III-Les Différentes mémoires

 

Comme nous l'avons vu précédemment à l'aide de nos tests, il existe différents types de mémoire. Plus précisemment, il y a "5 systèmes" selon le modèle de Turing. Cette conception des systèmes multiples est appuyée notamment par des données montrant que des patients amnésiques sont capables d'acquérir de nouvelles capacités ainsi que de nouvelles informations, tout en étant incapables de récupérer consciemment les épisodes durant lesquels ces informations ont été acquises. Ainsi, il est prouvé que ces mémoires dépendent de régions distinctes dans le cerveau, et c'est pourquoi certaines zones peuvent être altérées (par des maladies ou des accidents par exemple) tandis que d'autres restent en très bon état.


Pour commencer, il  y a trois catégories temporelles :

■ La mémoire sensorielle correspond à la mémoire des sensations ressenties grâce à nos cinq sens. C'est l'aptitude à garder en mémoire des évenements de manière brève (200 milisecondes à 3 secondes) grâce à des perceptions visuelles, auditives, tactiles, gustatives et sonores. En effet, nos organes sensoriels (yeux, peau, nez, oreilles, langue) transmettent des informations à certaines zones cérébrales où elles sont brièvement analysées.
Exemple : Le souvenir exact du goût du chocolat ne dure que quelque secondes.
Plusieurs "sous catégories" de mémoire, spécifiques à chaque sens, peuvent être distinguées : 

La mémoire visuelle : il s'agit de la mémoire correspondant à ce que nous voyons. 80% des informations transmises à notre cerveau sont visuelles et la stimulation permanente de cette mémoire provoque une intense activité cérébrale.

La mémoire auditive : il s'agit là de reconnaître et de différencier les sons et les paroles. Les sons captés sont interprétés différemment par toutes les personnes selon leur vécu. Cette mémoire a un rôle capital dans la création musicale.

La mémoire tactile : il s'agit de la mémoire du toucher, ou mémoire  "kinesthésique". C'est celle que nous utilisons pour nous rappeler de la texture des matières, comme la rugosité du bois. Deux facteurs peuvent influer sur cette mémorisation : la température de l'objet et les vibrations dues au déplacement de la peau qui agit comme un capteur sensible.

La mémoire gustative : il s'agit de la mémoire du goût. Les sensations captées par les papilles de la langue sont ensuite transmises au cerveau.

La mémoire olfactive :  Il s'agit de la mémoire des sensations captées par notre nez et nos cellules sensibles.




■ La mémoire dite "de travail", ou à court terme est la mémoire que nous utilisons lors de la réalisation d'un travail. Les informations y sont stockées, de 0.5 seconde à 10 minutes après leur entrée dans le cerveau. Puis elles sont stockées par la mémoire à long terme. La mémoire à court terme met en oeuvre deux boucles neuronales : la boucle visuelle et la boucle phonologique, qui stockent les données avant qu'elles ne soient effacées par la tâche suivante.
Par exemple, lorsqu'on recherche un objet que l'on a perdu, on ne cherche pas dans les endroits où on sait qu'il ne sera pas. Elle permet également de comparer des idées : elle permet de mémoriser leurs avantages et leurs inconvénients le temps de faire un choix ; ou encore de garder une phrase en mémoire le temps de la lire afin d'en comprendre le sens. Ce système inclut la stucture du cortex préfrontal et du cortex pariétal.

