Une nouvelle étude remet en question les théories courantes sur la capacité humaine à résoudre des problèmes complexes et sur la façon dont certains troubles mentaux l’influencent.
Dans quelle mesure les gens sont-ils capables de trouver des solutions optimales à des problèmes complexes ? Une nouvelle étude révèle que les gens ne sont peut-être pas aussi capables qu’on le pense généralement.
Qui n’a jamais ressenti la tentation de jeter un long manuel à la poubelle, ou de continuer à rouler au lieu de demander son chemin ? Après tout, suivre des instructions est souvent fastidieux, et nous pouvons tout simplement nous débrouiller tout seuls… Ou bien le pouvons-nous ? Une étude publiée le 19 mai 2022 dans le journal scientifique Nature Human Behaviour remet en cause les théories dominantes sur notre capacité à aborder des problèmes complexes et sur la façon dont certains troubles mentaux l’affectent.
“On pense que les patients souffrant de troubles obsessionnels compulsifs (TOC) ont du mal à développer des stratégies sophistiquées de résolution de problèmes”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Albino Oliveira-Maia, chef de l’unité de neuropsychiatrie de la Fondation Champalimaud au Portugal. “Cependant, notre approche expérimentale novatrice fournit des preuves solides contre cette théorie”.
Deux façons de résoudre un problème
L’équipe de recherche d’Oliveira-Maia a fait cette découverte en étudiant comment les sujets sains et les patients atteints de TOC diffèrent dans leur façon de résoudre les problèmes. “En général, les gens utilisent une combinaison de deux stratégies complémentaires, connues sous le nom d’approches sans modèle et basées sur le modèle”, a expliqué Oliveira-Maia. “Alors que les individus en bonne santé utilisent les deux stratégies de manière flexible, les patients atteints de TOC ont tendance à exercer l’approche sans modèle.”
La stratégie sans modèle est relativement simple et elle fonctionne bien dans des environnements stables. Par exemple, imaginez le scénario suivant : Vous prenez votre petit-déjeuner dehors tous les matins sur le chemin du travail. Il y a deux cafés sur votre route : “The Bean” et “Aroma”. Comme vous devez être au travail tôt, avec le temps, vous apprenez qu’Aroma se fait généralement livrer l’aliment de base de votre petit-déjeuner – des croissants frais – avant l’autre café. Ainsi, en suivant l’approche sans modèle, vous vous rendez d’abord chez Aroma, et seulement quand il n’y a pas de croissants, vous vous rendez chez The Bean.
Cependant, l’approche sans modèle ne fonctionnera pas très bien si le fournisseur de croissants emploie deux livreurs qui suivent des itinéraires opposés. Les semaines où le premier livreur est de service, The Bean recevra les croissants plus tôt. Mais si le second livreur travaille cette semaine-là, alors Aroma les recevra en premier.
Si vous pouviez découvrir le “modèle” – à savoir que la disponibilité des croissants dépend du livreur qui travaille cette semaine-là – vous vous éviteriez des déplacements inutiles. Ainsi, même si The Bean a eu des croissants très tôt pendant des semaines, le premier lundi où il n’en a pas eu, vous sauriez immédiatement que cette semaine, Aroma est le choix le plus sûr.
“Même si la stratégie basée sur un modèle est plus lourde en termes de calcul, surtout lorsque vous êtes encore en train de comprendre ce qui se passe, elle est plus efficace pour optimiser vos actions dans des circonstances complexes comme celles de cet exemple”, a déclaré M. Oliveira-Maia.
Changer les règles du jeu
Selon Oliveira-Maia, les études scientifiques qui évaluent ces stratégies appliquent systématiquement un puzzle appelé “tâche en deux étapes”, qui est similaire au deuxième scénario, plus complexe.
“Ces études ont montré que les sujets sains utilisent un mélange de la stratégie plus simple sans modèle avec la stratégie plus complexe basée sur le modèle lors de la résolution de ces types de tâches. En revanche, les patients atteints de TOC ont tendance à s’en tenir à la stratégie la moins efficace. La raison proposée est que les patients atteints de TOC sont extrêmement habitués, et qu’ils ont donc tendance à répéter des actions même si elles n’ont pas d’utilité”, a expliqué M. Oliveira-Maia.
Bien que cette conclusion semble directe et cohérente, il y a un hic. Comme les tâches utilisées dans ces études sont généralement très complexes, les sujets des tests reçoivent toujours une explication complète du modèle avant de commencer. Cependant, personne n’avait jamais testé de manière rigoureuse l’effet de ces instructions préemptives – en particulier leur absence – sur la stratégie de résolution de problèmes des sujets !
Pas d’explication – Pas de solution
Pour savoir comment les gens s’en sortiraient avec une simple expérimentation libre, l’équipe d’Oliveira-Maia s’est associée à Thomas Akam, un neuroscientifique actuellement à l’Université d’Oxford qui avait récemment développé une tâche en deux étapes pour…. souris !
