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Maîtrise par stimulus

En psychologie du comportement, la maîtrise par stimulus (anglais : stimulus control[1]) est un phénomène du conditionnement opérant par lequel un organisme adopte un comportement donné en présence d’un stimulus particulier, et un comportement différent — ou une absence de réponse — en son absence.

Le stimulus qui exerce cette maîtrise est dit discriminatif (SD) lorsqu’il annonce un renforcement, ou stimulus delta (SΔ) lorsqu’il en annonce l’absence. Il n’impose pas de comportement par une contrainte physique ; il en modifie la probabilité en vertu des conséquences que l’apprentissage antérieur lui a associées.

Comment les stimuli exercent une maîtrise sur le comportement

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Lorsque le comportement est systématiquement renforcé en présence du stimulus discriminatif (SD) et jamais en présence du stimulus delta (SΔ), l’organisme apprend progressivement à produire la réponse dans le premier cas et à l’inhiber dans le second. Cette différenciation conduit à une maîtrise par stimulus à la fois affinée et spécifique.

Prenons un exemple simple. Lorsqu’un automobiliste aperçoit un panneau stop à une intersection, il freine presque automatiquement. Pourtant, ce panneau n’exerce aucune contrainte physique : il ne force pas le conducteur à s’arrêter. Ce comportement résulte d’un apprentissage antérieur, au cours duquel le panneau a été associé à des conséquences — légales, sociales ou sécuritaires — qui ont renforcé l’acte de s’arrêter.

Ce stimulus discriminatif ne déclenche pas une réponse automatique, à la différence du conditionnement pavlovien. Il agit plutôt comme un signal ou un indice : il annonce qu’un certain comportement a déjà été suivi d’un résultat favorable — ou, à l’inverse, qu’il n’a pas été renforcé, voire qu’il a été sanctionné.

Le psychologue Burrhus Skinner, figure emblématique du béhaviorisme ou comportementalisme radical, soutenait que presque tous nos comportements, même les plus complexes comme parler ou prendre des décisions, sont guidés par des signaux présents dans notre environnement. Ainsi, une conversation peut être déclenchée par un regard, une question ou un souvenir, à la manière d’un panneau stop qui oriente la conduite. Ces stimuli orientent nos actions, souvent à notre insu[2],[3].

Une influence diffuse et multiforme

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La maîtrise du comportement au moyen d’un stimulus peut revêtir des formes variées. Ce stimulus peut provoquer une réaction immédiate ou, au contraire, en différer l’apparition. Plusieurs stimuli distincts peuvent converger vers une même réponse, tandis qu’un seul stimulus peut susciter des comportements différents selon le contexte. Certains ne produisent d’effet qu’en combinaison avec d’autres.

Ces mécanismes ne sont pas innés : ils s’acquièrent par apprentissage, généralement par la répétition d’associations entre un stimulus et une conséquence renforçante (positive ou négative). On les observe aussi bien chez l’enfant que chez l’adulte, mais aussi dans le comportement animal[4].

Un cas concret : l’éducation d’un chien

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Imaginons un maître qui enseigne à son chien à s’asseoir sur commande. Il utilise pour cela le renforcement positif : chaque fois que le chien entend le mot « assis » et s’exécute, il reçoit une friandise. Au début, le chien peut s’asseoir au hasard ou ne pas réagir. Avec le temps, il associe le mot « assis » à un signal qui annonce une récompense s’il s’assoit. Ce signal devient un guide précis, un stimulus discriminatif : il indique au chien exactement quoi faire.

À mesure que l’apprentissage progresse, le mot « assis » exerce une maîtrise grandissante sur le comportement du chien. On peut dire que la maîtrise est devenue spécifique lorsque ce mot déclenche uniquement l’action de s’asseoir, et non d’autres comportements comme aboyer ou courir. Elle est dite affinée ou optimale lorsque les conditions suivantes sont réunies :

  • le chien s’assoit immédiatement en entendant « assis » ;
  • il ne s’assoit pas si le mot n’est pas prononcé ;
  • il ne réagit pas ainsi à un autre mot, comme « couché » ;
  • il n’adopte pas un autre comportement (ex. : sauter) en entendant « assis ».