Fonctionnement de la boucle phonologique:
Elle maintient en mémoire les informations verbales entendues ou lues.
Exemple : Un charpentier mesure la longueur d'une poutre qu'il va placer sur un toit. Le temps de descendre pour la découper, il garde la mesure en mémoire.
Les informations sont, grâce à cette boucle, maintenues environ deux secondes dans le "stock". Pour les garder plus longtemps, il faut les répéter mentalement : ainsi, l'information entre à nouveau dans le stock et y est conservée deux secondes supplémentaires (voir schéma ci-dessous).
stockage-boucle-phono.jpeg                                                              Schéma représentant le principe du "stock" de la boucle phonologique


Fonctionnement du calepin visuo-spatial :
Ce "calepin" maintient en mémoire les informations visuo-spatiales et les images mentales. Similaire à la boucle phonologique, il constitue un espace de stockage pour les informations visuelles et spatiales.
Exemple Lorsque l'on essaye de reconstituer un puzzle, on se créé une image de l'ensemble du puzzle tel qu'il pourraît être lorsqu'il sera fini, afin de reconnaître les autres pièces.
Quand on croise quelqu'un dans un ascenseur et que l'on veut en faire la description cinq minutes plus tard, le "calepin visuel" permet de revoir mentalement la personne et de maintenir une image d'elle assez longtemps pour pouvoir la décrire. 

Mais c'est, premièrement, l'administrateur central qui supervise la mémoire de travail : il coordonne  les deux systèmes et permet la réalisation de deux tâches simultanément. 
Exemple : - Si on nous demande de traduire une phrase en polonais, deux étapes vont avoir lieu : la boucle phonologique, qui va nous permettre de mémoriser la phrase en français, va stocker la phrase. Puis l'on va traduire cette phrase en polonais : c'est la phase de traitement.
La quasi simultanéité de ces deux tâches est donc permise par cet administrateur central, et il interragit avec ces deux systèmes selon la manière suivante : 

coordination-administrateur-central-boucle-phono-calepin-visuo-spatial.jpg
                           Schéma représentant les échanges entre l'administrateur central et la boucle phonologique et le calepin visuo-spatial

cerv-2-1.jpeg
                                        Zones mises en cause dans le cerveau lors de l'activité de la mémoire de travail


Cependant, le nombre d'informations et les types de traitement varient selon la situation : ces variations sont appelées des charges mentales. Il existe deux types de charge mentale : 
- celle dite "simple" (exemple : après un aménagement, s'imaginer une nouvelle décoration)
- celle dite "complexe" (exemple : lors de travaux de rénovation, s'imaginer une pièce avoir avoir abattu un mur, mis un plan de travail, changer le sens de l'escalier).

M
ais pour mémoriser une information un court instant, et dans de nombreuses circonstances, différents processus cognitifs sont déployés :
 ▪ Le processus de mise à jour : c'est la capacité à remplacer des informations mémorisées quelques instants auparavant pour les "actualiser"
- Exemple:  Imaginons que nous préparons un plan de table, mentalement, en vue d'un repas de famille. Soudain, on se souvient que notre oncle n'apprécie pas notre beau-frère alors que nous prévoyions de les mettre côte à côte. Nous allons donc changer et réorganiser mentalement les places de chacun.

Le processus de résistance à l'interférence : il permet de maintenir une information en cours de traitement en gérant ou en inhibant les sources de distraction. Il dépend donc de l'attention que l'on porte à la tâche effectuée. 

 ▪ Le processus de gestion de double tâche : c'est la capacité de répartir de manière flexible notre attention entre différentes tâches. 
Exemple : Lors d'un cours, un élève écoute ce que le professeur dit, puis le mémorise le temps de l'écrire sur sa feuille.


Mais quelle utilité peut avoir la mémoire de travail ?
Elle en a trois principales :

  ▪ Elle joue un rôle dans l'élaboration des scènes. En effet, la représentation d'une scène décrite allie la récupération de nos connaissances aux éléments décrits pour activer un scénario. Cette activité créé une interaction entre la mémoire à court terme (de travail) et la mémoire à long terme (voir mémoire à long terme, dans le même article). D'après un terme psychologique, ces interactions se produisent dans un "buffet épisodique".
- Exemple : Un homme, policier depuis plus de 10 ans, après avoir assisté à une scène de crime, est capable de relever les éléments importants de cette scène mais aussi des détails précis qui pourraient faire avancer l'enquête : étant un expert, il a stocké dans sa mémoire à long terme une série d'expériences dont il peut se servir lors de la récupération ou de la création d'une nouvelle scène.
Ainsi, la coordination de cette récupération dans la mémoire à long terme et le traitement des informations par la mémoire de travail permet d'élaborer de nouvelles scènes et d'en retenir les éléments que l'on sait importants.

