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

1. Recherche sur l'attention : Distinguer les mécanismes de traitement parallèle vs. sériel
2. Traitement visuel : Étudier la vision préattentive vs. attentive
3. Évaluation clinique : Mesurer la capacité attentionnelle et la vitesse de traitement visuel
4. Études sur le vieillissement : Suivre le ralentissement lié à l'âge dans la recherche visuelle
5. 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

Options d'affichage

Paramètre	Type	Défaut	Description
Taille de police des items (px)	number	48	Taille de police de chaque item de recherche (plage 8-200)
Colonnes de la grille	number	6	Nombre de colonnes de la grille de recherche (plage 2-20)
Lignes de la grille	number	6	Nombre de lignes de la grille de recherche (plage 2-20)
Mode chronométré	boolean	false	Lorsqu'activé, les essais avancent automatiquement à l'expiration du délai du stimulus défini par essai ; sinon l'essai est auto-rythmé
Entraînement activé	boolean	true	Si une phase d'entraînement précède les essais principaux

Tableur d'essais

Les essais (et les essais d'entraînement) sont définis ligne par ligne dans un tableur plutôt que comme paramètres globaux. Chaque ligne comporte les colonnes suivantes :

Colonne	Type	Défaut	Description
Set Size	number	4	Nombre d'items affichés (borné à 1-50, et à la capacité de la grille)
Target Present	checkbox	false	Si la cible est présente sur cet essai
Target Feature	text	T	Caractère utilisé pour la cible
Distractor Feature	text	L	Caractère utilisé pour les distracteurs
Search Type	dropdown	feature	feature ou conjunction
Block	text	(vide)	Libellé de bloc optionnel
Fixation (ms)	number	500	Durée de la croix de fixation avant l'affichage
Stimulus (ms)	number	0	Durée de l'affichage de recherche (0 = jusqu'à la réponse)

L'ensemble principal par défaut comporte 12 lignes (tailles d'ensemble 8 et 12, caractéristique et conjonction, cible présente/absente) ; l'ensemble d'entraînement par défaut comporte 4 lignes (tailles d'ensemble 4 et 6).

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
  },
  "breakdowns": {
    "target_presence": {
      "present": { "total": 20, "accuracy": 0.95, "mean_correct_rt_ms": 1050 },
      "absent": { "total": 20, "accuracy": 0.89, "mean_correct_rt_ms": 1350 }
    },
    "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": {
      "4": { "present": 900, "absent": 1100 },
      "8": { "present": 1100, "absent": 1500 },
      "16": { "present": 1400, "absent": 2200 }
    }
  },
  "trials": [ /* données par essai */ ]
}

Lorsque l'entraînement est activé, un objet practice supplémentaire (avec ses propres total_trials, overall, breakdowns.target_presence et trials) est ajouté.

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

1. Consignes : « Une grille de lettres va apparaître. Déterminez si la lettre cible (affichée en haut) est présente ou absente. Appuyez sur P pour présente, A pour absente. »
2. Entraînement : Essayer des recherches avec retour (par défaut 4 essais, tailles d'ensemble mixtes)
3. Essais principaux : Pour chaque essai :
   • Point de fixation (500 ms)
   • L'en-tête « Cible : X » apparaît au-dessus de la grille, affichant la lettre cible de l'essai en cours (géré par la colonne target_feature, par défaut T)
   • L'affichage de recherche apparaît avec plusieurs items
   • Balayer pour trouver la cible aussi rapidement que possible
   • Répondre présent/absent
4. 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