neurobiologie de la mémoire

Neurobiologie de la mémoire

Jérôme Jeanblanc, Ph.D.Groupe de Recherche sur l’Alcool et les Pharmacodépendances

Plan

Définition(s)

Caractéristiques de chaque type de mémoire

Substrats neurobiologiques de chaque types de mémoire

Troubles de la mémoire liés à l’alcool (Black-out - Korsakoff)

Métamémoire

Modifications conscientes ou non conscientes (automatiques) d’un comportement résultant d’une expérience sensorielle ou d’une activité mentale passée

Aptitude d’un organisme à acquérir, conserver et restituer des informations de manière flexible

Fonction cérébrale majeure qui confère à un individu sa propre identité ainsi que les capacités adaptatives indispensables à sa survie

Encodage / Acquisition – Rétention - Restitution

Il existe différents types de mémoire en fonction des caractéristiques psychologiques et temporelles des informations à traiter

Depuis des siècles, de nombreuses disciplines tentent de lever le voile sur les mécanismes à l’origine de la formation et du stockage des souvenirs

Définitions

Stades successifs de la mémorisation

Encodage Rétention Rappel

Acquisition Consolidation

Stades successifs de la mémorisation

Mémoire à court terme

Pas une … mais plusieurs mémoires


Comme son nom l’indique, les informations stockées en MCT ne sont pas conservées très longtemps (informations labiles). Soit les éléments sont oubliés (majorité des cas), soit ils sont ensuite stockés en mémoire à long terme si un effort est fourni pour retenir ces informations

(…d’après Atkinson et Shiffrin, 1968)

Registre à court terme

(< 1 min.)Processus de contrôle

Registre sensoriel(msec - 1 sec)

Registre à long terme

(jours, mois, années)

EntréeStimuli

extérieurs

Perte

Encodage

Consolidation

SortieRéponse

Oubli

Oubli

Récupération


La capacité de stockage de la MCT est limitée

On mesure cette capacité par l’empan mnésique

L’empan mnésique est le nombre d’item que l’on peut stocker en MCT

Empan verbal – Empan spatial


Empan spatial

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Expérimentateur

Expérimenté


La mémoire à court terme est très sensible aux interférences

Plus il y a d’interférence plus on oublie ce qui est stocké en MCT

-la performance de rappel n’est pas dépendante de la vitesse de présentation des items

-la performance de rappel est drastiquement affectée par le nombre d’items interposés.

- La perte d’information traitée en mémoire à court terme est donc due à l’interférence des items qui lui font suite.


CHEVAL

ARBRE

PATATE

IMMEUBLE

OISEAU

VESTIGE

MORAL

POSTE

OEIL

CONNAISSANCE

Effets de primauté et de récence

-Effet de primauté : correspondrait a un meilleurtransfert de la MCT vers la MLT.

-Effet de récence. correspondrait a une faibleinterférence post-acquisition et un maintien possibleen MCT.

Mémoire à court termeMémoire de travail

Système de stockage temporaire d’une information associée à la manipulation de cette information pour réaliser une tache.

Exemple de l’addition

Exemple du numéro de téléphone

Mémoire à Long Terme: Conservation de l’information longue durée, mais avec des catégories par l’intermédiaire de processus de traitement dans des zones cérébrales différentes.

Mémoire à Long terme



Mémoire épisodique

Elle fait partie de la mémoire déclarative, elle peut donc se transmettre de manière orale (déclarative)

On dit aussi que c’est une mémoire consciente (vs.inconsiente/non déclarative)

C’est la mémoire des évènements personnels

Elle vous est propre et n’est pas partagée avec les autres … sauf si vous la transmettez


Mémoire sémantique

Elle fait partie aussi partie de la mémoire déclarative

C’est la mémoire des Faits

Elle est partagée avec d’autres personnes (plus ou moins)

L’histoire, la géographie… la culture générale

Transmissible de manière orale


Mémoire procédurale

Chargée du stockage et du rappel des procédures qui sous-tendent les habiletés. Son expression est implicite et indissociable de l’action. Les connaissances procédurales sont difficilement verbalisables et s’expriment dans l’action finalisée. La mémoire procédurale a un fonctionnement lent, automatique et rigide.

