La mémoire, 

outil et objet de connaissance

[La mémoire et le cerveau PAR CEDRIC CLOUCHOUX]


Mini-site consacré à l'ouvrage collectif La mémoire, outil et objet de connaissance. Paris: Aux forges de Vulcain, 2008.

La mémoire, outil et objet de connaissance, est un recueil pluri-disciplinaire rassemblant quinze articles de jeunes chercheurs, chacun s'intéressant à l'usage du concept de mémoire dans sa discipline propre et montrant, en creux, quelles sont les différentes dimensions de la mémoire.

Ce mini-site propose, librement, le contenu intégral de cet ouvrage.

L'ouvrage est aussi vendu sous la forme d'un joli livre par la maison d'édition Aux forges de Vulcain

 

Pour citer ce texte :

Clouchoux, Cédric. « La mémoire et le cerveau » in La mémoire, outil et objet de connaissance. Paris : Aux forges de Vulcain, 2008. pp. 37-48.

 

La mémoire et le cerveau 

 

La mémoire est l’une des propriétés principales du cerveau, mais également l’une des plus complexes à comprendre. Pascal disait : « la mémoire est nécessaire à toutes les opérations de l'esprit ». Effectivement, elle régit l'essentiel de nos activités, en construisant notre identité, nos connaissances, notre intelligence, nos émotions. Une problématique aussi vaste implique des questions auxquelles s'intéressent les neurosciences, dont l'un des défis est de comprendre les mécanismes de la mémoire, dans le but de mieux modéliser le fonctionnement du cerveau. Existe-t-il une ou plusieurs mémoires? Quelles sont les structures cérébrales impliquées dans l'intégration et la restitution des informations mémorisées? Quels sont les mécanismes biologiques entrant en jeu?

Dans cet exposé, qui se veut non exhaustif et s'adressant à un public large, nous nous attacherons à essayer de comprendre dans un premier temps ce qu'est la mémoire. Non pas d'un point de vue psychologique ou philosophique, mais réellement d'un point de vue anatomique et biologique. Nous verrons progressivement quels sont les différents types de mémoire, où se « situe » la mémoire dans notre cerveau, comment est reliée celle-ci à nos sens. De nombreuses études, ayant pour but de comprendre cette propriété fascinante de notre cerveau, se sont attachées au côté structurel, comme par exemple la description par Scoville et Milner, en 1957, du célèbre patient HM rendu amnésique par une ablation d'une partie du cerveau (le lobe temporal médian), cette région ayant été au cœur des études anatomofonctionnelles de la mémoire.

Par la suite, nous étudierons les mécanismes de l'apprentissage, en nous basant sur des connaissances anatomiques, biologiques et cellulaires qui nous montreront que le fait de mémoriser une information est un processus complexe. Ensuite, nous discuterons des pathologies ayant une incidence sur la mémoire, en particulier l'autisme et le syndrome d'Alzheimer. A cette occasion, nous parlerons des techniques de neuroimagerie fonctionnelle telles que la tomographie par émission de positons (TEP) et l’IRM fonctionnelle (IRMf), qui ont fortement contribué aux récentes connaissances en neuroanatomie cognitive. Certains travaux ont d'ailleurs montré que des études cognitives et structurelles, s’appuyant sur différentes modalités d’imagerie, pouvaient aider à diagnostiquer des troubles futurs de mémoire chez l’humain. Un aspect plus récent de ces recherches concerne le lien entre émotions, perception et mémoire, d’un point de vue anatomique et fonctionnel. L'évocation de mots faisant référence à soi ne sollicitera pas les mêmes aires que l'évocation d'un mot anodin.

 

1 - La mémoire ou les mémoires

La mémoire est une fonction permettant de capter, d'encoder, de stocker et de restituer les informations et les stimulations que nous recevons. De nombreux acteurs interviennent dans ces mécanismes, biologiques autant que psychiques.

La mémoire a d'abord été décrite comme une seule entité, au fonctionnement adaptatif, ce qui permettait également de s'appuyer sur les connaissances biologiques de l'époque. Depuis les années 60, le modèle modal nous propose un système reposant sur trois types de mémoires. Bien que leurs mécanismes diffèrent les uns des autres, ils sont tous les trois imbriqués et nécessaires à la mémorisation durable d'un souvenir. Une formulation classique de ce modèle, proposé par Atkinson et Schiffrin, en 1968, distingue la mémoire sensorielle, la mémoire à court terme, et la mémoire à long terme.