  ▪ Elle joue aussi un rôle dans une conversation. Lors d'une conversation nous devons retenir ce qu'on a prévu de dire tout en écoutant notre interlocuteur (utilisation de la boucle phonologique et mise en place du processus de "double tâche"). De plus, une conversation implique aussi une série de compétences langagières (un vocabulaire précis, la construction correcte d'une phrase).

  ▪
Enfin, elle joue un rôle dans le rappel des intentions.

- Exemple : Quand nous sommes occupés, il nous arrive de nous rappeler quelque chose que l'on a à faire. Se présente alors à nous trois solutions :
     - interrompre ce que l'on fait et réaliser la tâche à laquelle on pensait,
     - la mémoriser et la faire plus tard
     - la noter afin de s'en souvenir et la faire qu'on aura le temps.
Elle sert donc aussi à gérer une tâche en cours tout en répondant à la pensée qui nous vient à l'esprit. Ici intervient la mémoire prospective.


Qu'est-ce que la mémoire prospective ?
La mémoire prospective est une mémoire "paradoxale" qui nous permet de nous souvenir de ce qu'il ne faut pas oublier : c'est la mémoire des actions à réaliser dans le futur. Elle est une "sous fonction" de la mémoire de travail, elle ne peut exister sans elle.

Comment fonctionne-t-elle ?
Elle ne fonctionne pas comme les autres mémoires qui sont marquées par des stimulis extérieurs (faits marquants) : les stimulis mis en cause ici sont en quelque sorte "imposés" par l'individu. Chaque personne peut avoir un moyen différent de se rappeler qu'elle a quelque chose à faire : faire confiance à son subconscient, ou le préparer délibérement : en l'écrivant sur un post-it, en mettant une alarme sur son téléphone, en se faisant une croix sur la main, etc...
Cette mémoire se décompose en deux types : 
- la mémoire prospective de type event-based : le rappel de l'événement est déclenché par l'apparition d'un événement particulier, 
- la mémoire prospective de type time-based où le rappel intervient après un certain laps de temps.

La concentration attentionnelle requise par cette mémoire varie selon les personnes, selon le degré d'attention qu'elle porte à la tâche prévue. Une personne peut être terrifiée par le fait d'oublier de faire quelque chose, et donc y penser sans arrêt ; ou bien faire confiance à son subconscient, oublier l'évènement et attendre que le signal préalablement enregistré soit reconnu : ce dernier mécanisme ne nécessite pas d'attention particulière et donc beaucoup moins d'énergie que le premier. 

Quelle utilité a cette mémoire ?
Elle sert principalement à se "réguler" : se souvenir d'une liste d'aliments avant d'aller faire des courses, se réveiller à telle heure, prendre ses médicaments tous les jours... 
- Exemple : Tom regarde la télévision. Sa soeur, qui souhaite aller prendre sa douche, lui demande si il peut s'occuper de surveiller la cuisson du poulet. Lorsque le minuteur sonne, Tom se lève et va vérifier la cuisson du poulet. Ici, c'est la mémoire de type event-based qui est mise en application : en effet, c'est la sonnerie du minuteur qui lui a fait se souvenir qu'il devait vérifier la cuisson du poulet. 
Le lendemain, Tom lit une bande dessinée, dans laquelle les personnages sont à la piscine. Soudain, il se souvient qu'il doit rendre un bonnet de bain à un de ses amis. Il va donc dans la salle de bain prendre le bonnet et le mettre dans son sac. Ici, c'est également la mémoire de type event-baser qui est mise en application : il se rappelle qu'il doit rendre le bonnet de bain après avoir vu les personnages allant à la piscine ; il a donc fait un lien entre la piscine et le bonnet de bain de son ami.
Tom a une grand mère... qui, actuellement, arrose ses fleurs. Subitement, elle se souvient que dans deux jours, c'est l'anniversaire de sa petite fille (la soeur de Tom). Elle interromp donc ce qu'elle est en train de faire, rentre chez elle et va noter cet anniversaire sur son calendrier afin de s'en souvenir le jour venu.  Ici, c'est la mémoire 'time-based" qui rentre en jeu. La grand mère de Tom s'est souvenu de l'anniversaire de sa petite-fille après un certain laps de temps, sans aucun événement déclencheur. 

