La mémoire

La mémoire
A. Les processus d’acquisition
I. Les types d'apprentissage
La mémoire est la capacité à reconnaître un objet ou un évènement (phénomène de
reconnaissance) et la capacité à se le rappeler.
L’apprentissage est la capacité à modifier les expériences futures.
Pour qu’il y ait apprentissage, il faut qu’il y ait mémorisation.
1. Un apprentissage par association
L’idée d’association a été crée par Aristote : il est plus facile de se souvenir d’expérience
quand on vit d’autres types d’expériences qui présente des relations de similitudes,
d’opposition ou de proximité temporelle et spatiale, ce qui va constituer les lois primaires de
l’association.
2. Un apprentissage conditionné
Créé par Pavlov (prix Nobel en 1904), ces stimuli peuvent disparaître dès qu’on arrête le
stimulus.
3. Un apprentissage par essai ou par erreur
L’exemple type est le labyrinthe, on choisit une solution parce que toutes les autres nous
semblent inadaptées.
4. L’apprentissage par intuition
Cet apprentissage est cognitivement implicite. Après quelques essais infructueux pour
résoudre un problème, la solution apparaît subitement. Ce type d’apprentissage ne concerne
que la résolution de problèmes dont toutes les composantes sont perceptibles. L’apprentissage
par intuition n’est pas logique mais organisé de façon rationnelle.
5. L’apprentissage par la réussite
Organisé de façon rationnel, logique, cognitivement explicite, c’est le contraire de
l’apprentissage par intuition.
II.
Les lois de l’apprentissage
1. Les étapes et les courbes de l’apprentissage
Elle est peu représentée en expérience.
Phase lente : phase de compréhension du test
Phase rapide : apprentissage au sens strict
Phase plateau : limites (physiques ; mentales
ou de l’expérience)
La motivation joue un rôle clef dans l’apprentissage. En effet, il est proportionnel à la
motivation dans la mesure où celle-ci reste dans une grandeur acceptable. Une trop forte
motivation entraîne une désorganisation des comportements et donc nuire à l’apprentissage.
2. La participation
De plus, une participation active est plus efficace qu’une participation passive.
3. Les conditions de l’apprentissage
 Les facteurs temporaux spatiaux
Un apprentissage distribué, étalé dans le temps est plus efficace qu’un apprentissage
concentré. Cependant, la disposition et la durée des périodes de travail et de repos dépendent
des sujets et de la tache à effectuer. Le lieu a également une influence sur l’apprentissage : on
apprend mieux dans un cadre familier.
 Récompense et renforcement
Il faut une motivation et une récompense ou une satisfaction. Cette satisfaction est un
processus de renforcement de la motivation et l’on parle alors d’un renforcement positif. Il
peut exister un renforcement négatif relatif à une punition ou insatisfaction. Dans ce cas, le
sujet va trouver une nouvelle motivation. La connaissance du résultat constitue chez l’homme
un processus de renforcement : l’apprentissage et la performance sont meilleurs lorsque les
résultats sont connus que lorsque le travail se déroule en aveugle. Il existe également des
facteurs secondaires : stimuli neutres (applaudissements …).
 Inhibition et extinction
Le stress constitue un processus d’inhibition. Le stress est externe alors que l’anxiété est
interne. La motivation peut constituer un facteur d’inhibition : envie de trop bien faire qu’un
processus psychologique. L’angoisse est une peur dont on ne connaît pas l’origine.
B. Classification des mémoires humaines
I.
Introduction
Les études menées chez des sujets normaux et chez des sujets présentant des pathologies
diverses de la mémoire (amnésie) ou présentant des troubles neuropsychologiques consécutifs
à des lésions cérébrales d’origines traumatiques ou vasculaire ont permis d’aborder les
différents concepts de la mémoire et ses composantes telle que les mémoires implicites et
explicites, sémantique et épisodique qui rentrent dans le cadre de la mémoire à long terme
(MLT). La mémoire de travail constitue la mémoire à court terme (MCT).