Exemples du vélo, du piano, du tennis …

Faire du vélo, ça ne s’oublie pas!!!



Difficilement perturbable par des interférences

Test de Stroop


Amorçage

1er exemple

-H-V-LF--TB-L-C-NN--S---CE

2ème exemple

On se lève tous pour ________

Pas d’erreur c’est _______

L’effet d’amorçage se définit comme l’influence de la présentation d’un évènement (communément amorce) sur le traitement d’un évènement consécutif (communément appelé cible). Cette influence se traduit en général par une facilitation lorsqu’un lien existe entre l’amorce et la cible.

Amorçage verbal


Amorçage graphique


Mémoire explicite: Système déclaratif (facilement transmissible)Contrôlé (donc conscient) Flexible (on peut oublier ce qu’on a appris)

Mémoire implicite: Système non déclaratif (difficilement verbalisable)InconscientPeu flexible (une fois qu’on a appris on n’oublie plus)

Substrats Neurobiologiques des Mémoires


D’après le modèle, il y aurait un administrateur central, qui remplirait les fonctions de chef d'orchestre. Ainsi, dans l'hypothèse d'un calcul mental, il gérerait le déroulement des opérations. Toutefois, en raison de ressources limitées, il ne pourrait à la fois gérer et stocker; dès lors, il s'en remettrait à des systèmes esclaves pour les opérations de stockage temporaire de l'information.



Le modèle de Baddeley ne comporte que deux systèmes de ce type : le registre visuo-spatial, pour les images mentales, et la boucle phonologique, pour les éléments verbaux. Mais il est concevable qu'il puisse s'enrichir d'autres entités de même nature, relatives, par exemple, à l'information motrice.

Cette mémoire fait intervenir des zones du cortex cérébral spécifiques telles que le cortex visuel ou auditif en plus du système hippocampo-thalamique


• 1956 : Brenda Milner (psychologue) et William Scoville (neurochirugien) : Ablation du lobe temporal médian (LTM – majoritairement hippocampe – cortex entorhinal) du patient épileptique H.M.

- Amnésie antérograde

- Conservation de certaines habiletés perceptivo-motrices (ex : tâche du dessin en miroir), du langage, des connaissances générales des faits et des concepts

- Capacité de retenir des informations durant plusieurs minutes (ex : n° de tél.)

- Amnésie rétrograde (AR)

- Gradient d’AR : les souvenirs récents sont altérés alors que les souvenirs anciens sont conservés

Mémoire à long terme

Troubles de la mémoire - Amnésies

Amnésie Rétrograde

Amnésie Antérograde

5 Concepts fondamentaux issus de l’étude du patient H.M.

Le LTM est indispensable à l’acquisition de nouveaux souvenirs

Il existe plusieurs formes de mémoires dont certaines, telles que la mémoire dite procédurale, ne dépendent pas du LTM

Existence d’un processus de consolidation rapide indépendant du LTM permettant le stockage à court terme des informations

Le LTM est indispensable à la formation d’une mémoire à long terme

Le LTM joue un rôle temporaire dans le stockage des souvenirs, une autre région cérébrale prend en charge le stockage à long terme des souvenirs



Circuit de Papez

Les lobes temporaux interviennent dans la consolidation des souvenirs et dans la mémoire à long terme, grâce au circuit de Papez. Une information reçue va alors transiter tour à tour par l'hippocampe, le fornix, les corps mamillaires, l'hypothalamus, le noyau antérieur du thalamus, le cortex cingulaire, le cortex entorhinal pour au final, revenir à l'hippocampe.


Mémoire explicite – Implication temporaire ou pas de l’hippocampe?

(…d’après Frankland et Bontempi, 2005)

Implication temporaire de l’hippocampe dans la formation et le stockage à long terme des informations

La théorie standard de la consolidation(Alvarez et Squire 1995)

La théorie des traces multiples(Nadel et Moskovitch,1997)

Le contexte spatial des souvenirs épisodiques requiert une participation permanente de l’hippocampe contrairement aux mémoires sémantiques décontextualisées.