■ La mémoire à long terme, ou mémoire déclarative, concerne le stockage et la récupération de données qu'un individu peut faire émerger consciemment puis exprimer par le langage. Elle est responsable de la mémorisation de toutes les informations sous forme verbale. Elle est complémentaire de la mémoire procédurale (mémoire non déclarative) qui permet l'acquisition et l'utilisation de compétences motrices (faire du vélo ou pratiquer un sport).

Il existe deux types de mémoire déclarative :

1) La mémoire sémantique, mémoire des faits et des concepts théoriques qui n'a pas de lien avec le temps et l'espace (exemple : savoir qu'une pomme est un "fruit")
2) La mémoire épisodiquemémoire grâce à laquelle on se souvient des événements vécus avec leur contexte (date, lieu, état émotionnel).

 
Qu'est-ce que la mémoire sémantique ?
C
omme nous l'avons vu dans l'article précédent [Test sur la mémoire-E/Mesurer la mémoire sémantique], la mémoire sémantique met en cause des connaissances générales définitivement acquises il y a longtemps. En effet, c'est un système par lequel l'homme stocke sa connaissance du monde ; une sorte de base de connaissances (un magasin d'informations) que nous possédons tous, et dont la plus grande partie nous est accessible sans effort. Le coeur de ce système est constitué de très nombreuses connaissances : la signification des mots, des connaissances géographiques, des coutûmes sociales, des connaissances sur les gens, sur une expérience du monde, sur la couleur des choses, leur odeur, leur texture...

- Exemple : Les noms des objets sont associés à un concept commun, qui les rattache à une même catégorie : chien et oiseau sont dans la catégorie "animaux", canari et autruche dans la catégorie "oiseaux".
De plus, y sont enregistrées des connaissances générales qui n'ont aucun rapport, proche ou éloigné, avec nous :
- Exemple : nous savons qui est le premier homme qui a marché sur la lune. C'est ce que l'on appelle un "élément du savoir".
Régissant notre rapport à l'environnement, cette mémoire associe aussi un objet à plusieurs autres choses,
- Exemple :
Nom de l'objet : Couteau
Fonction : Couper
Utilisation : Se prend dans la main
Caractéristiques : A une lame et un manche, est dangereux

memoire-semantique-3.jpeg                                                  Schéma illustrant les régions du cerveau utilisées lors de l'activation de la mémoire sémantique

 Ces informations sont organisées selon un réseau sémantique (voir définition à la fin de l'article) ; le temps nécessaire pour récupérer une information dépend de la distance entre le noeud "objet de la question" et le noeud auquel se trouve l'information recherchée. Dans ce système, il n'y a pas d'oubli, juste ce que l'on appelle un "défaut d'accessibilité", c'est à dire une difficulté de retrouver le noeud auquel se trouve l'information recherchée à un moment donné. 

La mémoire sémantique est donc une encyclopédie mentale qui rassemble nos savoirs, mais les connaissances qui y sont enregistrées n'ont aucune chose de personnel, ce sont seulement des éléments du savoir.

