Discrimination levels and perceived duration of intra- and intermodal short time intervals

Abstract

Cette étude porte sur l’effet de l’intermodalité sur la discrimination de courts intervalles temporels. Chaque intervalle à discriminer est délimité par deux brefs stimuli sensoriels qui sont issus d’une même modalité sensorielle (intervalle intramodal) ou de modalités sensorielles différentes (intervalle intermodal). Une série de six expériences, chacune comprenant huit sessions expérimentales, a été réalisée. Une tâche de bissection temporelle a été utilisée dans chacune des expériences de l'étude, sur la base de laquelle on pouvait estimer, pour chaque participant dans chaque condition expérimentale, la sensibilité ou niveau de discrimination (la fraction de Weber) et la durée perçue (l'erreur constante). Selon la loi de Weber, la différence minimale nécessaire pour distinguer deux stimuli (sensibilité ou seuil différentiel obtenu sur la base de fonctions psychométriques découlant de la tâche de bissection) dépend de leur magnitude. Le ratio du seuil différentiel à la magnitude devrait être constant. Aussi, plus élevée est la fraction de Weber, moins bon est le niveau de discrimination. Les magnitudes (durées standards) à l’étude étaient de 300 et 900 ms. La durée perçue est évaluée à l’aide de l'erreur constante qui, elle, est mesurée en soustrayant le point d'égalité subjective (PSE, sur chaque fonction psychométrique) de la valeur d’un des intervalles standards (300 ms ou 900 ms). Une valeur inférieure de l’erreur constante signifie que la durée est perçue plus souvent comme "courte". Il y avait deux séries de trois expériences. Dans la première série, pour une expérience donnée, la modalité sensorielle du premier marqueur délimitant l’intervalle était la même (condition fixe) et la modalité du second marqueur était variable. Dans la deuxième série, c'était le deuxième marqueur qui, dans une expérience donnée, restait de la même modalité sensorielle et le premier marqueur était variable. Les marqueurs peuvent être auditifs, visuels ou tactiles. Dans les huit sessions de chaque expérience, il y avait quatre sessions pour chacune des deux conditions de durée standard. Dans chaque expérience, il y avait des conditions de « certitude » et « d’incertitude » relativement à l’origine modale des marqueurs à chaque essai. Les modalités sensorielles utilisées dans chaque étude étaient auditive (A), visuelle (V) et tactile (T). Les résultats montrent que les intervalles intramodaux sont généralement mieux discriminés que les intervalles intermodaux. Aussi, les intervalles de 900 ms sont mieux discriminés (fraction de Weber plus basse) que ceux de 300 ms dans toutes les conditions de marquage intermodal, mais pas dans les conditions de marquage intramodal où les fractions de Weber demeurent généralement constantes. Le fait que les fractions de Weber soient plus élevées à 300 qu’à 900 ms est compatible avec la forme généralisée de la loi de Weber qui prend en considération le fait que la variance d’origine non temporelle dans le processus de discrimination a plus de poids avec les intervalles courts qu’avec les intervalles longs. Que les participants connaissent la modalité des marqueurs (certitude) ou non, a peu ou pas d’effet sur le niveau de discrimination. Pour la durée perçue, les résultats révèlent essentiellement ce qui suit. Hormis quelques exceptions, les intervalles intramodaux sont jugés plus courts que les intervalles intermodaux. Dans la comparaison des conditions intermodales, lorsque l’incertitude est placée sur le premier marqueur, il n’y a pas de différences significatives entre les conditions TA et VA intervalles ou entre les conditions AV et TV, mais les intervalles AT sont perçus comme étant plus longs que les intervalles VT. L’ensemble de ces résultats ne permet pas d’expliquer les différentes durées perçues avec les différents intervalles intermodaux sur la base de la vitesse nécessaire pour détecter le signal délimitant un intervalle donné. Pour rendre compte partiellement des différents résultats, on peut s’appuyer sur le modèle de la barrière attentionnelle (Attentional Gate Model - AGM). L’AGM est un modèle d’horloge interne de type pacemaker-accumulateur, le premier module émettant des impulsions dont le cumul détermine la durée perçue (Zakay & Block, 1997). L'AGM contient une barrière et un interrupteur, tous deux sous le contrôle de l’attention. L’efficacité plus grande (plus grande sensibilité) en conditions intramodales qu’en conditions intermodales proviendrait de l’efficacité du processus de l’interrupteur puisque dans les conditions intramodales, il n’y a pas de déplacement attentionnel d’une modalité à l’autre. Le fait que les intervalles intramodaux, en condition d’incertitude, soient souvent perçus comme étant plus courts que les intervalles intermodaux s’expliquerait par le fait que sans déplacement attentionnel, le deuxième marqueur d’un intervalle intramodal serait détecté plus rapidement que le deuxième marqueur d’un intervalle intermodal. Cependant, cette explication rencontre une certaine limite si on considère que dans la plupart des cas, que l’incertitude soit placée sur le premier ou le deuxième marqueur, le niveau de discrimination est peu affecté par celle-ci.