Les termes d’apprentissage et de mémorisation souvent utilisés de façon presque
synonyme renvoient pourtant à 2 réalités distinctes : l’apprentissage correspond a tout
mécanisme susceptible de modifier un comportement ultérieur alors que la mémoire désigne
la capacité à retrouver les expériences passées. Cette distinction a pu être précisée à partir de
l’étude de patients amnésique qui, tout en étant aptes à apprendre ne peuvent pas se souvenir
de l’expérience qui leur a permis d’apprendre. Les patients amnésiques se montrent
incapables de se souvenir d’actes récents (repas…) ou de mettre à jour leurs connaissances du
monde. Les connaissances acquises avant l’amnésie sont conservées (langage…). Cependant,
certains patients amnésiques ont réussi à préserver certains types d’apprentissages récents.
Exemple typique (CLAPAREDE) : aiguille dans la main
L’observation a conduit à une certaine dichotomie de la mémoire (explicite/implicite).
La mémoire implicite peut se définir comme la possibilité d’apprendre sans se souvenir de
l’expérience d’apprentissage. Au contraire, la mémoire explicite se réfère à la capacité de
garder en mémoire les événements liés à l’apprentissage.
En 1972, un psychologue canadien nommé TULVING a proposé une seconde dichotomie de
la mémoire (sémantique/épisodique). La mémoire sémantique signifie la connaissance du
monde et des faits. La mémoire épisodique représente la capacité de se rappeler et peut être de
« revivre » des évènements spécifiques.
II Mémoire épisodique et mémoire sémantique
La mémoire épisodique repose en terme d’organisation cérébrale sur une circuiterie qui
relie les lobes temporaux à l’hippocampe et aux lobes frontaux. L’amnésie pourrait résulter
d’une détérioration ou d’une altération de ce circuit en particulier si elle est bilatérale. Tout ce
passe comme si ce circuit enregistrait et associait en mémoire toutes les expériences vécues en
associant chaque événement à son contexte. Il est ainsi possible de distinguer le souvenir d’un
évènement d’un souvenir similaire associé à une situation différente.
La mémoire sémantique peut être considérée peut être considérée comme ce qui reste de
tel ou tel façon que les épisodes s’empilent les uns sur les autres de manière chronologique.
Récupérer une information sémantique consiste à regarder une pile d’épisode de façon
inversement chronologique. Si la mémoire sémantique est effectivement le résidu de la
mémoire épisodique, et si les processus de récupération des infos est intact, les patients
amnésiques devraient pouvoir accéder à la connaissance du monde avant leur maladie ce qui
est le cas. En effet, un trait typique des patients amnésiques et que leur vocabulaire reste intact
et ils n’éprouvent aucunes difficultés à répondre aux questions sur le monde, à condition
qu’elles portent sur des connaissances pré-traumatiques. Si la mémoire épisodique est
indispensable à la construction de la mémoire sémantique, ces patients devraient rencontrer de
grandes difficultés à acquérir de nouvelles connaissances ce qui est le cas. La mémoire
épisodique est également essentielle pour s’orienter dans le temps et dans l’espace. Ainsi la
conscience que nous nous trouvons est considérablement renforcée lorsque nous savons
comment nous y sommes arrivés, ce qui à son tour va nous guider pour arriver à notre
destination. Dans ce cas, la perte du sens de l’orientation est une des caractériellement les plus
remarquables de l’amnésie.
III Fonctionnement de la mémoire
La mémoire est un système de stockage et de récupération d’information qui passe par
trois étapes. Il faut tout d’abord alimenter le système en information (encodage), conserver
ces informations dans le temps (stockage) puis se déroule la récupération ou accession à la
mémoire stockée.
