La recherche en navigation exclut souvent l'environnement. Cela commence à changer.

Lors d'un voyage en Sibérie en 2019, le scientifique cognitif Pablo Fernandez Velasco a assisté à un tirage au sort avec les éleveurs de rennes Evenki de la région. Les prix comprenaient un ballon de soccer, du thé, une radio portable, un GPS et d'autres bibelots. Un éleveur du groupe de Velasco a gagné le GPS. "Je pensais que c'était l'un des prix les plus chics", raconte Velasco, de l'Université de York en Angleterre. "Il était abattu."

L'éleveur, qui avait les yeux rivés sur la radio, n'avait pas besoin d'un GPS. Lui, comme d'autres éleveurs Evenki, naviguent à travers la vaste taïga en suivant leur propre démarche et en repérant les noms de lieux, les chemins et les modèles de flux des rivières, une série de stratégies que Velasco et la géographe Anna Gleizer de l'Université d'Oxford ont décrit plus tôt cette année.

Mais une telle navigation en conditions réelles reste peu étudiée. Au lieu de cela, les chercheurs se sont longtemps consacrés à étudier comment les participants, principalement occidentaux, "naviguent" sur un écran d'ordinateur plat. Ces études filtrent les entourages bruyants, y compris les canopées d'arbres, la faune, les phénomènes météorologiques et autres événements, pour assurer un contrôle maximal.

En traitant l'environnement comme fixe - comme c'est commun dans la recherche sur le cerveau et le comportement - les scientifiques opèrent sous l'hypothèse que les humains se comportent de la même manière, indépendamment de leur milieu culturel ou environnemental, écrivent le neuroscientifique Hugo Spiers de l'University College London et ses collègues dans une prochaine publication de la Royal Society Open Science. Cependant, des décennies de recherche suggèrent que les résultats en laboratoire peuvent ne pas se traduire dans la vie réelle.

"Vous pouvez faire un travail en laboratoire aux États-Unis où tout se passe parfaitement bien et puis le prendre sur le terrain et tout s'écroule," dit l'anthropologue environnementale Helen Davis de l'Université d'État de l'Arizona à Tempe.

Spiers et ses collaborateurs soutiennent que les chercheurs devraient cesser d'utiliser des approches réductionnistes qui éliminent le "bruit" environnemental. Ajouter le monde extérieur à la recherche est plus complexe. Mais des outils plus récents permettent aux chercheurs d'intégrer ce vaste monde en laboratoire, ou vice versa, tout en garantissant un haut niveau de contrôle.

La recherche en navigation passe du monde bidimensionnel sur un écran d'ordinateur à un monde tridimensionnel plus réaliste, explique Gabriella Vigliocco, une scientifique cognitive également à UCL et coauteure de l'article de la Royal Society. Ce travail permet non seulement aux chercheurs de mieux comprendre comment les gens naviguent dans leur environnement, mais aussi d'avoir des implications pour ce que nous savons sur le développement humain, la santé publique et le psychisme humain.

Les préoccupations concernant l'étude du comportement humain dans des environnements de laboratoire peu réalistes remontent à des décennies.

"Pour agir en tant que scientifiques, [les psychologues expérimentaux] doivent créer des situations dans lesquelles nos sujets sont totalement contrôlés, manipulés et mesurés", écrivait le psychologue britannique Don Bannister en 1966 dans le Bulletin de la British Psychological Society. "Nous créons des situations dans lesquelles ils peuvent se comporter le moins possible comme des êtres humains et nous le faisons pour nous permettre de faire des affirmations sur la nature de leur humanité."

Cependant, mettre en place des expériences rigoureuses et reproductibles avec un environnement désordonné et imprévisible était simplement trop difficile, explique Vigliocco. "Maintenant, les outils sont là."