Lorsque ces conditions sont remplies, le lien entre le mot « assis » et l’action de s’asseoir est clair, stable et sans ambiguïté. Cet exemple illustre comment un stimulus, grâce à l’apprentissage, exerce une maîtrise précise sur un comportement, selon un principe central du conditionnement opérant[5].

Comment un stimulus acquiert une fonction maîtresse

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Apprentissage discriminatif : un processus d’affinement

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Dans le cadre du conditionnement opérant, la maîtrise d’un comportement par un stimulus ne s’installe pas d’elle-même. Elle repose sur un mécanisme appelé apprentissage discriminatif, par lequel un organisme apprend à produire un comportement déterminé en présence de certains signaux, tout en s’abstenant de le faire en leur absence.

Un exemple classique illustre ce phénomène : un pigeon est placé dans une cage où une lumière s’allume au-dessus d’un bouton. Chaque fois que l’animal picore ce bouton lorsque la lumière est allumée, il reçoit une récompense alimentaire. En revanche, les picorages dans l’obscurité restent sans effet. À mesure que les essais se répètent, le pigeon apprend que la lumière annonce une possibilité de renforcement. Le comportement de picorage devient alors plus fréquent en présence de la lumière et tend à disparaître lorsqu’elle est éteinte. On dit alors que la lumière a acquis une fonction discriminative[6].

Ce type d’apprentissage peut s’appuyer sur une grande variété de stimuli — sons, couleurs, formes, textures, odeurs — pourvu qu’ils soient perceptibles par l’organisme concerné. Il peut également varier selon les programmes de renforcement appliqués. Imaginons que le pigeon reçoive une friandise en moyenne toutes les dix fois qu’il picore sous une lumière verte (programme à raison variable) : il est alors encouragé à picorer rapidement et souvent. En revanche, sous une lumière rouge, il doit attendre vingt secondes avant qu’un picorage soit récompensé (programme à intervalle fixe), ce qui l’amène à espacer ses réponses. Ces différences montrent comment un même signal peut modifier le rythme ou la cadence d’un comportement selon les règles apprises.

De la discrimination à la généralisation

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Une fois qu’un stimulus discriminatif est solidement établi, il arrive que d’autres stimuli — partageant certaines caractéristiques avec lui — déclenchent eux aussi le comportement appris. Ce phénomène est appelé généralisation du stimulus. Il est fréquent dans les processus d’apprentissage : l’organisme tend à réagir à des signaux nouveaux qui ressemblent à celui qui annonçait auparavant une conséquence renforçante.

Par exemple, un pigeon entraîné à répondre à une teinte donnée peut également réagir à des teintes voisines, même si celles-ci n’ont jamais été associées à une récompense. Toutefois, plus la couleur s’éloigne de la teinte d’origine, moins la réponse est probable. Si l’on mesure la fréquence des réponses en fonction de la variation du stimulus, on obtient ce que les psychologues appellent une courbe de généralisation, ou gradient de généralisation.

Un exemple marquant de ce phénomène provient d’une expérience menée en 1959 par le psychologue H. M. Hanson. Des pigeons avaient été entraînés à picorer un disque éclairé par une lumière de 550 nanomètres — une teinte perçue comme vert-jaune. Ce stimulus était le seul à être renforcé. Par la suite, d’autres disques, éclairés par des longueurs d’onde légèrement différentes, furent présentés sans renforcement. Les résultats montrèrent sans ambiguïté que plus la couleur s’éloignait de la teinte initiale, moins les oiseaux picoraient. Cette décroissance progressive de la réponse constitue un gradient de généralisation[7].