Un stimuli extérieur peut être ignoré, ou bien être stocké dans la mémoire sensorielle. Celle ci ne demande pas d'attention, mais est indispensable pour prendre connaissance du monde extérieur, nous permettant de percevoir l'unité des choses. La mémoire sensorielle est très courte, avec une persistance comprise généralement entre 300 millisecondes et 1 seconde. Il est à noter que ce processus est différent de celui de la rémanence visuelle. Les stimulis étant principalement visuels et auditifs, les mémoires sensorielles visuelles (également appelée mémoire iconique) et auditives (dite échoïque) sont généralement mises en jeu. D'autres perceptions captées peuvent s'y ajouter, mais elles semblent jouer un rôle moindre (i.e. La mémoire sensorielle tactile, ou haptique). Selon l'attention portée à un élément de la mémoire sensorielle, celui-ci peut rentrer dans la mémoire à court terme. Elle nous permet de garder en mémoire un élément pendant un court laps de temps et de le restituer. De façon générale, la mémoire à court terme nous offre la capacité de retenir et restituer entre cinq et neuf éléments, et ce pendant une durée de moins d'une minute environ. Typiquement, la mémoire à court terme nous permet de restituer une série d'éléments venant d'être énoncés. Maintenir un certain temps un élément dans la mémoire à court terme le ferait passer dans la mémoire à long terme.

Pourtant, le concept de « réceptacle temporaire » apparaît de plus en plus comme étant trop simpliste pour définir la mémoire à court terme. Ainsi, une extension a été définie comme « mémoire de travail », permettant d'effectuer des processus cognitifs sur des éléments qui y sont stockés. Elle serait impliquée dans des processus tels la lecture, l'écriture ou le calcul. Pour faire passer un élément de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme, plusieurs stratégies sont possibles. La répétition semble être moins efficace que la consolidation d’un souvenir en lui donnant un sens, c'est-à-dire en l'associant à des connaissances préalables. La mémoire à long terme stocke les informations pendant une longue période, voire pendant toute la vie. Elle contient aussi bien les souvenirs récents, que les souvenirs anciens, qui ont été consolidés. La mise en mémoire à long terme peut être modélisée en trois processus : l'encodage, le stockage et la restitution des informations. L'encodage permet de donner un sens à une information. Il dépend en grande partie du vécu de l'individu, car il utilise des informations déjà mémorisées. Par exemple, le mot « bleu » évoquera le ciel pour un pilote d'avion, alors qu'il fera penser à la mer à un marin. L'encodage d'un mot utilise des « indices », plus ou moins nombreux, qui permettront de retrouver un mot encodé. Ainsi, le mot « citron » pourra être encodé de la façon suivante : fruit, jaune, rond. Plus les indices issus de l'encodage seront nombreux, plus le mot sera retrouvé facilement. L'encodage fait également référence au contexte émotionnel et environnemental.

La mémorisation se montre ainsi être un processus complexe, qui fait appel à de multiples mécanismes cérébraux. Par exemple, les souvenirs ne sont pas stockés dans un endroit précis du cerveau. En réalité, un souvenir correspond à un cheminement précis entre plusieurs neurones. Voyons plus en détail le fonctionnement de la mémorisation. La mémoire à court terme sollicite principalement le lobe préfrontal. En particulier, le cortex préfrontal dorso-latéral aurait un rôle important dans certaines formes de mémoire de travail, comme lorsque l'on doit faire un choix entre différentes possibilités, ou alterner entre deux tâches de mémorisation. Un modèle de fonctionnement de la mémoire de travail, proposé par Baddeley, décrit un processeur central, étant situé dans le lobe frontal et coordonnant l'activité de deux sous-systèmes: la boucle phonologique, et le calepin visuo-spatiale. La première, représentant notre mémoire acoustique et linguistique, active des zones de l'hémisphère gauche associées à la production du langage: l'aire de Wernicke et l'aire de Broca. La mémoire visuo-spatiale fait référence aux images mentales que nous produisons. Elle active une aire du cortex occipital, associée aux traitements visuels. Le rôle exact du cortex préfrontal dorso-latéral dans le processus de la mémoire est encore débattu. Est-ce juste un coordinateur de sous-systèmes, comme vu précédemment? Ou sert-il de zone de stockage temporaire pour certains types d'informations? D'autres points de vue proposent que l'implication de cette zone serait graduelle, et dépendrait de la charge de travail à effectuer, ou encore le niveau d'abstraction de la tâche.