Un exemple est le jeu vidéo Sea Hero Quest, dans lequel les gens naviguent en bateau à la recherche de créatures marines mystiques. Plus de 4 millions de personnes de 193 pays ont joué au jeu depuis son lancement en 2016. Cela a fourni aux chercheurs une mine de données sur la navigation qui leur a permis d'étudier comment les gens naviguent à travers différents environnements.

Un des résultats clés de ces données est que les enfants des campagnes sont meilleurs pour trouver des cibles dans le jeu vidéo que les enfants des villes, ont rapporté Spiers et ses collègues en 2022. C'est probablement parce que les enfants des villes ont grandi en se promenant dans des rues tracées en grille, tandis que les enfants des campagnes auraient dû errer et se perdre le long de chemins ruraux sinueux.

Cependant, Sea Hero Quest permet toujours aux participants de naviguer sur un appareil, sans nécessité de déplacement, et repose sur l'orientation visuelle. Et l'hypothèse selon laquelle les gens naviguent principalement par la vue partout est tout simplement fausse, ont écrit Velasco et Spiers en janvier dans Trends in Cognitive Sciences.

Leur revue de la littérature ethnographique a mis en lumière de nombreuses études montrant que la navigation est multisensorielle. Par exemple, les Bateks se déplaçant à travers les forêts denses de pluies de Malaisie, où la vue est souvent obstruée, peuvent se repérer aux chants des oiseaux. Ailleurs, les gens restent orientés en observant des motifs dans les étoiles, les congères, les algues, les déferlantes et de nombreux autres indices.

C'est là que les installations de réalité virtuelle de haute technologie commencent à entrer en jeu. Elles repoussent les limites de la recherche en matière de navigation en permettant aux participants d'expérimenter des sons et des odeurs, voire de se déplacer comme dans la vie réelle, le tout dans un environnement contrôlé. Une telle installation, le Laboratoire de Recherche Personne-Environnement-Activité, ou PEARL, a ouvert à l'University College London en 2021 et s'étend sur 4 000 mètres carrés. Les chercheurs peuvent simuler tout, des salles d'hôpital aux points nodaux de transport. “C'est très semblable à un studio cinématographique mais pour la recherche,” dit Spiers.

Des installations comme PEARL pourraient révolutionner la recherche en matière de navigation, selon Spiers. Mais elles présentent également des inconvénients qui pourraient limiter leur adoption généralisée, notamment un coût élevé. “Le coût de fonctionnement je pense est de l'ordre de £7 000 [ou plus de 9 000 $] par jour,” dit Spiers.

Le travail en laboratoire et sur le terrain présente chacun des défis uniques, dit Helen Davis. Mais combinées, ces approches ont permis des études rigoureuses. “Ce que je trouve vraiment cool... c'est qu'il y a maintenant ce mélange entre le travail sur le terrain et en laboratoire.”

Davis et ses collègues ont étudié les déplacements quotidiens et les capacités cognitives spatiales des Tsimane en Bolivie, âgés de 6 à 84 ans, en utilisant des unités GPS mobiles et des boussoles montées sur un trépied. Dans une tâche, les participants pointaient la boussole vers un repère éloigné et hors de vue, une mesure de la capacité de navigation à l'estime. Les chercheurs mesuraient la précision des participants en calculant la différence entre le cap correct et le cap pointé.

Le taux d'erreur moyen des enfants Tsimane âgés de 6 à 18 ans, dont les unités GPS montraient qu'ils parcouraient en moyenne plus de 5 kilomètres par jour, était de 40 degrés, ont rapporté Davis et l'anthropologue Elizabeth Cashdan de l'University of Utah à Salt Lake City en 2019. Cela plaçait leur capacité à peu près au même niveau que celle des adultes à Salt Lake City.

