La mémoire

IND6406 Ergonomie cognitive
La mémoire
Jean-Marc Robert
École Polytechnique de Montréal
Le 27 mars 2012
1
Ressources
attentionnelles
Registre
d’information
sensorielle
Stimuli
Perception
Décision et
sélection de
réponse
Exécution
de réponse
Réponses
Mémoire
de travail
Mémoire à
long terme
Figure 1.1 Un modèle de traitement humain d’information
Tirée de : C.D. Wickens (1984). Engineering psychology and human performance
2
.
La mémoire est essentielle dans toutes
les activités humaines
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tâches d’inspection (se rappeler de la référence)
Contrôle aérien (se rappeler du contenu des échanges)
Lecture (se rappeler de ce qu’on vient de lire)
Reconnaissance d’un visage, d’une voix
Faire une addition
Prendre des notes en classe
Préparer et passer une examen
Aller faire des courses
Suivre une discussion avec des gens
Retenir les noms des personnes qu’on vous présente
Me rappeler que j’ai un rendez-vous chez le médecin
Mémoire des témoins visuels d’événements (témoignages à la cour)
…
3
Définitions
• « La rétention de l’information dans le temps ».
(Payne et al. , 1999, p. 83)
• De façon opérationnelle: « … les changements dans
le comportement qui sont causés par des
événements dans le passé des sujets » (Payne et al. ,
1999, p. 83).
4
Sans la mémoire
•
•
•
•
•
•
Je ne sais pas qui je suis
Je ne sais pas où je suis
Je ne sais pas ce que j’ai à faire
Je ne peux pas avoir une conversation normale
Je suis incapable de lire ou d’écrire
Je suis incapable de reconnaître qui ou quoi que ce
soit
• …
5
Pertinence de l’étude de la
mémoire en ergonomie
• Formation du personnel
– Dans tous les domaines et pour tous les personnels
• Organisation du travail
– But: minimiser la charge mnémonique de travail; minimiser les
interférences entre éléments mémorisés
• Conception des interfaces H-M et des outils de travail
•
•
•
•
•
•
Icones
Interfaces à manipulation directe (tout est visible à l’écran)
Aide en ligne
Bulles d’information à l’écran
Procédures
…
6
Terminologie
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Rétention, rappel, recherche (retrieval), oubli
Encodage
Effet de primauté
Effet de récence
Auto-répétition
Interférence
Prospection mnémonique
Technique de Sternberg (1966)
Empan mnémonique
Rappel sériel immédiat
Rappel libre
Chunk (paquet d’information)
Truc mnémonique
Association de patrons (pattern matching)
7
Observations générales sur la mémoire
(1/3)
• Existe pour chaque sens: visuelle, auditive, gustative, olfactive, tactile.
• Est associative
– Ex.: Aider une personne à retrouver le fil de sa conversation en lui
rappelant le contexte
• Est parfois guidée par le physique
– Grâce aux automatismes qu’on a développés, le geste de la main peut nous
aider à retrouver une information
• Se développe avec la pratique
• Ne s’observe pas directement
– Est inférée à partir des traces de travail et comportements verbaux
• Dépend de nos intérêts, de notre motivation, de nos émotions
– Peut être très inégale d’un domaine à l’autre
• Aidée par des trucs mnémoniques
– Ex.: méthode des lieux
– Ex.: phrase dont la première lettre de chacun des mots nous permet de
trouver la réponse à une question. (voir les 2 PPT sur l’ordre des planètes).
