$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
L’intelligence artificielle (IA) est de plus en plus imbriquée dans notre vie quotidienne et sur notre lieu de travail. Cependant, dans de nombreux contextes réels, l’IA n’est pas encore capable d’automatiser entièrement les processus de prise de décision1. Certaines tâches restent particulièrement difficiles pour l’IA en raison des limites technologiques actuelles, ainsi que de considérations éthiques et juridiques. Par conséquent, il est souvent peu pratique ou déconseillé d’accorder une autonomie totale à l’IA dans des domainesspécifiques2,3. Les humains continuent donc de jouer un rôle indispensable sur le lieu de travail, et la collaboration entre l’homme et l’IA devrait devenir un mode de production et de prestation de services dominant à l’avenir. Des recherches dans des domaines tels que les soins de santé, l’hôtellerie et les ressources humaines ont montré que les efforts de collaboration entre les humains et l’IA peuvent réduire les coûts et, dans certains cas, améliorer l’efficacité 4,5,6.
Dans la collaboration homme-IA, chaque partie est censée entreprendre des tâches qui s’alignent sur ses forces respectives, tout en déléguant à l’autre les tâches moins appropriées. Par conséquent, une délégation efficace des tâches est essentielle pour une collaboration réussie et des résultats de performance optimaux. Adam et al. ont constaté que lorsque le processus de délégation est entièrement automatisé et géré uniquement par l’IA sans implication humaine, les humains ont tendance à éprouver des perceptions accrues d’auto-menace7. Fuegener et al. ont en outre rapporté que pendant le processus de délégation de tâches à l’IA, les gens ont souvent du mal à évaluer avec précision leurs propres capacités ou à évaluer la difficulté des tâches, ce qui reflète un faible niveau de métacognition8. Ces résultats soulignent l’importance d’améliorer la métacognition dans les scénarios de délégation homme-IA pour améliorer l’efficacité et la qualité de la collaboration.
La métacognition fait référence à la capacité d’un individu à évaluer ses propres capacités9. Dans le contexte de la délégation mutuelle entre les humains et l’IA, il est essentiel non seulement de comprendre précisément les capacités de l’autre partie, mais aussi d’évaluer ses propres capacités pour déterminer quand la délégation est appropriée. Jussupow et al. ont constaté que la collaboration homme-IA est plus efficace lorsque les humains font preuve de niveaux élevés de métacognition, c’est-à-dire lorsqu’ils peuvent évaluer avec précision leurs propres capacités et celles de l’IA10. De même, Atchley et al. ont constaté que la promotion de la métacognition dans les contextes éducatifs peut promouvoir une collaboration plus profonde et plus efficace entre les humains et les systèmes d’IA11. Des études antérieures sur la collaboration homme-IA ont souvent évalué la métacognition à l’aide de questionnaires d’auto-évaluation ou en utilisant des évaluations de confiance humaine comme mesures indirectes. Cependant, dans la recherche psychologique, une mesure plus établie et plus rigoureuse de la métacognition est la sensibilité métacognitive (meta-d)12. Dans la présente étude, nous utilisons meta-d', suivant l’approche décrite par Maniscalco et al. pour évaluer la sensibilité métacognitive13.
La stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) a été largement utilisée dans la recherche visant à améliorer la métacognition14. Les aspects fondamentaux de la métacognition sont étroitement associés au cortex préfrontal. La tDCS délivre un faible courant continu à des régions cérébrales spécifiques, modulant l’excitabilité neuronale et la plasticité synaptique de manière non invasive et non intrusive, permettant ainsi aux chercheurs d’améliorer diverses fonctions cognitives15. Harty et al. ont constaté que la stimulation anodale sur le cortex préfrontal dorsolatéral droit (DLPFC) améliorait les performances de détection d’erreurs des participants dans une tâche de sensibilisation aux erreurs, améliorant ainsi leur surveillance métacognitive des performances cognitives16. Bona et Silvanto ont rapporté que la tDCS anodale affectait le biais métacognitif dans une tâche de mémoire de travail17. Mattes et al. ont montré que si la tDCS influençait les cotes de confiance des participants dans les tâches de métacognition et de mentalisation, elle ne modifiait pas leur sensibilité métacognitive18. Il a été démontré que la perturbation ou l’endommagement temporaire du cortex préfrontal, en particulier des aires de Brodmann 46 et 10, chez les humains et les singes, induit des changements dans les processus métacognitifs14. De plus, des études antérieures ont fourni des preuves causales liant la stimulation du DLPFC aux capacités métacognitives19,20. Le DLPFC droit, en particulier, joue un rôle clé au sein du réseau neuronal sous-jacent au contrôle cognitif21,22, qui est étroitement lié aux exigences de notre tâche expérimentale. Par conséquent, nous avons sélectionné le bon DLPFC comme site cible pour la stimulation. Conformément aux protocoles établis dans les études tDCS sur la métacognition, nous avons appliqué un courant de 2 mA pendant 21 min, y compris une phase de montée et de descente de 1 minute17,23. À l’heure actuelle, l’intensité de courant la plus élevée utilisée dans la tDCS est de 4 mA, ce qui s’est avéré tolérable pour les participants à l’étude menée par Workman et coll.24.
La stimulation transcrânienne à courant continu haute définition (HD-tDCS) est une modification de haute précision de la tDCS conventionnelle, offrant une neuromodulation plus ciblée grâce à des montages d’électrodes spécialisés. Par rapport à la tDCS conventionnelle, qui utilise deux grandes électrodes de coussin, la HD-tDCS permet une stimulation plus ciblée et focale de régions cérébrales spécifiques, ce qui entraîne des effets plus durables25,26. Contrairement aux techniques de neurofeedback qui visent également à améliorer les performances cognitives27, la HD-tDCS offre plusieurs avantages pratiques, notamment une période d’activation plus courte, des procédures d’application plus simples et des coûts de mise en œuvre réduits28. Du point de vue de la délégation de tâches entre l’homme et l’IA, la HD-tDCS offre une précision spatiale, une facilité d’utilisation et une rentabilité supérieures. De plus, il permet aux participants de s’engager dans des tâches soutenues impliquant délégation et réflexion dans des contextes qui se rapprochent de scénarios de la vie réelle ou du lieu de travail, ce qui le rend particulièrement adapté à l’exploration de la métacognition dans la délégation homme-IA. Dans cette étude, la HD-tDCS a été utilisée pour fournir une stimulation plus ciblée au DLPFC.
Conception expérimentale
Le matériel expérimental provient de l’ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge (ILSVRC)29. Le modèle d’IA était GoogLeNet Inception v3, l’un des modèles les plus performants dans les tâches de classification d’images30.
La tâche expérimentale était une tâche de délégation homme-IA, plus précisément une tâche de classification d’images. La classification d’images implique l’attribution d’une image cible à une catégorie, et il s’agit d’une tâche générale qui ne nécessite aucune formation spécifique au domaine ni aucune expertise préalable. Les tâches basées sur des contextes situationnels spécifiques peuvent compromettre la généralisabilité. Par exemple, dans les scénarios à enjeux élevés impliquant une perte potentielle, les gens ont tendance à déléguer les décisions à l’IA31, ce qui en fait le bouc émissaire32 de l’équipe. La tâche utilisée dans cette étude a été adaptée du paradigme de classification collaborative humain-IA développé par Fuegener et al. et par Gass et al.8,33.
Une expérience préliminaire a été menée pour évaluer le niveau de difficulté de l’image. La difficulté de l’image est la précision moyenne de l’image correspondante dans la condition humaine seule. Comme le montre la figure 1, chaque essai se composait d’une image cible et de cinq ensembles d’options d’image. Les participants ont été invités à choisir l’ensemble d’options qui correspondait le mieux à l’image cible. Au total, 217 participants ont terminé l’étude préliminaire. Tous les participants à l’étude préliminaire ont été exclus du recrutement pour l’expérience principale.

