Biostatistiques (Cogmaster 2006-2007, A4)

Données de Méthodes Statistiques en Sciences Humaines de D. C. Howell

MSSH

Sommaire

Chapitre 6 - Données catégorielles et khi-carré

Les décisions prises dans des cas de viol

Il s'agit d'une étude de Pugh (1983) [Pugh1983] portant sur le phénomène de "culpabilisation de la victime" dans des poursuites pour cause de viol. L'étude complexe et détaillée porte sur la manière dont les jurys prennent une décision dans des cas de viols. Elle a étudié un certain nombre de variables, dont on en retient deux pour considérer les données sous l'angle suivant:

  1. Le prévenu a-t-il été reconnu coupable ?
  2. La défense a-t-elle soutenu que la victime tait partiellement responsable du viol ?

Les données réelles sont rappelées ci-dessous, sous la forme d'un tableau de contingence (entre parenthèses, les fréquences attendues) :

Verdict
Faute Coupable Non coupable Total
Legere 153 (127.559) 24 (49.441) 177
Grave 105 (130.441) 76 (50.559) 181
Total 258 100 358
Matériel:tab6-2.dat

La tendance à jeter des dépliants sur la voie publique

Geller, Witmer et Orebaugh (1976) [Gell1976] ont étudié la tendance à jeter des dépliants sur la voie publique. L'objectif de l'étude était de savoir s'il serait efficace d'inclure un message "Ne pas jeter sur la voie publique" dans les dépliants distribués au supermarché pour annoncer les promotions du jour. Pour simplifier cette étude complexe, on considère deux des variables de l'étude qui impliquent la distribution de dépliants dans un supermarché. Dans l'une des conditions (témoin), les dépliants ne contenaient qu'une liste des promotions du jour. Dans l'autre condition (message), les dépliants mentionnaient également le message "Ne pas jeter sur la voie publique. Veuillez utiliser les poubelles." Le soit, Geller et ses étudiants ont recherché les dépliants dans tout le supermarché. Ils ont noté le nombre de dépliants abandonnés dans les caddies, sur le sol et dans d'autres endroits impropres (catégorie appelée "Jetés") ; et enfin le nombre de dépliants non retrouvés, apparemment emportés par les clients (catégorie appelée "Enlevés"). Les données obtenues dans les deux conditions figurent dans le tableau ci-après (entre parenthèses, les fréquences attendues) :

Location
Instructions Poubelle Jetes Enleves Total
Temoin 41 (61.66) 385 (343.98) 477 (497.36) 903
Message 80 (59.34) 290 (331.02) 499 (478.64) 869
Total 121 675 976 1772
Matériel:tab6-3.dat

L'effet de l'aspirine sur l'incidence des crises cardiaques

Dans un article de Rosenthal (1990) [Rose1990], on trouve une importante étude publiée en 1988 et consacrée aux effets bénéfiques de petites doses quotidiennes d'aspirine, qui réduisent la fréquence des crises cardiaques chez les hommes. Plus de 22000 médecins ont reçu soit de l'aspirine, soit un placebo, et l'incidence des crises cardiaques a été enregistrée. Les données figurent dans le tableau ci-dessous :

Maladie
Medicament Crise cardiaque Pas de crise cardiaque Total
Aspirine 104 10933 11037
Placebo 189 10845 11034
Total 293 21778 22071
Matériel:tab6-6.dat

Accord entre les juges quant aux problèmes comportementaux

Supposons que nous demandions à un juge doté d'une expérience clinique considérable d'interroger 30 adolescents et de les classer en trois catégories selon (1) qu'ils ne manifestent pas de problèmes comportementaux, (2) qu'ils manifestent des problèmes comportementaux d'intériorisation (ex. retrait) et (3) qu'ils manifestent des problèmes comportementaux d'extériorisation (ex. en s'exprimant). Toute personne appelée à examiner notre travail devrait se soucier de la fiabilité de nos mesures : comment savons-nous que notre juge fait mieux que de jouer à pile ou face ? En guise de vérification, nous avons demandé à un deuxième juge d'effectuer la même tâche et d'évaluer les mêmes adolescents. Nous avons ensuite élaboré une table de contingence illustrant les points d'accord et de désaccord entre les deux juges (entre parenthèses, les fréquences attendues):

Juge I
Juge II Pas de problèmes Intériorisation Extériorisation Total
Pas de problèmes 15 (10.67) 2 3 20
Intériorisation 1 3 (1.20) 2 6
Extériorisation 0 1 3 (1.07) 4
Total 16 6 8 30
Matériel:tab6-7.dat