8
Observations générales sur la mémoire
(2/3)
• La M est très influencée par ce que qu’on a fait, vu, ou entendu en
dernier, et en tout premier
• La M est située, c.-à-d. marquée par le contexte dans lequel on a vécu les
événements
• La M est étroitement liée au niveau de l’intelligence; fait partie des tests
d’intelligence (QI)
• Il existe des différences inter-individuelles dans la capacité de
mémorisation
• Il existe des différences intra-individuelles selon les sens impliqués
– Ex. : bonne M visuelle vs mauvaise mémoire auditive
• Plus il y a de traitement lors de la saisie d’information, plus il est
probable qu’il y ait mémorisation
9
Observations générales sur la mémoire
(3/3)
• Plus il y a de similitude entre le contexte lors de la saisie
d’informations et le contexte lors de la situation de rappel, plus il y a
de chance qu’on se rappelle
• Il y a de forts avantages à établir de nombreux liens entre le matériel à
mémoriser et le matériel déjà stocké en mémoire;
• Utilité des tâches de rappel spontané en ergonomie
• La M n’est pas fiable
– Ex.: pour comparer des événements séparés dans le temps
– Ex.: témoins oculaires lors d’un accident
10
Truc mnémotechnique (1/2)
Ordre des planètes en partant du soleil
(Salut, mon vieux, tu m’as jeté sur une nouvelle planète)
– Soleil
– Mercure
– Vénus
– Terre
– Mars
– Jupiter
– Saturne
– Uranus
– Neptune
– Pluton (n’est plus une planète)
11
Truc mnémotechnique (2/2)
Ordre des planètes par grosseur
(Je suis un neptunien terroriste vulnérable, ma mission polluer)
– Jupiter
– Saturne
– Uranus
– Neptune
– Terre
– Vénus
– Mars
– Mercure
– Pluton (plus froide) (n’est plus une planète)
12
Mémoire de débutants vs d’experts
(1/2)
(Chase & Simon 1973: Perception in chess)
• On présente pendant quelques instants à des joueurs
d’échec ordinaires et à un maître, des pièces d’un jeu
d’échec
a) placées au hasard sur un échiquier
vs
b) correspondant à différents vrais jeux d’échecs
• On fait ensuite un test de rappel de la position des pièces
sur le jeu.
13
Mémoire de débutants vs d’experts (2/2)
(Chase & Simon 1973)
• Résultats
– Si les pièces sont placées au hasard, le maître obtient des résultats
semblables à ceux des joueurs ordinaires
– S’il s’agit de jeux réels, le maître obtient de meilleurs résultats que
les joueurs ordinaires.
– Voi r: http://www.youtube.com/watch?v=rWuJqCwfjjc
• Explication
– Association de patrons: le maître a des milliers de jeux stockés en
mémoire, et il associe ce qu’il voit à l’un de ces jeux stockés en
mémoire (pattern matching).
14
Pertinence des informations et mémoire
(étude de S. Sébillotte 1982)
• On présente des dossiers médicaux à des médecins et à des
sages-femmes (débutants et experts) avant une intervention
obstétricale.
• Chacun voit ensuite le patient.
• On ferme le dossier.
• On fait un test de rappel sur le contenu du dossier.
• Résultats:
– Différence de rappel entre médecins et sages-femmes.
– Différence de rappel entre débutants et experts.
– Les informations ne sont pas restituées sous la forme dans laquelle
elles étaient présentées dans les dossiers mais elles sont
• filtrées
• transformées
• recodées sous forme de synthèse entre données élémentaires.
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Conclusion
(étude de S. Sébillotte 1982)
• Sélection: on retient des infos utiles pour le traitement.
• Ordre d’apparition: on retient en premier les choses qui
sortent de l’ordinaire, qui nous frappent.
• Biais, déformation (suite à un traitement).
• Rappel des informations par paquets.
16
4 activités faisant appel à la mémoire
(aussi 4 méthodes d’investigation de la rétention)
•
•
•
•
Reconnaissance
Reconstruction
Rappel
Réapprentissage
N.B.: la reconnaissance est plus facile que la reconstruction,
qui est plus facile que le rappel, qui est plus facile que le
réapprentissage.
17
3 types de mémoires,
3 sous-systèmes ou 3 processus
• RIS: registre d’information sensorielle (ou mémoire
sensorielle)
• MCT: mémoire à court terme
– Mémoire de travail
– Mémoire opérationnelle
• MLT: mémoire à long terme
– Mémoire sémantique
– Mémoire épisodique
RIS > MCT > MLT
L’info doit passer par la MCT
pour entrer dans la MLT
--------------------------------------------------------------- Mémoire implicite vs mémoire explicite
- Mémoire prospective
- Méta-mémoire
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4 points sur lesquels les mémoires
se distinguent
• Le but ou le rôle
• La capacité (ou la taille)
– RIS: mal définie
– MCT: limitée (7 + ou – 2 éléments)
– MLT: illimitée
• La durée de persistance des informations
– Ris: 0.1 à 0.5 sec
– MCT: quelques secondes
– MLT: illimitée
• La nature des informations stockées
– RIS: information physique
– MCT: visuelle / acoustique dans le cas de ces 2 sens
– MLT: sémantique
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RIS ou mémoire sensorielle
2 sens possibles:
1)
2)
Emmagasinage à long terme des caractéristiques
sensorielles d’un stimulus comme le goût ou l’odeur.
Enregistrement ou images qui suivent immédiatement la
perception d’un stimulus et dont les durées sont très
brèves.