Bien que ces processus soient conceptuellement différents, ils sont étroitement liés si bien
qu’une modification touchant à l’un d’entre eux aura tendance à tous les influer. Il existe une
relation quasi-linéaire entre la quantité de ce qui est appris et le temps consacré à
l’apprentissage. Il existe un certain nombre d’exception à cette règle simple : la pratique en
masse au cours de laquelle les périodes d’apprentissage sont très rapprochées sont moins
efficaces que le contraire ! Les stimuli qui ne sont traités qu’en fonction de leurs
caractéristiques physiques superficielles se retiennent moins bien que stimuli traités en
profondeur c'est-à-dire en fonction de leur sens et de leur association possibles avec des
connaissances existantes. Pour associer un nouvel élément à ce que l’on connaît déjà, la
sémantique offre un moyen beaucoup plus riche et complexe que l’encodage. Plus il y a
d’association reliant les éléments nouveaux à ce qui est connu, meilleur sera l’apprentissage.
IV Oublis et interférences
Un encodage de la façon la plus élaborée possible ne préjuge pas de la réservation et de
son stockage, il peut y avoir oubli. Deux explications ont été avancées :
a. les traces de la mémoire s’altèrent avec le temps. L’oubli peut s’expliquer par
l’interférence d’apprentissage nouveau et ancien. Une interférence rétroactive :
il existe une compétition entre le nouvel apprentissage et un ancien. Ainsi
l’oubli augmente avec la quantité d’apprentissages nouveaux surtout ceux qui
ont quelques ressemblances avec le savoir ancien.
b. L’ancien peut, à l’inverse, refaire surface pour produire une interférence
proactive.
L’oubli est non seulement nécessaire mais bénéfique, notre système de mémoire est
potentiellement capable d’encoder est de stocker un grand nombre d’information. Il existe
quand même un risque potentiel d’encombrement. L’oubli permet de nous débarrasser de
l’énorme quantité d’information que nous traitons et dont nous n’aurons pas besoin ou l’utilité
à l’avenir. Selon Freud, l’oubli est le fruit d’un refoulement c'est-à-dire de la tendance active à
rejeter des traumatismes émotionnels. En témoigne notre tendance à nous souvenir de faits
agréables plutôt que désagréables.
La capacité de rappel de l’information subit les effets de l’état antérieur du sujet : état
physiologique (fatigue physique), psychologique (stress), actions autres (alcool…).
V Mémoire à court terme, mémoire de travail
La définition d’un troisième type de mémoire s’est avérée utile pour tenir compte des
activités de traitement de l’information comme les résolutions de problèmes, lecture, écriture,
langage...Le stockage temporaire de certaines données nécessaires à la réalisation de certaines
taches a engendré le concept de mémoire à court terme ou mémoire de travail.
L’observation de malades atteints de troubles a permis de visualiser le concept de
mémoire est de présenter au patient une série de chiffre qu’il doit restituer.
C. Les bases neuro-anatomo-physiologique de la mémoire
La possibilité de déterminer l’organisation cérébrale de la mémoire provient d’étude
réalisée chez des patients amnésiques souffrant de lésions spécifiques du cerveau. Chez
l’homme, les lésions entraînent des troubles qui s’expriment par une mauvaise utilisation ou
un mauvais apprentissage d’un matériel spécifique. Par exemple, pour le langage : on peut
voir des troubles suite à une lésion au niveau du cortex temporal. L’étude de ces déficits peut
être interprétés comme des amnésies focalisées, très localisées, présentant un intérêt considéré
car elles désignent les zones du cortex dans lesquels reposent les différents types de souvenirs.
Ces études réalisées chez l’animal montrent que le cortex est une mosaïque d’aires distinctes
spécialisées dans le traitement d’un type particulier.
Il est généralement admis que les traces mnésiques sont localisées dans les régions du
cortex là où elles ont été élaborées, traitées. Le souvenir d’un évènement complexe de la vie
quotidienne (repas…) sollicite simultanément de nombreuses zones spécialisées du cortex. Si
le cortex est le lieu où les informations sensorielles sont à la fois perçues et conservées à long
terme, d’autres structures cérébrales jouent également un rôle dans la formation des souvenirs.
En effet, les amnésies focalisées qui sont d’origine corticales sont dues à des lésions au niveau
du système limbique (sauf accident vasculaire cérébral, Alzheimer, alcoolisme chronique).