Chapitre 7 - Le test d'hypothèse appliqué aux moyennes

Les aptitudes psychomotrices des enfants au poids réduit à la naissance (1)

Il s'agit d'une étude portant sur les enfants présentant un poids réduit à la naissance (PRN) de Nurcombe et coll. (1984) [Nurc1984]. Ces auteurs ont rendu compte d'un programme d'intervention destiné aux mères d'enfants PRN. Ces enfants posent des problèmes particuliers à leurs parents parce qu'ils sont (en apparence) apathiques et imprévisibles ; en outre, ils risquent de connaître des problèmes physiques et développementaux. Le programme d'intervention visait à sensibiliser les mères aux signaux émis par les enfants et à leur permettre de mieux répondre à leurs besoins ; les responsables s'attendaient à ce que ce programme réduise les difficultés ultérieures de développement souvent rencontrées par les enfants PRN. L'étude comprenait trois groupes d'enfants : un groupe expérimental PRN, un groupe témoin PRN et un groupe d'enfants dont le poids à la naissance était normal (PNN). Les mères des enfants des deux derniers groupes ne bénéficiaient pas du programme d'intervention.

L'une des variables dépendantes utilisées dans cette étude était l'index de développement psychomoteur (IDP) des échelles de Bayley [1]. Cette échelle a d'abord été appliquée à tous les enfants de l'étude alors qu'ils étaient âgés de 6 mois. Comme on ne s'attend pas à constater de différences du point de vue du développement psychomoteur entre les deux groupes PRN à un stade aussi précoce, il est plus pertinent de combiner les données des deux groupes et de se demander si les enfants PRN en général diffèrent de façon significative de la moyenne de la population de référence, qui s'élève habituellement à 100 selon cet index.

Les données observées chez les enfants PRN d'après l'IDP sont disponibles ci-dessous.

Matériel:tab7-1.dat
[1]L'index de développement mental (IDM) de l'échelle de Bayley (mesure du développement des jeunes enfants) est un index standardisé utilisé fréquemment dans des études longitudinales mesurant le développement des enfants à risque. Il est distribué à peu près normalement avec une moyenne de 100 et un écart-type de 16.

Les aptitudes psychomotrices des enfants au poids réduit à la naissance (2)

Il s'agit de la même étude que celle décrite ci-dessus. Un partie de l'étude effectuée sur les enfants PRN impliquait la récolte de scores sur l'index de développement mental (IDM) de Bayley alors que les enfants avaient 6, 12 et 24 mois. Les travaux antérieurs sur de tels enfants laissaient penser que les scores IDM enregistrés dans le groupe témoin, composé d'enfants PRN n'ayant bénéficié d'aucune intervention, pouvaient diminuer sensiblement entre 6 et 24 mois.

Les données enregistrées dans le groupe témoin à 6 et 24 mois sont disponibles ci-dessous.

Matériel:tab7-3.dat

L'illusion de la lune

Il s'agit d'une étude de Kaufman et Rock (1962) [Kauf1962] sur l'illusion de la lune. Holway et Boring (1940) [Holw1940] ont émis une hypothèse importante quant à l'origine de cette illusion : selon eux, l'illusion est due au fait que quand la lune est à l'horizon, l'observateur la regarde droit devant lui, tandis que quand elle est au zénith, il doit lever aussi bien les yeux que la tête. D'après Holway et Boring, c'est cette différence de niveau qui explique l'illusion, contrairement à l'opinion de Kaufman et Rock. Pour tester l'hypothèse d'Holway et Boring, Kaufman et Rock ont conçu un dispositif qui leur permettait de présenter deux lunes artificielles (l'une à l'horizon, l'autre au zénith) et de vérifier si les sujets levaient les yeux pour voir celle qui qui se trouvait au zénith. Dans un cas, le sujet était obligé de mettre sa tête de telle sorte qu'il puisse voir la lune au zénith droit devant lui. Dans l'autre cas, il était obligé de lever les yeux pour voir la lune au zénith (le sujet pouvait toujours voir la lune qui se trouvait à l'horizon en regardant droit devant lui). Dans les deux cas, la variable dépendante était le rapport entre la taille de la lune telle qu'elle était perçue lorsqu'elle était à son zénith (un rapport de 1.00 représentant l'absence de toute illusion). Si Holway et Boring avaient raison, l'illusion devait être plus importante (tout comme le rapport) dans la deuxième condition (yeux levés) que dans la première (yeux droit devant), bien que la lune soit toujours perçue à la même place, au zénith.

La tableau ci-dessous mentionne les données réelles de cette expérience.