La mémoire est un processus d'autant plus compliqué à comprendre qu'il s'étale dans le temps. Plusieurs expériences ont montré que les différentes zones sollicitées lors de la mémorisation d'un élément sont activées plus ou moins intensément dans le temps. Par exemple, lors d'une tâche de mémorisation d'une image, les aires visuelles sont d'abord activées, puis leur activation diminue progressivement pour se transférer dans la zone frontale.

Si la mémoire à court terme fait essentiellement appel au cortex, la mise en mémoire à long terme implique de nouvelles structures, dont le système lymbique, les lobes temporaux et l'hippocampe. D'une façon générale, l'hippocampe joue le rôle de lien entre différentes zones corticales. Prenons l'exemple d'une journée de randonnée. Dans ce cas, c'est la mémoire épisodique qui est sollicitée. Le système d'associations précédemment décrit permet de coupler les souvenirs des paysages, des odeurs et des sons. Le degré de consolidation du souvenir dépendra beaucoup de l'affectif, de l'intérêt suscité par la journée, de son contenu émotionnel. Le système lymbique, siège des émotions entre alors en jeu. Lors de la mise en mémoire à long terme, l'information circule dans le système lymbique, en suivant un circuit appelé « circuit de Papez ». Lors de ce parcours, l'information passe de l'hippocampe aux corps mamillaires de l'hypothalamus, au noyau antérieur du thalamus, au cortex cingulaire, au cortex entorhinal pour revenir finalement à l'hippocampe. Après un certain nombre de passages par le circuit de Papez, les zones corticales sollicitées par un événement particulier subissent un remodelage physique. Elles créent des associations privilégiées, et se passent petit à petit de l'intervention des zones lymbiques, pour finalement être totalement indépendantes de l'hippocampe. Ce phénomène explique pourquoi les patients atteints d'une lésion bilatérale de l'hippocampe sont incapables de se fabriquer de nouveaux souvenirs, alors que ceux fabriqués avant l'accident n'ont pas été effacés. Puisque le système lymbique n'intervient plus dans les souvenirs stockés dans la mémoire à long terme, ceux-ci sont désormais encodés dans les zones corticales sensorielles où les informations d'origine ont été reçues. Lors d'une tâche de mémorisation d'un souvenir visuel, l'aire occipitale sera activée. La mémoire sémantique, les connaissances générales, se passe également de la zone lymbique. En revanche, la mémoire spatiale se situerait exclusivement dans l'hippocampe, plus précisément dans l'hippocampe droit. C'est cette mémoire qui nous permet de recréer une carte mentale de l'espace. La mémoire émotive solliciterait, en plus de l'hippocampe, une autre structure du système lymbique, l'amygdale, structure liée également à la peur. Un autre type de mémoire, la mémoire procédurale, n'est pas liée à l'hippocampe. Elle se reposerait plus sur le cervelet, les ganglions de la base et le cortex moteur. Toutes ces structures sont utilisées lors du contrôle de la motricité. Une lésion du cervelet affecte d'ailleurs cette mémoire procédurale.

Nous voyons que la mémoire, et en particulier la mise en mémoire est un processus très complexe, faisant appel à de nombreuses structures. Après avoir vu les principes généraux de la mémoire, une étude plus détaillé des mécanismes de l'apprentissage va s'intéresser au détaillons le fonctionnement de l'apprentissage.

