Sur les Traces de la Mémoire

by Rémy Versace
Maître de conférences au laboratoire d'étude des mécanismes cognitifs de l'université Lyon-II, où Brigitte Nevers effectue un stage post-doctoral

sections
Souvenir facilitant
Modules liés
Système unique
Sensorielles et motrices
Catégorisation émotionnelle
Traits instantanés
Traces indiscernables
Article from the Science Magazine La Recherche
Special Edition 'La Mémoire et l'Oubli', July-August 2001
© La Recherche 2001 -2022

Plutôt qu'une juxtaposition de modules et de mécanismes spécialisés, notre mémoire serait la réunion des traces laissées dans notre cerveau par chacune de nos expériences. La réactivation de ces traces lors de nos interactions avec l'environnement ferait émerger souvenirs et connaissances, reconstitués chaque fois.

Lorsque nous entrons une information quelconque dans un ordinateur, par l'intermédiaire du clavier ou d'un autre périphérique, nous nous attendons à ce que la 'réponse' fournie par le système informatique soit toujours la même, quelles que soient les circonstances et quelle que soit notre humeur. C'est heureusement généralement le cas.

Au contraire, lorsque nous sommes nous-mêmes confrontés à un environnement donné, nous ne nous comportons pas toujours de la même façon. Nos comportements dépendent à la fois des propriétés objectives de l'environnement et de 'l'état' de notre système nerveux au moment où il est stimulé. Or, cet état dépend lui-même de nos expériences antérieures.

 

 

top of page
Souvenir facilitant

La vitesse de lecture d'un mot dépend de notre familiarité avec celui-ci, de sa connotation émotionnelle et de notre état affectif, ainsi que des mots qui précèdent ou, plus largement, des autres 'informations' rencontrées au préalable. Par exemple, si un enfant vous demande quel est le cri du kangourou, vous serez plus rapide, quelques minutes plus tard, pour identifier ce même mot, ou le mot 'Australie', sur le livre que vous êtes en train de lire, ou pour les retrouver sur une grille de mots croisés.

La diversité des connaissances et des comportements qui peuvent émerger, selon les circonstances, dans une situation donnée et pour un même individu, relève d'une faculté fondamentale : celle de conserver en mémoire les nombreuses expériences ou situations auxquelles nous sommes confrontés et de les réutiliser de façon appropriée. Depuis les premières véritables investigations expérimentales sur la mémoire, débutées vers 1885 par le psychologue allemand Hermann Ebbinghaus, mais surtout à partir du milieu du XXe siècle avec la naissance de la psychologie cognitive, les scientifiques tentent de décrire comment et sous quelle forme ces expériences sont conservées en mémoire.

Une première approche, développée surtout à partir des années 1970(1), suppose l'existence de multiples systèmes de mémoire prenant en charge la conservation et le traitement des multiples formes de connaissances : mémoires sensorielles qui stockent temporairement les connaissances perceptives selon la modalité de perception (on parle de mémoire visuelle, auditive, olfactive...) ; système de représentations perceptives qui stocke à long terme les connaissances perceptives mais d'une manière indépendante des modalités de perception (connaissances amodales) ; mémoire procédurale, qui conserve les savoir-faire ; mémoire sémantique, qui stocke les connaissances conceptuelles ; mémoire épisodique, qui stocke les souvenirs.

Cette conception multisystème a plusieurs défauts importants. D'abord, elle n'est pas parcimonieuse : elle suppose l'existence pour chaque type de connaissance d'un système de mémoire particulier, autonome, avec des règles et des mécanismes spécifiques. Cette diversité des organisations proposées pour les différents systèmes rend aussi particulièrement difficile d'expliquer comment toutes les caractéristiques constitutives d'une expérience sont rassemblées pour former des connaissances cohérentes qui émergent de l'environnement. Par exemple, pour saisir un objet, il faut non seulement repérer sa forme (pour savoir comment et par où le saisir) et l'identifier (pour avoir une idée de son poids, de sa fonction ou de son éventuel caractère dangereux), mais aussi le situer, dans l'espace et par rapport à notre position dans cet espace. Intégrer ces composantes, c'est reconstruire l'objet dans son environnement, ce qui est indispensable pour l'utiliser à bon escient.

Notes

(1) L.R. Squire, Psychological Review, 99, 195, 1992 ; E. Tulv in g, 'Organisation of memory : Quo vadis ?', in The Cognitive Neurosciences, édité par M.S. Gazzaniga, p. 839, MIT Press ; A.M. Collins et M.R. Quillian, Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 8, 247, 1969 ; A.M. Collins et A.F. Loftus, Psychological Review, 82, 407, 1975.

