Bases cognitives, perceptuelles et motrices de l’utilisation d’outils chez le très jeune enfant

Tool use is the ability to act on an object with another object. In human infants, this ability develops toward the end of the second year of life. Despite a recent resurgence of interest in the study of tool-use learning in infancy, very little is known about the developmental steps in this learning or the underlying mechanisms. The present thesis presents a series of investigations on the age and conditions under which infants learn to use a tool to retrieve an out-of-reach object.In a first cross-sectional study (Paper 1), based on a preliminary study on 5 infants followed longitudinally from 12 to 20 months of age (Appendices 2 and 3), infants aged 14 to 22 months were tested on a task involving the use of a rake-like tool to retrieve an out-of-reach toy. Infants' performance across variations in the spatial relationship between the rake and the toy was explored. The results showed that infants as young as 14 months of age succeeded spontaneously when the toy was initially placed against the rake or at least lay in the shortest trajectory between the rake and the infant. When the toy was placed at some distance from the rake, outside its shortest trajectory, infants only succeeded spontaneously at the task around 18 to 22 months of age. Likewise, when an adult demonstrated how to use the rake in the same spatial conditions, infants showed sensitivity to the demonstration only starting at 18 months of age. In a follow up of this study, a finer analysis of the data was conducted, which yielded insight on the age at which infants start to plan their action when using a tool (Paper 2). This analysis showed that before 18 months of age, infants were mostly influenced by their manual preference toward the right hand when grasping the tool. In contrast, starting 18 months, infants were more likely to vary the hand they used for grasping according to the toy's position in relation to the tool (right or left). These results show that infants who are in the phase of acquiring tool use are better able to anticipate the action than younger infants.One observation from these first cross-sectional and longitudinal studies was of particular interest. When the toy was attached to the rake, all infants were spontaneously able to successfully retrieve the toy starting at 12 months of age. This suggests that at this age, infants have already acquired the notion of composite objects. In a complementary study, a significant change was observed between 6 and 9 months of age in the understanding of the notion of spatial connectedness between objects. Starting at 8 months of age, infants befan to show visual anticipation toward the distal part of the composite object when grasping its proximal part. Thus, 8-month-old infants use the notion of connectedness when acting on composite objects. This is in line with results from previous studies showing that around 10-12 months infants pull a string to which an out-of-reach object is attached before trying to grasp the object. However, in a pilot study where 16-month-old infants were presented a choice of several strings, only one of which was connected to the out-of-reach object, infants did not systematically choose the connected string. This led us to an investigation of why, at 16 months, infants do not use the notion of connectedness between objects in order to solve this task (Paper 3). To do so a study was conducted comparing infants' performance on the multiple strings task (action condition) with their looking behaviours at the same multiple-string scene when an adult solved the task in front of them (vision condition). The results showed that only infants who succeeded at the task themselves were able to visually anticipate which string the adult had to pull in order to retrieve the object. Additionally, the results showed that lack of inhibitory control partly explains infants' failure at the task....L'utilisation d'outils est définie comme la capacité d'agir sur un objet par l'intermédiaire d'un autre objet. On sait que cette capacité se met en place vers la fin de la seconde année de vie chez l'enfant. Malgré un intérêt grandissant pour l'étude de l'apprentissage de l'utilisation d'outils, les étapes ainsi que les mécanismes sous-jacents de cet apprentissage restent très peu connus. Dans ce travail de thèse, nous avons cherché à savoir à partir de quel âge et dans quelles conditions le jeune enfant apprend à utiliser un outil pour rapprocher un objet hors de portée.Dans une première étude transversale, inspirée d'une étude préliminaire longitudinale sur 5 enfants entre 12 et 20 mois (Annexes 2 et 3), nous avons testé des bébés âgés de 14 à 22 mois sur une tâche d'utilisation d'un râteau pour approcher un jouet hors de portée (Article 1). Plusieurs conditions de relations spatiales entre le râteau et le jouet ont été comparées. Les résultats ont montré que les premiers succès spontanés apparaissent dès 14 mois lorsque le jouet est initialement placé contre le râteau ou dans sa trajectoire. Lorsque le jouet est placé à distance du râteau sur la table, les premières réussites spontanées n'apparaissent qu'entre 18 et 22 mois. De même lorsqu'un adulte fait la démonstration de cette condition, l'enfant n'est sensible à la démonstration qu'à partir de 18 mois. Dans la continuité de cette étude, une analyse plus fine des données nous a permis de mettre en évidence l'âge à partir duquel les enfants planifient leur action pour utiliser un outil (Article 2). Nous avons ainsi pu mettre en évidence qu'avant 18 mois, les enfants sont principalement influencés par leur préférence pour la main droite lorsqu'ils prennent le râteau. Au contraire, les enfants plus âgés ont plutôt tendance à varier la main utilisée en fonction de la position du jouet par rapport au râteau. Ces résultats mettent en évidence une meilleure anticipation de l'action et de son résultat chez les enfants en phase d'acquisition de la capacité à utiliser un outil.Une observation faite lors de ces premières études transversale et longitudinale a retenu notre attention. En effet, lorsque le jouet était fixé directement sur le râteau, tous les enfants étaient capables de le récupérer dès 12 mois. Cela suggère que l'enfant a acquis dès 12 mois la notion d'objet composite. Lors d'une étude complémentaire, nous avons observé un changement significatif de la connaissance de la notion de connexion entre objets entre 6 et 8 mois. À partir de 8 mois, on observe une anticipation visuelle vers la partie distale d'un objet composite lors de la prise de sa partie proche, montrant que l'enfant comprend qu'il peut agir sur la partie proche d'un objet composite pour atteindre la partie hors de portée de cet objet. A 8 mois l'enfant utilise donc la notion de connexion lorsqu'il interagit avec des objets composites. De même, on sait que dès 10-12 mois, lorsqu'un objet hors de portée est attaché à l'extrémité d'une ficelle à portée de sa main, un enfant tire sur la ficelle avant de chercher à prendre l'objet. Pourtant, lorsque dans une étude pilote nous avons présenté à des enfants de 16 mois un choix de plusieurs ficelles dont une seule était connectée à l'objet, les enfants ne choisissaient pas systématiquement la ficelle connectée. Nous avons cherché à savoir pourquoi même à 16 mois, l'enfant n'utilise pas cette notion de connexion entre objets pour résoudre cette tâche (Article 3). Pour cela, nous avons réalisé une étude comparant les performances des enfants à cette tâche (condition action) avec leurs comportements visuels vis-à-vis de la scène lorsqu'un adulte résolvait la tâche devant eux (condition vision)...

