l'aide clavier |
| Touche absent | touche | A | Touche pour la réponse « cible absente » |
| Libellé action absent | texte | « Cible absente » | Libellé affiché dans l'aide clavier |
Données de sortie
Marqueurs et réponses
La tâche enregistre des marqueurs et réponses haute résolution pour chaque essai :
Marqueurs
| Marqueur | Données | Description |
|---|---|---|
trial_start | trial_index, stimulus_id, set_size, target_present, search_type, expected_response, block, fixation_ms, stimulus_ms, is_practice | Début de l'essai |
stimulus_shown | trial_index, stimulus_id, set_size, target_present, search_type, expected_response, block, is_practice | Affichage de recherche présenté |
response_recorded | trial_index | Réponse du participant enregistrée |
Données de réponse
Chaque réponse du participant est enregistrée dans le tableau responses[] :
{
"trial_index": 1,
"stimulus_id": "visual_search_0_1",
"source": "keyboard",
"raw_key": "p",
"set_size": 8,
"target_present": true,
"search_type": "feature",
"expected_response": "present",
"response_value": "present",
"response_correct": true,
"latency_ms": 485,
"block": "block_1",
"is_practice": false
}
Artefact de résumé
Un fichier JSON (visual_search_summary_<taskIndex>.json) avec les statistiques de recherche et les pentes TR × taille d'ensemble :
{
"task_kind": "visual_search",
"task_index": 0,
"total_trials": 40,
"overall": {
"total": 40,
"valid_responses": 38,
"correct": 35,
"accuracy": 0.921,
"mean_rt_ms": 1245,
"mean_correct_rt_ms": 1198,
"timeouts": 2
},
"by_target_presence": {
"present": { "total": 20, "accuracy": 0.95, "mean_correct_rt_ms": 1050 },
"absent": { "total": 20, "accuracy": 0.89, "mean_correct_rt_ms": 1350 }
},
"by_search_type": {
"feature": { "total": 20, "accuracy": 0.98, "mean_correct_rt_ms": 850 },
"conjunction": { "total": 20, "accuracy": 0.86, "mean_correct_rt_ms": 1550 }
},
"set_size_means": {
"4": { "present": 900, "absent": 1100 },
"8": { "present": 1100, "absent": 1500 },
"16": { "present": 1400, "absent": 2200 }
},
"trials": [ /* données par essai */ ]
}
Exemples de configurations de recherche
Recherche par caractéristique (efficace)
Cible : Cercle rouge
Distracteurs : Cercles verts
Tailles d'ensemble : 4, 8, 12, 16
Attendu : Pentes plates (<10 ms/item), haute précision
Recherche par conjonction (inefficace)
Cible : Cercle rouge
Distracteurs : Carrés rouges ET cercles verts
Tailles d'ensemble : 4, 8, 12, 16
Attendu : Pentes abruptes (20-40 ms/item présent, 40-80 ms/item absent)
Comparaison par groupe d'âge
Recherche : Caractéristique et conjonction
Tailles d'ensemble : 4, 8, 12 (plage plus restreinte pour les adultes âgés)
Analyse : Comparer les pentes entre les groupes d'âge
Expérience du participant
- Consignes : « Trouvez la cible (cercle rouge). Appuyez sur 'P' si elle est présente, 'A' si elle est absente »
- Entraînement : Essayer des recherches avec retour (12 essais, tailles d'ensemble mixtes)
- Essais principaux : Pour chaque essai :
- Croix de fixation au centre (500 ms)
- L'affichage de recherche apparaît avec plusieurs items
- Balayer pour trouver la cible aussi rapidement que possible
- Répondre présent/absent
- Fin : Voir la précision globale et le TR moyen
Toutes les touches sont configurables par le chercheur dans la configuration de l'étude. Les touches listées ci-dessus sont les valeurs par défaut.
Recommandations de conception
Directives générales
- Plage de tailles d'ensemble : Utiliser 4-16 items pour les adultes ; 4-8 pour les enfants/populations cliniques
- Présence de la cible : Équilibrer présent/absent (50/50) pour prévenir le biais
- Essais par condition : 10-15 essais par taille d'ensemble pour des estimations de pente stables
- Sélection des caractéristiques : Utiliser des caractéristiques hautement discriminables (éviter les différences de couleur subtiles)
Conception d'une recherche efficace (par caractéristique)
- Différence sur une seule caractéristique : couleur, forme, orientation ou taille
- Grande différence perceptive (rouge vs. vert, pas rouge vs. orange)
- Distracteurs homogènes (tous identiques)
Conception d'une recherche inefficace (par conjonction)
- Cible définie par 2+ caractéristiques (cercle rouge = rouge + cercle)
- Chaque caractéristique également présente séparément dans les distracteurs
- Nécessite la vérification des combinaisons de caractéristiques
Adaptations spécifiques aux populations
Enfants (8+ ans) :
- Tailles d'ensemble plus petites (4, 6, 8)
- Items plus grands (60 px)
- Caractéristiques plus simples (forme > couleur pour les jeunes enfants)
- Moins d'essais
Adultes âgés (65+) :
- Items et espacement plus grands
- Moins de tailles d'ensemble (4, 8, 12)
- Limites de temps généreuses
- Attendre un ralentissement global mais des patterns de pente similaires
Populations cliniques :
- Négligence spatiale : Surveiller l'asymétrie gauche-droite dans la recherche
- TDAH : Peut montrer une variabilité accrue des TR
- Troubles du traitement visuel : Considérer la discriminabilité des caractéristiques
Problèmes courants et solutions
| Problème | Solution |
|---|---|
| Pas d'effet de taille d'ensemble dans la recherche par conjonction | S'assurer que la cible nécessite vraiment une conjonction (vérifier les types de distracteurs) |
| Effet de taille d'ensemble dans la recherche par caractéristique | La cible n'est peut-être pas suffisamment distincte ; augmenter la saillance de la caractéristique |
| Taux d'erreur élevé sur les essais « absent » | Donner plus d'entraînement ; insister sur la précision plutôt que la vitesse |
| Biais de réponse (favorisant « présent ») | Équilibrer la présence de la cible ; fournir un retour sur la précision |
| Chevauchement des items | Augmenter l'espacement minimal ou réduire la taille des items |
Références
- Treisman, A. M., & Gelade, G. (1980). A feature-intégration theory of attention. Cognitive Psychology, 12(1), 97-136.
- Wolfe, J. M. (1994). Guided Search 2.0: A revised model of visual search. Psychonomic Bulletin & Review, 1(2), 202-238.
- Duncan, J., & Humphreys, G. W. (1989). Visual search and stimulus similarity. Psychological Review, 96(3), 433-458.
- Wolfe, J. M., & Horowitz, T. S. (2017). Five factors that guide attention in visual search. Nature Human Behaviour, 1(3), 0058.
Voir aussi
- Clignement attentionnel - Limites de l'attention temporelle
- Indiçage de Posner - Orientation de l'attention spatiale