Matériel:tab7-4.dat

Les aptitudes psychomotrices des enfants au poids réduit à la naissance (3)

Il s'agit de la même étude que celle présentée précédemment. Cette étude avait pour objectif principal de montrer qu'un groupe d'enfants PRN dont les mères avaient suivi le programme de formation réalisaient de meilleures performances que les enfants PRN dont les mères n'avaient pas pu bénéficier du programme. La différence entre ces deux groupes devait devenir manifeste lorsque les enfants atteignaient l'âge de 2 ans.

Le tableau ci-après mentionne les scores relatifs à l'index de développement mental (IDM) de Bayley enregistrés dans les deux groupes à 24 mois (groupe expérimental vs. groupe témoin).

Matériel:tab7-5.dat
Remarque
Effectuer l'analyse à l'aide du test de comparaison de 2 moyennes et de k moyennes ; comparer les valeurs des statistiques de test et des probabilités observées (p-valeur).

Le niveau de mémoire en fonction de l'âge

Il s'agit d'une étude de Eysenck (1974) [Eyse1974] qui a comparé les niveaux de mémoire de sujets plus jeunes ou plus âgés. Eysenck souhaitait tester l'hypothèse selon laquelle quand les sujets devaient traiter des informations verbales (listes de mots), les sujets plus âgés procédaient à un traitement plus réduit et se rappelaient dès lors moins de mots (cette étude a également montré que les deux groupes d'âge ne se distinguaient pas sur le plan de la mémoire lorsqu'aucun traitement en profondeur n'était nécessaire).

Les données du tableau ci-dessous ont été conçues de manière à présenter les mêmes moyennes et écart-types que deux des conditions de l'étude de Eysenck ; elles font référence à des groupes invités à mémoriser des mots de manière à se les rappeler par la suite. La variable dépendante est le nombre d'éléments rappelés correctement.

Matériel:tab7-6.dat

Les troubles alimentaires

Une étude approfondie de Gross (1985) [Gros1985] donne un exemple intéressant impliquant des variances hétérogènes. Gross a notamment examiné des sujets victimes de boulimie. La « boulimie simple » est un trouble alimentaire psychologique qui pousse les personnes atteintes à manger de manière incontrôlée (au point de se rendre malades) alors qu'elles savent que ce n'est pas normal ; cet état s'accompagne souvent d'une disphorie (les malades se sentent mal). Dans de nombreux cas, mais pas tous, les boulimiques se caractérisent également par des vomissements intentionnels ou par l'utilisation de laxatifs après leurs repas. Lorsque c'est le cas, le trouble est appelé « boulimie accompagnée de vomissements ». L'une des nombreuses variables choisies par Gross était l'éventuelle différence de poids entre les personnes classées dans les deux catégories de boulimie.

Les données réelles de Gross ne sont pas disponibles, mais les données figurant dans le tableau ci-dessous présentent les mêmes moyennes et variances que celles qui ont été obtenues pour ses sujets ; elles donneront donc les mêmes conclusions que les données de Gross.

Matériel:tab7-7.dat
Remarque
On peut tenir compte de l'hétérogénéité des variance à l'aide de la méthode de correction des degrés de liberté [2] proposée par Welch (1947) [Welc1947], plutôt que d'utiliser le test d'Obrien.
[2]cf. l'option var.equal de la fonction t.test sous R.

Chapitre 9 - Corrélation et régression

La relation entre le stress et la santé

Wagner, Compas et Howell (1988) [Wagn1988] ont étudié la relation entre le stress et la santé mentale chez des universitaires de première année. À l'aide d'une échelle qu'ils ont mise au point pour mesurer la fréquence, l'importance perçue et la désirabilité d'événements récents de la vie, ils ont crée une mesure des événements négatifs pondérée par la fréquence rapportée et l'estimation subjective, par chaque personne interrogée, de l'impact des différents événements. Ces données constituaient leur mesure du stress perçu par le sujet dans son cadre social et dans son environnement. Ils ont également demandé aux étudiants de remplir la liste de contrôle d'Hopkins [3], qui évalue la présence ou l'absence de 57 symptômes psychologiques.

Le tableau ci-dessous contient les données concernant les mesures de stress et des symptômes.

Matériel:tab9-2.dat
[3]voir par exemple, Derogatis, L.R., et al. (1974). The Hopkins symptom checklist (HSCL): A self-report symptom inventory. Behavioral Science, 19, 1-15.