Figure 1 : Interface de l’expérience préliminaire. Interface montrée aux participants à l’expérience préliminaire, où ils ont sélectionné une réponse parmi cinq options. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Dans l’interface formelle de l’expérience (voir la figure 2), une image cible s’affiche en haut de l’écran. De plus, cinq options de groupe d’images et une option de délégation (situées en haut à droite de l’écran) sont présentées. Les participants doivent choisir entre déléguer la tâche à l’IA et la réaliser eux-mêmes. Dans ce dernier cas, ils sélectionnent l’une des cinq options de catégorie d’image qui correspond le mieux à l’image cible. Après chaque décision, l’interface passe à la page suivante, où les participants sont invités à évaluer leur confiance dans leur décision de délégation sur une échelle de 1 à 4. Avant le début de l’expérience formelle, les participants ont été informés que le système d’IA avait une précision moyenne de 76 %.

Figure 2 : Interface de l’expérience formelle. Interface principale montrée aux participants pendant la tâche. (A) L’interface de tâche ; (B) l’interface d’évaluation du niveau de confiance. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Au total, 62 droitiers ont été recrutés pour l’expérience principale. Tous les participants étaient des étudiants diplômés qui n’avaient aucune expérience préalable de tâches expérimentales similaires. Les critères d’exclusion étaient les suivants : les participants ne devaient pas avoir pris de sédatifs-hypnotiques ou de substances psychoactives dans les 24 heures précédant l’expérience, ne devaient pas avoir de malformations crâniennes (par exemple, des trous ou des fractures) et ne devaient pas avoir d’implants métalliques dans le crâne (par exemple, des plaques métalliques). Deux participants ont été exclus : l’un en raison d’une inflammation dermatologique qui a empêché la stimulation HD-tDCS, et l’autre pour l’ingestion d’une boisson contenant de la caféine avant l’expérience. Les 60 participants restants (âge moyen = 22,68 ± 0,91 an) ont terminé l’expérience. Ils ont été assignés au hasard à l’une des trois conditions de stimulation - anodale, cathodale ou simulée - chacune avec 20 participants. Les simulations de champ électrique sont illustrées à la figure 3. Chaque participant a effectué la tâche de classification d’images une fois avant et une fois après la stimulation, produisant 120 ensembles de données pour l’analyse. La procédure HD-tDCS est illustrée à la figure 4 et le flux de travail expérimental est résumé à la figure 5. Nous avons effectué une analyse de puissance a priori en utilisant G*Power 3,134, en supposant une puissance de 90 % (1 - β = 0,90), une taille d’effet de f = 0,25 et un niveau alpha de 0,05. L’analyse a indiqué qu’un minimum de 18 participants par groupe serait requis. La taille finale de notre échantillon répondait à cette exigence.

Figure 3 : Simulation de champ électrique. Vue latérale de la distribution du champ électrique (côté droit). (A) Condition de stimulation anodale. (B) Condition de stimulation cathodale. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4 : Configuration expérimentale HD-tDCS. Photographie de la configuration expérimentale HD-tDCS, illustrant le placement des électrodes et la position de l’appareil pendant la stimulation. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5 : Organigramme expérimental. L’expérience comportait trois phases, y compris des tâches de classification d’images effectuées avant et après la stimulation. Abréviations : HD-tDCS = stimulation transcrânienne à courant continu haute définition ; rDLPFC = cortex préfrontal dorsolatéral droit. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.