Neurophysiologie des affordances et bûche de Noël
Yannick Daviaux 13 décembre 2018

Bientôt Noël, le bon moment pour ramener sa science entre le fromage et la bûche. Et s’il y a bien un concept mystérieux qui mérite qu’on ramène sa science, c’est celui d’affordance !

Puisque ce concept constitue une des bases théoriques sur lesquelles reposent les métiers de l’UX, Akiani vous en propose aujourd’hui une vulgarisation des mécanismes neurophysiologiques. C’est parti 🙂

Les affordances expliquées à ta mère (qui croit que tu parles “d’affaires de danse”)

Le terme affordance est un néologisme proposé par Gibson dès 1979 pour désigner les possibilités d’interactions offertes par l’environnement, et ceci de manière dépendante du répertoire moteur d’un être vivant. Plus simplement, une chaise évoque l’action de s’assoir pour un humain mais pas pour un chien. En effet, le répertoire moteur du chien ne possède pas le même schéma moteur d’assise que l’humain : la chaise n’évoque donc pas la même possibilité d’interaction pour le chien.

Et cela est vrai pour un tas de choses dans notre environnement : qui pense à pousser une porte alors qu’une barre verticale fixée sur cette porte nous évoque spontanément l’action de la tirer pour l’ouvrir ?

La guerre des “boutons” (sur une interface) expliquée à ton petit frère

L’intérêt pour ce phénomène perceptivo-moteur a donné lieu à débat entre la psychologie écologique la psychologie cognitive au cours des 30 dernières années (Garbarini & Adenzate 2004).

Mais l’avancée des techniques d’investigation a recentré les débats sur l’étude des propriétés des substrats neurophysiologiques impliqués dans ces processus. Et ce sont les neurones dits visuo-moteurs qui sont en particulier au centre de l’attention pour expliquer les processus neuronaux impliqués dans ce couplage entre perception et action.

L’instant “neurones visuo-moteurs”, le moment de piquer des pommes dauphines dans l’assiette de ton cousin

PRÉCAUTION IMPORTANTE : la suite de l’article concerne des observations qui n’ont été faites que chez le primate, mais jamais de manière directe chez l’Homme. Il convient donc d’appréhender ces connaissances avec du recul et ne pas généraliser à tort ces connaissances fondamentales.

Les neurones miroirs, ça vous dit quelque chose non ? Et bien sans le savoir, vous connaissez déjà un type de neurones visuo-moteurs !

Globalement, les neurones visuo-moteurs sont un type de neurones qui se situent dans les zones du cerveau impliquées dans la motricité. Ces neurones s’activent (on dit “déchargent” chez les savants fous) lorsqu’une qu’une action motrice se réalise. Mais de manière spectaculaire, ils s’activent aussi lorsque la même action motrice est évoquée dans l’environnement (Rizzolatti et al. 1997; Rizzolatti & Craighero 2004) :

  • en particulier, les neurones miroirs déchargent lors de l’observation d’une action réalisée par autrui chez le primate;
  • d’autres neurones visuo-moteurs, appelés neurones canoniques, déchargent lors de l’observation d’un objet qui accepte une interaction fonctionnelle (un marteau qui évoque l’action de taper par exemple).

Ainsi, les chercheurs évoquent l’importance de ce réseau formé par les neurones visuo-moteurs pour son rôle fondamental de simulateur de l’action. Il semblerait qu’à la seule observation d’un objet, le système neuronal s’active comme si l’observateur interagissait avec lui. Cela lui permettrait d’anticiper sa fonction (Garbarini & Adenzate 2004). Voilà pourquoi les chercheurs pensent que ces neurones ont un rôle fondamental dans l’émergence de l’occurrence perceptive de l’affordance !

Tonton René n’en a pas assez, on va lui en rajouter une couche

Bon c’est bien sympa de savoir que des neurones spécifiques déchargent dans les zones motrices du cerveau, mais il se passe quoi dans les autres zones ? Comment véhiculent toutes les informations nécessaires à l’émergence du phénomène perceptif d’affordance ?