La relation entre les scores de QI et la moyenne des résultats GPA

Les données proviennent d'un échantillon aléatoire de 30 cas extrait d'une étude de Howell et Huessy (1981) [Howe1981] ; elles représentent la relation entre les scores (de QI) obtenu au test d'aptitudes mentales d'Otis-Lennon, administré alors que les sujets se situaient entre la cinquième et la huitième année, et la moyenne des résultats (GPA) obtenus en neuvième année.

Les données sont reportées dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab9-7.dat

Chapitre 11 - L'analyse de variance à un critère de classification

Nombre de mots rappelés en fonction du niveau de traitement (1)

Il s'agit d'une étude de M.W. Eysenck (1974) [Eyse1974] consacrée à la rétention de matériel verbal en fonction du niveau de traitement. Les données utilisées ont les mêmes moyennes de groupe et les mêmes écarts-types que celles de Eysenck, mais les différentes observations sont fictives.

Le modèle de la mémorisation proposé par Craik et Lockhart (1972) [Crai1972] stipule que le degré auquel un sujet se rappelle un matériel verbal est fonction du degré auquel ce matériel a été traité lors de sa présentation initiale. Ainsi, si l'on essaie de mémoriser une liste de mots, répéter simplement un mot pour soi-même (un niveau de traitement très bas) ne permet pas de le mémoriser aussi bien que si l'on y réfléchit en tentant de former des associations entre ce mot et un autre. Eysenck (1974) [Eyse1974] voulait tester ce modèle et, plus important encore, examiner s'il pouvait contribuer à expliquer certaines différences relevées entre des sujets jeunes et âgés concernant leur aptitude à se rappeler du matériel verbal.

Eysenck a réparti aléatoirement 50 sujets âgés de 55 à 65 ans dans cinq groupes ; les quatre premiers impliquaient un apprentissage involontaire et le dernier un apprentissage intentionnel (l'apprentissage involontaire se caractérisait par le fait que le sujet ne savait pas qu'il devrait plus tard se rappeler le matériel appris). Le premier groupe (addition) devait lire une liste de mots et se contenter de compter le nombre de lettres de chacun d'eux. Il s'agissait du niveau de traitement le plus bas, puisqu'il n'était pas nécessaire chaque mot autrement que comme une suite de lettres. Le deuxième groupe (rimes) devait lire chaque mot et lui trouver une rime. Cette tâche impliquait de considérer la consonance de chaque mot, mais pas sa signification. Le troisième groupe (adjectifs) devait donner un adjectif qui aurait pu être utilisé pour modifier chaque mot de la liste. Le quatrième groupe (images) devait essayer de se former une image précise de chaque mot. Cette dernière tâche était supposée nécessiter le niveau de traitement le plus élevé parmi les quatre groupes d'apprentissage involontaire. Aucun de ces groupes ne savait qu'il faudrait se rappeler les mots ultérieurement. Enfin, le groupe d'apprentissage intentionnel devait lire la liste et mémoriser tous les mots. Après avoir passé trois fois en revue la liste de 27 mots, les sujets devaient retranscrire tous les mots dont ils se souvenaient. Si l'apprentissage n'impliquait rien de plus qu'une exposition au matériel (soit la façon dont la plupart d'entre nous lisent le journal ou, pis encore, un devoir), les cinq groupes devaient obtenir des résultats identiques ; après tout, ils avaient tous vu tous les mots. Si le niveau de traitement était important, on devait constater des différences sensibles entre les moyennes des groupes.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous :

Matériel:tab11-1.dat

Les effets du THC sur l'activité chez les rats (1)

Le noyau accumbens est une structure du prosencéphale qui s'est révélée jouer un rôle dans l'activité locomotrice chez le rat. On sait que l'administration de faibles doses de tétrahydrocannabinol (THC, l'un des principaux ingrédients actifs de la marijuana) augmente l'activité locomotrice alors que de fortes doses entraînent une diminution de cette activité. Afin de tenter de voir si le THC agissait à l'intérieur du noyau accumbens pour générer ses effets sur l'activité, Conti et Musty (1984) [Cont1984] ont injecté bilatéralement soit un placebo, soit 0.1, 0.5, 1 ou 2 microgrammes (㎍) de THC dans le noyau accumbens des rats. Les chercheurs ont enregistré le niveau d'activité des animaux avant et après l'injection. Ils ont procédé à ces enregistrements en plaçant l'animal dans une chambre de test qu'ils ont suspendue à des supports en caoutchouc. Les vibrations de la chambre dues aux déplacements de l'animal étaient converties par un accéléromètre en unités d'activité. L'échelle de mesure sous-jacente était donc arbitraire ; cet élément prendra de l'importance lorsque seront étudiées les transformations (cf. infra). Conti et Musty ont choisi comme variable dépendante l'activité du rat pendant les 10 minutes suivant l'injection par rapport à son activité pendant les 10 minutes précédant l'injection. Comme l'activité des animaux diminue généralement à mesure que ceux-ci s'habituent à un dispositif, les expérimentateurs s'attendaient à ce que le rapport soit inférieur à 1. Cependant, ils s'attendaient à ce que les rats ayant reçu des doses intermédiaires de THC présentent une diminution de l'activité moins prononcée (et un rapport avant injection/après injection plus élevé) que ceux qui avaient reçu des doses soit élevées, soit peu élevées (les expérimentateurs s'attendaient à ce que les doses intermédiaires entraînent la plus grande activité, parce que de très faibles doses seraient sans doute insuffisantes pour produire un effet et de fortes doses entraîneraient probablement une diminution d'activité).