Une généralisation plus fine et un décalage du pic

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Dans une seconde expérience, Hanson chercha à explorer les effets d’un apprentissage plus sélectif. Cette fois, les pigeons étaient toujours récompensés pour une lumière de 550 nm, mais une autre longueur d’onde leur était régulièrement présentée sans renforcement. Quatre groupes furent ainsi exposés à des stimuli non renforcés de 555, 560, 570 ou 590 nm.

Les résultats révélèrent deux effets conjoints.

  1. Un affinement de la discrimination : le gradient de généralisation était plus étroit. Les pigeons distinguaient mieux les teintes proches, ce qui montre que l’exposition à un stimulus non renforcé accroît la sensibilité différentielle.
  2. Un phénomène inattendu : le décalage du pic (peak shift). Les oiseaux réagissaient plus intensément à une teinte qu’ils n’avaient jamais vue — aux alentours de 540 nm, soit un vert légèrement plus pur — qu’au vert-jaune qui avait été systématiquement renforcé (550 nm).

Pour illustrer ce phénomène, on peut recourir à l’analogie suivante : imaginons une personne qui apprécie les bonbons légèrement acides. Si elle en goûte un encore plus acide, elle pourrait le préférer, même s’il lui est inconnu, car il amplifie la saveur qu’elle aime. De la même manière, le pigeon répond plus fortement à une teinte plus proche du vert pur, car elle accentue la qualité associée à la récompense.

L’explication théorique classique est celle du psychologue Kenneth Spence. Selon lui, le comportement résulte de la combinaison de deux gradients opposés : un gradient d’excitation centré sur la teinte renforcée (550 nm) et un gradient d’inhibition centré sur la teinte non renforcée (par exemple 590 nm). Leur somme algébrique déplace le maximum de réponse vers une longueur d’onde que l’animal n’a jamais reçue en renforcement, mais qui se trouve au-delà du stimulus renforcé dans la direction opposée au stimulus inhibiteur[8].

En 1975, le psychologue expérimental Donald Blough a affiné cette démarche en proposant un modèle mathématique des gradients de généralisation et de discrimination opérantes[9]. Une autre perspective, fondée sur l’apprentissage relationnel, suggère que les pigeons ne retiennent pas une teinte exacte, mais une règle de comparaison : choisir la teinte la plus verte des deux présentées. Une couleur encore plus verte déclenche alors une réaction plus vive, car elle satisfait mieux cette règle. Ces travaux montrent que la maîtrise par stimulus met en jeu des mécanismes d’une complexité que les premiers modèles comportementalistes n’avaient pas entièrement anticipée[10].

Reconnaître un stimulus parmi d’autres

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L’appariement au modèle : reconnaître pour agir

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Certaines expériences en psychologie comportementale visent à évaluer la capacité d’un organisme — animal ou humain — à identifier un stimulus cible parmi plusieurs autres. Ce type de tâche est connu sous le nom d’appariement au modèle.

Imaginons un enfant qui joue à un jeu de mémoire avec des cartes illustrées. On lui montre une carte avec une étoile, puis on lui présente trois cartes : une étoile, un cercle et un carré. Il doit choisir celle qui correspond à l’étoile, le modèle vu au départ. C’est précisément le principe de l’appariement au modèle : reconnaître un signal précis — une forme, une couleur, un son — parmi plusieurs options, qu’il soit visuel, auditif ou tactile.

Une variante, appelée reconnaissance de l’intrus (oddity), inverse la logique : le sujet doit choisir le stimulus qui ne correspond pas au modèle. Dans les deux cas, il ne s’agit pas simplement de réagir à un signal isolé, mais de prendre en compte la relation entre le stimulus de départ et les options proposées[11].

Les chercheurs qualifient ces tâches de discriminations conditionnelles : la réponse correcte ne dépend pas des propriétés intrinsèques du stimulus, mais de son lien contextuel avec un autre. Ce type de discrimination joue un rôle central dans l’étude des fonctions cognitives élémentaires, telles que la mémoire à court terme, la flexibilité cognitive ou le raisonnement associatif.

