Mémoire humaine. Théories de la mémoire. Plan : Modèles connexionnistes et modèles cognitivistes. Connexionnisme. Cognitivisme.

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1 Mémoire humaine Master de Psychologie (M) Fabrice Guillaume Plan :. Introduction générale. Approches structuralistes de la mémoire. Un exemple d approche structuraliste : le modèle de Tulving. 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. Approche expérimentale de la mémoire humaine. Rappel et reconnaissance. 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 Connexionnisme Sub-symbolique (vecteurs, valeurs numériques) Modèles connexionnistes et modèles cognitivistes Neuromimétique Capacités cognitives assez faibles Ex: Perceptron ; Mémoire auto-associative Cognitivisme Symbolique (mots, images) Modèles symboliques Capacité à rendre compte des faits empiriques Neuro-imagerie de la mémoire Phase d encodage Hippocampe Cortex frontal Gauche Rétention de l information néocortex M S M C T M L T Phase de restitution Hippocampe Cortex frontal droit

2 Souvenir sémantique Faits généraux Concepts Culture générale Acquis tôt et utilisés souvent Commun à une culture Indépendant du contexte d acquisition Résistant à l âge et à la pathologie (sauf Alzheimer) Souvenir épisodique Faits personnels Biographie Utilisation aléatoire Index temporel et spatial propres Spécifique à un individu Contextuel Oublis fréquents Souvent atteint dans les pathologies (amnésies, etc.) Propriétés Information : Origine Unités Organisation Référence Processus : Registre Accès Dépendance contextuelle Affect Vulnérabilité Question de récupération Expérience récollective Développement Mémoire épisodique Sensation Evénements, épisodes Temporelle Moi Existentiel Délibéré Forte Important Forte Quand? Où? Souvenir Tardif Différences entre mémoire épisodique et mémoire sémantique (d après Tiberghien, 997, adapté de Tulving, 98). Compréhension Faits, idées, concepts Conceptuelle Univers Symbolique Automatique Faible Moins important Faible Quoi? Connaissance Précoce 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 derniers présidents Modèle SPI (Sériel Parallèle Indépendant), Tulving 995 Mémoire épisodique Mémoire à court terme Système de représentations perceptives (PRS) Relations entre la mémoire procédurale et les autres systèmes? Conservation de souvenirs implicite dans l amnésie Tulving 98 niveaux de conscience ANOETIQUE NOETIQUE AUTONOETIQUE Mémoire procédurale Absence de conscience (marcher, vélo, etc.) (connaissances, langage, etc.) Mémoire biographique (événements vécus, spatio-temporel) Mémoire procédurale Systèmes de représentations Système d action Stockage parallèle Encodage sériel Récupération indépendante Hypothèse d un emboîtement Procédurale Sémantique Épisodique

3 Item spécifique Perceptif Classification à partir d un indice sensoriel Mémoire implicite Conceptuel Classification à partir d un indice sémantique ou conceptuel Procédurale Sensorimoteur Acquisition d aptitudes sensori-motrice (e.g. préhension) Basé sur des règles Résolution de problèmes (e.g. conduite automobile) Mémoire explicite Associatif Récollection d épisodes à partir d une clef d accès (e.g. dernière rencontre) Stratégique 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, 99).

4 Réseau de neurone artificiel : formalisation Le perceptron (Rosenblat, 959) : x x w w θ (seuil) Fonction f(x). Poids au niveau des connexions synaptiques. Fonction d activation propre à chaque cellule : - tout ou rien ( si input > seuil et sinon) - fonction logique ex : x x Output Données : Unités de Rétine décision 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 Associer sortie à un vecteur d entrée Exemple reconnaissance de chiffre : 8 7 valeurs 6 d entrée 7 Je veux reconnaître les chiffres :, et 7 7 Décisions : Réseau de Hopfield (mémoire auto-associative) Objectif : retrouver de l information dans un réseau par le contenu Caractéristiques :. La représentation de l information est distribuée. Mémoire adressable par le contenu. Forte tolérance à la dégradation Principe : Données en entrée Trouver un état stable (en réponse) e a c Mémoire auto-associative : réseau de Hopfield f + - b d 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 états stables pour ce réseau : a b c d e f g État : État : État : État : g État initial Sélection de a Sélection de c a b c d e f g Exemple de calcul d activation : b c d a = (- +) + (- +) + (- -) = - a d e f c = (- +) + (- -) + (+ +) + (+ +) = + A partir d un certain temps, il n y a d évolution quelque soit la cellule sélectionnée : état stable Lorsqu on présente un objet, on veut récupérer l état le plus proche : autoassociatif Plausibilité neuromimétique Règle de Hebb (99) Substrats neurophysiologiques de la mémoire humaine Codage sous forme d activités cellulaires au sein de vastes réseaux de neurones Apprentissage S Neuromodulation I = (X, Y) Événement Activité sensorielle Cible Activité motrice Contexte Stockage des relations par le biais des forces de liaisons entre les unités du réseau Potentialisation à long terme (LPC) S S R R A la recherche du code neuronal des souvenirs

5 Système hippocampo-cortical et mémoire explicite : phylogenèse Mémoire des items, des événements Mémoire associative, relationnelle Primate Rongeur. 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 Toute plasticité et flexibilité provient de cette domination 5

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