Tâche de mémoire visuelle à court terme (Visual Short-Term Memory)
Version : v1 (actuelle)
La tâche de mémoire visuelle à court terme (VSTM) mesure la capacité et la précision de la mémoire de travail visuelle à l'aide d'un paradigme de détection du changement.
Vue d'ensemble
La mémoire visuelle à court terme (également appelée mémoire de travail visuelle) est la capacité de maintenir et de manipuler brièvement des informations visuelles en mémoire. Cette tâche évalue combien d'items visuels les participants peuvent mémoriser avec précision et s'ils peuvent détecter des changements dans ces items.
Les participants visualisent un affichage bref contenant plusieurs formes colorées, qui disparaît ensuite. Après un court intervalle de rétention, un affichage test apparaît et les participants doivent juger s'il correspond à l'affichage original ou si quelque chose a changé. La tâche fait varier le nombre d'items (taille de l'ensemble) pour estimer la limite de capacité mnésique du participant.
Ce paradigme est fondamental pour comprendre les différences individuelles dans la capacité de mémoire de travail visuelle, qui corrèle avec l'intelligence fluide, le contrôle attentionnel et la réussite scolaire.
Contexte scientifique
La question de la capacité
La recherche utilisant des paradigmes de détection du changement a établi que la plupart des individus peuvent maintenir avec précision 3-4 objets visuels simples en mémoire de travail. Cette limite de capacité apparaît constante que l'on mémorise des caractéristiques simples (couleurs uniquement) ou des conjonctions (couleur et forme ensemble), suggérant un stockage basé sur les objets.
Formule K de Cowan
Le paradigme de détection du changement permet d'estimer la capacité mnésique à l'aide du K de Cowan :
K = S × (H - F)
Où :
- K = capacité estimée
- S = taille de l'ensemble (nombre d'items dans l'affichage)
- H = taux de détections correctes (proportion d'essais « différent » correctement identifiés)
- F = taux de fausses alarmes (proportion d'essais « identique » incorrectement identifiés comme « différent »)
Par exemple, avec une taille d'ensemble de 6, un taux de détections correctes de 0,75 et un taux de fausses alarmes de 0,10 :
K = 6 × (0,75 - 0,10) = 3,9 items
Résultats clés
- Limites de capacité : La plupart des adultes peuvent maintenir 3-4 items, avec des différences individuelles fiables
- Corrélats neuronaux : La capacité corrèle avec l'activité soutenue dans les cortex pariétal et occipital
- Pertinence clinique : Des déficits sont observés dans le TDAH, la schizophrénie et le vieillissement normal
- Valeur prédictive pour l'éducation : Corrèle avec la performance en STIM et la compréhension en lecture
Références
- Luck, S.J., & Vogel, E.K. (1997). The capacity of visual working memory for features and conjunctions. Nature, 390(6657), 279-281.
- Cowan, N. (2001). The magical number 4 in short-term memory. Behavioral and Brain Sciences, 24(1), 87-114.
Pourquoi les chercheurs utilisent cette tâche
- Évaluation de la capacité cognitive : Fournit une estimation quantitative (K) de la capacité de mémoire de travail
- Évaluation clinique : Sensible aux déficits attentionnels, au déclin cognitif et aux troubles neurologiques
- Recherche développementale : Suit les améliorations de capacité de l'enfance à l'âge adulte
- Études en neurosciences : Paradigme épuré pour l'EEG/PE et l'IRMf avec des événements discrets et une période de rétention claire
- Études d'entraînement : Évalue les améliorations de la mémoire visuelle suite à des interventions
Options de configuration
Paramètres visuels
| Paramètre | Par défaut | Plage | Description |
|---|---|---|---|
| Canvas size | 600 px | 200-1200 px | Taille de la zone d'affichage carrée |
| Item size | 60 px | 10-200 px | Taille de chaque forme colorée |
| Same label | « Same » | - | Texte du bouton de réponse « identique » |
| Different label | « Different » | - | Texte du bouton de réponse « différent » |
Tous les autres paramètres (taille d'ensemble, condition, durées, type de stimulus, distance minimale) sont configurés par essai dans la feuille de calcul (voir Configuration des essais ci-dessous), et non comme options globales.
