Types de mémoire procédurale, fonctionnement et physiologie

Le mémoire procédurale ou instrumentale est celle qui stocke des procédures, des compétences ou des compétences cognitives ou motrices qui permettent aux personnes d'interagir avec l'environnement.

C'est une sorte de mémoire inconsciente à long terme, qui reflète la manière de faire les choses (motricité). Par exemple: écrire, faire du vélo, conduire une voiture, jouer d’un instrument, entre autres.

Généralement, les systèmes de mémoire sont divisés en deux types: la mémoire déclarative et la mémoire non déclarative ou implicite. Le premier est celui qui stocke les informations pouvant être communiquées verbalement, consistant en un apprentissage conscient.

Par contre, le second type est une mémoire difficile à verbaliser ou à transformer en images. À l'intérieur se trouve la mémoire procédurale. Ceci est activé lorsque vous devez exécuter une tâche et les fonctions apprises sont généralement des compétences automatisées.

Le substrat cérébral principal de la mémoire procédurale est le striatum, les noyaux gris centraux, le cortex prémoteur et le cervelet.

Le développement de la mémoire procédurale se produit davantage dans l'enfance. Et il est continuellement modifié par les expériences et les pratiques quotidiennes. Il est vrai qu'à l'âge adulte il est plus compliqué d'acquérir ce type de compétences que dans l'enfance, car cela demande un effort supplémentaire.

Concept de mémoire procédurale

"La mémoire procédurale est un terme que j'utilise quand j'enseigne aux enfants de 10 ans à jouer au baseball. Je leur dis que chaque fois qu'ils lancent bien la balle ou balancent la batte correctement, ils renforcent le programme pour ce mouvement précis. Et inversement, chaque fois qu'ils le font mal, ils renforcent ce style inapproprié… " (Eichenbaum, 2003).

La mémoire procédurale comprend les habitudes, les compétences et les habiletés motrices que le système moteur acquiert et intègre dans ses propres circuits. Pour que ce type de mémoire soit acquis, il faut que plusieurs essais de formation permettent d'automatiser la compétence.

La connaissance progresse inconsciemment et est continuellement modulée par l'expérience. Ainsi, ils sont adaptés tout au long de la vie à la pratique répétée.

Dans les phases plus avancées, la pratique rend les compétences cognitives ou motrices plus précises et plus rapides. Cela devient une habitude, un comportement qui fonctionne automatiquement.

Types de mémoire procédurale

Il semble y avoir deux types de mémoire procédurale, avec différents emplacements principaux dans le cerveau.

Le premier concerne l'acquisition des habitudes et des compétences. C’est-à-dire la capacité à développer des répertoires comportementaux stéréotypés tels que l’écriture, la cuisine, le piano… Ce type de mémoire procédurale concerne les comportements visant un but et est logé dans le système strié du cerveau.

Le second est un système beaucoup plus simple. Il fait référence à des adaptations sensorimotrices spécifiques, c'est-à-dire à l'ajustement de nos réflexes ou au développement de réflexes conditionnés.

Il s’agit d’ajustements du corps, permettant une exécution des mouvements fins et précis, en plus des réflexes conditionnés. Il est situé dans le système cérébelleux.

Comment fonctionne la mémoire procédurale?

La mémoire procédurale commence à se former tôt lorsque vous apprenez à marcher, à parler ou à manger. Ces capacités sont répétées et enracinées de telle manière qu'elles se font automatiquement. Il n'est pas nécessaire de penser consciemment à la façon d'effectuer de telles activités motrices.

Il est difficile d'indiquer quand vous avez appris à effectuer ce type d'action. Ils sont généralement appris pendant la petite enfance et continuent d'être pratiqués inconsciemment.

L'acquisition de ces compétences nécessite une formation, même s'il est vrai que la formation ne permet pas toujours de développer les compétences. On peut dire qu'un apprentissage procédural a été acquis lorsque le comportement change grâce à la formation.

Apparemment, il existe des structures dans notre cerveau qui contrôlent l'apprentissage initial des mémoires procédurales, leur apprentissage différé et leur automatisation.

Substrat cérébral

Lorsque nous apprenons une habitude, une zone de notre cerveau appelée les noyaux gris centraux est activée. Les noyaux gris centraux sont des structures sous-corticales qui ont des connexions multiples avec le cerveau entier.

Plus précisément, ils permettent l'échange d'informations entre les zones cérébrales inférieures (telles que le tronc cérébral) et les zones supérieures (telles que le cortex).

Cette structure semble jouer un rôle sélectif dans l'apprentissage procédural des habitudes et des capacités. Il participe également à d'autres systèmes de mémoire non déclaratifs, tels que le conditionnement classique ou opérant.