 

2 - Les mécanismes de l'apprentissage

Aucun neurone ne contient à lui seul un souvenir, ou une information susceptible de restituer un souvenir. En réalité, lors de la mémorisation d'une information, des circuits nerveux sont modifiés. L'apprentissage repose ainsi sur la plasticité neuronale, c'est-à-dire la capacité des neurones à modifier l'efficacité des transmissions des influx nerveux au niveau de jonctions particulières, appelées synapses. Lorsque nous apprenons une nouvelle information, comme par exemple un nouveau mot, tout un ensemble de neurones est activé, et par conséquent un nouveau réseau nerveux, reliant ces neurones les uns aux autres, est utilisé. Si nous nous répétons cette information plusieurs fois, nous sélectionnons et renforçons les liaisons entre les zones neuronales sollicitées. Plus le circuit neuronal aura été façonné, plus il nous sera aisé de nous remémorer un souvenir.  En résumé, notre cerveau stocke des informations dans des réseaux synaptiques modifiés. La disposition de ces synapses constitue l'information.

Donald Hebb introduit, au milieu du XXème siècle, l'idée d'un renforcement des synapses entre deux neurones, dans le cas où ceux-ci seraient activés en même temps. Près d'un quart de siècle plus tard, la LTP (Potentialisation à Long Terme), participant au renforcement synaptique de neurones activés simultanément, fut mise en avant. Pour être renforcé, il faut qu'un réseau de neurone existe. L'apprentissage s'appuie donc sur un câblage préexistant. Ainsi, nos souvenirs ne correspondent pas à des endroits particuliers dans notre cerveau, mais plutôt à l'activité particulière de certains réseaux neuronaux ayant des connexions renforcées entre eux. A l'intérieur d'un même réseau de neurones, plusieurs souvenirs peuvent être encodés par différents schémas de connexions synaptiques. De même, un souvenir peut aussi faire appel à l'activation simultanée de plusieurs assemblées de neurones réparties dans différentes aires du cerveau. Parmi les circuits pré-câblés cités juste avant, ceux de la formation hippocampique, impliqués dans la l'établissement de la mémoire à long terme, sont certainement les mieux connus de tous. Détaillons ces circuits.

L'information en provenance des cortex associatifs visuels, auditifs ou somatiques parvient d'abord à la région parahippocampique du cortex, puis passe au cortex enthorinal et finalement à l'hippocampe comme tel. À travers celui-ci, l'information va passer successivement à travers trois régions distinctes. En effet, l'hippocampe proprement dit est fait des régions pourvues de neurones pyramidaux étroitement groupées, principalement les aires CA1, CA2 et CA3 (CA pour Corne d'Ammon, à cause de sa ressemblance avec la forme des cornes de bélier du dieu Ammon de la mythologie). C'est ce que l'on appelle le circuit ou la boucle trisynaptique de l'hippocampe. L'entrée de l'information dans cette boucle unidirectionnelle se fait par les axones du cortex entorhinal nommés fibres perforantes (ou voie perforante, car elle passe au travers du subiculum et de l'espace qui le sépare du gyrus dentelé). Ces « axones » (longs prolongements fibreux du neurone, conduisant l’influx nerveux) font la première connexion de la boucle avec les neurones du gyrus dentelé. Des cellules granuleuses du gyrus dentelé partent les fibres moussues qui font la deuxième connexion de la boucle avec les dendrites des cellules pyramidales de l'aire CA3. Les axones des cellules de l'aire CA3 se ramifient en deux : une partie forme les fibres commissurales se dirigeant vers l'hippocampe controlatéral via le corps calleux et l'autre partie forme les collatérales de Schaffer qui font la troisième connexion de la boucle avec les cellules de l'aire CA1. C'est dans ces synapses que la mémoire spatiale associée à l'hippocampe semble être encodée. Cette région démontre aussi une forte propension à la potentialisation à long terme (LTP), bien que l'on observe ce phénomène à plusieurs autres endroits dans l'hippocampe ainsi que dans le cortex. Ensuite, les axones des cellules de CA1 se dirigent vers les neurones du subiculum et les neurones du cortex entorhinal. La partie réceptrice de la formation hippocampique est donc constituée par le gyrus denté et sa partie émettrice par le subiculum. Les axones des grands neurones pyramidaux du subiculum se dirigent ensuite vers les noyaux sous-corticaux par la fimbria, mince lame de substance blanche au bord interne de l'hippocampe. Finalement, l'information retournera vers les aires corticales sensorielles d'où elle était partie avant d'être traitée par l'hippocampe.