 

 

top of page
Modules liés
En outre, ces modèles multisystèmes supposent l'existence indépendante d'un système de mémoire sémantique, permettant un accès conscient aux connaissances conceptuelles, et d'un système de mémoire épisodique, qui conserverait les expériences passées propres à l'individu, ses souvenirs. Comment alors rendre compte, à partir de ces deux systèmes indépendants, des liens entre les souvenirs, connaissances apparemment spécifiques à des expériences individuelles, et les connaissances conceptuelles ou abstractives, semble-t-il, détachées de ces expériences ? La mémoire épisodique n'est en effet pas une entité isolée de la mémoire sémantique, et notre expérience personnelle semble bien lier à l'élaboration des concepts et réciproquement : je sais par exemple que Johannesburg est une ville d'Afrique du Sud, parce j'y suis allé en vacances l'année dernière. Une connaissance épisodique semble pouvoir devenir sémantique par abstraction du contexte spatio-temporel dans lequel elle a été apprise. Mais il s'agit plus d'un changement d'état, c'est- à-dire d'un détachement progressif par rapport à des expériences personnelles, que d'un changement réel de système.
 

 

top of page
Système unique

Pour résoudre ces difficultés, une autre approche de la mémoire, désignée sous le terme de modèles à traces multiples(2), a été proposée à la fin des années 1970. Selon ces modèles, il n'existe qu'un seul type de mémoire, à long terme, conservant une trace de toutes les expériences auxquelles l'individu est confronté. L'introduction de la notion de traces dans les modèles de la mémoire s'est faite en parallèle avec le passage d'une conception multisystème à une conception à système unique.

A un niveau neurobiologique, la notion de trace correspondrait à une modification structurelle des voies nerveuses, c'est-à-dire au marquage de réseaux de neurones, par l'intermédiaire d'une modification des capacités du réseau à transmettre l'influx nerveux en réponse à un signal externe. Sans aller plus avant dans ces fondements biologiques (voir l'article de Serge Laroche, dans ce numéro), intéressons-nous plutôt à l'organisation et au contenu des traces, et donc des connaissances conservées par leur intermédiaire, ainsi qu'aux mécanismes de construction et de 'réutilisation' de ces traces. En dépit des divergences entre chercheurs, la plupart d'entre eux s'accordent pour admettre deux propriétés des traces, leur multidimensionnalité et leur caractère épisodique.

Notes

(2) D.L. Hintzman, Psychological Review, 93, 411, 1986 ; G.D. Logan, Psychological Review, 95, 492, 1988 ; D.L. Medin et M.M. Schaffer, Psychological Review, 85, 207, 1978 ; R.M. Nosofsky, Journal of Experimental Psychology : Human Perception and Performance, 17, 3, 1991 ; B.W.A. Whittlesea, Journal of Experimental Psychology : Learning, Memory, and Cognition, 13, 3, 1987.

 

 

top of page
Sensorielles et motrices

Une trace est multidimensionnelle, en ce sens qu'elle reflète les multiples propriétés ou composantes de l'expérience. Elle est épisodique car elle reflète totalement l'épisode ou l'expérience dans laquelle elle s'est constituée, y compris l'existence même de cette expérience.

De nombreux psychologues(3) ont tenté de définir la nature des propriétés codées au niveau des traces. Il s'agirait essentiellement de dimensions sensorielles et motrices : des systèmes neuronaux communs, de type sensori-moteur, seraient activés lorsque nous sommes réellement confrontés à des objets, lorsque nous nous imaginons être en présence de ces objets, ou bien lorsque nous recherchons des connaissances conceptuelles à partir de ces mêmes objets.

Ainsi, A. Martin et ses collègues de l'Institut américain de la santé mentale à Bethesda, dans le Maryland(4), ont montré, grâce à la tomographie par émission de positrons, que la production verbale de mots de couleurs et de mots désignant des actions active des zones cérébrales impliquées dans la perception des couleurs pour les premiers et dans la perception des mouvements pour les seconds. La même équipe a aussi montré que l'identification de dessins d'animaux ou d'outils est associée notamment à des activations des aires impliquées dans la perception visuelle précoce pour les premiers et dans le cortex prémoteur pour les seconds.