Qu'est-ce que la mémoire épisodique ?
La mémoire à long terme met aussi en oeuvre la mémoire épisodique : y sont stockées les informations sur les évènements que l'on a vécu. Elle permet de se souvenir et de prendre conscience des évènements personnellement vécus dans un contexte spatial et temporel précis ; elle permet donc de voyager mentalement dans le temps, de revivre des expériences passées (mémoire épisodique retrospective) et de se projeter dans le futur (mémoire épisodique prospective). 
- Exemple : on ne sait plus où et quand on a appris la signification du mot "ordinateur", en revanche, on se souvient de l'endroit et du moment où l'on a dansé son premier slow.  

memoire-episodique-4.jpeg                                      Schéma illustrant les régions du cerveau impliquées dans la mémoire épisodique.

Elle associe le cortex frontal (régions corticales impliquées dans l'expérience + lobe frontal) qui permet de planifier des actions (mémoire épisodique prospective) et l'hippocampe, elle est donc liée à l'attention et requiert beaucoup de ressources mentales.

La mémoire épisodique est donc une banque d'expériences, pour la plupart situées dans un cadre spatio-temporel assez précis, qui permet de revivre des expériences passées et de se projeter dans le futur. 

 
La mémoire non déclarative, ou mémoire procédurale, est la seconde partie de la mémoire à long terme, une mémoire inconsciente. Les souvenirs qui y sont enregistrés sont en fait une association de savoir faire. 
- Exemple : Lorsque nous faisons du vélo, nous ne mobilisons pas consciemment nos muscles pour pédaler et nous tenir en équilibre.
Ce sont des automatismes que nous avons enregistrés à force de répétition, qui ont été stockés dans la mémoire procédurale à long terme. 
Ces automatismes ne nécessitent pas de rappels conscients et réguliers, et ils sont réactivables plutôt rapidement.

memoire-non-declarative-5.jpegSchéma illustrant les régions du cerveau impliquées dans la mémoire non-déclarative



Cependant, les évènements, afin d'être stockés à long terme, suivent plusieurs étapes. Tout d'abord, il faut savoir que la mémoire à long terme dépend de plusieurs facteurs :
- avant 30 ans, nous avons une meilleur capacité de mémorisation
- notre capacité de mémorisation dépend de notre sexe, et mêmes de nos gênes. Les femmes ont une meilleur mémoire lorsqu'il s'agit de se souvenir de faits énoncés, et les hommes mémorisent mieux des faits si ils les ont vus ou si ils se les représentent visuellement.
- le travail que nous exerçons peut nous conditionner (cela commence à l'école primaire par l'apprentissage de poème).

Schéma du chemin effectué par l'information avant d'être stockée à vie :

 

EVENEMENT 
 
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 .
 .
0.2 seconde, ATTENTION 

formation-memoire-a-long-terme-1-1.jpg
. Schéma illustrant les zones mis en jeu pendant les 0,2 secondes après que le cerveau ait capté l'évènement

Le cerveau pouvant seulement absorber une quantité limite de données sensorielles à la fois, il peut capter un échantillon de différents éléments simultanément ou ne se concentrer que sur un fait unique et en extraire beaucoup d'informations. 
En effet, l'attention que l'on porte à un fait incite les neurones qui l'enregistrent à s'activer plus souvent : une expérience plus intense augmente ainsi les chances que l'évenement soit encodé comme souvenir. 
=> Se concentrer sur un évènement aide à s'en souvenir (ce serait comme en faire une photo)

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0.25 seconde, EMOTION

formation-memoire-a-long-terme-2-1.jpg.
Schéma montrant les régions utilisées et le chemin de l'information 0,25 seconde après qu'elle ait été captée

Plus une expérience est forte en émotion, plus il y a de chances qu'elle soit mémorisée. => L'émotion accroit l'attention. 
En effet, une information venant d'un stimulus emprunte une voie inconsciente qui la dirige directement vers l'amygdale, ce qui entraîne une réponse émotionelle avant même qu'on soit conscients qu'on réagit à l'évènement qui vient de se passer (certains faits traumatisants sont stockés en permanence dans l'amygdale). En effet, l'amygdale maintenant les expériences émotionelles "vivantes" en les repassant en boucle.