Comparison of active and purely visual performance in a multiple-string means-end task in infants

International audienceThe aim of the present study was to understand what factors influence infants’ problem-solving behaviours on the multiple-string task. The main question focused on why infants usually solve the single string-pulling task at 12 months at the latest, whereas most 16-month-old infants still cannot solve the task when several strings are presented, only one of which is attached to the desired object. We investigated whether this difficulty is related to infants’ ability to inhibit their spontaneous immediate actions by comparing active and purely visual performance in this task. During the first part of the experiment, we assessed the ability of infants aged 16–20 months to solve the multiple-string task. The infants were then divided into three groups based on performance (a “failure” group, an “intermediate” group, and a “success” group). The results of this action task suggest that there were differences in infants’ performance according to their level of inhibitory control of their preferred hand. In the second part of the experiment, the three groups’ predictive looking strategies were compared when seeing an adult performing the task. We found that only infants who successfully performed the action task also visually anticipated which string the adult had to pull in the visual task. Our results suggests that inhibitory control was not the only factor influencing infants’ performance on the task. Furthermore, the data support the direct matching hypothesis (Rizzolatti and Fadiga, 2005), according to which infants need to be able to perform actions themselves before being able to anticipate similar actions performed by others

Predictive action tracking without motor experience in 8-month-old infants

A popular idea in cognitive neuroscience is that to predict others’ actions, observers need to map those actions onto their own motor repertoire. If this is true, infants with a relatively limited motor repertoire should be unable to predict actions with which they have no previous motor experience. We investigated this idea by presenting pre-walking infants with videos of upright and inverted stepping actions that were briefly occluded from view, followed by either a correct (time-coherent) or an incorrect (time- incoherent) continuation of the action (Experiment 1). Pre-walking infants looked significantly longer to the still frame after the incorrect compared to the correct continuations of the upright, but not the inverted stepping actions. This demonstrates that motor experience is not necessary for predictive track- ing of action kinematics. In a follow-up study (Experiment 2), we investigated sensorimotor cortex acti- vation as a neural indication of predictive action tracking in another group of pre-walking infants. Infants showed significantly more sensorimotor cortex activation during the occlusion of the upright stepping actions that the infants in Experiment 1 could predictively track, than during the occlusion of the inverted stepping actions that the infants in Experiment 1 could not predictively track. Taken together, these find- ings are inconsistent with the idea that motor experience is necessary for the predictive tracking of action kinematics, and suggest that infants may be able to use their extensive experience with observing others’ actions to generate real-time action predictions

Apprentissage de l’utilisation d’outils chez le bébé animal et humain : facteurs héréditaires,influences sociales et environnementales