20
Expérience de Georges Sperling (1960)
menant à la découverte du RIS
• On présente un stimulus visuel à des sujets durant
50 ms et on leur demande de rapporter
immédiatement après la présentation toutes les
lettres dont ils se souviennent (situation de rapport
complet et de rappel libre).
• On enregistre la réponse.
• Prochain PPT: faire un test
21
V
R
M
N
C
W
G
J
V
B
S
A
22
Résultats de l’expérience de
Sperling (1960) au sujet du RIS
• Le sujet peut rapporter 4-5 éléments sur les 12.
• Explications:
– Pendant que le sujet identifie, maintient en mémoire et
rapporte les 4-5 éléments, l’information concernant les
autres éléments en mémoire sensorielle se détériore.
– Il y a interférence entre les premiers éléments rappelés
et les éléments suivants: pendant que le sujet rapporte
les premiers éléments, il ne peut pas traiter les autres
éléments.
23
2ème expérience de G. Sperling sur le
rapport partiel
--------------------------On présente le prochain stimulus au sujet
pendant 50 ms
Prochain PPT: faire un test
24
K
T
R
S
Q
B
V
P
L
M
A
X
25
26
Tout de suite après le stimulus,
on présente brièvement:
Soit
Un pointeur vis-à-vis de la
ligne à rappeler
ou
Un son grave vis-à-vis de la
ligne à rappeler.
27
Résultats de l’expérience de Sperling
sur le rapport partiel
• Le sujet peut rapporter 3 lettres sur 4 dans chaque
rangée
– Il a donc stocké 9 lettres sur 12, donc le double de la
situation précédente.
28
Registre d’information sensorielle
(ou mémoire sensorielle)
• Existe pour chacun des 5 sens
• Retient l’information sensorielle très brièvement, souvent sans que
nous en soyons conscients.
– Persistance: 0.1 à 0.5 sec.
• Il n’existe aucun moyen de prolonger cette information
• L’information est gardée sous sa forme physique initiale; elle n’a pas
subi de traitement ou de codage pour lui donner une signification.
– Visuel: trace iconique + trace phonétique dans les cas des lettres et des
chiffres.
– Auditif: trace phonétique
• Illimitée en quantité mais il est difficile d’estimer la capacité réelle de
cette mémoire
• Considérée comme un lac d’informations dans lequel se ravitaillent
les autres mémoires
• Les mémoires visuelles et auditives ont été les plus étudiées jusqu’à ce
jour.
29
Mémoire à court terme
• Correspond à la quantité d’informations de
l’environnement qui peut être stockée temporairement dans
une même fraction de temps.
• Contenu différent du RIS: l’information retenue n’est pas
une image complète des événement, on retient plutôt
l’interprétation immédiate de ceux-ci.
• Étude classique de Miller (1956):
. « The magical number of 7, plus or minus 2 »
. Faite avec des objets sans signification
• L’étude de Broadbent (1975) montre plutôt qu’elle est de
l’ordre de 3 à 5 éléments.
30
MCT et mémoire de travail
• Braddeley & Hitch (1974) préfèrent parler de
mémoire de travail
– Concept voisin qui conçoit cette mémoire à la fois
comme un lieu de stockage et comme un lieu de
traitement.
• On peut garder l’information en MCT pendant un
temps indéfini en faisant un effort conscient
– Ex., par auto-répétition
31
Caractéristiques de la MCT
(selon Hitch 1987; Gardiner 1987)
• Les lettres et les mots qui riment sont particulièrement difficiles à
différencier dans le MCT
• On perd de l’info en qq secondes de la MCT si les qq secondes qui
suivent une activité de mémorisation sont occupées à faire une activité
ou traiter de l’information distrayante (voir Fig. 5.7)
• Le taux d’oubli par la MCT augmente
– avec la complexité de la tâche ou de l’activité distrayante
– au fur et à mesure que la quantité d’information à se rappeler augmente
– quand du matériel semblable a récemment été stocké en mémoire
• Le rappel de noms d’items de la MCT est généralement meilleur quand
ces items sont présentés en images plutôt qu’en mots
• La probabilité de rappel de la MCT augmente en fonction de la
profondeur et de la quantité de traitement effectué au moment de
l’encodage.
• Plus on vieillit (> 55 ans), moins on peut retenir d’information en MCT.