Un outil d’exploration de la mémoire

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Les tâches d’appariement au modèle ont permis d’examiner de nombreux aspects du comportement, notamment les capacités mnésiques. L’une de leurs variantes les plus utilisées en laboratoire est l’appariement différé au modèle. Dans ce protocole, le stimulus de départ est présenté brièvement, puis retiré. Après un délai variable, les stimuli de choix apparaissent. Pour répondre correctement, le sujet doit conserver en mémoire le stimulus initial pendant toute la durée de cet intervalle.

Cette méthode est particulièrement précieuse pour l’étude de la mémoire à court terme, notamment chez les animaux. Elle permet de mesurer avec finesse la capacité à maintenir une information sensorielle en l’absence du signal.

Les performances observées varient selon plusieurs facteurs : la durée du délai, la nature des stimuli (formes, couleurs, sons), les distractions survenues pendant l’intervalle, mais aussi l’entraînement préalable du sujet. La manipulation de ces paramètres permet aux chercheurs d’explorer la robustesse, la fragilité ou la dégradation progressive de la trace mnésique, et de mieux comprendre les mécanismes cognitifs impliqués dans le maintien temporaire de l’information[12].

L’effet des cannabinoïdes sur la perception des stimuli

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Certaines substances psychoactives, telles que les cannabinoïdes, exercent une influence mesurable sur la manière dont les stimuli sont perçus, traités ou associés à des réponses. Ces substances agissent notamment en activant les récepteurs CB1, principalement localisés dans le système nerveux central, ce qui peut influer sur les processus d’apprentissage discriminatif.

Ces effets sont souvent étudiés à l’aide de tâches de discrimination conditionnelle, où l’on observe dans quelle mesure la réponse à un stimulus donné est modifiée sous l’influence de la substance. De tels protocoles permettent de mieux comprendre l’action de ces substances sur les mécanismes cognitifs et comportementaux liés à la reconnaissance des signaux environnementaux[13].

Applications de la maîtrise par stimulus

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La maîtrise par stimulus ne se limite pas aux laboratoires : elle trouve des applications dans de nombreux domaines, de la thérapie comportementale à l’éducation spécialisée en passant par le dressage animal. Dans chaque cas, le principe est le même : associer un signal à une action pour orienter durablement un comportement.

Mieux dormir grâce à l’environnement

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Dans le traitement de l’insomnie, la thérapie de reconditionnement au sommeil (stimulus control therapy) — composante centrale de la thérapie cognitivocomportementale de l’insomnie (CBT-I) — a été proposée par Richard Bootzin en 1972. Elle vise à réassocier le lit au sommeil. Le patient est ainsi invité à ne se coucher que lorsqu’il ressent une somnolence réelle, et à éviter toute activité étrangère au sommeil dans cet espace — lecture, écrans, travail. Le lit redevient ainsi un stimulus discriminatif fiable, associé à l’endormissement plutôt qu’à l’éveil[14].

Briser les cercles des addictions

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Les addictions, comme le tabagisme ou la dépendance à l’alcool, sont souvent entretenues par des signaux précis : un lieu, une odeur, une situation de stress. L’identification de ces stimuli déclencheurs, suivie d’une modification de leur lien avec le comportement de consommation, permet de réduire l’envie de consommer et de favoriser de nouvelles habitudes. Des principes voisins sont mis en œuvre dans le traitement des phobies, des obsessions, des compulsions et d’autres troubles anxieux, où la modification du lien entre un stimulus et une réponse inadaptée constitue l’un des leviers thérapeutiques essentiels[15].

Apprendre avec des signaux clairs

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Dans l’éducation spécialisée, notamment auprès des personnes autistes, des images ou des sons servent de stimuli pour indiquer quel comportement est attendu. Un pictogramme peut ainsi signaler qu’il est temps de se laver les mains, ce qui rend la consigne prévisible et l’apprentissage plus stable[16].

