Cours : Mémoire à long terme, structure et organisation



La mémoire à long terme contient les savoirs et savoir-faire, les souvenirs personnels autant que les connaissances acquises par l'éducation. Sa capacité de rétention est théoriquement illimitée. Le système mnésique en psychologie cognitive, est globalement subdivisée en deux parties :

Types de mémoire et fonction

La mémoire procédurale est une mémoire relativement inconsciente, spontanée, contient ce qui a trait aux activités physiques, que l'on améliore par l'expérimentation.

La mémoire propositionnelle ou déclarative, constitue les diverses connaissances que l'on a apprises dans des livres : les formules mathématiques et la manière dont on doit les utiliser, le sens des mots, les évènements historiques, les lieux... en bref, tout ce qui relève des connaissances théoriques, les concepts et leurs sens. Elle se divise elle-même en deux parties :
- La mémoire épisodique contient l'autobiographie et les expériences propres au sujet.
- La mémoire sémantique contient les concepts et leurs significations, la théorie.

Ces différentes mémoires ne constituent pas des systèmes indépendants, mais des systèmes agissant à l'unisson et en interaction constante. Selon les conceptions, on parlera également d'une opposition mémoire implicite (involontaire ou inconsciente) versus mémoire explicite (volontaire ou consciente)[1].

La mémoire sert avant tout à adapter notre comportement sur la base des acquis, de l'expérience, bref, des souvenirs, qu'ils soient conscients ou non. La mémoire est une fonction vitale et l'ensemble de son fonctionnement peut être résumé par le schéma de fonctionnement suivant : 

Encodage --> Stockage --> Restitution

L'encodage consiste en l'acquisition de nouveaux savoirs ou de nouvelles expériences et leur transformation sous forme de traces mnésiques que sont les souvenirs. Ces traces mnésiques (encodées de sorte à s'ajouter à la mémoire de l'individu) sont stockées en mémoire et la majorité du temps, de façon latente (on ne se souvient pas à chaque instant de tous nos souvenirs, mais seulement des traces mémorielles active à l'instant présent). Bien entendu, le seul stockage ne serait d'aucune utilité. Il faut pouvoir se souvenir activement (mais pas forcément consciemment ni volontairement), de sorte que les traces mnésiques influent sur le comportement présent (généralement, dans le sens d'une meilleure adaptation). Les principes du schéma Encodage/stockage/rappel sont à l'origine de nombreuses théories, de nombreux tests et de nombreuses expérimentations portant sur la mémoire, vue comme un système de traitement de l'information.

L'encodage.

Tulving (1983) définit l'encodage comme le processus qui transforme un événement ou un fait en trace mnésique.

Après la perception arrive la phase de traitement, visant à transformer le signal sortant de l'organe récepteur, en signal interprétable par le système cognitif. Plus une stimulation est traitée en profondeur, plus l'encodage est bien réalisé. Généralement, plus on passera de temps et de ressources cognitives sur une perception, mieux celle-ci sera codée et mémorisée. 

La compréhension d'une stimulation a un effet facilitateur très puissant (c'est la raison pour laquelle il vaut mieux comprendre un cours plutôt que l'apprendre par cœur - comprendre met paradoxalement moins de temps et consolide davantage le souvenir). La compréhension permet de loger le souvenir au cœur d'un ensemble de connaissances, en les liant entre elles. Il en résulte une robustesse accrue du souvenir, par ce que l'on pourrait appeler son contexte sémantique (concepts liés, signification...). Le souvenir acquiert un sens lors de sa compréhension : comprendre par exemple le mot "rouge" et sa signification (traitement cognitif profond), laisse une trace mnésique associée, qui se trouve liée à certains concepts comme "couleur, feu, chaleur, pompier, stop, etc...". Si l'apprentissage se fait de type "par cœur", les associations se feront plutôt de façon phonologique et visuelle (traitement cognitif superficiel) et le souvenir sera relativement isolé. Il ne sera pas activé si, par exemple, on évoque les concepts "Jaune" ou "Pompier", mais le sera plutôt par les concepts "bouge" ou "route" - qui n'ont que peu de liens avec lui.

L'organisation des connaissances.

Pour qu'il y ait possibilité de compréhension, et globalement, pour donner une signification aux concepts acquis ou aux expériences vécues, la mémoire doit se comporter comme un système organisé de représentations symboliques. La structuration de la mémoire sémantique a fait l'objet de quelques descriptions au fil des avancées de la recherche.

En 1969, Collins et Quillian présentent 2 postulats : la mémoire représente les concepts sous forme de nœuds, dont l'activation permet de récupérer les informations (contenues dans les concepts ou liées à eux).

Cette conception de la mémoire suppose qu'il existe un état de repos. Selon eux, la mémoire est organisée hiérarchiquement (sous forme d'arbre) : certains concepts globaux (père) sont immédiatement liées à des concepts catégoriels (fils) possédant tous, toutes les caractéristiques liées au concept "père". Ces concepts catégoriels présentent eux même des ramifications vers des concepts plus précis, possédant leurs caractéristiques propres ainsi que toutes les caractéristiques des concepts de niveau supérieur.

Prenons l'exemple du concept père "animal" (catégorie). L'animal est vivant, nait, croît, se reproduit, meurt. Entre-temps, il peut se mouvoir, il absorbe des nutriments, il respire... (et possède d'autres caractéristiques classiques : il possède une peau, il est composé de plusieurs cellules, etc, etc...) . 