Ce que nous avons vu jusqu'à présent nous a montré à quel point le fonctionnement de la mémoire est complexe, impliquant de nombreuses structures sous-jacentes. Le système nerveux humain est d'autant plus fragile qu'il est composé de plusieurs centaines de milliards de neurones (plusieurs chiffres sont souvent évoqués, mais parler de 1011 neurones est généralement admis).

 

3 - Les pathologies

De nombreuses pathologies affectent la mémoire en général, et plus particulièrement les mécanismes d'apprentissage et de restitution de l'information. L'amnésie est en général une conséquence de la destruction d'une partie des cellules du cerveau, à la suite d'un choc ou d'une maladie. Les zones les plus critiques sont les lobes temporaux, en particulier la région de l'hippocampe. Une lésion de cette région cause en général une amnésie antérograde, qui empêche au patient de se souvenir de quoi que ce soit de nouveau depuis la destruction de ces zones. Un des cas les plus reportés est celui du patient HM, qui s'est fait retirer chirurgicalement ses deux hippocampes, dans le but d'apaiser ses crises d'épilepsie, devenues trop handicapantes. HM était incapable d'encoder de nouveaux souvenirs, alors que ceux antérieurs à l'intervention étaient restés intacts, ainsi que ses connaissances générales. Ceci a permis de comprendre que l'hippocampe et les régions corticales avoisinantes n'étaient pas impliqués dans le stockage des informations, mais dans le processus d'encodage des souvenirs.

D'autres traumatismes touchent le lobe frontal, endommagé. Les patients atteints par ce type d'amnésie ne souffrent pas d'une perte de mémoire globale, mais éprouvent des difficultés dans des tâches impliquant une planification temporelle d'évènements. L'amnésie peut également être très localisée et spécifique. Par exemple, l'amnésie des couleurs est due à un traumatisme ayant touchée la zone de perception des couleurs. Comme la mémoire des couleurs est reconstruite au même endroit, elle disparaît également. Nous le voyons, de nombreuses pathologies peuvent être la cause de troubles de la mémoire. La plus célèbre est bien entendu la syndrome d'Alzheimer. Mais de nombreuses autres manifestations de troubles de mémoires ont été rencontrées, par exemple chez les autistes.

Rappelons brièvement que l'autisme est un trouble apparaissant très tôt dans la vie. Les symptômes sont principalement une incapacité partielle ou totale à communiquer avec le monde extérieur (au sens large, à savoir tout ce qui est extérieur au corps du patient), des champs d'intérêts limités, des troubles du langage, une absence émotionnelle et des gestes répétitifs. Bien que nous soyons certains que l'autisme est dû à des troubles d'ordre neurobiologiques, aucune zone cérébrale n'est touchée en particulier. Cependant, certains patients atteints d'autisme font preuve de capacités exceptionnelles dans certains domaines, dont la mémoire. Les autistes ne traitent pas les informations comme les autres. Ils utilisent un type de mémoire différent de celles utilisées communément: la mémoire de surface. Bien évidemment, il est très difficile aux autistes de décrire comment s'effectue leur processus de mémorisation, non seulement par leurs difficultés de communication, mais surtout car cette mémorisation est spontanée, ne répond pas à un processus d'apprentissage, comme nous en avons pris l'habitude. Il semblerait que ces patients utilisent plutôt l'aspect de « surface » d'un mot, plutôt que leur sens commun. Par exemple, nous classifierons le mot « armoire » dans la catégorie « mobilier » plutôt que dans la catégorie des mots en « oire ». Le psychologue John Sweeney a découvert que lors d'une tâche de mémorisation spatiale, l'activité du cortex pariétal et du cortex préfrontal était bien inférieure à celle d'un adulte sain. Il apparaît que ces zones sont sollicitées lors de la planification et de la résolution d'un problème, entre autres en gardant à disposition une carte spatiale évolutive. Il a été également montré par Bauman que des anomalies anatomiques sont présentes sur des cerveaux d'autistes, en particulier dans le système lymbique, comprenant l'hippocampe, structure déterminante dans le processus de la mémorisation.  Les cellules de cette aire sont plus petites et plus regroupées que celle d'un individu sain, comme si elles étaient immatures.