Dresser des animaux avec précision

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Les dresseurs utilisent des ordres verbaux ou des gestes comme stimuli discriminatifs pour maîtriser le comportement des animaux. Un sifflet peut ainsi indiquer à un chien de revenir, dès lors qu’il a appris que ce son est suivi d’une récompense. Ce type d’apprentissage peut atteindre un haut degré de précision. Il s’applique à une grande variété d’espèces : chiens, chevaux, dauphins, corvidés[5].

Questions éthiques et philosophiques

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L’usage de techniques de maîtrise par stimulus suscite des débats sur ses implications sociales et philosophiques.

Influence et manipulation

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Dans des domaines tels que la publicité, le marketing, le management ou la politique, ces techniques peuvent orienter les actions des individus sans que ceux-ci en aient pleinement conscience, en exploitant la maîtrise que les stimuli discriminatifs exercent sur le comportement. Cette utilisation soulève la question de la frontière entre influence légitime et manipulation, et interroge le respect de la maîtrise personnelle[17].

Libre arbitre et responsabilité

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Burrhus Skinner a défendu une conception déterministe du comportement humain, façonné par les contingences de renforcement et les signaux environnementaux[18]. Dans Par-delà la liberté et la dignité, il soutient que le libre arbitre est une illusion et plaide pour une gestion scientifique des comportements. Cette position a été critiquée, notamment par Noam Chomsky, qui considère que le conditionnement ne peut pas rendre compte de la créativité et de la productivité du langage humain[19]. Plus largement, la perspective comportementaliste soulève la question de la responsabilité individuelle : si les choix sont largement déterminés par l’environnement, dans quelle mesure un individu peut-il être tenu moralement ou légalement responsable de ses actes[17] ?

Limites dans l’explication du comportement humain

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Si la notion de maîtrise par stimulus repose sur des bases expérimentales solides, certains chercheurs estiment qu’il ne suffit pas à expliquer la complexité de comportements tels que la créativité artistique, l’altruisme ou la réflexion morale[20],[21]. Des approches contemporaines cherchent à articuler les acquis du comportementalisme avec des modèles cognitifs et motivationnels afin de mieux rendre compte des dimensions symboliques et sociales du comportement humain[22].