En fait, les zones du cerveau ne fonctionnent pas de manière isolée, mais fonctionnement en réseau. Dans le cas du processus d’affordance, il semblerait que 2 voies distinctes soient empruntées en particulier (Borghi & Riggio 2009; Binkofski & Buxbaum 2013) :

  • la première est dite “voie visuo-motrice pariéto-frontale ventro-dorsale” (à vos souhaits). C’est ici que serait générée une composante spécifique de l’affordance, dite affordance stable. Cette composante renvoie à une constante de fonctionnalité évoquée par l’objet ou par l’environnement. Celle-ci dépend de ses qualités intrinsèques telles que sa forme, et sous-tendant le mode de manipulation / d’interaction qui y est associée (par exemple, un outil)
  • la seconde voie est dite “voie visuo-motrice pariéto-frontale dorso-dorsale” (et bam tonton René, t’en as assez là ?!). C’est ici que serait générée la composante d’affordance temporaire. Elle représente quant à elle les caractéristiques extrinsèques, sporadiques d’un objet ou de l’environnement (par exemple la distance d’un objet ou son orientation).

Mamie qui a bien suivi : “Mais en quoi c’est important de comprendre tout ça ?”

Il se trouve que l’étude de ces voies visuo-motrices permet de comprendre comment les affordances sont sélectionnées.

Par ”sélection”, il faut comprendre qu’il n’y a pas émergence d’une seule solution, mais de multiples solutions motrices potentielles lors de la perception d’un objet. La solution motrice optimale serait sélectionnée parmi les solutions motrices potentielles au cœur de ce réseau, sur la base de la convergence d’autres informations sensorielles de toute nature dans ces voies (en plus des informations visuelles donc) (Thill et al. 2013) . 


Pour faire simple :

  • l’émergence de multiples occurrences perceptivo-motrice d’affordances serait visuo-motrice;
  • la sélection de l’affordance adéquate et du geste associé est contextualisée par d’autres informations sensitives !

Un petit exemple pour mieux comprendre ça ? J’ai soif, et j’ai une bouteille d’eau devant moi. De par sa forme, sa taille et sa distance, je peux l’attraper avec ma main droite ou avec mes deux pieds, parmi l’infinité de solutions motrice évoquée par cette bouteille. Mais puisque j’ai vraiment très soif, je n’ai pas envie d’en renverser par terre : je sélectionnerai donc la solution d’attraper la bouteille à la main.

On se la refait ? De par sa forme (affordance stable), sa taille et sa distance (affordance temporaire), je peux l’attraper avec la main droite ou avec mes deux pieds (multiples solutions motrices potentielles). Mais puisque j’ai vraiment soif (contexte sensoriel), je n’ai pas envie d’en renverser par terre : la solution sélectionnée sera donc d’attraper la bouteille à la main (sélection motrice finale = affordance “finale” = occurence perceptive qui va guider l’action motrice finale).

C’est maintenant l’heure du café

Et l’intérêt de tout ça en UX alors ? Simplement d’être décomplexé la prochaine fois que vous tenterez de créer une interface qui a du sens pour l’utilisateur. Les mécanismes neurophysiologiques associés à l’utilisateur sont bien complexes !

Références

Binkofski, F., & Buxbaum, L. J. (2013). Two action systems in the human brain. Brain & Language, 127, 222-229. doi:10.1016/j.bandl.2012.07.007.

Borghi, A.M., & Riggio, L. (2009). Sentence comprehension and simulation of object temporary, canonical and stable affordances. Brain Research, 1253, 117–128. doi:10.1016/j.brainres.2008.11.064.

Gibson, J.J. (1979) The ecological approach to visual perception. Boston:Houghton Mifflin.

Garbarini, F., & Adenzato, M. (2004). At the root of embodiedcognition: cognitive science meets neurophysiology.Brain andCognition, 56, 100–106. doi:10.1016/j.bandc.2004.06.003.

Rizzolatti, G., Fadiga, L., Fogassi, L., & Gallese, V. (1997). The space around us. Science, 277, 190–191.

Rizzolatti, G., & Craighero, L. (2002). The mirro-neuron system. Annual Review of Neurosciences, 27, 169-192.

Thill, S., Caligiore, D., Borghi, A.M., Ziemke, T., & Baldassarre, G. (2013). Theories and computational models of affordance and mirror systems: an integrative review. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 37, 491–421.
doi:10.1016/j.neubiorev.2013.01.012.

Yannick Daviaux
Yannick Daviaux

Docteur en Sciences et Techniques des Activités Physiques et Sportives, Yannick est spécialiste des mesures témoignant des interactions entre l’Homme et son environnement. Son approche inspirée des neurosciences, de la physiologie et la biomécanique offre une pluridisciplinarité permettant à l’agence de traiter les projets avec une approche intégrative visant une meilleure compréhension des facteurs humains associés aux performances motrices, cognitives et émotionnelles.

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