Le domaine Gnosies digitales

Cette épreuve n'est plus proposée. Elle ouvrait autrefois le test, en option, et elle ne figure pas dans la version en ligne. Sa valeur prédictive est contestée par la recherche, et elle n'est pas de nature mathématique — deux raisons qui ont conduit à l'écarter plutôt qu'à la conserver par habitude.

La page est maintenue parce qu'une épreuve abandonnée en cours de route fait partie de l'histoire d'un test, et parce que le raisonnement qui a mené à l'écarter reste utile à qui s'intéresse au dépistage. Ce qui suit décrit donc ce qu'elle était.

Dans les versions du logiciel diffusées jusqu'en 2015, cette épreuve ouvrait le test, et l'examinateur pouvait choisir de la passer : n'étant pas à proprement parler de nature mathématique, elle pouvait ne pas être administrée sans conséquence sur la suite. Elle ne figure plus du tout dans la version en ligne.

Différentes études, à l'époque, et plus particulièrement celle de Fayol, ont tenté de démontrer que la réussite à un test de gnosies digitales prédirait mieux les capacités ultérieures de l'enfant en calcul mental que ne le feraient des tests d'aptitude générale (c'est-à-dire d'intelligence). Leur pouvoir prédictif se vérifierait sur le long terme. Autrement dit, le résultat obtenu à l'âge de 5 ans à un test de gnosies digitales serait prédictif de la réussite à des tests de calcul mental à 6, 7 et même 12 ans.

C'est sur la foi de ces travaux que j'avais, à l'époque, intégré une épreuve de gnosies digitales au test : dans les versions diffusées sur internet à partir de 2010, et non dans celle qui est en ligne aujourd'hui. Ce qui suit explique pourquoi elle n'a pas tenu : d'abord au vu de mes propres données, puis au vu de la recherche récente.

Cette étude est celle de Michel Fayol, Pierre Barrouillet et Catherine Marinthe : Predicting arithmetical achievement from neuro-psychological performance: a longitudinal study, Cognition, 1998, vol. 68, n° 2, pp. B63-B70. Son résumé est consultable librement sur PubMed ; le texte complet, lui, n'est accessible qu'en payant, chez l'éditeur.

Ce que cette étude cherchait à démontrer est expliqué en français, et en accès libre, dans un mémoire de fin d'études d'orthophonie dirigé par Michel Fayol lui-même (A.-H. Daclin et R. Lallemand, université Claude Bernard Lyon 1, 2011, p. 20) : des enfants de 3^e maternelle et de 1^re primaire ont passé des épreuves neuropsychologiques — dont les gnosies digitales — ainsi que des tâches arithmétiques, et les auteurs ont montré que « le quotient de développement de l'enfant était un moins bon prédicteur des performances arithmétiques que les performances aux épreuves neuropsychologiques ».

Tout ce que je peux dire à ce sujet, c'est que cette hypothèse ne se vérifie pas dans le cadre de l'échantillon des enfants testés et servant de base aux analyses statistiques. Le test d'Inizan (test prédictif de l'apprentissage de la lecture) est mieux, quoique faiblement, corrélé avec les résultats obtenus un an plus tard au test MathEval (corrélation = .124) que ne l'est le sous-test des gnosies digitales (corrélation = .055). Cette dernière corrélation, proche de zéro, est non significative !

De plus, les définitions, à la fois conceptuelle (« c'est quoi ? ») et opérationnelle (« comment le mesure-t-on ? ») du terme « gnosie digitale » sont loin d'être parfaitement claires et univoques.

En première approche, l'on peut dire qu'il s'agit du sens proprioceptif des doigts et des mains. Certains auteurs la définissent comme la capacité « à se représenter les doigts », sans expliquer ce qu'ils entendent par là. Une définition plus complète est fournie par M. Habib (dans Calcul et dyscalculies — Des modèles à la rééducation, éd. Elsevier/Masson, p. 3) :

« Perte de la capacité à reconnaître, identifier, différencier, dénommer, sélectionner chacun des doigts de la main. »

Malgré les apparences, cette définition me paraît toutefois très imprécise, à la fois sur les plans conceptuel et opérationnel.

Protocole de passation

Au sein du test, les gnosies digitales étaient mesurées via la capacité à reconnaître et nommer « à l'aveugle » un ou plusieurs doigts qui avaient subi une pression de l'examinateur.

Les mains de l'enfant étaient disposées à plat et ouvertes, les paumes étant en contact avec la table. L'enfant était invité à « regarder en l'air » (ne pas regarder ses mains, en tout cas ; l'utilisation d'un écran pouvait s'avérer nécessaire le cas échéant) pendant que l'examinateur faisait subir une légère pression (en utilisant un bic fermé, par ex.) à l'un ou plusieurs doigts. L'enfant était ensuite invité à indiquer quel(s) doigt(s) avait (avaient) été touché(s).

