PERCEPTION DU NOMBRE

L’estimation de numérosités, notre « sens des nombres »

Bien qu’elles soient imprécises, les estimations produites restent néanmoins liées à la numérosité présentée : lorsqu’on présente plus de points, les personnes répondent en utilisant un nombre plus grand. Cette capacité que nous avons à percevoir la numérosité de manière rapide, mais approximative, a fait l’objet de nombreuses études. Nous savons désormais que la perception de la numérosité suit la loi de Weber, tout comme d’autres continuums perceptifs : notre capacité à distinguer deux numérosités dépend du ratio entre ces deux quantités. Ainsi, il est tout aussi facile de différencier 16 points de 32 points que de différencier 8 points de 16 (ratio 1:2) ; en revanche, il est plus difficile de différencier 16 points de 24 points (ratio 2:3). D’autres expériences montrent que nous pouvons percevoir la numérosité dans différentes modalités : que les ensembles soient présentés visuellement sous forme de nuages de points, ou auditivement sous forme de suite de sons, les réponses présentent les mêmes caractéristiques. Enfin, cette capacité à percevoir les quantités numériques est présente chez les êtres humains de manière précoce (dès les toutes premières heures de vie) et s’affine progressivement au cours de l’enfance. Elle existe aussi chez de nombreuses espèces animales, comme certains mammifères tels que les singes, les chiens, les dauphins, mais aussi chez d’autres espèces plus éloignées de nous, comme les poissons, les poussins, les abeilles...

À ce jour, les mécanismes cognitifs mis en jeu dans la perception des numérosités restent mal compris. Un certain nombre de biais ont été identifiés : par exemple, nous avons tendance à estimer qu’il y a plus de points lorsque ceux-ci occupent plus d’espace, lorsqu’ils sont plus petits, ou lorsqu’ils sont placés de manière plus régulière. Toutefois, on ignore si notre système visuel perçoit la numérosité de manière directe, ou s’il la calcule à partir de paramètres plus simples, comme la taille de l’ensemble ou la taille de chaque élément. Quoi qu’il en soit, du point de vue de l’observateur, la numérosité est une dimension saillante : il est plus facile de faire attention à la numérosité que par exemple à la surface couverte par les points – et ce, même pour des enfants ou des personnes n’ayant pas reçu d’éducation en arithmétique. Par ailleurs, la numérosité constitue une dimension élémentaire de notre perception. On peut ainsi observer des effets d’adaptation visuelle pour la numérosité, semblables aux effets observés pour d’autres dimensions élémentaires, comme la couleur. Si on fixe longtemps une scène avec une zone claire et une zone foncée et qu’on regarde ensuite ailleurs, on perçoit la trace négative de la scène qu’on regardait initialement : une tache foncée à l’endroit où se trouvait la zone claire, et une tache claire à l’endroit de la zone foncée. De même, si l’on fixe longtemps un ensemble avec peu de points, on aura ensuite l’impression que les ensembles suivants comportent plus de points qu’ils n’en contiennent en réalité.

Au niveau cérébral, la perception des quantités dépend d’une région du sillon intrapariétal, située de manière bilatérale, en arrière et en haut de notre tête. On y reconnaît les caractéristiques de notre perception des quantités : l’activité de cette région est modulée par le ratio entre les quantités, et non par exemple par le type d’objets présentés. Chez l’adulte, le sillon intrapariétal répond à la fois aux quantités concrètes (ensembles de points) et aux symboles numériques (chiffres). Chez l’enfant, on détecte une activité dans cette même région à l’âge de quatre ans. Cette région semble donc prédisposée à répondre à la numérosité de manière très précoce. Son domaine d’activité s’étendrait ensuite[...]