Le syndrome d'Alzeimer est quant à lui une maladie dégénérative. Elle touche le système nerveux. Le cerveau subit ainsi plusieurs changements. Les cellules du cerveau se rapetissent ou disparaissent. Les neurones meurent, les premières aires touchées concernent les zones de la mémoire, dont l'hippocampe, le cortex frontal et le cortex temporoparietal. Une manifestation du syndrome est l'atrophie cérébrale. Elle est visible par un examen post-mortem du cerveau, grâce à une mesure de poids ou de volume. Le poids du cerveau diminue normalement de 2% tous les 10 ans en moyenne, à partir de 55 ans. Dans un cas pathologique, la perte de poids est variable selon la zone considérée : environ 40% pour le lobe temporal, 30% pour le lobe pariétal et 15% pour le lobe frontal. Ceci a une conséquence directe sur la mémoire, puisque la diminution de poids est due à la perte de neurones dans les aires précitées. La rapidité de la progression de l'atrophie permet de distinguer aisément un cas normal d'un cas pathologique. L'intérêt d'étudier le patient d'une façon non invasive est de permettre un suivi longitudinal, au cours du temps. Ceci est rendu possible grâce aux nouvelles techniques d'imagerie, comme la Tomographie par Emission de Positons (TEP) ou l'Imagerie par Résonnance Magnétique Fonctionnelle (IRMf). De plus, au cours du développement de la maladie d'Alzheimer, l'activité cérébrale des régions temporales, frontales et pariétales est nettement diminuée. Comment quantifier cette activité? Est-il possible de prévoir ces changements? Un élément de réponse à ces questions est apporté depuis plusieurs années par l'imagerie médicale fonctionnelle. Grâce à plusieurs modalités d'acquisition, il est désormais possible d'observer nos neurones « en pleine action ». Ces techniques permettent ainsi de mesurer de nombreux paramètres de notre activité cérébrale, que ce soit au repos ou lors de tâches cognitives spécifiques. La TEP permet d'évaluer le métabolisme cérébral du glucose, fortement corrélé à la perfusion cérébrale. L'IRMf s'appuie sur le même phénomène physiologique que la TEP. Les fonctions cognitives ont pour propriété de modifier localement l'apport sanguin, dans les zones cérébrales sollicitées. Un neurone actif a besoin de plus d'oxygène, donc de plus de sang pour fonctionner. La TEP permet de mesurer cette vasodilatation grâce à l'injection préalable d'un marqueur radioactif dans le sang du patient. Des capteurs situés autour de la tête vont enregistrer les émissions de rayons gamma émis lors de la dégradation des marqueurs radioactifs, qui doivent avoir une demi-vie courte (environ deux minutes).  L'IRMf, quant à lui, s'appuie sur l'effet BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent). L'oxygène est apporté par l'hémoglobine, qui comporte également un atome de fer. Une propriété de l'hémoglobine est d'avoir des caractéristiques magnétiques différentes selon qu'elle transporte ou non de l'oxygène. La désoxy-hémoglobine, hémoglobine débarrassée de son oxygène, produit dans son voisinage une faible perturbation du champ électromagnétique. L'IRMf, sorte de gros aimant, va détecter cette désoxy-hémoglobine. Sans entrer dans les détails, mentionnons juste qu'un protocole d'IRM fonctionnelle clinique permet d'obtenir généralement des images avec une résolution spatiale de 3 millimètres (la plus petite unité observée sera alors un cube, ou voxel, de 3 millimètres de côté), et une résolution temporelle de 3 secondes, les performances des IRM de recherches étant supérieures. Cela signifie que nous sommes capables de voir l'activité du cerveau par tranches de 3 secondes, ce qui est suffisant pour analyser le fonctionnement cérébral d'un patient lors d'une tâche de mémorisation.