Voir aussi

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Notes et références

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(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Stimulus control » (voir la liste des auteurs).
  1. ↑ La traduction littérale de stimulus control par « contrôle du stimulus » est à la fois impropre et trompeuse, en ce qu’elle inverse le rapport effectif entre stimulus et réponse. Le stimulus n’est pas « contrôlé » ; c’est lui qui, en vertu d’un apprentissage antérieur, exerce une maîtrise discriminative sur le comportement.
  2. ↑ William M. Baum, Understanding behaviorism : Behavior, culture, and evolution., Malden, MA, 2., (ISBN 140511262X)
  3. ↑ B.F. Skinner, Verbal behavior, Acton, Mass., Copley, (ISBN 1583900217)
  4. ↑ A. Charles Internet Archive, Learning, Englewood Cliffs, N.J. : Prentice Hall, (ISBN 978-0-13-528662-3 et 978-0-13-529843-5, lire en ligne)
  5. 1 2 Karen Pryor, Véronique Gonfreville et Lionel Fintoni, Don't shoot the dog ! le nouvel art de l'éducation une relation à soi, aux autres, aux enfants et aux animaux, les Éditions du Génie canin, (ISBN 978-2-9528095-8-0)
  6. ↑ Watanabe, Sakamoto, K. et Wakita, M., « Pigeons' discrimination of paintings by Monet and Picasso », Journal of the Experimental Analysis of Behavior, vol. 63, no 2,‎ , p. 165–174 (PMID 16812755, PMCID 1334394, DOI 10.1901/jeab.1995.63-165)
  7. ↑ Hanson, « Effects of discrimination training on stimulus generalization », Journal of Experimental Psychology, vol. 58, no 5,‎ , p. 321–334 (PMID 13851902, DOI 10.1037/h0042606)
  8. ↑ Spence, « The differential response in animals to stimuli varying in a single dimension », Psychological Review, vol. 44,‎ , p. 430–444 (DOI 10.1037/h0062885)
  9. ↑ Blough, « Steady state data and a quantitative model of operant generalization and discrimination », Journal of Experimental Psychology: Animal Behavior Processes, vol. 104,‎ , p. 3–21 (DOI 10.1037/0097-7403.1.1.3)
  10. ↑ Howard Rachlin, Introduction to modern behaviorism, New York, 3rd, (ISBN 0716721767)
  11. ↑ Ad Vingerhoets, « An Introduction to Behavioral Endocrinology (2nd ed.), Edited by Randy J. Nelson, Sinauer Associates, Sunderland MA, 2000. (ISBN 0-87893-616-5) (pkb.). 724 pp. », Biological Psychology, vol. 56, no 2,‎ , p. 171–172 (ISSN 0301-0511, DOI 10.1016/s0301-0511(01)00068-0, lire en ligne, consulté le )
  12. ↑ Blough, « Delayed matching in the pigeon », Journal of the Experimental Analysis of Behavior, vol. 2, no 2,‎ , p. 151–160 (PMID 13801643, PMCID 1403892, DOI 10.1901/jeab.1959.2-151)
  13. ↑ Jenny L. Wiley, R. Allen Owens et Aron H. Lichtman, Discriminative Stimulus Properties of Phytocannabinoids, Endocannabinoids, and Synthetic Cannabinoids, vol. 39, coll. « Current Topics in Behavioral Neurosciences », , 153–173 p. (ISBN 978-3-319-98559-6, ISSN 1866-3370, PMID 27278640, DOI 10.1007/7854_2016_24)
  14. ↑ P. Tassi, A. Thibault-Stoll, S. Chassagnon et S. Biry, « Thérapie comportementale et cognitive de l’insomnie », Journal de Thérapie Comportementale et Cognitive, vol. 20, no 4,‎ , p. 125–130 (ISSN 1155-1704, DOI 10.1016/j.jtcc.2010.09.017, lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ Alba González-Roz et Yasmina Castaño, « Meta-Analysis of Emotional Dysregulation in Relation to Substance Use and Behavioral Addictions », sur doi.org, (consulté le )
  16. ↑ (en) Richard Stock et Joseph Lucyshyn, « Insistence on Sameness in Autistic Children: a Stimulus Control Analysis with Implications for Assessment and Support », Advances in Neurodevelopmental Disorders, vol. 7, no 2,‎ , p. 189–202 (ISSN 2366-7540, DOI 10.1007/s41252-022-00302-5, lire en ligne, consulté le )
  17. 1 2 Blanca Patricia Ballesteros de Valderrama, « Ethique et société dans l’œuvre de B.F. Skinner », Cahiers de Psychologie Politique, vol. 21, no 21,‎ (ISSN 1776-274X, DOI 10.34745/numerev_727, lire en ligne, consulté le )
  18. ↑ B. F. Skinner, Science and Human Behavior, Free Press, (ISBN 978-0-02-929040-8 et 978-1-4767-1615-2)
  19. ↑ Noam Chomsky et B. F. Skinner, « Verbal behavior », Language, vol. 35, no 1,‎ , p. 26 (DOI 10.2307/411334, lire en ligne, consulté le )
  20. ↑ Jean-Pierre Changeux, L 'homme neuronal, Fayard, coll. « Le temps des sciences », (ISBN 978-2-213-01247-6)
  21. ↑ Paul Mengal, « Éthique naturalisée et philosophie béhavioriste », Ludus vitalis, vol. XIII, no 24,‎ (lire en ligne [PDF])
  22. ↑ (en) New York, Relational Frame Theory: A Post-Skinnerian Account of Human Language and Cognition, New York, Kluwer Academic Publishers, (lire en ligne)
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