Les données de cette étude sont présentées dans le tableau ci-dessous. Les décimales ont été omises des proportions par facilité, mais cela n'aura aucun effet sur les résultats : toutes les sommes de carrés seront pareillement affectées et la valeur F qui en résultera sera la même que celle que nous aurions obtenue en conservant les décimales.

Matériel:tab11-4.dat

Les effets du THC sur l'activité chez les rats (2)

Il s'agit de la même étude que celle présentée précédemment, mais afin d'avoir une variable plus utile pour l'analyse, les données consiste, pour chaque animal, en des unités d'activités (enregistrées sur une échelle arbitraire) pour les 10 minutes suivant l'injection, au lieu de les exprimer sous forme de pourcentage de l'activité de base (comme dans le cas précédent).

Les données (non transformées) sont reprises dans le tableau ci-dessous :

Matériel:tab11-5.dat

Chapitre 12 - Comparaisons multiples entre moyennes de traitement

Tolérance à la morphine

Il s'agit d'une étude hypothétique similaire à une expérience importante réalisée par Siegel (1975) [Sieg1975] sur la tolérance à la morphine. Les données sont fictives et la description des conditions est « allégée », mais les moyennes (et le degré de signification des différences entre les moyennes) sont les mêmes que celles de l'article de Siegel.

La morphine est un médicament souvent utilisé pour atténuer la douleur. Cependant, des administrations répétées de morphine provoquent un phénomène de tolérance : la morphine a de moins en moins d'effet (la réduction de la douleur est de moins en moins forte) au fil du temps. Pour mettre en évidence la tolérance à la morphine, on a souvent recours à une expérience qui consiste à placer un rat sur une surface trop chaude. Lorsque la chaleur devient trop insupportable, le rat va se mettre à se lécher les pattes ; le temps de latence qui précède le moment où le rat commence à se lécher les pattes est utilisé comme mesure de sa sensibilité à la douleur. Un rat qui vient de recevoir une injection de morphine montre en général un temps de latence plus long, ce qui montre que sa sensibilité à la douleur est réduite. Le développement de la tolérance à la morphine est indiqué par le fait que les latences se raccourcissent progressivement (signe d'une sensibilité accrue) sous l'effet des injections répétées de morphine.

Siegel a constaté que dans plusieurs situations impliquant des médicaments autres que la morphine, les réponses conditionnées (apprises) au médicament vont en sens inverse des effets inconditionnés (naturels) du médicament. Par exemple, un animal à qui l'on a injecté de l'atropine a tendance à manifester une diminution prononcée de la salivation. Par contre, si, après des injections répétées d'atropine, on administre soudain, dans le même environnement physique, une solution saline (qui ne devrait avoir absolument aucun effet), la salivation de l'animal va augmenter. C'est comme si celui-ci compensait l'effet anticipé de l'atropine. Dans ce type d'étude, il semble qu'un mécanisme compensatoire appris se développe au fil des essais pour contrebalancer l'effet du médicament.