Tous ces patients qui souffrent de ces maux souffrent essentiellement d’une incapacité
à stocker des souvenirs nouveaux, ils oublient rapidement les événements de la vie
quotidienne. Amnésie antérograde : le système limbique joue un rôle critique dans la
formation des souvenirs. Les analyses plus approfondies ont montré que les patients
qui souffraient d’amnésie globale étaient capables d’acquérir et de retenir certains
types d’information. Cette mémoire implicite est une mémoire des savoirs (ou
mémoire procédurale ; non déclarative ; implicite). Elle s’oppose à la mémoire
explicite, déclarative, des éléments altérés par la lésion du système limbique.
1. Mécanisme de construction de la mémoire explicite
La transformation de la perception en souvenirs (visuels) est tel que l’ensemble
neuronal formé dans la voie visuelle active les structures du système limbique puis le
diencéphale médian et enfin le lobe frontal médian.
Ces 3 subdivisions limbiques envoient à leur tour des projections vers le télencéphale médian
situé à l’avant du cerveau. Enfin le télencéphale envoie des projections vers l’ensemble du
cortex visuel.
L’activation des couples système limbique/cortex est à l’origine de la transformation des
perceptions visuelles en souvenirs.
Ce modèle s’applique aux autres sensations (auditives,…) puisque les aires corticales
qui servent les autres modalités sont également organisées en voies spécifiques.
Schéma
2. Mécanisme de construction de la mémoire implicite
La connaissance des structures impliquées dans la mémoire implicite (qui renferme un
savoir faire appris de manière quasi-automatique) est moins avancée que pour la mémoire
explicite. Les observations recueillies chez des personnes atteintes de la chorée de Huntington
suggèrent que les ganglions de base constituent un ensemble de base clef pour la formation
des habitudes (liaison rigide entre stimulus et réponse). Des résultats analogues obtenus chez
le songe confirment que, contrairement au système limbique, les ganglions de la base ne
participent pas à la reconnaissance d’un objet présenté une seule fois mais ils assurent une
liaison entre l’objet et la réponse motrice. Les ganglions de la base constituent à travers leur
connexion anatomique une interface entre les régions corticales sensorielles et les régions
frontales pré motrices qui sont impliquées dans la régulation de la motricité.
3. Synthèse comparative entre mémoire implicite et mémoire
explicite
Le système limbique joue un rôle important, il reçoit les messages sensoriels qui sont
hautement intégrés c'est-à-dire des informations en provenance des étapes finales des voies
sensorielles.
Les ganglions de la base reçoivent des informations qui sont peu intégrées par rapport au
système limbique de pratiquement toutes les aires corticales qui constituent les voies
sensorielles.
Ainsi la mémoire explicite est basée sur des représentations élaborées de l’information
(l’information dans son ensemble) alors que la mémoire implicite peut n’utiliser que des
éléments très partiels de l’information. La différence la plus importante concerne cependant
les régions du cortex où se termine le circuit.
La cible des ganglions de la base reste ………….. aux régions pré motrices du cortex
alors que le système limbique exerce une action en retour sur l’ensemble des aires corticales
sensorielles. Ainsi, il est capable de fournir à l’organisme un ensemble d’informations riches
et flexibles faites de souvenirs et de leurs associations. Le système limbique permet d’avoir
une connaissance consciente de l’environnement. A l’opposé les ganglions de la base
permettent une forme plus primitive de mémoire constituée de liaison stimuli/réponse qui sont
rigides et inaccessibles à l’expérience consciente. L’intérêt est de pouvoir réagir de façon
efficace à l’environnement (réponse au chaud par exemple).
a. Les bases neurophysiologiques de la mémoire
R
Synapse
A la fin du XIXème et au début du XXeme siècle, E. Tanzi (1893), Ramon y Caja (1911)
et Hebb (1949) ont émis l’idée d’une efficacité synaptique modulable en fonction de l’activité
des neurones situées de part et d’autre de la synapse : on parle de plasticité synaptique. Ce
n’est que vers le début des années 70 que la découverte de cette plasticité synaptique a suivi
des chemins qui ont abouti à 3 formes de plasticité neuronales étudiées chez l’animal. La
première est étudiée à Oslo par Bliss et Lomo qui travaillait sur l’hippocampe. A la suite de
stimulations répétées à haute fréquence des neurones pré-synaptiques, une stimulation isolée
de ces neurones induisait une réponse post-synaptique qui pouvait persister pendant plusieurs
heures : on parle de potentialisation à long terme (L.T.P.). Il en existe trois formes :
potentialisation homosynaptique, potentialisation hétérosynaptique ainsi que la dépression à
long terme (L.T.D.).