This study examines the effect of intermodality on the discrimination of short time intervals. Every interval in the study is marked by two short sensory stimuli, each of which comes from either the same sensory modality (intramodal interval) or different sensory modalities (intermodal interval). A series of six experiments, each comprising eight experimental sessions, was carried out. A time bisection task was used in each of the experiments, based on which one could estimate for each participant in each experimental condition, the sensitivity or level of discrimination (the Weber fraction), and the perceived duration (the constant error). According to Weber’s law, the minimum difference necessary to distinguish two stimuli (sensitivity or differential threshold obtained based on psychometric functions arising from the bisection task) depends on their magnitude. The ratio of the threshold difference to magnitude, based on Weber’s law, should remain constant. Also, a higher Weber fraction means a worse level of discrimination. The magnitudes (standard durations) under study were 300 and 900 ms. The perceived duration is evaluated using the constant error, which is measured by subtracting the Point of Subjective Equality (PSE, on each psychometric function) from the value of one of the standard intervals (300 ms or 900 ms). A lower value of the constant error means that the duration is more often perceived as “short”. There were two sets of three experiments in the study. In the first series, for a given experiment, the sensory modality of the first marker delimiting the interval was the same (fixed condition), and the modality of the second marker was variable. In the second series, it was the second marker which, in a given experiment, remained of the same sensory modality whereas the first marker was variable. Markers could be auditory, visual, or tactile. In the eight sessions of each experiment, there were four sessions for each of the two standard duration conditions. In each experiment, there were also “certainty” and “uncertainty” conditions relative to the modal origin of the markers on each trial. The sensory modalities used in each study were again auditory (A), visual (V), and tactile (T). The results show that intramodal intervals are generally better discriminated (have a lower Weber fraction) than intermodal intervals. Also, the 900 ms intervals are better discriminated than those of 300 ms in all the intermodal marking conditions. In the intramodal marking conditions, however, the Weber fractions generally remained constant. The fact that the Weber fractions are higher at 300 than 900 ms is compatible with the generalized form of Weber’s law, which takes into account the fact that the variance of non-temporal origin in the discrimination process has more weight with short intervals than with long intervals. Whether or not participants know the marker's modality (certainty) has little or no effect on the level of discrimination. For the perceived duration, the results essentially revealed the following. Except for a few exceptions, intramodal intervals were considered to be shorter than intermodal intervals. In the comparison of the intermodal conditions, when the uncertainty was placed on the first marker, there were no significant differences between the conditions TA and VA intervals or between the conditions AV and TV, but the intervals AT were perceived as being longer than the VT intervals. To account for the different results in perceived durations, we can rely on the Attentional Gate Model (AGM). The AGM is an internal clock model of the pacemaker-accumulator type, the first module emitting pulses whose accumulation determines the perceived duration (Zakay & Block, 1997). The AGM contains a barrier and a switch, both under attention control. Therefore, according to this model, the greater efficiency (higher sensitivity) in intramodal conditions than in intermodal conditions could come from the efficiency of the switch process. Because in intramodal conditions, there is no attentional displacement from one modality to the other. The fact that intramodal intervals, under conditions of uncertainty, are often perceived as shorter than intermodal intervals could be explained by the fact that without attentional displacement, the second marker of an intramodal interval is detected more quickly than the second intermodal interval marker. However, this explanation encounters certain limits if we consider that, in most cases, whether uncertainty is placed on the first or second marker, the level of discrimination is little affected by it.