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0.2-0.5 seconde, SENSATION
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Schéma montrant de l'information de 0,2 à 0,5 secondes

Les souvenirs sont issus d'événements incluants des expériences sensorielles (visuelles, auditives...). Plus ces expériences sont intenses, plus elles ont de chance d'être mémorisées. Mais, paradoxalement, la partie "sensationelle" des souvenirs épisodiques peut ensuite être oubliée, ne restant ainsi en souvenir que les informations factuelles.
Exemple : le souvenir de la 1ère vision de la tour Eiffel peut être seulement l'apparence de la Tour. Quand on y repense, on ne ressent plus les émotions ressenties à ce moment là... Ainsi, lorsque la tour est évoquée, une image "fantôme" codée dans l'aire visuelle est produite.
Malgré tout, les perceptions sensorielles sont la matière première des souvenirs.
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0.5 seconde-10 minutes, MEMOIRE DE TRAVAIL
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Schéma montrant le cheminement des informations de 0,5 secondes à 10 minutes dans le cerveau : échange entre lobe frontal et cortexs sensitifs

Comme vu plus haut dans l'article, la mémoire de travail implique deux circuits neuronaux dans lesquels les informations sont stockées le temps qu'il est nécessaire. Ces deux systèmes englobent le cortex sensitif, où les expériences sont enregistrées, et les lobes frontaux, où elles sont stockées consciemment. Les flux d'information qui y circulent sont donc contrôlées pas les neurones du cortex préfrontal.
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10 minutes - 2 ans, TRAITEMENT PAR L'HIPPOCAMPE

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Schéma illustrant le chemin de l'information pendant son traitement par l'hippocampe, en vue d'une consolidation future

Une expérience vraiment frappante quitte ensuite la mémoire de travail pour aller vers l'hippocampe, ou elle sera traîtée. Les neurones hippocampiques codent l'information en permanence : ce processus est appelé "processus de potentialisation à long terme". Il entraîne une augmentation importante et durable de l'efficacité synaptique. [Voir IV/ La mise en place des souvenirs]. Il transforme donc ces souvenirs à court terme et souvenirs succeptibles d'être présents à vie. Les données essentielles de ces expériences vont ensuite être retransmises aux régions du cerveau où elles ont d'abord été enregistrées.
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Après 2 ans, CONSOLIDATION

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Schéma illustrant le chemin de l'information pendant sa consolidation

Les souvenirs ont besoin de deux ans pour être consolidés (pendant ce laps de temps, et même après, ils peuvent quand même être transformés, ou perdus). Dans cette consolidation, l'hippocampe joue un rôle central : il est intégré dans le "circuit de papez".
Pour cette consolidation, il passe par trois étapes :
1) l'information passe des corps mamillaire au thalamus, et est ainsi daté.
2) Il passe ensuite par le gurus cingulaire, où il est catalogué et rapproché de connaissances de même nature déjà acquises.
3) Enfin, il retourne dans l'hippocampe, où il sera stocké, normalement jusqu'à la mort. Cependant, il pourra aussi, jusqu'à la mort, subir des modifications involontaires, ou même être perdu, selon l'évolution de l'individu.

 



Réseau sémantique : Un cerveau est constitué d'un amat d'éléments. Tous ces éléments forment un immense réseau en inter-relation. Couché sur le papier, un réseau sémantique est composé de noeuds dont les inter-relations sont établies par des pointeurs étiquetés. Les noeuds sont les différents types d'information en mémoire.
(Alan) Turing : C'est un homme qui était mathématicien, cryptologue, pionnier de l’informatique, de l’intelligence artificielle et de la morphogenèse en biologie.


En conclusion, nous avons donc vu qu'il existe plusieurs types de mémoire qui nécessitent chacune l'utilisation  d'une partie différente du cerveau. Ainsi, on peut en déduire qu'il n'y aurait pas qu'un seul moyen de mémoriser. Si il existe plusieurs moyens de mémoriser, quels sont-ils ? Comment nos souvenirs se gravent-ils de manière concrète dans notre cerveau ?

 


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