Cours : Les mémoires sensorielles



En 1960, Sterling, réalise une expérimentation dans laquelle il présente à ces sujets une planche comportant 12 lettres, sur 3 lignes et 4 colonnes. A cette époque, on soupçonnait déjà l'existence d'une mémoire courte et limitée à un nombre restreint d'éléments mnésiques.

Mémoire visuelle ou iconique

La planche était présentée pendant un temps très bref, de 50 ms (trop court pour lire consciemment l'ensemble de la planche, mais assez long pour avoir une vision globale de la scène visuelle). La tâche du sujet consistait alors à réécrire ou indiquer les lettres qu'il avait pu détecter et dont il se souvenait (ordre compris). La moyenne de rappel était peu élevée, de l'ordre de 4 à 5 lettres (de 30 à 40% environ). Mais était-ce un problème de perception, de mémoire, de restitution?

Pour vérifier cela, juste après la présentation de la planche, il imposait un échantillon sonore (3 différents, correspondant chacun à une ligne). Le sujet devait indiquer les lettres dont il se souvenait, qui sont sur la ligne correspondant à l'échantillon sonore. 

Or, surprise, le sujet se rappelle alors, dans ce cas, de 3 ou 4 lettres, sans pour autant qu'il ait su, au moment ou la planche était visible, de quelle ligne il faudrait qu'il se souvienne! Le sujet a donc en théorie mémorisé de 9 à 12 lettres, et est capable de restituer plus de 75% du matériel informatif présenté! Par la suite, d'autres expérimentations préciseront ces résultats, montrant que cette mémoire a en fait une durée limitée de l'ordre de 250 a 300 ms, mais une capacité relativement illimitée.

Mémoire auditive ou échoïque, mémoires sensorielles

12 ans plus tard, 3 chercheurs ont refait une expérience similaire, concernant cette fois l'audition (Darwin, Turvey et Growder). L'expérience consistait en un mixage stéréophonique : le sujet percevait des listes de lettres simultanément à gauche, à droite et au centre par rapport à sa tête (sensations stéréophoniques différentes concernant le lieu d'émission). Le même effet fut retrouvé : le rappel de toutes les lettres est proportionnellement inférieur au rappel des lettres provenant d'un seul endroit. La capacité est relativement illimitée et la durée de rétention de l'information est d'environ 4 secondes.

En fait, il existe vraisemblablement autant de mémoires sensorielles que de sens, chacune se différenciant des autres par la durée de rétention, mais toutes ayant une capacité de stockage très élevée (quasi illimitée) et une qualité de stockage similaire.

Modèle de reconnaissance des formes

La mémoire visuelle a fait l'objet de nombreuses recherches visant à en définir les caractéristiques, ou cherchant à affiner la compréhension des processus sensoriels et cognitifs à l’œuvre dans l'utilisation de la mémoire sensorielle. Plusieurs modèles ont vu le jour pour tenter de définir la mémoire visuelle, du point de vue perceptif et cognitif.

Modèle par appariement de gabarit : Il relève de la correspondance entre environnement et connaissances, l'avantage en est la rapidité. Ce modèle suppose que chaque forme de la scène visuelle est déjà stockée en mémoire et que la vision des représentations visuelles active directement les représentations mentales correspondantes. L'activation étant directe, les processus cognitifs sont très rapides. Mais ce modèle présuppose également une mémoire incroyable, peu cohérente avec les résultats d'expérimentation. Ce modèle présuppose aussi que des formes inconnues (par exemple, des idéogrammes chinois pour des européens) ne pourraient être rappelés dans un test de mémoire visuelle, ce qui n'est bien évidemment pas le cas : même avec quelques erreurs, on est capables de restituer des signes que l'on ne connaissait pas avant leur première présentation visuelle.

Modèle décompositionnel : perception puis extraction, combinaison et reconnaissance (exemple : A=/-\) moins rapide mais avec une certaine économie de la mémoire. Ce modèle présuppose que des parties invariantes des représentations visuelles sont codées en mémoire. Lors d'un test de mémoire visuelle, le système cognitif décomposerait chaque image de la scène en éléments de base, eux, codés en mémoire, puis les ré-assemblerait pour former les représentations mentales correspondant aux objets de la scène visuelle. Tous les signes visuels n'étant pas systématiquement codés (mais seulement leurs éléments de base), ce modèle, bien que postulant un traitement moins rapide, postule également un système mémoriel moins gourmand.

Théorie de Marr (1982)

Se basant sur le modèle décompositionnel, Marr tente d'expliquer les étapes ultérieures du traitement de l'information visuelle (l'assemblage). Selon lui, le ré-assemblage se ferait comme suit :
1. Esquisse primitive (contour d'objet)
2. Esquisse 2D intermédiaire (ensemble de l'objet - avec ses parties - représenté mentalement en 2D)
3. Esquisse 3D : décomposition en cylindres (qui serait l'unité de base)
Le système cognitif réaliserait donc un assemblage par étape d'éléments de base, expliquant notamment des résultats d'expérimentation montrant que des objets 2D sont plus facilement récupérés en mémoire visuelle que des objets 3D.

La théorie de Biederman.

Affinant encore cette interprétation, Biederman propose l'existence d'unités visuelles élémentaires (géons) et postule les étapes de traitement selon le chemin suivant :
1. Décomposition des objets en élément de base (selon la théorie de Marr).
2. Ces éléments de base seraient constitués de 36 Géons, sortes de bases qui composeraient un alphabet de la reconnaissance des formes.
3. Des étapes de traitement permettent la reconnaissance des formes, en trois parties : en premier, une segmentation du champ visuel, permettant la reconnaissance des géons, puis enfin l'appariement de ceux-ci (on les remet ensemble, puis on "regarde" si l'assemblage ressemble ou non à une forme déjà stockée en mémoire).
4. La reconnaissance est possible, quelles que soient les conditions de perception. Si on ne peut plus reconnaître les géons, on ne peut plus reconnaître les formes (résultant qui semble alors, selon Biederman, cohérent avec les caractéristiques de certaines agnosies visuelles).