L.W. Barsalou et ses collègues, de l'université Emory à Atlanta, ont par ailleurs demandé à des sujets de vérifier des propriétés associées à des fruits ou à des animaux évoqués simplement par leurs noms. Ils ont constaté que tout se passe comme si l'individu simulait mentalement la présence de l'objet et recherchait en mémoire les propriétés associées à cet objet, exactement comme il pourrait le faire dans son environnement : les réponses sont en effet plus rapides pour des propriétés visibles (par exemple, la forme d'une pomme) qu'invisibles (avoir des pépins), ou bien pour des propriétés de grande taille que pour des propriétés de petite taille.

Les actions effectuées sur les objets jouent pour certains psychologues un rôle tellement important au niveau des traces conservées en mémoire à long terme, qu'ils ont défendu l'idée d'une mémoire à long terme exclusivement fondée sur les savoir-faire.

C'est le cas notamment de P. Kolers(5) qui, en 1973, avait proposé l'hypothèse selon laquelle l'efficacité de la récupération en mémoire dépendrait de la correspondance ou du recouvrement entre les traitements mis en jeu lors de la mémorisation et ceux qui sont impliqués lors de la récupération. Il a par exemple entraîné des sujets dans une activité de lecture de textes écrits normalement ou inversés (lecture de droite à gauche) et a évalué l'apprentissage de ce nouveau savoir-faire un an plus tard : les textes qui avaient déjà été présentés étaient lus plus rapidement que des textes nouveaux, à condition qu'ils soient présentés dans le même sens. Un contrôle a aussi montré que les sujets ne différenciaient pas consciemment les textes anciens des nouveaux.

Ainsi, il semble bien qu'une trace mnésique conserve à la fois les aspects sensoriels des informations traitées et les aspects moteurs des traitements effectués sur ces informations. Toutefois, définir les traces uniquement par leurs composantes sensori-motrices n'est pas suffisant. Une autre composante, très souvent négligée, est certainement codée au sein des tra-ces : l'émotion. Chaque expérience est en effet toujours associée à des états du corps plus ou moins agréables ou désagréables, et le système mnésique doit en garder une trace.

De plus en plus de travaux en psychologie montrent que l'émotion intervient automatiquement et rapidement dans l'émergence de toute forme de connaissances. L'émotion émergerait ainsi avant toute identification consciente de l'objet inducteur. Par exemple R.D. Lane et ses collègues de l'université d'Arizona(6) ont remarqué que le débit sanguin cérébral était plus important dans la zone cérébrale de l'amygdale (voir l'article de Martine Meunier dans ce numéro) pour les images négatives que pour les images neutres et positives, et que cette asymétrie apparaît même en l'absence d'identification consciente des stimuli. Cela a été confirmé par des recherches comportementales dans lesquelles les sujets devaient juger du caractère agréable ou désagréable d'images : cela semble possible avant l'identification de l'image elle-même.

L'émotion jouerait donc un rôle essentiel au niveau de l'élaboration et de la réactivation des traces en mémoire. Tout le monde a eu l'occasion de constater que l'on se souvient beaucoup mieux d'une expérience passée si elle est associée à un état affectif intense, et cela a été vérifié expérimentalement. Mais quel est le rôle exact de l'émotion dans ce phénomène ? Il ne semble pas que le statut de l'émotion au sein de la trace soit équivalent à celui des autres composantes sensori-motrices. Elle aurait une fonction essentielle au niveau de l'intégration des traces.

En effet, puisque la trace est multidimensionnelle, elle résulte d'une synchronisation d'activations au sein des différentes structures codant les multiples propriétés de l'expérience. Or, cette intégration des différentes dimensions de la trace nécessite l'intervention de structures neuronales spécifiques, qui sont aussi très souvent évoquées à propos de l'émotion(7). C'est le cas notamment du cortex préfrontal et de l'amygdale. La région de l'hippocampe (voir l'article de Poucet dans ce numéro) semble également être impliquée dans l'établissement et le stockage à long terme d'un lien entre les diverses caractéristiques sensorielles(8).

 

Notes

(3) L.W. Barsalou, Behavioral and Brain Sciences, 22, 577, 1999 ; A.R. Damasio, Cognition, 33, 25, 1989 ; A.M. Glenberg, Behavioral and Brain Sciences, 20, 1, 1997 ; F. Pulvermüller, Behavioral and Brain Sciences, 22, 253, 1999.
(4) A. Martin et al., Science, 270, 102, 1995.
(5) P.A. Kolers, Memory and Cognition, 12, 347, 1973.
(6) R.D. Lane et al., Neuropsychologia, 35, 1437, 1997.
(7) A. Bechara et al., Cognition, 50, 7, 1996 ; L.G. Ungerleider, Science, 270, 769, 1995.
(8) A. Bechara et al., Science, 269, 1115, 1995

 

 

top of page
Catégorisation émotionnelle

En poussant à l'extrême ce rôle de l'émotion, Paula Niedenthal, de l'université de Clermont-Ferrand(9), défend même l'idée d'une catégorisation des objets reposant essentiellement sur l'émotion suscitée par ceux-ci auprès de l'individu. Nous classerions ensemble, ou considérerions comme équivalents, des objets qui évoquent le même type de réponse émotionnelle.