“Comme il n’est pas possible de donner des instructions verbales aux souris, Thomas a créé une tâche suffisamment simple pour que les souris soient capables d’en faire autant.les animaux pourront déchiffrer le modèle par essais et erreurs. Dans son article de recherche, publié dans le journal Neuron il y a un peu plus d’un an, Thomas a montré que les souris étaient effectivement capables de résoudre le puzzle. Nous avons donc décidé d’adapter cette tâche aux humains et de tester si les sujets adopteraient naturellement une stratégie basée sur le modèle, comme on le suppose généralement”, raconte Pedro Castro-Rodrigues, ancien doctorant et premier co-auteur de l’étude.
Les résultats de l’expérience ont pris les chercheurs par surprise. “Même avec une grande expérience de la tâche, seule une petite minorité du groupe de 200 sujets a développé une stratégie basée sur un modèle. Ce résultat est frappant compte tenu de la simplicité relative de la tâche et suggère que les humains sont étonnamment incapables d’apprendre des modèles causaux à partir de la seule expérience”, a remarqué Castro-Rodrigues.
Les patients souffrant de TOC se comparent à des sujets sains
À la fin de la troisième session, les chercheurs ont divisé les sujets en deux groupes. Un groupe a reçu la description complète du fonctionnement du puzzle, tandis que l’autre n’a pas reçu cette description. Ensuite, les chercheurs ont organisé une quatrième et dernière session pour tester l’effet de la réception d’instructions sur l’approche de résolution de problèmes des sujets.
La différence entre les deux groupes était claire : presque tous les sujets du groupe “explication” – aussi bien les volontaires sains que les patients souffrant de TOC – ont adopté une stratégie basée sur le modèle. En revanche, la plupart des sujets de l’autre groupe ont poursuivi l’approche sans modèle.
“Ces résultats étaient fascinants”, a déclaré Ana Maia, une doctorante qui a participé à l’étude. “Ils ont non seulement révélé que l’explication joue un rôle plus important que ce que l’on pensait auparavant, mais aussi que, si les conditions sont réunies, les patients atteints de TOC sont en fait tout aussi capables de résoudre de manière optimale une tâche en deux étapes que les individus sains.”
Quelle est la raison de la divergence des résultats entre cette étude et les précédentes ? Selon les auteurs, il y a plusieurs explications possibles. La première est que la tâche était relativement simple, tout comme les instructions. “Comme les tâches classiques en deux étapes ont tendance à être très complexes, les explications sont également très complexes. On peut donc imaginer qu’une personne gravement malade et en détresse aura plus de mal à traiter ce type d’information”, explique Oliveira-Maia.
Une autre hypothèse intrigante est que le fait de commencer par une expérimentation libre fait une différence. Est-il possible que les trois sessions non guidées aient préparé efficacement les patients à l’explication ?
“Nous n’avons pas testé directement cette question dans cette étude, mais certains indices laissent penser que cela a pu être le cas. Si les études futures confirment cette hypothèse, elles pourraient même conduire au développement de nouveaux traitements psychothérapeutiques et comportementaux pour les patients souffrant de TOC et peut-être aussi d’autres troubles mentaux”, a suggéré Castro-Rodrigues.
Prochaines étapes
L’équipe poursuit son exploration de ce sujet par plusieurs voies. “Dans le cadre de ce projet, nous avons également recueilli des données d’imagerie de sujets effectuant la tâche à l’intérieur d’un scanner IRM. Notre suivi le plus immédiat serait donc de rechercher les corrélats neuronaux associés à la transition d’une stratégie à l’autre après avoir reçu une explication”, a déclaré Castro-Rodrigues.
“Le travail de Pedro s’inscrit en partie dans une entreprise plus vaste du laboratoire – le projet Neurocomp”, a ajouté le co-auteur Bernardo Barahona-Corrêa, psychiatre à la Fondation Champalimaud. “Ce projet, que je dirige avec Albino, étudiera de nombreux aspects des TOC, en se concentrant particulièrement sur une région du cerveau appelée cortex orbitofrontal. Nous pensons que cette région est essentielle à la fois pour les manifestations principales de ce trouble et pour l’acquisition du contrôle de l’action basé sur un modèle dans des tâches telles que celle que nous avons utilisée dans cette expérience.”
“En fin de compte, ces résultats soulignent l’importance des explications explicites dans l’apprentissage”, a souligné Oliveira-Maia. “Il semble que la pure exploration libre ne soit pas la voie la plus efficace pour acquérir de nouvelles connaissances. En fait, j’ai commencé à en parler avec mes enfants, a-t-il ajouté de manière ludique, en leur disant de veiller à prêter attention à leurs professeurs.”
Référence : “Explicit knowledge of task structure is a primary determinant of human model-based action” par Pedro Castro-Rodrigues, Thomas Akam, Ivar Snorasson, Marta Camacho, Vitor Paixão, Ana Maia, J. Bernardo Barahona-Corrêa, Peter Dayan, H. Blair Simpson, Rui M. Costa et Albino J. Oliveira-Maia, 19 mai 2022, Nature Human Behaviour.
DOI: 10.1038/s41562-022-01346-2