Au cours de la maladie d'Alzheimer, l'activité se réduit fortement dans les régions temporale, préfrontale et pariétal. Cette diminution est corrélée à l'altération des performances cognitives. A l'heure actuelle, des expérimentations sont en cours pour évaluer la pertinence des méthodes d'imagerie fonctionnelle pour la prédiction de l'évolution de la pathologie. Par exemple, combiner la mesure de l'activité cérébrale à la mesure de l'atrophie de l'hippocampe semble être intéressant d'un point de vue du diagnostique. Quel que soit le mode d'évaluation choisi (TEP pour mesurer le métabolisme glucidique, ou IRMf pour mesurer la perfusion cérébrale), l'activation cérébrale mesurée est corrélée à l'activité neuronale. Ainsi, une diminution de cette activation pourrait refléter une perte neuronale, ou bien être due à d'autres facteurs, comme une lésion d'une zone du cerveau. L'activité cérébrale lors de tâches de mémorisation peut être mesurée par IRMf. Il semble que les sujets âgés normaux utilisent des réseaux neuronaux différents de ceux de sujets jeunes, l'activité du lobe frontal étant plus intense chez les sujets âgés. Pour les sujets âgés probablement atteints du syndrome d'Alzheimer, certaines études montrent qu'il existe une diminution de l'activation hippocampique et parahippocampique lors de tâches mnésiques, alors que l'on constate dans le même temps une augmentation de l'activité dans des régions corticales qui ne sont pas, ou moins atteintes, par la maladie.

Encore une fois, ces processus complexes sont difficiles à analyser, et les neurosciences, bien que faisant d'énormes progrès chaque jour, n'ont pas encore permis d'expliquer de nombreux phénomènes liés à la mémoire. Cependant, des travaux novateurs sont réalisés, comme par exemple ceux de Fossatti (voir : Fossati, P., Hevenor, S. J., Lepage, M., Graham, S. J., Grady, C., Keightley, M. L., et al. (2004). “Distributed self in episodic memory: neural correlates of successful retrieval of self-encoded positive and negative personality traits”. Neuroimage, 22(4), 1596-1604.), tentant d'établir un lien entre émotions, perception et mémoire. L'idée de départ est qu'un même mot ne sollicitera pas les mêmes aires du cerveau selon qu'il fasse référence à soi, en faisant donc appel à son identité propre, son vécu personnel, qu'il définisse un trait de caractère positif ou négatif, ou bien qu'il soit considéré en termes sémantiques, c'est-à-dire comme juste un mot, une suite de lettres. Les mots qui font référence à soi sont généralement mieux mémorisés que les mots traités uniquement de façon sémantique. Le « personnel » utilise une organisation et des informations déjà encodées. Cette étude, s'appuyant sur les enregistrements de l'activité cérébrale de plusieurs sujets ayant suivi les même tâches, montre que la condition « personnelle » entraine une activation bilatérale dans la région antérieure et interne du cerveau. L'activation de la partie interne n'est pas modulée par le fait que les mots soient positifs ou négatifs, alors qu'une partie de l'activation externe est plus importante lorsque le mot évoque un aspect négatif. D'un autre côté, les mots traités de façon « générale » induisent une activation des aires plus externes. Dans ce cas apparaît une modulation de l'activité, qui est plus importante si les mots sont négatifs. Ce résultat montre qu'il existe dans le cerveau des régions cérébrales représentant la carte d'identité émotionnelle de chaque individu et permettant d'intégrer les expériences émotionnelles dans l'histoire personnelle des sujets. De même, cela supporte la notion d'un ensemble de régions du cerveau attaché au maintien du concept du soi.

Le cerveau est une structure extrêmement complexe, et de nombreuses équipes travaillent actuellement à une meilleure compréhension de son fonctionnement, dans le but de mieux le modéliser. La mémoire, qui n'est qu'une sous-partie de ses fonctions, est un champ de recherche passionnant, qui s'étend sur de multiples aspects: biologie, neuroscience, neurophysiologie, psychologie.

 

 

Cédric Clouchoux    

 

Pour citer ce texte :

Clouchoux, Cédric. « La mémoire et le cerveau » in La mémoire, outil et objet de connaissance. Paris : Aux forges de Vulcain, 2008. pp. 37-48.

 

Introduction

 

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La mémoire et le cerveau par Cédric CLOUCHOUX

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  • Mémoire et histoire

La mémoire collective et l'histoire politique par Nathanaël DUPRE LA TOUR

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La mémoire et l'identité locale par Véronique BONTEMPS

 

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Biographies des auteurs