D. Mémoire des visages et prosopagnosie
Introduction
La reconnaissance des visages nous apparaît évidente et facile, un bref coup d’œil nous
permet d’estimer l’age, le sexe, de caractériser l’émotion qu’il dégage, à établir s’il plait, s’il
s’agit d’un visage connu et, dans ce cas, à l’identifier. La facilité avec laquelle nous
effectuons ces opérations laisse difficilement entrevoir la complexité et donc l’intérêt
scientifique de cet acte quasi infaillible qui ne semble a priori faire appel à aucune aptitude
particulière. La reconnaissance des visages ne nécessite aucun apprentissage formel, elle ne
demande ni effort ni réflexion. Cette reconnaissance des visages fait appel à des opérations
automatiques perceptuelles et cognitives de traitement de l’information objectivement et
réalisée par des structures cérébrales dotées d’une remarquable efficacité. On sait depuis
longtemps que certaines personnes victimes de lésions cérébrales deviennent brutalement
incapables de reconnaître les gens par leur visage. Ce déficit est connu sous le terme de
prosopagnosie. Il affecte de façon disproportionnée la reconnaissance des visages comparés
aux objets.
1. Reconnaissance des visages
Le cerveau traite les visages différemment des autres objets visuels, le modèle cognitif de
la reconnaissance des visages comporte 4 étapes sérielles :
- encodage structurel qui consiste en un traitement des caractéristiques
physiques du visage de façon à faire ressortir une configuration d’ensemble.
-
-
-
Analyse des traits faciaux qui visent à dégager les caractéristiques
physionomiques uniques et distinctives du visage. Une telle analyse fait appel
à des processus divers (rotation du visage…).
On détermine si le visage est connu, le traitement fait appel de façon plus
classique à la confrontation des représentations perceptuelles du moment avec
des représentations des visages conservés en mémoire, afin de déterminer si le
visage a déjà été rencontré ou pas.
Reconnaissance au sens strict : reconnaissance du visage dans le sens où la
personne est connue. Cela nécessite la réactivation d’informations
biographiques associées à ce visage et gardées en mémoire. Le visage peut
alors être perçu comme celui d’un individu spécifique possédant une histoire
connue, un nom propre… cela permet aussi d’accéder à d’autres informations
biographiques sur l’individu (voix, comportement…).
2. La prosopagnosie
Déficit acquis, consécutif à une lésion cérébrale, les patients prosopagnosiques ne peuvent
reconnaître que leurs proches où les personnages par leurs visages ni se reconnaître euxmêmes dans un miroir. En revanche, leurs fonctions perpétuelles et intellectuelles d’une
manière générale (participant à d’autres aspects de la mémoire) ne sont pas perturbées. La
perturbation d’une seule des 4 étapes de la reconnaissance des visages est suffisante pour
affecter la reconnaissance dans son ensemble. Cependant, des perturbations touchant
différents stades se manifestent par des symptômes différents.
Chez certains patients, la perturbation se situe au niveau de l’encodage structurel et
produit une incapacité complète à effectuer des opérations perceptuelles sur les visages. De
tels patients sont incapables de déterminer l’age ou le sexe d’un visage, ils peuvent se baser
sur d’autres critères : forme, voix, habits.
Chez d’autres patients, l’étape 2 est touchée : il se révèlent incapables de reconnaître
différentes représentations d’un même visage ce qui indique une perturbation au niveau des
invariants physionomiques des visages (même photo : pas de reconnaissance).
