25/04/13 1 Mémoire : conservation et récupération de
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25/04/13 La mémoire et l’apprentissage Mémoire : conservation et récupération de nouvelles informations tirées de l’expérience Catégories qualitatives de la mémoire humaine explicite procédurale Exprimable par le langage Mécanismes moléculaires de l’apprentissage et de la mémoire explicite implicite 1 25/04/13 Catégories temporelles de la mémoire humaine Test: Empan numérique Examen d’anatomie Propre à chaque modalité (visuelle, tactile …) 2 25/04/13 Importance des associations pour le stockage de l’information À LA RECHERCHE DE L'ENGRAMME Les travaux de Lashley: l'apprentissage du rat dans le labyrinthe Des travaux ultérieurs ont prouvé que les conclusions de Lashley étaient erronées: les aires corticales ne contribuent pas toutes de la même façon aux processus mnésiques. Néanmoins Lashley avait raison en ce qui concerne le caractère distribué de la mémoire au niveau cortical 3 25/04/13 Donald Hebb, étudiant de Lashley Hebb et la théorie des assemblées cellulaires (1949) La représentation mentale d’un objet implique toutes les cellules corticales activées par ce stimulus. Le groupe de neurones activés simultanément = assemblée cellulaire Ces cellules sont reliées entre elles par des connections réciproques. La représentation est conservée dans la mémoire à court terme tant que ces connections sont actives. Si l’activité persiste, une consolidation survient qui rend ces connections plus efficaces (les neurones qui déchargent en même temps établissent des relations préférentielles). Plus tard, si un stimulus n’active qu’une partie des cellules de l’assemblée, toutes les cellules sont réactivées = rappel de la représentation mentale. Dans le cerveau, les aires corticales servent à la fois au traitement l’information sensorielle et Localisation de la mémoire déclarative dans ledecortex au stockage des souvenirs Selon la théorie de Hebb, si un engramme est basé sur de l’information transmise par une seule modalité sensorielle, Il devrait être possible de le localiser dans le cortex dans des zones correspondant à ce système Engramme visuel dans le cortex temporel inférieur Qui est à la fois une aire visuelle et une aire impliquée dans le stockage des souvenirs visuels 4 25/04/13 Localisation dans de lalemémoire déclarative dans Apprentissage cortex temporal inférieur: le cortex Les neurones développent une activité sélective pour certains visages Sophie Ludivine Thierry Pierre Modèle de mémoire distribuée Sophie Pierre Michel Sophie Pierre Michel Sophie Pierre Michel 5 25/04/13 Aspects pathologiques de l’oubli: amnésies rétrogrades et antérogrades Lobes temporaux et mémoire déclarative Différentes observations indiquent que les lobes temporaux sont essentiels à la formation des souvenirs de la mémoire déclarative - stimulation électrique des lobes temporaux chez l’homme - Wilder Penfield: - Stimulation électrique multifocale avant ablation de foyers épileptogènes chez des patients épileptiques - La stimulation du lobe temporal provoquait parfois des sensations ressemblant à des hallucinations ou à des souvenirs d’expériences passées, en particulier la sensation d’être à un endroit particulier « la salle de bain de l’école » « le coin de la rue Jacob et de la rue Washington » 6 25/04/13 Lobes temporaux et mémoire déclarative Conséquences de la lobectomie temporale: le cas de H.M. L’hippocampe et d’autres structures sont essentiels à la formation des souvenirs de la mémoire déclarative Né en 1926 Crises d’épilepsies à partir de 10 ans Opéré en 1953 (27 ans) Exérèse bilatérale de 8 cm de long sur la face interne du lobe temporal, y compris le cortex; l’amygdale et les 2/3 antérieurs de l’hippocampe Pas d’effet sur la perception, intelligence, personnalité Mais : 1) amnésie rétrograde partielle (années précédent l’opération) 2) amnésie antérograde profonde Incapable de reconnaître une personne rencontrée 5 minutes plus tôt Incapable de se souvenir de son adresse, son nom, son visage Incapable de former de nouveaux souvenirs déclaratifs Mais mémoire procédurale intacte (puzzles, dessin en miroir) QI inchangé (112) Test d’apprentissage spatial (rats/souris) 7 25/04/13 Les informations qui parviennent dans la partie médiane des lobes temporaux proviennent d’aires corticales associatives (régions de forte intégration des modalités sensorielles de tout ordre) p. Ex. Le cortex visuel temporal inférieur ? Consolidation de la mémoire dans le cortex? Mécanismes moléculaires de l’apprentissage et de la mémoire Mémoire procédurale Plus facile à étudier que la mémoire déclarative au niveau synaptique: Robuste, souvenirs persistants pouvant se former le long de voies simples qui lient des stimulations sensorielles à des mouvements Apprentissage procédural: = apprentissage d’une réponse motrice (la procédure) en réaction à une stimulation sensorielle. Non associatif: réponse à un seul type de stimulus Apprentissage Associatif: relie des stimuli entre eux 8 25/04/13 Apprentissage non associatif Décrit le changement qui survient avec le temps , d’une réponse comportementale à un seul type de stimulus Habituation sensibilisation Apprentissage associatif Relie des événements entre eux Ex. Le conditionnement classique et le conditionnement instrumental Conditions: Association entre un stimulus qui évoque une réponse Inconditionnel) Il(Sfaut que le SI et le SC soient simultanés ou que leun SCstimulus précède SI de quelques secondes Avec quile normalement n’évoque pas de réponse (S Conditionnel) Pas d’apprentissage si le délai est trop long ou si le SC suit le SI Apprentissage: appariement répété du SI avec le SC Après l’apprentissage, on observe une réponse apprise, conditionnée 9 25/04/13 conditionnement instrumental: L’individu apprend à associer une réponse (action) à un stimulus significatif Ex. Appuyer sur un levier pour obtenir de la nourriture, ou de la cocaïne, ou pour éviter un stimulus pénible Systèmes simples: modèles d’apprentissage chez les invertébrés SN de petite tailles (< 1000 neurones) Gros neurones, faciles à manipuler et à identifier Circuits reconnaissables Génétique simplifiée, cycles de vie courts Aplysia californica 10 25/04/13 Réflexe de retrait de l’ouie: 1) habituation Sensibilisation du réflexe de retrait de la branchie. Quand un animal rencontre un stimulus neutre de manière répétée, il s’y accoutume. Par contre, si le stimulus est nocif, il répondra de manière plus vigoureuse non seulement à ce stimulus s’il est répété, mais aussi à d’autres stimuli, même inoffensifs. Les défenses réflexes de retrait et d’évitement sont alors augmentées. L’habituation = processus homosynaptique La sensibilisation = processus hétérosynaptique : le renforcement de la synapse est produit par un interneurone modulateur activé par la stimulation douloureuse de la queue. 11 25/04/13 Sensibilisation: mécanisme moléculaire Conditionnement classique chez l’aplysie 12 25/04/13 L’adénylate cyclase a une plus forte activité quand le Ca++ augmente Le conditionnement classique implique facilitation présynaptique (sous l’effet de l’arrivée des PA dans une le neurone sensoriel) de la transmission qui est dépendante à la fois de l’activité de la cellule Elle joue leprésynaptique rôle de détecteur de coïncidence entre le SC et et de celle de la cellule pot-synaptique le SI 13