32
Figure 5.7 Pourcentage de rappel correct en fonction du délai entre la
présentation des items et leur rappel (Peterson et Peterson 1959)
(Tirée de C. Fortin, R. Rousseau, 1989. Psychologie cognitive, p. 166)
33
Capacité de la MCT, rappel sériel
immédiat et empan mnémonique
Le rappel sériel immédiat est la principale tâche utilisée
depuis plus d’un siècle pour estimer la capacité de la MCT.
– L’expérimentateur présente à un sujet une série de lettres ou de
chiffres et lui demande, immédiatement à la fin de la série,
d’effectuer un rappel des items dans l’ordre de présentation.
– Le nombre d’items contenus dans la série la plus longue que le
sujet peut réciter correctement est appelé empan mnémonique
(memory span).
– L’empan pour des lettres ou des chiffres est généralement de 7 ou
8.
– Controverse: serait-ce la seule mesure de la capacité de la MCT?
34
Effet de primauté et effet de récence
(voir Fig. 5.1)
• Effet de primauté:
– le rappel est supérieur pour les items apparaissant au
début des listes.
• Effet de récence
– le rappel est supérieur pour les items apparaissant à la
fin des listes.
35
Figure 5.1 Pourcentage de rappel correct en fonction de la position d’un
mot dans une liste en comportant 40 (courbe de position sérielle)
(Tirée de C. Fortin, R. Rousseau , 1989. Psychologie cognitive, p. 142)
36
Technique de Sternberg (1966)
sur la prospection mnémonique
• L’auteur a mis au point une technique de reconnaissance
d’items en mémoire qui va comme suit:
– On présente au sujet un ensemble d’items qu’il doit mémoriser,
l’ensemble-mémoire; par ex. : A, P, Q, W
– Typiquement cet ensemble est présenté visuellement et contient un
nombre d’items inférieur à l’empan mnémonique, soit au
maximum 6 ou 7 items.
– Après un délai d’environ 0.5 sec, un item-test est présenté (ex., W)
et le sujet doit indiquer le plus rapidement possible par « oui » ou
par « non » si cet item était présent dans l’ensemble-mémoire.
– On enregistre le temps de latence.
37
700
.
650
Temps de 600
réaction
550
moyen
(ms)
500
450
.
.
.
.
.
400
0
1
2
3
4
5
Dimension de l’ensemble-mémoire
6
Figure 5.11 Temps de réaction moyen de la réponse dans une tâche de prospection
mnémonique en fonction de la dimension de l’ensemble-mémoire
38
(d’après Sternberg, 1966) (tiré de Fortin & Rousseau, 1989, p. 175)
Mémoire opérationnelle
• Concept proche de la « mémoire de travail » (Baddeley,
1976)
• Concept introduit par André Bisseret (1970) en France
dans le cadre de ses recherches sur le contrôle aérien
• Définition:
– La rétention temporaire des données nécessaires à l’action, sous
l’hypothèse que l’organisation de cette mémoire est structurée par
les processus de traitement de l’information pour lesquels la
rétention était nécessaire ou du moins utile.
– Une mémoire fonctionnelle qui résulte de la conjugaison des
capacités offertes par la mémoire de travail et par la partie de la
MLT qui peut être activée lors de l’exécution d’une tâche.
39
Expérience de A. Bisseret (1970)
• Fait résoudre des problèmes de navigation aérienne à des contrôleurs
aériens comme ils le font dans leur travail
• Fait faire une tâche de rappel libre sur ces problèmes.
Résultats:
• Différences entre débutants et expérimentés, non pas quantitatives
mais qualitatives, ce qui reflète l’emploi de raisonnements différents
pour la résolution de problèmes
Par la suite, Sperandio montre:
• L’effet du degré d’importance de chaque info élémentaire selon le type
de problème traité.
40
Mémoire à long terme
•
•
•
•
•
Contient l’ensemble des connaissances permanentes de l’H
Sans limite de taille
Sans limite de temps
Contenu sémantique et organisé en un réseau sémantique
Le recouvrement d’infos procède par association à partir
d’indices présents dans la mémoire de travail que l’on
appelle « sondeurs » (Walker & Hitch, 1985)
• Le rappel est un processus dynamique car le contenu du
sondeur est en permanence modifié en fonction de
l’évolution de la situation et du déroulement du rappel, et le
réseau de base de la mémoire qui est sollicitée est susceptible
de changer.
41
Caractéristiques de la MLT
• La probabilité de retrouver l’info dans la MLT augmente en fonction
du pairage entre
– les indices et le contexte présents au moment du stockage et
– les indices et le contexte disponibles au moment du rappel
• Plus la compatibilité (ressemblance) est grande entre les opérations
effectuées pour stocker l’info et les opérations effectuées pour la
recherche, plus la probabilité de rappel correct est grande.
• Le rappel dans la MLT d’informations interreliées est meilleur que
pour des informations indépendantes, isolées.
• Plus l’info stockée en MLT est distincte et unique, plus la probabilité
est grande qu’elle soit rappelée correctement.
• Le rappel de la MLT est meilleur pour des images que pour des mots,
et pour des mots visualisables que pour des mots qui ne le sont pas.
42
Mémoire sémantique
Endel Tulving (1972, 1983) est le premier auteur à avoir distingué 2
différents types de mémoires: la mémoire sémantique et la mémoire
épisodique.
-------------------------------------------------------------------------• Une MLT qui nous permet d’interpréter ce que nous
vivons.
• Contenu abstrait et général : on y emmagasine des
concepts tels que père, cheval, chien, nourriture, manger, avion, …
• S’est constituée à travers nos toutes premières expériences
• Les oublis surviennent ici moins fréquemment qu’en
mémoire épisodique.
• Les études sur cette mémoire mettent l’accent sur la
l’organisation ou la structure de l’information en mémoire.
43
Mémoire épisodique
• une MLT qui contient les informations spécifiques
portant sur des expériences concrètes que nous avons
vécues dans des lieux et des moments particuliers.
– Ex.: le souvenir de la soirée de samedi dernier
– Ex.: je sais que j’ai un rendez-vous chez le dentiste jeudi prochain
• Une mémoire en constante évolution car de nouveaux
événements s’ajoutent à chaque instant.
• Les études sur cette mémoire mettent l’accent sur les
processus impliqués dans l’utilisation de cette mémoire.
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Mémoire implicite
Graf & Schacter (1985) ont créé les termes de mémoire explicite et mémoire
implicite pour distinguer ces deux formes de mémoire.
-------------------------------------------------------------------------------------------
• Elle renvoie aux capacités non-intentionnelles de recouvrement de
connaissances en mémoire lors d’activités très automatisées et qui ne
nécessitent aucun effort conscient de récupération d’information.
– Ex.: reconnaissance de caractères lors de la lecture
– Ex.: se rappeler de la signature de mon nom
– Ex.: associer un nom à un visage familier
• La situation la plus étudiée au sujet de cette mémoire est l’accès direct,
immédiat, irréfléchi à des connaissances en présence d’un stimulus
particulier (direct priming, Tulving & Schacter, 1990).
45
Mémoire explicite
• La mémoire explicite se révèle quand la performance à une
tâche requiert de se rappeler de façon consciente
d’expériences passées.
46
Mémoire prospective
• C’est la mémoire qui permet de se rappeler de faire des
choses dans le futur.
– Ex.: prendre des médicaments tous les 3 heures.
– Ex.: passer chez le nettoyeur en revenant du travail
– Ex.: téléphoner ce soir à Marie-Hélène pour son anniversaire.
• Importance des aide-mémoires externes pour se rappeler de
faire des choses et améliorer ainsi la performance.
– Par ex.: une liste de choses à faire.
47
Méta-mémoire
• Mémoire des méta-connaissances, c.-à-d. des
connaissances particulières qui permettent à l’humain de
connaître les connaissances qu’il possède.
48
L’entrevue cognitive pour améliorer la
mémoire des témoins visuels
• Développée par Geiselman, Fisher, MacKinnon & Holland (1986).
• Basée sur 2 principes :
1. On assume que ce qui est dans la mémoire (memories) comprend une
multitude d’attributs, et par conséquent, l’efficacité d’une procédure
d’amélioration de la mémoire dépend du degré selon lequel les indices de
rappel utilisés croisent (overlap) les attributs stockés en mémoire.
2. Il peut y avoir plusieurs chemins qui mènent à ce qui a été mémorisé
(memory trace), donc différents indices de rappel peuvent permettre de
retrouver différentes informations.
• Des techniques générales pour retrouver l’information et des
techniques plus spécifiques pour évoquer des types d’information
spécifiques.
49
Références
• Card, S.K. (1989). Models of working memory, in J.E. Elkind, S.K.
Card (1989). Human performance models for computer-aided
engineering.
• Chase, Simon, H. (1973). Perception in chess. Cognitive Psychology,
4, 55-81
• Payne, D.G., Klin, C.M., Lampinen, J.M., Neuschatz, J.S.,
Lindsay, D.S. (1999). Memory applied, (chap. 4) in Durso, F.T.
(Ed.). Handbook of Applied Cognition. Wiley.
50