Essais d'entraînement
| Paramètre | Par défaut | Description |
|---|---|---|
| Enable practice | On | Désactiver pour ignorer les essais d'entraînement. Lorsqu'activé, les essais d'entraînement se déroulent avec retour avant les essais principaux |
Lorsque l'entraînement est activé :
- Les participants reçoivent un retour visuel après chaque réponse d'entraînement (coche verte pour correct, X rouge pour incorrect)
- Les essais d'entraînement utilisent des tailles d'ensemble plus simples pour aider les participants à apprendre la tâche
- Les essais principaux commencent après la fin de l'entraînement
Configuration des essais
Tous les essais sont configurés manuellement dans la feuille de calcul. Chaque ligne définit un essai avec les colonnes suivantes :
| Colonne | Description | Par défaut | Exemple |
|---|---|---|---|
| set_size | Nombre d'items dans les tableaux mnésique/test | 4 | 4 |
| condition | Si les tableaux correspondent | "same" | "same" ou "different" |
| block | Étiquette de regroupement optionnelle | "" | "high_load" |
| stimulus_type | Type de stimuli visuels | "colored_shapes" | "colored_shapes" ou "colored_squares" |
| min_distance | Espacement minimal entre les centres des items (px) | 100 | 100 |
| fixation_ms | Durée de la croix de fixation (ms) | 500 | 500 |
| memory_duration_ms | Durée d'affichage du tableau mnésique (ms) | 500 | 500 |
| retention_interval_ms | Délai vide entre les tableaux mnésique et test (ms) | 1000 | 1000 |
| test_duration_ms | Durée maximale d'affichage du tableau test (ms) | 2000 | 2000 |
La tâche génère automatiquement pour chaque essai :
- Des positions aléatoires pour les items (dans la zone d'affichage, en respectant min_distance)
- Des couleurs aléatoires (à partir d'un ensemble de 10 couleurs distinctes)
- Des formes aléatoires (cercle, carré ou triangle selon le type de stimulus)
- Pour les essais « différent » : sélection aléatoire d'un item à modifier
Recommandations temporelles :
- Encodage bref (100-200 ms) : Empêche le recodage verbal, force la mémoire visuelle
- Rétention standard (900-1000 ms) : Délai typique dans les études de VSTM
- Période test généreuse (2000 ms+) : Permet une réponse auto-rythmée
Exemple de configuration
Étude d'évaluation de la capacité (80 essais sur 4 tailles d'ensemble) :
| set_size | condition | block | stimulus_type | min_distance | fixation_ms | memory_duration_ms | retention_interval_ms | test_duration_ms |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | same | colored_shapes | 100 | 500 | 100 | 900 | 2000 | |
| 2 | different | colored_shapes | 100 | 500 | 100 | 900 | 2000 | |
| 4 | same | colored_shapes | 100 | 500 | 100 | 900 | 2000 | |
| 4 | different | colored_shapes | 100 | 500 | 100 | 900 | 2000 | |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
Répétez les lignes pour atteindre le nombre d'essais souhaité par taille d'ensemble (par ex., 20 par taille d'ensemble pour 80 au total).
Expérience du participant
Séquence d'essai
- Instructions principales : Explication de la tâche (mémoriser des formes colorées, détecter les changements)
- (Optionnel) Instructions d'entraînement : Si l'entraînement est activé
- (Optionnel) Essais d'entraînement : Avec retour visuel (coche/X)
- (Optionnel) Instructions des essais : Avant le début des essais principaux
- Essais principaux : Chaque essai suit le déroulement suivant :
- La croix de fixation apparaît
- Le tableau mnésique apparaît (plusieurs formes colorées)
- Écran vide (intervalle de rétention)
- Le tableau test apparaît
- Le participant répond « Identique » ou « Différent »
- L'essai suivant commence
Méthodes de réponse
Boutons (à l'écran) :
- Cliquer sur « Identique » si le tableau test correspond au tableau mnésique
- Cliquer sur « Différent » si quelque chose a changé
La tâche est auto-rythmée sauf en mode strictement modéré. Les participants peuvent prendre le temps de décider, bien que des réponses plus rapides en quelques secondes soient typiques.
Données de sortie
Marqueurs et réponses
La tâche enregistre des marqueurs et réponses haute résolution pour chaque essai. Le tableau mnésique et le tableau test émettent chacun leur propre marqueur d'apparition (memory_array_onset et test_array_onset), ce qui permet aux analystes de distinguer les deux phases d'affichage.
Marqueurs
| Marqueur | Données | Description |
|---|---|---|
visual_short_term_memory_trial_start | trial_index, is_practice, stimulus_id, set_size, condition, block | Début de l'essai (variante d'entraînement : visual_short_term_memory_practice_trial_start) |
fixation_onset / fixation_offset | trial_index, is_practice | Croix de fixation affichée / retirée (uniquement si la durée de fixation > 0) |
memory_array_onset | trial_index, is_practice, stimulus_id, set_size, condition, memory_array, block | Tableau mnésique affiché (contient le contenu des items) |
retention_interval_start / retention_interval_end | trial_index, is_practice, stimulus_id, set_size, planned_retention_ms | Intervalle de rétention vide |
test_array_onset | trial_index, is_practice, stimulus_id, set_size, condition, test_array, block | Tableau test affiché (contient le contenu des items) |
stimulus_aoi | trial_index, is_practice, stimulus_id, stimulus_bounds | Boîte englobante du canevas SVG (émis pour les phases mnésique et test) |
response_recorded | trial_index, is_practice | Réponse du participant enregistrée |
feedback_shown | trial_index, is_practice, feedback_correct | Retour d'entraînement affiché (entraînement uniquement) |
Données de réponse
Chaque réponse du participant est enregistrée dans le tableau responses[] :
{
"trial_index": 1,
"stimulus_id": "vstm_0_1",
"source": "button",
"set_size": 4,
"condition": "different",
"response_value": "different",
"response_correct": true,
"is_practice": false,
"block": "high_load",
"latency_ms": 1234
}
Artefact de résumé
Un fichier JSON (vstm_summary_<taskIndex>.json) avec les estimations de capacité (K de Cowan) :
{
"task_kind": "visual_short_term_memory",
"task_index": 0,
"total_trials": 30,
"overall": {
"total": 30,
"valid_responses": 28,
"correct": 24,
"accuracy": 0.857,
"mean_rt_ms": 1234,
"timeouts": 2
},
"breakdowns": {
"set_size": {
"2": { "total": 10, "valid_responses": 10, "correct": 9, "accuracy": 0.90, "mean_rt_ms": 1100, "timeouts": 0 },
"4": { "total": 10, "valid_responses": 10, "correct": 8, "accuracy": 0.80, "mean_rt_ms": 1250, "timeouts": 0 },
"6": { "total": 10, "valid_responses": 8, "correct": 5, "accuracy": 0.625, "mean_rt_ms": 1400, "timeouts": 2 }
}
},
"extras": {
"capacity_estimates_k": {
"2": 1.90,
"4": 3.20,
"6": 3.40
}
},
"trials": [ /* données par essai */ ]
}
Lorsque l'entraînement est activé, un objet practice de premier niveau est également ajouté, avec la même structure overall / trials pour les essais d'entraînement.
