Mémoire humaine
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Plan : 1. Introduction générale 2. Approches structuralistes de la mémoire 3. Un exemple d’approche structuraliste : le modèle de Tulving Mémoire humaine 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 Master de Psychologie (M1) Fabrice Guillaume 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 : Fonctionnalisme : Le système cognitif est un ensemble de sous-systèmes indépendants ou modules (Fodor) Le système cognitif est unitaire Modèles à boîtes Il y a un continuum des niveaux de traitements et ses systèmes Importance donnée à l’analogie structure/fonction Importance donnée à la fonction cognitive Modèles connexionnistes et modèles cognitivistes Connexionnisme Cognitivisme Sub-symbolique (vecteurs, valeurs numériques) Symbolique (mots, images) Modèles symboliques Neuromimétique Capacité à rendre compte des faits empiriques Capacités cognitives assez faibles Ex: Perceptron ; Mémoire auto-associative Neuro-imagerie de la mémoire Phase d’encodage Hippocampe Cortex frontal Gauche Rétention de l’information néocortex MS MCT MLT Phase de restitution Hippocampe Cortex frontal droit 1 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 Spécifique à un individu Indépendant du contexte d’acquisition Contextuel Résistant à l’âge et à la pathologie (sauf Alzheimer) Oublis fréquents Souvent atteint dans les pathologies (amnésies, etc.) Propriétés Mémoire épisodique Mémoire sémantique Information : Origine Unités Organisation Référence Sensation Evénements, épisodes Temporelle Moi Compréhension Faits, idées, concepts Conceptuelle Univers Processus : Registre Accès Dépendance contextuelle Affect Vulnérabilité Question de récupération Expérience récollective Développement Existentiel Délibéré Forte Important Forte Quand? Où? Souvenir Tardif Symbolique Automatique Faible Moins important Faible Quoi? Connaissance Précoce Différences entre mémoire épisodique et mémoire sémantique (d’après Tiberghien, 1997, adapté de Tulving, 1983). Mémoire du passé lointain Autobiographique épisodique Je me souviens très bien le jour de mon mariage Non-autobiographique sémantique épisodique Je connais le nom des rues de mes anciens anciens logements Je me souviens dans quelles circonstances j’appris l’élection du président sémantique Je connais le nom des 4 derniers présidents Modèle SPI (Sériel Parallèle Indépendant), Tulving 1995 Mémoire épisodique Mémoire à court terme Relations entre la mémoire procédurale et les autres systèmes ? Mémoire sémantique Conservation de souvenirs implicite dans l’amnésie Tulving 1984 3 niveaux de conscience Système de représentations perceptives (PRS) Mémoire procédurale Stockage parallèle Systèmes de représentations Système d’action Encodage sériel Récupération indépendante Hypothèse d’un emboîtement ANOETIQUE Mémoire procédurale Absence de conscience (marcher, vélo, etc.) NOETIQUE Mémoire sémantique (connaissances, langage, etc.) AUTONOETIQUE Mémoire biographique (événements vécus, spatio-temporel) Sémantique Procédurale Épisodique 2 Mémoire implicite Item spécifique Mémoire explicite Procédurale Perceptif Conceptuel Sensorimoteur Basé sur des règles Associatif Stratégique Classification à partir d’un indice sensoriel Classification à partir d’un indice sémantique ou conceptuel Acquisition d’aptitudes sensori-motrice (e.g. préhension) Résolution de problèmes (e.g. conduite automobile) Récollection d’épisodes à partir d’une clef d’accès (e.g. dernière rencontre) Récollection à partir d’une activité d’inférence (e.g. échec) Néo-cortex Postérieur (aires perceptives) Lobes temporal, pariétal, frontal Cervelet, noyaux de la base Lobes frontaux, médiolatéral, dorso-latéral Hippocampe, système limbique médiotemporal, diencéphale Lobes frontaux, cortex cingulaire Mémoire implicite et mémoire explicite: processus en jeu, structures cérébrales impliquées (Adapté de Moscovitch, 1994). 3 Le perceptron (Rosenblat, 1959) : Réseau de neurone artificiel : formalisation x1 w1 Exemple reconnaissance de chiffre : 1 θ (seuil) 2 3 w2 7 valeurs d’entrée 4 x2 8 Fonction f(x) 6 7 Je veux reconnaître les chiffres : 1, 3 et 7 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 : x 1 x2 Output 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Données : 1 2 Rétine 3 4 5 Connexion complète des cellules de la rétine au cellule 6 Le nombre de cellule nécessaire dépend du problème traité 7 Taille de la rétine proportionnelle à la taille des données -1 -1 -1 c +1 Principe : Données en entrée Plausibilité neuromimétique Trouver un état stable (en réponse) Règle de Hebb (1949) 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 Mémoire auto-associative : réseau de Hopfield a (mémoire auto-associative) Caractéristiques : 1. La représentation de l’information est distribuée 2. Mémoire adressable par le contenu 3. Forte tolérance à la dégradation 1 0 1 1 0 1 1 Décisions : Associer 1 sortie à un vecteur d’entrée Réseau de Hopfield Objectif : retrouver de l’information dans un réseau par le contenu 1 3 7 0 0 1 0 0 1 0 Unités de décision +2 e +1 b +3d f -2 +1 +3 -1 g a - État initial Sélection de a Sélection de c b + + + c + d - e + + + f - g - Exemple de calcul d’activation : • Les cellules sont à la fois des cellules b c d d’entrée et des cellules de sorties a = (-1 × +1) + (-1 × +1) + (-1 × -1) = -1 • Récupération d’une information dans un réseau par le contenu a 4 états stables pour ce réseau : État 1 : État 2 : État 3 : État 4 : a b - + - + - + c + + d e f c = (-1 × +1) + (-1 × -1) + (+1 × +2) + (+1 × +2) = +1 A partir d’un certain temps, il n’y a d’évolution quelque soit la cellule sélectionnée : état stable d e f g - - - - + + + - - + + + - + Lorsqu’on présente un objet, on veut récupérer l’état le plus proche : autoassociatif Substrats neurophysiologiques de la mémoire humaine Codage sous forme d’activités cellulaires au sein de vastes réseaux de neurones Apprentissage Neuromodulation S1 I = (X, Y) S2 Événement Activité sensorielle Activité motrice Cible Contexte S3 R1 Stockage des relations par le biais des forces de liaisons entre les unités du réseau Potentialisation à long terme (LPC) R2 A la recherche du code neuronal des souvenirs 4 Système hippocampo-cortical et mémoire explicite : phylogenèse Mémoire des items, des événements Mémoire associative, relationnelle Primate Rongeur 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 : 10 100 000 10 Sensoriels Intermédiaires Moteurs Toute plasticité et flexibilité provient de cette domination 5