Découlent de lui les concepts "oiseau" et "poisson" (concepts fils - sous catégorie). Ces derniers vivent dans l'eau, et parmi eux, les "saumons" (sous-sous-catégorie), remontent les rivières, sont roses et comestibles...

L'intérêt de cette organisation, dont le principe est issu de l'informatique, est que certaines propriétés ne se répète pas (inutile d'encoder le souvenir "nage dans l'eau" chez le concept "saumon" et le concept "requin", puisque tout deux font partie du concept de niveau supérieur "poisson" qui possède déjà cette caractéristique), d'où des économies de place dans la mémoire (le principe d'économie se rencontre souvent en biologie).

Selon cette conception, la récupération d'information se ferait également de façon hiérarchique : lorsque l'on active un concept, on active d'abord ses caractéristiques spécifiques, puis on remonte d'un niveau de catégorie pour ajouter au concept les caractéristique de son concept-père, et ainsi de suite. Cette organisation est décelable lors de tests de temps de réaction : Si l'on demande à quelqu'un de dire si un requin possède une peau, si un requin sait nager, si un requin a plusieurs cellules... Le temps mit pour répondre dépend de la position de la caractéristique dans l'arbre de hiérarchie : plus un concept et spécifique, plus il est rapidement activé. Plus un concept est généraliste, moins il est rapidement activé. En gros, on identifie plus vite le requin comme un poisson que comme un vertébré (vertébré étant une catégorie de niveau supérieur à poisson). Voici un exemple de catégorisation hiérarchique :

Cat niv 0 : Animal : Peut se mouvoir
--> sous cat niv 1 : Poissons : vivent dans l'eau, ont des branchies
--> --> sous cat niv 2 Saumon : remonte les rivières, chair rose
--> --> sous cat niv 2 Poisson rouge : souvent dans des bocaux, animal de compagnie
--> sous cat niv 1 : oiseaux : ont des ailes et un bec, volent
--> --> sous cat niv 2 : canari : animal de compagnie, jaune
--> --> sous cat niv 2 : autruche : grand, court et ne vole pas

Si certaines propriétés se répètent tout de même (ici, animal de compagnie), et si certains concepts contiennent des exceptions aux caractéristiques de niveaux supérieurs (ici, autruche ne vole pas), globalement, chaque concept hérite des propriétés précédentes sur l'arbre hiérarchique.

Cette théorie de mémoire en modèle hiérarchique souffre néanmoins de quelques écueils : dans l'exemple cité, la propriété "animal de compagnie" peut en fait se concevoir comme une sous catégorie (propriété spécifiques de certains animaux) mais aussi comme une catégorie parente, qui aurait pour catégorie fille chaque animal ou groupe d'animaux de compagnie...

Plus important, dans la mesure du temps de réaction, il arrive que des concepts qui ne sont pas liés par voie hiérarchique directe sont tout même fortement associés (l'activation d'un concept entraîne rapidement et fortement l'activation de l'autre). C'est par exemple le cas de rouge et pompier, l'un étant dans la sur-catégorie "couleur", l'autre dans une sur-catégorie "métier"... En fait, il est totalement impossible de décrire l'ensemble des connaissances déclaratives sous la forme d'un arbre hiérarchique. Cela ressemblerait davantage à... un cerveau, avec des concepts qui seraient les neurones, rattachés à la fois de façon hiérarchique (ascendante, vers les catégories supérieures) mais également de façon latérale (entre catégorie étrangères, voir vers des catégories descendantes). La mémoire ressemble davantage, si l'on analyse les résultats de temps de réaction permettant d'explorer la proximité des connexions entre concepts, à un sac de nœuds plutôt qu'à un arbre!

Certaines exceptions notables au modèle hiérarchique, sont ce que l'on appelle les scripts mémoriels : ce sont des ensembles de concept liés, par exemple par la situation : cuiller, chaise, table, restaurant, dîner, fourchette, sel... sont issus de catégories différentes, mais liés au sein du script du restaurant. Les scripts sont des ensembles de connaissances dont les associations sont davantage issues de la culture et de l'expérience personnelle, que des propriétés propres des éléments qui composent le script, ou de leurs ascendants.

En 1972, Crosh développe la notion de prototype : le prototype est la version la plus courante d'un nœud (par exemple, "oiseau"). Ce concept de prototype permet d'expliquer pourquoi certaines connaissances, parfois fausses, d'ailleurs, sont régulièrement et très rapidement activées avec l'activation d'un concept, sans pour autant qu'elles soient spécifiques de ce concept. En 1975, Collins et Loftus émettent l'idée de concepts raccrochés à d'autres, de façon latérale, en dehors de tout lien hiérarchique...

Bref, la mémoire est un vaste domaine d'étude et de nombreuses théories parsèment l'histoire de l'étude des systèmes mnésiques. Si lors des débuts de ces études, la mémoire était considérée de manière relativement indépendante des autres fonctions, et même parfois vue comme une boîte noire inutile à observer de manière directe, et seulement apte à produire des réponses à des stimulations, il n'en allait plus de même lors du bouleversement cognitiviste des années 1960 : la mémoire s'est vu décomposée en système distincts interdépendants, et la fonction mnésique s'est vu schématiquement représentée (encodage, stockage, restitution) afin de l'éprouver et la comprendre plus en profondeur. Ce fut l'occasion de se rendre à l'évidence : la mémoire seule n'apporte que peu, sans la perception et l'apprentissage, pour l'aider dans sa collecte d'informations et dans l'organisation de celles-ci.

[1] Pour en savoir plus vous pouvez consulter l'article Mémoire implicite / explicite et mémoire procédurale / déclarative sur Psychoweb.