Indicateurs clés :
extras.capacity_estimates_k: K de Cowan à chaque taille d'ensemble, où K = set_size × (taux de détections - taux de fausses alarmes). Une taille d'ensemble vautnullsi elle n'a aucune réponse « identique » ou aucune réponse « différent » au bouton.breakdowns.set_size: Performance (exactitude, TR moyen, expirations) ventilée par nombre d'items affichésoverall.accuracy: Proportion de réponses correctes parmi les réponses valides (au bouton)
Instructions
La tâche utilise quatre types d'instructions que vous pouvez personnaliser :
-
Instructions principales : Affichées sur une page dédiée avant le début de la tâche. Expliquent ce que les participants verront et comment répondre.
-
Instructions d'aide : Disponibles via le bouton « ? » pendant la tâche. Fournissent un rappel rapide des règles de la tâche.
-
Instructions d'entraînement (si l'entraînement est activé) : Affichées avant les essais d'entraînement. Expliquent qu'il s'agit d'un entraînement avec retour.
-
Instructions des essais (si l'entraînement est activé) : Affichées après l'entraînement, avant les essais principaux. Rappellent aux participants que le retour ne sera plus affiché.
Toutes les instructions supportent la mise en forme de texte enrichi et peuvent être personnalisées pour votre étude.
Recommandations de conception
Pour une évaluation standard de la capacité
- Tailles d'ensemble : Tester 3-5 tailles d'ensemble différentes (par ex., 2, 4, 6, 8) pour capturer la courbe de capacité complète
- Essais par taille d'ensemble : 15-20 essais pour des estimations de K stables
- Durée d'encodage : 100-200 ms empêche le recodage verbal
- Intervalle de rétention : 900-1000 ms est standard
- Équilibre des essais : Nombre égal d'essais « identique » et « différent »
Pour les populations cliniques ou développementales
- Encodage plus long : 250-500 ms aide les populations ayant des différences de vitesse de traitement
- Tailles d'ensemble plus petites : Se concentrer sur 2-6 items si l'on s'attend à une capacité plus faible
- Items plus grands : Augmenter la taille des items (80-100 px) pour faciliter la visualisation
- Plus d'entraînement : 8-12 essais d'entraînement pour assurer la compréhension de la tâche
- Pauses : Permettre le repos entre les blocs pour le maintien de l'attention
Configurations courantes de tailles d'ensemble
| Objectif | Tailles d'ensemble | Justification |
|---|---|---|
| Dépistage rapide | 4, 6 | Efficace, détecte la plupart des différences individuelles |
| Courbe de capacité complète | 2, 4, 6, 8 | Protocole de recherche standard |
| Développemental | 2, 3, 4 | Évite les effets plancher chez les enfants |
| Hauts performeurs | 6, 8, 10, 12 | Évite les effets plafond |
Problèmes courants et solutions
| Problème | Cause possible | Solution |
|---|---|---|
| Estimations de K trop élevées (>7) | Recodage verbal, tâche trop facile | Raccourcir l'encodage à 100 ms, utiliser plus de tailles d'ensemble |
| Taux de fausses alarmes élevé | Les participants ne comprennent pas « identique » vs. « différent » | Améliorer les consignes, ajouter plus d'entraînement |
| Effets plafond | Tailles d'ensemble trop faciles | Tester des tailles d'ensemble plus élevées (8, 10, 12 items) |
| Effets plancher | Tailles d'ensemble trop difficiles ou timing trop rapide | Utiliser des tailles d'ensemble plus petites (2, 3, 4), augmenter la durée d'encodage |
| Pas de différence de performance entre les tailles d'ensemble | Pas assez d'essais par condition | Augmenter les essais par taille d'ensemble à au moins 15-20 |
Voir aussi
- Tâche N-back - Tâche de mémoire de travail avec demandes de mise à jour
- Tâche d'empan de chiffres - Évaluation de la mémoire de travail verbale