Siegel a formulé la théorie selon laquelle ce processus pourrait contribuer à expliquer la tolérance à la morphine. D'après son raisonnement, si, durant une série d'essais préliminaires, on injecte de la morphine à l'animal placé sur une surface chaude, une certaine tolérance à la morphine va se développer. Donc, si le sujet reçoit une nouvelle injection de morphine lors d'un test ultérieur, il sera aussi sensible à la douleur que le serait un animal naïf (c'est-à-dire qui n'a jamais reçu d'injection de morphine). Siegel poursuit son raisonnement : si, lors du test, on injecte plutôt à l'animal une solution saline physiologique dans le même environnement physique, l'hypersensibilité conditionnée résultant de l'administration répétée de morphine ne sera pas contrebalancée par la présence de morphine et l'animal manifestera des temps de latence très courts avant de se lécher les pattes. En outre, selon Siegel, si l'on administre des injections répétées de morphine dans un environnement avant de le tester dans un environnement différent, le nouvel environnement ne suscitera pas l'hypersensibilité compensatoire conditionnée pour contrebalancer la morphine. En conséquence, le sujet réagira comme le ferait un animal qui reçoit sa toute première injection. L'héroïne est un dérivé de la morphine. Imaginons un héroïnomane qui consomme de fortes doses en raison du développement d'un phénomène de tolérance. Si sa réaction à cette forte dose devient subitement celle d'une personne qui n'a jamais consommé de drogue, au lieu d'être celle d'un habitué, le résultat pourrait s'avérer mortel ; c'est d'ailleurs souvent le cas. Il s'agit alors d'un problème très grave.

L'une des versions de l'expérience de Siegel se base sur la prédiction qui vient d'être esquissée. L'expérience implique cinq groupes de rats. Chaque groupe participe à quatre essais, mais les données d'analyse sont uniquement prélevées lors du dernier essai critique (test). On désigne les groupes en indiquant le traitement appliqué lors des trois premiers essais puis du quatrième. Le groupe M-M a reçu des injections de morphine lors des trois premiers essais dans l'environnement de test, puis de nouveau ors du quatrième essai, dans le même environnement. Il s'agit du groupe standard en ce qui concerne la tolérance à la morphine, et l'on s'attend à y relever des niveaux normaux de sensibilité à la douleur. Le groupe M-S a reçu une injection de morphine (dans l'environnement de test) lors des trois premiers essais puis une solution saline lors du quatrième. On s'attend à ce que ces animaux se caractérisent par une hypersensibilité à la douleur puisque l'hypersensibilité conditionnée ne sera pas contrebalancée par les effets compensatoires de la morphine. Les animaux du groupe M(cage)-M (en abrégé, Mc-M) ont reçu une injection de morphine lors des trois premiers essais, effectués dans leur cage habituelle, puis la même injection lors du quatrième essai, mais dans l'environnement de test standard, qu'ils ne connaissaient pas. Dans ce groupe, les indices initialement associés à l'injection de morphine n'étaient pas présents lors du test ; on ne devrait donc pas s'attendre à constater, chez ces animaux, une tolérance à la morphine lors du test. Le quatrième groupe (le groupe S-M) a reçu une injection de solution saline durant les trois premiers essais (dans l'environnement de test) et de morphine lors du quatrième. On s'attend à ce que ces animaux manifestent la sensibilité la plus réduite à la douleur puisqu'ils n'ont eu aucune occasion de développer une certaine tolérance à la morphine. Enfin, le groupe S-S a reçu une injection de solution saline lors des quatre essais. Si Siegel a raison, c'est le groupe S-M qui devrait présenter les temps de latence les plus longs (indiquant une sensibilité minimale) et le groupe M-S les temps de latence les plus courts (sensibilité maximale). Le groupe Mc-M devrait se rapprocher du groupe S-M puisque les indices associés aux trois premiers essais du groupe Mc-M ne sont pas présents lors du test. Les groupes M-M et S-S devraient se situer à un niveau intermédiaire. L'égalité ou non des groupes M-M et S-S dépendra de la vitesse à laquelle se développe la tolérance à la morphine. Le schéma des résultats ainsi anticipés est le suivant :

S-M = Mc-M > M-M ? S-S > M-S

Le point d'interrogation indique l'absence de prédiction. La variable dépendante est le temps de latence (en secondes) qui s'écoule avant que l'animal ne commence à se lécher les pattes.

Les données sont présentées dans le tableau ci-dessous :

Matériel:tab12-1.dat

L'ennui fait l'attrait

Une étude de Langlois et Roggman (1990) [Lang1990] fournit un exemple très utile de l'analyse de tendances. Cette étude examine la question de savoir ce qui fait que le visage de quelqu'un est beau. Les auteurs ont abordé le problème d'après les perspectives évolutionniste et cognitive. Selon la théorie évolutionniste moderne, les valeurs moyennes d'un trait sont préférées aux valeurs extrêmes, et selon la théorie cognitive, adultes comme enfants réagissent de manière plus positive à des prototypes d'objets plutôt qu'à des objets proches des extrêmes d'une dimension quelconque. Par définition, un prototype possède des valeurs moyennes de l'objet pour ce qui est des dimensions importantes : le prototype d'un chat n'est ni trop grand ni trop petit, ni trop gros ni trop maigre, et il ne ronronne ni trop fort ni trop doucement.