Texte disponible en anglais et en françaisInternational audienceFlexible tool use is an advanced skill present in both humans and several non-human animals such as some primate and bird species, but very little is known about how it develops in these disparate organisms. Each system needs to develop this competence by a combination of heritable or pre-designed traits that do not only depend on experience, and abilities that advance as a function of learning and experience. Over the last decade, a few developmental studies have started addressing this issue, both in human infants and infants of non-human species. Here, I review the available data from both the developmental literature and some of my own work that address the inherited, experience-based and social factors influencing the emergence of tool use in several species. I further suggest experimental methods and perspectives that may serve as a basis for future research.L’utilisation d’outils de façon flexible et variée est une capacité avancée qui est présente à la fois chez l’humain et chez l’animal, dont certaines espèces de primates et d’oiseaux. Cependant, la façon dont se développe cette capacité chez des organismes aussi différents reste très mal connue. Chaque organisme développe cette compétence sur la base de facteurs héréditaires ou pré-programmés indépendants de l’expérience individuelle, ainsi que sur des capacités qui se développent en fonction de l’apprentissage et de l’expérience. Au cours de la dernière décennie, quelques études développe- mentales ont tenté d’établir les bases de cet apprentissage, aussi bien chez le bébé humain que chez le jeune animal. Dans cet article, je recense l’ensemble des données existantes dans la littérature développementale et dans mes propres travaux, concernant les facteurs héréditaires, sociaux et ceux liés à l’expérience avec l’environnement. Je propose, en outre, un ensemble de méthodes expérimen- tales et de perspectives qui pourraient servir de base à des recherches futures

Apprentissage de l’utilisation d’outils chez le bébé animal et humain : facteurs héréditaires,influences sociales et environnementales

Texte disponible en anglais et en françaisInternational audienceFlexible tool use is an advanced skill present in both humans and several non-human animals such as some primate and bird species, but very little is known about how it develops in these disparate organisms. Each system needs to develop this competence by a combination of heritable or pre-designed traits that do not only depend on experience, and abilities that advance as a function of learning and experience. Over the last decade, a few developmental studies have started addressing this issue, both in human infants and infants of non-human species. Here, I review the available data from both the developmental literature and some of my own work that address the inherited, experience-based and social factors influencing the emergence of tool use in several species. I further suggest experimental methods and perspectives that may serve as a basis for future research.L’utilisation d’outils de façon flexible et variée est une capacité avancée qui est présente à la fois chez l’humain et chez l’animal, dont certaines espèces de primates et d’oiseaux. Cependant, la façon dont se développe cette capacité chez des organismes aussi différents reste très mal connue. Chaque organisme développe cette compétence sur la base de facteurs héréditaires ou pré-programmés indépendants de l’expérience individuelle, ainsi que sur des capacités qui se développent en fonction de l’apprentissage et de l’expérience. Au cours de la dernière décennie, quelques études développe- mentales ont tenté d’établir les bases de cet apprentissage, aussi bien chez le bébé humain que chez le jeune animal. Dans cet article, je recense l’ensemble des données existantes dans la littérature développementale et dans mes propres travaux, concernant les facteurs héréditaires, sociaux et ceux liés à l’expérience avec l’environnement. Je propose, en outre, un ensemble de méthodes expérimen- tales et de perspectives qui pourraient servir de base à des recherches futures

Bases cognitives, perceptuelles et motrices de l utilisation d outils chez le très jeune enfant