4- La réactivation des informations résulte en la création de nouvelles traces au sein de réseaux hippocampo-corticaux alors plus étendus

1- Encodage rapide et systématique des informations par le LTM

2- Informations distribuées au sein d’assemblées hippocampo-corticales, l’hippocampe détenant les composantes relatives au contexte spatial du souvenir

3- Représentation cohérente assurée par l’index hippocampique



Cette mémoire procédurale est indépendante des lobes temporaux internes

Elle est :

• contenue dans les systèmes sensoriels traitant l'information au départ (cortex sensoriels visuel, auditif…) ;

• dépendante de nombreuses régions cérébrales motrices et associatives : o cortex frontal et pariétalo amygdale, o cervelet, ganglions de la base - noyaux gris centraux : noyaux

caudés, putamen (Striatum dorsal)

Bases cellulaires de la mémoire

"The organization of behavior", Hebb (1949) :

La représentation interne d'un objet, implique toutes les cellules corticales activées par ce stimulus.

Ce groupe de neurones activés simultanément a été nommé : une assemblée cellulaire

La mémoire est le résultat de changements dans la force des influencessynaptiques entre les neurones d’une assemblée cellulaire

Au niveau cellulaire, lesmodifications de la forcesynaptique entre les neuronesformant des assemblées cellulairesconstituent les mécanismes lesplus vraisemblables del’apprentissage et de la mémoire

Bases cellulaires de la mémoire

Troubles de la mémoire liés à l’alcool

10 % de la population

Maladie chronique à fort taux de rechute (70% après 1 an d’abstinence, 90% après 4 ans)

2 millions de dépendants et 3 millions à risque

Environ 45.000 morts chaque année en France

Coût social et économique très important

80-90% des interventions de la Police/Gendarmerie pour voies de faits impliquent de l’alcool

Binge drinking (5/4 verres en 2 heures): risque augmenté de devenir alcoolique, troubles du sommeil, perturbation de l’attention (mauvais pour les cours…),moins bonne réussite aux examens

Problème de la consommation excessive d’alcool


Amnésie suite à une prise aigue d’alcool

L’alcool est un antagoniste des récepteurs NMDA

Un bon fonctionnement des récepteurs NMDA est nécessaires pour la formation de la LTP

L’exposition à l’alcool empêche la formation de la LTP donc de la mémoire


Amnésie suite à un alcoolisme chronique: Syndrome de Korsakoff

L’alcoolisation chronique peut provoquer un dérèglement de l’alimentation et une perturbation de la digestion et donc peut produire à certaines carences alimentaires donc la vitamine B1

Alcool + carence en Vit B1 Syndrome de Korsakoff

Atteinte des corps mamillaires (partie du circuit de Papez)

Amnésie rétrograde et antérograde

Confusion – Fabulation - Anosognosie

Même avec un traitement complémentaire de vitamine B1, les symptômes mnésiques peuvent persister

Le pronostic est en général mauvais dépendance vis-à-vis des gens

La métamémoire

La métamémoire consiste en un ensemble de processus cognitifs présidant au guidage et au contrôle du fonctionnement mnésique

Cet ensemble de processus se manifeste notamment lorsqu’un individu ne parvient pas à retrouver une information mais sait qu’il connaît la réponse – je l’ai sur le bout de la langue

L’individu est persuadé qu’il pourra reconnaître l’information si on la lui présente

Exemple dans le jeu « Tout le monde veut prendre sa place » quand le joueur prend un carré et retrouve la réponse immédiatement

Cet aspect de la connaissance de soi est associé a des facteurs affectifs (estime de soi – ego), d’auto-évaluation et de comparaison sociale

La métamémoire

Exemple du vieillissement

On peut se poser la question de savoir si effectivement au cours du vieillissement il y a une perte de mémoire ou alors si il y a une perturbation de la métamémoire qui fait que le sujet ne sait plus qu’il connaît l’information et donc interprète ce phénomène comme un trou de mémoire

Dans l’évaluation de la métamémoire il semble donc que les jeunes et les personnes âgées ont des scores identiques malgré une performance mnésique plus faible chez les séniors

Il peut donc y avoir diminution des performances mnésiques alors que l’évaluation par la métamémoire est conservée

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