Les modalités d'application varient énormément selon les sources scientifiques, au point que l'on peut se demander si ce que l'on mesure est identique dans tous les cas. Comme je l'explique ci-dessous, la relation trouvée entre ces deux capacités (gnosies digitales et calcul mental) pourrait être sous la dépendance d'un facteur commun aux deux épreuves, à savoir la capacité à mémoriser et à manipuler des nombres. L'échec à l'épreuve de gnosies digitales pourrait donc, en fin de compte, n'avoir aucun rapport avec les gnosies digitales !

Dans certaines expériences visant à montrer le lien entre les gnosies digitales et les capacités mathématiques, on explique à l'enfant que chaque doigt se voit attribuer un numéro (par ex. « 1 » pour le pouce, « 2 » pour l'index, etc.) et l'enfant doit dire le numéro correspondant au(x) doigt(s) touché(s). C'était pour éviter un tel biais que l'épreuve de MathEval ne faisait pas du tout intervenir la manipulation de nombres par l'enfant : elle mesurait uniquement ce qu'elle était censée mesurer, à savoir la capacité à reconnaître quel(s) doigt(s) avait (avaient) été touché(s).

L'enfant était invité à montrer quel doigt avait été touché sur un dessin représentant une main et non sur sa propre main. Cela lui évitait d'utiliser un feed-back kinesthésique pour valider sa réponse.

Code utilisé par l'examinateur (l'enfant n'était nullement concerné par ces codes, qui ne servaient qu'au bon déroulement du test) :

« 1 » pour le pouce, « 2 » pour l'index, … « 5 » pour l'auriculaire ;
« D » pour la main droite et « G » pour la main gauche.

Par ex., « 3G » signifiait que l'on exerçait une légère pression sur la dernière phalange du majeur de la main gauche.

Après deux échecs consécutifs, l'épreuve de gnosies était automatiquement arrêtée.

Le lien avec le lobe pariétal

Le lien supposé exister, selon certains auteurs, entre les capacités « perceptivo-tactiles » (terme utilisé parfois en lieu et place de celui de « gnosies digitales ») et les capacités en calcul s'expliquerait par le fait que ces deux types d'activités sont sous la dépendance d'une même région cérébrale, le lobe pariétal. Voir l'article de C. Marinthe, M. Fayol et P. Barrouillet, Relations entre des performances à des épreuves perceptivo-tactiles et des épreuves arithmétiques chez des jeunes enfants, Rééducation orthophonique, n° 199, septembre 1999, pp. 69-79 (numéro disponible chez l'éditeur, payant), pour une description détaillée de cette hypothèse. Une explication théorique plus récente et toujours discutée dans la littérature est l'hypothèse du « redéploiement » des circuits neuronaux, selon laquelle les circuits impliqués dans les gnosies digitales seraient réutilisés pour représenter les nombres (Penner-Wilger & Anderson, The relation between finger gnosis and mathematical ability: why redeployment of neural circuits best explains the finding, Frontiers in Psychology, 2013, vol. 4, article 877 — texte intégral en accès libre). Une synthèse en français de l'ensemble de la question, cosignée par Michel Fayol, est parue depuis : N. Guedin, C. Thevenot et M. Fayol, Des doigts et des nombres, Psychologie française, 2018, vol. 63, n° 4, pp. 379-399 (chez l'éditeur, payant ; résumé en accès libre).

Sans entrer dans les détails, deux gros biais me semblent entacher l'étude de 1998 citée plus haut : d'une part, toutes les épreuves « perceptivo-tactiles » proposées font intervenir la perception de la numérosité ; d'autre part, les épreuves « intellectuelles » utilisées (copie de figures géométriques, copie de personnages) sont elles-mêmes parasitées par la mise en œuvre de capacités perceptives et motrices.

Mise à jour — littérature 2015-2026 : le scepticisme exprimé ci-dessus, sur la base de l'échantillon MathEval, s'est trouvé largement confirmé depuis par la littérature scientifique internationale — ce qui renforce a posteriori la validité de cette analyse statistique de l'époque. Une fois les capacités cognitives générales contrôlées, les gnosies digitales n'expliquent plus qu'environ 1 à 2 % de variance des performances arithmétiques (Wasner et al., 2016 ; Poltz et al., 2015), et certaines études longitudinales ne trouvent même plus aucune association significative un an plus tard (Long et al., 2016) — des résultats très proches, dans leur conclusion, de la corrélation quasi nulle et non significative obtenue ici. Une revue de synthèse (Barrocas, Roesch, Gawrilow & Moeller, 2020) pointe par ailleurs une forte hétérogénéité méthodologique entre études — absence de protocole standardisé, faible cohérence interne de certains tests — qui confirme également le flou définitionnel relevé plus haut. La recherche s'oriente désormais davantage vers l'usage fonctionnel des doigts (stratégies de comptage, motricité fine) que vers la perception pure qu'évaluait cette épreuve.

Organigrammes des questions posées

Les organigrammes de ce domaine sont rassemblés sur une seule page, avec ceux de toutes les autres épreuves : l'organigramme des gnosies digitales. La même page explique comment les lire.