Amphithéâtre Marguerite de Navarre, Site Marcelin Berthelot
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Une fois les étapes de codage et de traitement identifiées, l'une des questions essentielles que se pose la psychologie cognitive est celle de leur organisation temporelle. Une tâche cognitive peut-elle se décomposer en étapes élémentaires ? Combien de temps prend chaque étape ? Comment ce temps varie-t-il en fonction des paramètres de la tâche ? L'ordre d'exécution des étapes peut-il varier ? Leur exécution s'effectue-t-elle en parallèle ou en série ? La transmission des informations est-elle un processus continu ou discret ? Pourquoi le temps de traitement est-il variable d'essai en essai, ou selon les individus ?

Une imagerie cérébrale de haute résolution temporelle pourrait apporter des réponses à ces questions. Le cours a donc examiné dans quelle mesure l'IRMf, mais aussi d'autres méthodes comme l'électro- et la magnéto-encéphalographie, sont susceptibles de décomposer les activations cérébrales dans le temps.

Une idée répandue affirme que l'IRMf ne possède pas une résolution temporelle satisfaisante pour suivre le déroulement des processus cognitifs. C'est une idée fausse. Dans la mesure où le délai imposé par la fonction hémodynamique est relativement stable, il est possible de détecter des décalages de l'ordre de quelques centaines de millisecondes dans l'entrée en activité de différentes régions cérébrales, ou de la même région dans des conditions expérimentales différentes. Ravi Menon et ses collègues montrent en particulier qu'il est possible de distinguer des régions dont la durée d'activation varie avec le temps de réaction, et d'autres dont l'entrée en activité indexe le moment de la programmation motrice (Menon & Kim, 1999 ; Menon, Luknowsky, & Gati, 1998).