Pourrait-on décrire plus précisément la constitution et la réactivation des traces ? La confrontation avec un environnement se traduit automatiquement et immédiatement par une activation de traces antérieures : la nouvelle trace qui en émerge et qui se construit en mémoire est donc une sorte de schématisation, ou d'abstraction, de la situation. Une trace n'est pas une copie conforme d'une situation. Définir la trace comme l'émergence d'un état confère un caractère extrêmement dynamique à la mémoire et aux connaissances qui vont progressivement émerger.

Notes

(9) P. Niedenthal, Psychological Review, 106, 337, 1999

 

 

top of page
Traits instantanés

Que se passe-t-il lorsque nous sommes par exemple confrontés à une scène visuelle ? En quelques dizaines de millisecondes, nous détectons la présence de traits sensoriels, par exemple des couleurs, des formes simples, des orientations ou des déplacements. Mais dans cette première phase, nous ne pouvons pas dire que telle forme avait telle couleur ou telle orientation : nous ne pouvons pas intégrer les différents composants sensoriels de la scène visuelle. Les connaissances sont ici encore très morcelées.

Le phénomène de mémoire sensorielle correspondrait donc simplement à cette première activation de niveau sensoriel, mais déjà en mémoire à long terme. Ainsi, au contraire des approches multisystèmes, les modèles à traces multiples de la mémoire ne séparent pas les mémoires sensorielles de la mémoire à long terme, ni les mécanismes perceptifs des mécanismes mnésiques intervenant ultérieurement. Les traits de niveau sensoriel (c'est- à-dire, les traits activés en premier, spécifiques aux propriétés élémentaires des objets) impliqués lors de la perception des objets ne sont pas invariants. Ils dépendent au contraire de nos expériences antérieures et constituent des éléments à part entière de traces mnésiques.

Les premières activations de niveau sensoriel se propagent très rapidement vers d'autres composantes en rapport avec les autres propriétés de l'environnement, dont les composantes motrices et affectives. Des intégrations de plus en plus poussées de ces propriétés permettent un accès à des connaissances de plus en plus élaborées et de plus en plus unifiées en rapport avec l'environnement présent. Par exemple, lorsque nous examinons un visage, sa forme globale, des indices permettant de déterminer s'il s'agit d'un homme ou d'une femme, des traits de l'expression sont détectés et intégrés en un ensemble cohérent, ce qui permet éventuellement de reconnaître la personne.

On ne nomme généralement 'connaissance' que ces connaissances hautement intégrées, de niveau symbolique ou sémantique. Mais selon notre description ces connaissances correspondent à des états d'activation du système mnésique et sont toujours créées ou recréées dans le cadre d'interactions avec l'environnement. Cette notion d'état émergeant d'une expérience est centrale dans cette manière de concevoir la mémoire et traduit l'abandon de l'idée d'une mémoire 'encyclopédique' contenant un stock de connaissances parfaitement définies, répertoriées et adressables à volonté en fonction des besoins, sous-jacentes aux modèles traditionnels.

Il n'existerait donc pas de différence fondamentale entre les souvenirs et les connaissances catégorielles ou symboliques, mais simplement une proximité plus ou moins grande avec un seul état antérieur. Un souvenir correspondrait à un état très proche d'un état antérieur spécifique, enregistré par une seule trace, alors qu'une connaissance catégorielle reflèterait de multiples états ou traces antérieurs.

 

 

top of page
Traces indiscernables
Dans une telle perspective, l'oubli ne correspond pas à la disparition d'une connaissance ou d'un souvenir, mais plutôt à la difficulté de discriminer une trace particulière parmi d'autres traces. Le contexte pourrait donc également permettre de rendre une trace plus spécifique et donc plus facilement réactivable. Cela expliquerait par exemple le type de situation où nous sommes incapables d'associer un nom au visage d'une personne qui nous est pourtant familier, ni même d'expliquer l'origine de cette impression de familiarité. Il suffit généralement que le contexte dans lequel nous avons l'habitude de rencontrer cette personne nous revienne à l'esprit pour qu'immédiatement, toutes les informations manquantes deviennent accessibles.

Rémy Versace

top of page

©////o/