Langlois et Roggman ont pris des photos montrant le visage de 336 hommes et 214 femmes. Ils ont ensuite créé cinq groupes de photos composites via une fusion par ordinateur des différents visages. Pour l'un des groupes, l'ordinateur a fusionné 32 visages de personne du même sexe, choisis aléatoirement, ce qui a donné un visage facilement reconnaissable et présentant une corpulence moyenne, une taille moyenne, des yeux ordinaires, un nez d'une longueur moyenne, etc. Pour les autres groupes, l'ordinateur a fusionné soit 2, soit 4, 8 ou 16 visages différents. L'appellation « composite » servira à représenter les cinq groupes. Notons que ce n'est pas un nom idéal pour une variable indépendante. Chaque groupe de photos composites comprenait trois visages masculins et trois visages féminins, mais nous ne tiendrons pas compte du sexe pour cet exemple (l'étude n'a mis en évidence aucune différence significative quant au sexe, et le test global sur les différences entre les groupes n'est pas matériellement affecté si nous décidons de ne pas prendre cette variable en considération).

Langlois et Roggman ont présenté des visages composites à différents groupes de sujets et leur ont demandé d'évaluer la beauté de visages sur une échelle allant de 1 à 5, où 5 représentait « très beau ». Dans leur analyse, les données étudiées étaient en réalité les moyennes des évaluations des sujets pour les six visages composites dans chaque condition.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous. Elles sont fictives, mais elles ont été conçues pour avoir les mêmes moyennes et variances que celles de Langlois et Roggman ; la valeur F globale et les tests de tendances seront donc identiques à ceux qu'ils ont enregistrés.

Matériel:tab12-7.dat

Chapitre 13 - L'analyse factorielle de variance

Nombre de mots rappelés en fonction du niveau de traitement (2)

Il s'agit de la même étude que celle présentée dans le chapitre 12. Eysenck [Eyse1974] a en réalité mené une étude qui faisait varier aussi bien l'âge que la condition de rétention. L'étude incluait 50 sujets dont l'âge se situait entre 18 et 30 ans, ainsi que 50 sujets compris dans la tranche d'âge 55-65 ans.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous. Ce ne sont pas les données originales, mais elles ont été conçues pour avoir les mêmes moyennes et écarts-types que les données enregistrées par Eysenck.

Matériel:tab13-2.dat

Les effets du tabagisme

Il s'agit d'une étude de Spilich, June et Renner (1992) [Spil1992] examinant les effets du tabagisme sur les performances. Ces auteurs ont utilisé trois tâches distinctes qui différaient par le niveau de traitement cognitif requis pour les exécuter, chaque tâche étant réalisée par des sujets différents. La première, appelée tâche d'identification d'un motif, consistait à localiser une cible sur l'écran. La deuxième, la tâche cognitive, amenait les sujets à lire un passage pour se le remémorer par la suite. La troisième était un jeu vidéo de simulation de conduite. Dans les trois cas, la variable dépendante était le nombre d'erreurs commises par le sujet (ce n'est pas exactement vrai pour toutes les tâches, mais cela permet de considérer la tâche comme une variable indépendante ; cette modification ne dénature pas les résultats de Spilich et coll.).

Les sujets ont ensuite été subdivisés en trois groupes pour ce qui est du tabagisme. Le groupe FA se composait des personnes qui fumaient de façon active pendant l'exécution de la tâche ou juste avant. Le groupe FP comprenait les sujets qui n'avaient pas fumé pendant les trois heures précédant l'exécution de la tâche (la lettre P signifie « précédemment »). Le groupe NF rassemblait les fumeurs.

Les données sont rassemblées dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab13-tabagisme.dat

Étude sur la vigilance lors d'une tâche de conduite

Il s'agit d'une étude fictive dans laquelle on se propose de tester la vigilance lors d'une simple tâche de conduite lorsque les sujets sont soit sobres, soit sous l'influence de l'alcool. Les sujets doivent utiliser un simulateur de conduite et réagir lorsque des voitures sortent soudainement de l'allée et lorsque des piétons surgissent précipitamment en face d'eux. Deux chercheurs vont vollaborer pour étudier ce problème, l'un en Pas-de-Calais, l'autre en Loire-Atlantique, et chacun d'eux testera la moitié des sujets dans ses propres installations.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous. La variable dépendante est le nombre d'erreurs commises par chaque conducteur durant une session d'une demi-journée.