L'utilisation d'outils est définie comme la capacité d'agir sur un objet par l'intermédiaire d'un autre objet. On sait que cette capacité se met en place vers la fin de la seconde année de vie chez l'enfant. Malgré un intérêt grandissant pour l'étude de l'apprentissage de l'utilisation d'outils, les étapes ainsi que les mécanismes sous-jacents de cet apprentissage restent très peu connus. Dans ce travail de thèse, nous avons cherché à savoir à partir de quel âge et dans quelles conditions le jeune enfant apprend à utiliser un outil pour rapprocher un objet hors de portée. Dans une première étude transversale, inspirée d'une étude préliminaire longitudinale sur 5 enfants entre 12 et 20 mois (Annexes 2 et 3), nous avons testé des bébés âgés de 14 à 22 mois sur une tâche d'utilisation d'un râteau pour approcher un jouet hors de portée (Article 1). Plusieurs conditions de relations spatiales entre le râteau et le jouet ont été comparées. Les résultats ont montré que les premiers succès spontanés apparaissent dès 14 mois lorsque le jouet est initialement placé contre le râteau ou dans sa trajectoire. Lorsque le jouet est placé à distance du râteau sur la table, les premières réussites spontanées n'apparaissent qu'entre 18 et 22 mois. De même lorsqu'un adulte fait la démonstration de cette condition, l'enfant n'est sensible à la démonstration qu'à partir de 18 mois. Dans la continuité de cette étude, une analyse plus fine des données nous a permis de mettre en évidence l'âge à partir duquel les enfants planifient leur action pour utiliser un outil (Article 2). Nous avons ainsi pu mettre en évidence qu'avant 18 mois, les enfants sont principalement influencés par leur préférence pour la main droite lorsqu'ils prennent le râteau. Au contraire, les enfants plus âgés ont plutôt tendance à varier la main utilisée en fonction de la position du jouet par rapport au râteau. Ces résultats mettent en évidence une meilleure anticipation de l'action et de son résultat chez les enfants en phase d'acquisition de la capacité à utiliser un outil. Une observation faite lors de ces premières études transversale et longitudinale a retenu notre attention. En effet, lorsque le jouet était fixé directement sur le râteau, tous les enfants étaient capables de le récupérer dès 12 mois. Cela suggère que l'enfant a acquis dès 12 mois la notion d'objet composite. Lors d'une étude complémentaire, nous avons observé un changement significatif de la connaissance de la notion de connexion entre objets entre 6 et 8 mois. À partir de 8 mois, on observe une anticipation visuelle vers la partie distale d'un objet composite lors de la prise de sa partie proche, montrant que l'enfant comprend qu'il peut agir sur la partie proche d'un objet composite pour atteindre la partie hors de portée de cet objet. A 8 mois l'enfant utilise donc la notion de connexion lorsqu'il interagit avec des objets composites. De même, on sait que dès 10-12 mois, lorsqu'un objet hors de portée est attaché à l'extrémité d'une ficelle à portée de sa main, un enfant tire sur la ficelle avant de chercher à prendre l'objet. Pourtant, lorsque dans une étude pilote nous avons présenté à des enfants de 16 mois un choix de plusieurs ficelles dont une seule était connectée à l'objet, les enfants ne choisissaient pas systématiquement la ficelle connectée. Nous avons cherché à savoir pourquoi même à 16 mois, l'enfant n'utilise pas cette notion de connexion entre objets pour résoudre cette tâche (Article 3). Pour cela, nous avons réalisé une étude comparant les performances des enfants à cette tâche (condition action) avec leurs comportements visuels vis-à-vis de la scène lorsqu'un adulte résolvait la tâche devant eux (condition vision)....Tool use is the ability to act on an object with another object. In human infants, this ability develops toward the end of the second year of life. Despite a recent resurgence of interest in the study of tool-use learning in infancy, very little is known about the developmental steps in this learning or the underlying mechanisms. The present thesis presents a series of investigations on the age and conditions under which infants learn to use a tool to retrieve an out-of-reach object. In a first cross-sectional study (Paper 1), based on a preliminary study on 5 infants followed longitudinally from 12 to 20 months of age (Appendices 2 and 3), infants aged 14 to 22 months were tested on a task involving the use of a rake-like tool to retrieve an out-of-reach toy. Infants' performance across variations in the spatial relationship between the rake and the toy was explored. The results showed that infants as young as 14 months of age succeeded spontaneously when the toy was initially placed against the rake or at least lay in the shortest trajectory between the rake and the infant. When the toy was placed at some distance from the rake, outside its shortest trajectory, infants only succeeded spontaneously at the task around 18 to 22 months of age. Likewise, when an adult demonstrated how to use the rake in the same spatial conditions, infants showed sensitivity to the demonstration only starting at 18 months of age. In a follow up of this study, a finer analysis of the data was conducted, which yielded insight on the age at which infants start to plan their action when using a tool (Paper 2). This analysis showed that before 18 months of age, infants were mostly influenced by their manual preference toward the right hand when grasping the tool. In contrast, starting 18 months, infants were more likely to vary the hand they used for grasping according to the toy's position in relation to the tool (right or left). These results show that infants who are in the phase of acquiring tool use are better able to anticipate the action than younger infants. One observation from these first cross-sectional and longitudinal studies was of particular interest. When the toy was attached to the rake, all infants were spontaneously able to successfully retrieve the toy starting at 12 months of age. This suggests that at this age, infants have already acquired the notion of composite objects. In a complementary study, a significant change was observed between 6 and 9 months of age in the understanding of the notion of spatial connectedness between objects. Starting at 8 months of age, infants befan to show visual anticipation toward the distal part of the composite object when grasping its proximal part. Thus, 8-month-old infants use the notion of connectedness when acting on composite objects. This is in line with results from previous studies showing that around 10-12 months infants pull a string to which an out-of-reach object is attached before trying to grasp the object. However, in a pilot study where 16-month-old infants were presented a choice of several strings, only one of which was connected to the out-of-reach object, infants did not systematically choose the connected string. This led us to an investigation of why, at 16 months, infants do not use the notion of connectedness between objects in order to solve this task (Paper 3). To do so a study was conducted comparing infants' performance on the multiple strings task (action condition) with their looking behaviours at the same multiple-string scene when an adult solved the task in front of them (vision condition). The results showed that only infants who succeeded at the task themselves were able to visually anticipate which string the adult had to pull in order to retrieve the object. Additionally, the results showed that lack of inhibitory control partly explains infants' failure at the task....PARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF