Mémoire humaine

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Fabrice Guillaume
Mémoire humaine
Master de Psychologie (M1)
Plan :
1. Introduction générale
2. Approches structuralistes de la mémoire
3. Un exemple d’approche structuraliste : le modèle de Tulving
4. Mémoire implicite et mémoire explicite : état de conscience et mémoire
5. Modèles symboliques et modèles sub-symboliques de la mémoire
6. Substrats neurophysiologiques de la mémoire
7. Neuropsychologie de la mémoire humaine
8. Oubli et interférence
9. Rôle du contexte et spécificité d’encodage : nature du traitement et des
mémoires en jeu
10. Approche expérimentale de la mémoire humaine
11. Rappel et reconnaissance
12. Dissociation des processus et recherches actuelles
Théories de la mémoire
Structuralisme :
Le système cognitif est un
ensemble de sous-systèmes
indépendants ou modules
(Fodor)
Modèles à boîtes
Importance donnée à
l’analogie structure/fonction
Fonctionnalisme :
Le système cognitif est
unitaire
Il y a un continuum des
niveaux de traitements et
ses systèmes
Importance donnée à la
fonction cognitive
Modèles connexionnistes et
modèles cognitivistes
Symbolique
(mots, images)
Cognitivisme
Modèles symboliques
Capacité à
rendre compte des faits
empiriques
Sub-symbolique
(vecteurs, valeurs
numériques)
Connexionnisme
Neuromimétique
Capacités cognitives
assez faibles
Ex: Perceptron ; Mémoire auto-associative
Hippocampe
Cortex frontal Gauche
Rétention de l’information
néocortex
M S M C T M L T
Phase d’encodage Phase de restitution
Hippocampe
Cortex frontal droit
Neuro-imagerie de la mémoire

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Souvenir sémantique Souvenir épisodique
Faits généraux
Concepts
Culture générale
Faits personnels
Biographie
Acquis tôt et utilisés souvent Utilisation aléatoire
Index temporel et spatial propres
Commun à une culture
Indépendant du contexte
d’acquisition
Spécifique à un individu
Contextuel
Résistant à l’âge et à la
pathologie (sauf Alzheimer)
Oublis fréquents
Souvent atteint dans les
pathologies (amnésies, etc.)
Symbolique
Automatique
Faible
Moins important
Faible
Quoi?
Connaissance
Précoce
Existentiel
Délibéré
Forte
Important
Forte
Quand? Où?
Souvenir
Tardif
Processus :
Registre
Accès
Dépendance contextuelle
Affect
Vulnérabilité
Question de récupération
Expérience récollective
Développement
Compréhension
Faits, idées, concepts
Conceptuelle
Univers
Sensation
Evénements, épisodes
Temporelle
Moi
Information :
Origine
Unités
Organisation
Référence
Mémoire sémantiqueMémoire épisodiquePropriétés
Différences entre mémoire épisodique et mémoire sémantique
(d’après Tiberghien, 1997, adapté de Tulving, 1983).
Mémoire du passé
lointain
Autobiographique Non-autobiographique
épisodique sémantique épisodique sémantique
Je me souviens
très bien le jour
de mon mariage
Je connais le nom
des rues de mes anciens
anciens logements
Je me souviens dans
quelles circonstances
j’appris l’élection
du président
Je connais le nom
des 4 derniers
présidents
Modèle SPI (Sériel Parallèle Indépendant), Tulving 1995
Mémoire épisodique
Mémoire sémantique
Mémoire à court terme
Système de représentations
perceptives (PRS)
Mémoire procédurale
Systèmes de représentations
Système d’action
Stockage parallèle
Encodage sériel
Récupération indépendante
Relations entre la mémoire
procédurale
et les autres systèmes ?
Conservation de souvenirs
implicite dans l’amnésie
AUTONOETIQUE
NOETIQUE
ANOETIQUE
Tulving 1984
3 niveaux
de
conscience
Mémoire procédurale
Absence de conscience
(marcher, vélo, etc.)
Mémoire sémantique
(connaissances,
langage, etc.)
Mémoire biographique
(événements vécus,
spatio-temporel)
Épisodique
Sémantique
Procédurale
Hypothèse
d’un emboîtement

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Récollection à
partir d’une
activité
d’inférence
(e.g. échec)
Récollection
d’épisodes à
partir d’une
clef d’accès
(e.g. dernière
rencontre)
Résolution
de
problèmes
(e.g.
conduite
automobile)
Acquisition
d’aptitudes
sensori-motrice
(e.g.
préhension)
Classification à
partir d’un
indice
sémantique ou
conceptuel
Classification
à partir d’un
indice
sensoriel
Lobes frontaux,
cortex cingulaire
Hippocampe,
système
limbique
médio-
temporal,
diencéphale
Lobes
frontaux,
médio-
latéral,
dorso-latéral
Cervelet,
noyaux de la
base
Lobes
temporal,
pariétal, frontal
Néo-cortex
Postérieur
(aires
perceptives)
StratégiqueAssociatifBasé sur
des règles
Sensori-
moteur
ConceptuelPerceptif
ProcéduraleItem spécifique
Mémoire expliciteMémoire implicite
Mémoire implicite et mémoire explicite: processus en jeu, structures cérébrales
impliquées (Adapté de Moscovitch, 1994).

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θ (seuil)
Fonction f(x)
x1
x2
w1
w2
1. Poids au niveau des connexions synaptiques
2. Fonction d’activation propre à chaque cellule :
- tout ou rien (1 si input > seuil et 0 sinon)
- fonction logique ex : x1 x2 Output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Réseau de neurone artificiel : formalisation
Le perceptron (Rosenblat, 1959) :
Connexion complète des cellules de la rétine au cellule
Rétine Unités de
décision
Le nombre de cellule nécessaire dépend du problème traité
Taille de la rétine proportionnelle à la taille des données
Exemple reconnaissance de chiffre :
1
3
6
7
8
2
47 valeurs
d’entrée
Je veux reconnaître les chiffres : 1, 3 et 7
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
137
1
2
3
4
5
6
7
Données :
Décisions :
1
0
0
0
1
0
0
0
1
Associer 1 sortie à un vecteur d’entrée
Réseau de Hopfield
(mémoire auto-associative)
Objectif : retrouver de l’information dans un réseau par le
contenu
Caractéristiques :
1. La représentation de l’information est distribuée
2. Mémoire adressable par le contenu
3. Forte tolérance à la dégradation
Principe :
Données en entrée Trouver un état stable
(en réponse)
Mémoire auto-associative : réseau de Hopfield
a b
c d
g
f
e
-1
-1
-1
-1+1
+1
+1
+2 -2 +3
+3
• Les cellules sont à la fois des cellules
d’entrée et des cellules de sorties
• Récupération d’une information
dans un réseau par le contenu
État initial
Sélection de a
Sélection de c
a b c d e f g
- + - - + - -
- + - - + - -
- + + - + - -
a = (-1 × +1) + (-1 × +1) + (-1 × -1) = -1
c = (-1 × +1) + (-1 × -1) + (+1 × +2) + (+1 × +2) = +1
b c d
a d e f
Exemple de calcul d’activation :
A partir d’un certain temps, il n’y a
d’évolution quelque soit la cellule
sélectionnée : état stable
4 états stables pour ce réseau :
a b c d e f g
- - - - - - -
+ - + - + + -
- + - + - - +
- + + + + - +
État 1 :
État 2 :
État 3 :
État 4 :
Lorsqu’on présente un objet, on veut
récupérer l’état le plus proche : auto-
associatif
Règle de Hebb (1949)
Potentialisation à long terme (LPC)
Plausibilité neuromimétique
I = (X, Y)
Événement
Activité
sensorielle
Activité
motrice
Cible Contexte
Stockage des relations par le biais
des forces de liaisons entre les unités du réseau
Substrats neurophysiologiques de
la mémoire humaine
A la recherche du code
neuronal des souvenirs
Codage sous forme d’activités cellulaires
au sein de vastes réseaux de neurones
S1
S2
S3
R1 R2
Neuromodulation
Apprentissage

5
Primate Rongeur
Système hippocampo-cortical et mémoire explicite :
phylogenèse
Mémoire des items, des événements
Mémoire associative, relationnelle
4. Les cellules délai (ou à activité soutenue) :
- permettent le maintient de l’activité de la représentation
neuronale ;
- recrutement proportionnel à la demande lors de
l’épreuve
- rétroaction et réverbération entre le cortex frontal et
inféro-temporal.
Remarque :
Dans le cerveau, les proportions entre neurones
moteurs, sensoriels et intermédiaires sont :
Sensoriels Intermédiaires Moteurs
10 100 000 10
Toute plasticité et flexibilité provient de cette domination