La 3ème catégorie de patients ne manifeste aucun déficit des fonctions perceptuelles,
mais leurs perturbations se situent à un stade ultérieur de traitement cognitif, celui de la
confrontation, de la représentation conservée en mémoire (2 photos différentes où l’on voit la
même personne, le patient est incapable de dire que les photos la représentent).
Les 3 types de déficit correspondent aux trois premiers niveaux de traitement de
reconnaissance des visages et donc la nature du déficit est essentiellement perceptuelle dans
les 2 premiers cas alors que dans le 3ème, le déficit porte sur les processus de mémoire.
Pour le 4ème stade, il y aurait erreur à confondre la prosopagnosie et l’amnésie
biographique puisque dans la très grande majorité des cas, les patients amnésiques ont accès
aux données biographiques à partir d’autres caractéristiques qu’elles soient sonores ou
comportementales. Ces autres caractéristiques leur permettent de reconnaître une personne
sans se souvenir du visage alors que les amnésiques en sont incapables.
Les différences fonctionnelles entre patients prosopagnosiques ne sont pas le fruit du
hasard mais reflètent des différences de localisation de leurs lésions cérébrales. La
prosopagnosie est toujours la conséquence d’une lésion au niveau de l’hémisphère droit.
Aucun cas consécutif une lésion de l’hémisphère gauche n’ayant été décrit. Il existe une
corrélation nette entre le siège de la lésion de la nature du déficit. Cependant, l’absence de
reconnaissance des visages ne signifie pas nécessairement une incapacité totale du cerveau à
effectuer les opérations normalement impliquées dans cette reconnaissance. Des patients
étaient capables d’associer des noms à des visages.
Toutes ces études anatomo-cliniques fournissent des informations sur les déficits
consécutifs à une lésion cérébrale, mais ne peuvent renseigner directement sur le
fonctionnement direct du cerveau dans le traitement des visages. Les récents progrès des
techniques d’imagerie cérébrale ont permis de remédier à ces difficultés en offrant la
possibilité d’examiner l’activité du cerveau intact. La meilleure technique est le pet scan,
tomographie par émissions de positons (rayonnement). Les résultats obtenus chez des sujets
normaux effectuant des épreuves semblables à celles que les prosopagnosiques sont
incapables de réaliser ont confirmé le rôle crucial des zones médianes et ventrales de
l’hémisphère droit dans le contrôle du visage.
Trois régions semblent indispensables à la reconnaissance des visages : le première est
responsables des opérations perceptuelles impliquées dans la représentation et l’analyse de
configurations faciales. On l’appelle le gyrus lingual fusiforme. La 2 ème région est située au
niveau du cortex limbique, on l’appelle le gyrus parahippocampique, il joue un rôle central
dans le traitement des visages puisqu’il sert à relier les informations conservées en mémoire à
l’étape 3. La 3ème région est le cortex temporal antérieur qui joue un rôle dans la conservation
des souvenirs de nature épisodique. Cependant, l’hémisphère gauche intervient aussi dans ce
traitement, mais sa contribution n’est ni indispensable, ni suffisante dans le traitement des
visages, sa lésion ne produit pas de prosopagnosie.
Des études ont montré que chez des singes (macaques), certains de leurs neurones
s’activent à la présentation des visages de leurs congénères. Elles ont également montré que
certains répondent de préférence à un visage vu de face, d’autres à un visage de profil ou des
visages exprimant une émotion, à l’orientation du regard (un singe n’aime pas qu’on le
regarde dans les yeux car c’est synonyme d’agression). Tous ces neurones sont
principalement situés au niveau du cortex temporal et représentent 5% des neurones.
De ces différents travaux, on peut dire que toutes les opérations et informations se
rapportant au visage sont en fait un ensemble de neurones activés simultanément, certains
contribuant plus qu’un autre à certaines opérations. Les propriétés fonctionnelles de ces
neurones sont, pour une majeure partie acquises et non innées. Des expériences sur des chiens
ont montré que des chiens élevés avec des hommes, régissaient plus à des photos d’homme
qu’à des photos de chiens.