Les enfants de la communauté de chasseurs-cueilleurs Ovatwa en Namibie pouvaient quant à eux pointer avec une précision de 20 degrés en moyenne, a rapporté Davis et son équipe en 2021. La plupart des enfants Ovatwa fréquentent des internats en semaine et rentrent chez eux le week-end - parcourant jusqu'à 20 kilomètres dans chaque sens. Cette grande distance semble aider les enfants Ovatwa à développer des compétences en navigation exceptionnelles. “Les jeunes enfants étaient meilleurs en navigation à l'estime que les adultes aux Etats-Unis,” dit Davis.

Une expertise en orientation est plus qu'une simple astuce amusante. Les capacités de navigation spatiale relativement médiocres des personnes dans le monde occidental - exacerbées, selon des recherches croissantes, par la dépendance croissante des GPS - ont tendance à être considérées comme la norme, dit Davis. Pourtant, son travail avec les Tsimane et d'autres communautés de chasseurs-cueilleurs suggère que de telles compétences sont très malléables.

Les enfants Tsimane qui se déplacent plus largement et le long de routes plus sinueuses avaient de meilleures compétences en navigation à l'estime que les enfants Tsimane qui explorent moins. Les chercheurs comparant les étudiants des îles Féroé du Danemark, où les enfants ont généralement la liberté de se déplacer loin de chez eux sans surveillance des adultes, aux étudiants aux États-Unis, où la distance de déplacement a diminué ces dernières années, ont constaté une disparité similaire dans les compétences de navigation. Les chercheurs commencent à soupçonner que la diminution des opportunités de déplacement pourrait nuire aux capacités de navigation spatiale tout au long de la vie des individus.

De même, alors que les adultes occidentaux ont tendance à montrer une diminution de la capacité de navigation à l'estime en vieillissant, les adultes Tsimane n'ont pas de déclin comparable, ont rapporté Davis et son équipe en 2022. Les adultes Tsimane continuent de parcourir de longues distances à travers les forêts denses et les sentiers sinueux de leurs communautés jusqu'à un âge avancé, en moyenne plus de 5 kilomètres par jour.

Le travail de Spiers et d'autres montre que la capacité de navigation diminue avec l'âge. La désorientation spatiale est également souvent l'un des premiers signes de démence. Mais cette perte progressive de la capacité de navigation n'est peut-être pas inévitable, comme on le suppose largement. Au lieu de cela, un style de vie occidental - dans lequel la perte de mobilité (et donc de la capacité d'explorer) survient fréquemment en même temps que le vieillissement - pourrait être en partie en cause, écrivent les auteurs.

Notamment, les chercheurs ont observé des diminutions de la mobilité - et des augmentations correspondantes des erreurs de pointage - chez les femmes Tsimane âgées de 20 à 39 ans. La femme Tsimane moyenne a neuf enfants, donc les responsabilités accrues en matière d'éducation des enfants sont probablement à l'origine de ce déclin, notent les auteurs. Cependant, les erreurs de pointage des femmes sont revenues à la normale vers l'âge de 40 ans environ.

“Cela suggère qu'on peut connaître des augmentations ainsi que des diminutions [de mobilité] tout au long de la vie,” écrivent les auteurs. “Si c'est le cas, même les individus sédentaires pourraient être en mesure d'améliorer leurs capacités de navigation en augmentant leur mobilité à n'importe quelle étape de la vie.”

Et la capacité d'errer peut, à son tour, influencer la perspective de quelqu'un sur la vie. Les éleveurs de rennes Evenki, Velasco l'a observé, détestent planifier leurs itinéraires. Les éleveurs voient plutôt l'espace comme étant chargé de possibilités, une toile vaste qui ne devrait pas être souillée par des itinéraires prescrits.

La peur occidentale de se perdre est incompréhensible pour l'éleveur Evenki, ont rapporté Velasco et Gleizer dans leur étude récente. "Quand nous avons demandé à un chasseur evenki ce qu'il ferait s'il était perdu", dit Velasco, "il nous a regardés, confus, et a dit: 'Eh bien, je trouverais juste mon chemin'."