Matériel:tab13-10.dat

La prise de rôles chez les enfants

Il s'agit d'une étude de Klemchuk, Bond et Howell (1990) [Klem1990] sur la prise de rôles chez les enfants. Dans cette étude, les auteurs administraient à des enfants âgés de 2 à 5 ans une batterie de tâches liées à la prise de rôles (par exemple, une carte-stimulus présentant une image différente de chaque côté était placée juste entre l'expérimentateur et le sujet, et celui-ci devait identifier ce que l'expérimentateur voyait). Les sujets étaient répartis en un groupe qui avait bénéficié d'une longue expérience en garderie et un groupe qui n'avait bénéficié d'aucune expérience de ce type (les enfants présentant une courte expérience en garderie n'étaient pas inclus dans l'analyse). Les sujets étaient également répartis en deux groupes d'âge (2 à 3 ans et 4 à 5 ans).

Les expérimentateurs avaient émis l'hypothèse selon laquelle les enfants ayant bénéficié d'une expérience en garderie réaliseraient de meilleures performances dans ces tâches de prise de rôles que les enfants qui n'en avaient pas bénéficié, étant donné que le premier groupe avait rencontré davantage d'occasions de développement social. La variable dépendante était le score obtenu pour un facteur lié à la prise de rôles, et un score supérieur représentait tout simplement une meilleure performance.

Les données sont disponibles dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab13-11.dat

Variables affectant la conduite

Il s'agit d'une expérience concernant les capacités de conduite de deux types de conducteurs différents - inexpérimentés (A1) et expérimentés (A2). Ces personnes conduiront sur l'un des trois types de route disponibles - qualité 1 (B1), qualité 2 (B2) et mauvaise route (B3) -, dans l'une des deux conditions de conduite retenues - jour (C1) et nuit (C2). Nous avons donc un plan factoriel 2 x 3 x 2. L'expérience comprendra quatre sujets par condition (pour un total de 48 sujets), et la variabe dépendante sera le nombre de corrections apportées à la conduite sur un tronçon de chaussée d'un kilomètre et demi.

Les données brutes figurent dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab13-12.dat

Les équipes scolaires de natation

Cet exemple repose sur une étude de Seligman, Nolen-Hoeksema, Thornton et Thornton (1990) [Seli1990], mais les données sont artificielles et l'une des variables est fictive. L'étude concerne des équipes scolaires de natation. Lors d'un entraînement, tous les sujets ont dû parcourir aussi vite que possible une distance à la nage (variable indépendante intitulée Event), mais dans tous les cas, le temps indiqué aux nageurs a été falsifié de façon à donner une performance moins bonne qu'attendu. Tous les nageurs étaient donc déçus d'obtenir un résultat médiocre. Une demi-heure plus tard, les sujets ont dû reparcourir la même distance, et leurs temps ont à nouveau été enregistrés. Les auteurs avaient prédit que lors du second essai, les nageurs les plus pessimistes réaliseraient un moins bon temps et que les optimistes obtiendraient de meilleurs résultats que lors du premier essai.

Les sujets ont été classés selon leur type d'explication (optimisme contre pessimisme), leur sexe et leur meilleure course. La variable dépendante était le rapport Temps2/Temps1 ; une valeur supérieure à 1.00 signifie donc que le nageur a mieux réussi au second essai.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab13-15.dat

Chapitre 15 - La régression linéaire multiple

L'évaluation des cours

Il y a quelques années, l'association des étudiants d'une grande université a publié une évaluation de plus de cent cours enseignés durant le semestre précédent. Les étudiants de chaque cours avaient rempli un questionnaire d'évaluation portant sur divers aspects du cours ; l'évaluation se faisait sur une échelle en cinq points (1 = très mauvais, 5 = excellent). Les données représentent les scores moyens enregistrés sur six variables pour un échantillon aléatoire de 50 cours. Ces variables étaient (1) la qualité globale des exposés (Qualité globale), (2) les aptitudes pédagogiques du professeur (Pédagogie), (3) la qualité des tests et examens (Examen), (4) la connaissance de la matière dont témoigne le professeur, telle qu'elle est perçue par les étudiants (Connaissance), (5) les résultats auxquels s'attendent les étudiants pour ce cours (Résultat -- de très bon à insuffisant) et (6) le nombre d'inscriptions à ce cours (Inscriptions).

On supposera que la meilleure évaluation du cours est la qualité globale des exposés ; c'est cette variable qui sera choisie comme variable dépendante.

Les données figurent dans le tableau ci-dessous.

Matériel:tab15-1.dat

Références

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