Dans les noyaux gris centraux, une région appelée noyau strié se distingue par l'acquisition d'habitudes. Il reçoit des informations de la plupart du cortex cérébral, en plus d'autres parties des noyaux gris centraux.

Le striate est divisé en strié associatif et strié sensori-moteur. Les deux ont des fonctions différentes dans l'apprentissage et l'automatisation des compétences.

Premières étapes de l'apprentissage procédural: striate associatif

Lorsque nous sommes au début de l'apprentissage procédural, le striatum associatif est activé. Il est intéressant de noter que cette activité étant axée sur la formation et l’apprentissage, cette activité est en train de diminuer.Ainsi, lorsque nous apprenons à conduire, la flûte associative est activée.

Par exemple, dans une étude de Miyachi et al. (2002), il a été constaté que si le striatum associatif était temporairement inactivé, de nouvelles séquences de mouvements ne pourraient pas être apprises. Cependant, les sujets pouvaient exécuter des modèles de moteur déjà appris.

Stades tardifs de l'apprentissage procédural: striatal sensorimoteur

Dans les étapes ultérieures de l'apprentissage procédural, une autre structure est activée: le striatum sensorimoteur. Cette zone a un schéma d'activité opposé au striat associatif, c'est-à-dire qu'elle est activée lorsque la compétence a déjà été acquise et est automatique.

De cette manière, une fois que la capacité de conduite a été suffisamment entraînée et est déjà automatique, le striatum associatif réduit son activité tout en augmentant l'activation du striatum sensorimoteur.

En outre, il a été constaté qu'un blocage temporaire du striatum sensorimoteur empêche les séquences apprises d'être exécutées. Bien que cela n'interrompt pas l'apprentissage de nouvelles compétences.

Cependant, il semble y avoir un pas de plus. Il a été observé que lorsqu'une tâche est déjà bien apprise et automatisée, les neurones sensorimoteurs du striatum ne répondent pas non plus.

Cortex cérébral et mémoire procédurale

Qu'est-ce qui se passe alors? Apparemment, lorsqu'un comportement est très bien appris, le cortex cérébral (cortex) est activé. Plus spécifiquement les zones motrices et prémotrices.

Bien que cela semble dépendre aussi de la complexité de la séquence des mouvements appris. Ainsi, si les mouvements sont simples, le cortex est principalement activé.

En revanche, si la séquence est très complexe, certains neurones du striatum sensorimoteur sont toujours activés. En plus d'activer comme support les régions motrices et prémotrices du cortex cérébral.

En revanche, il a été montré que l’activité des zones du cerveau qui contrôlent l’attention (préfrontale et pariétale) diminue lorsque nous effectuons des tâches hautement automatisées. Alors que, comme mentionné, l'activité augmente dans les zones motrices et prémotrices.

Cervelet et mémoire procédurale

Le cervelet semble également participer à la mémoire procédurale. En particulier, il participe à affiner et à préciser les mouvements appris. C'est-à-dire que cela nous donne plus d'agilité quand il s'agit d'exécuter nos compétences motrices.

En outre, cela aide à acquérir de nouvelles compétences motrices et à les consolider grâce aux cellules de Purkinje.

Système limbique et mémoire procédurale

Comme dans d'autres systèmes de mémoire, le système limbique joue un rôle important dans l'apprentissage procédural. C'est parce qu'il est lié aux processus de motivation et d'émotion.

Pour cette raison, lorsque nous sommes motivés ou intéressés par l’apprentissage d’une tâche, nous l’apprendons plus facilement et restons plus longtemps dans notre mémoire.

Mécanismes physiologiques

Il a été démontré que lorsque nous acquérons l’apprentissage, les connexions et les structures des neurones impliqués changent.

Ainsi, à travers une série de processus, les compétences acquises font partie de la mémoire à long terme, ce qui se traduit par une réorganisation des circuits neuronaux. Certaines synapses (connexions entre neurones) sont renforcées et d'autres s'affaiblissent, en même temps que les épines dendritiques des neurones changent de taille et s'allongent.

En revanche, la présence de dopamine est fondamentale pour la mémoire procédurale. La dopamine est un neurotransmetteur du système nerveux qui a de multiples fonctions, parmi lesquelles la motivation et la sensation enrichissante. En plus de permettre le mouvement, et bien sûr, l'apprentissage.

Facilite principalement l'apprentissage qui se produit grâce aux récompenses, par exemple, apprendre à appuyer sur un certain bouton pour obtenir de la nourriture.

Troubles affectant la mémoire procédurale

Il existe un ensemble de structures corticales et sous-corticales qui interviennent dans différentes fonctions de la mémoire procédurale. Une lésion sélective de certains d'entre eux entraîne divers troubles des fonctions motrices. Comme la paralysie, l'apraxie, l'ataxie, les tremblements, les mouvements chorésiques ou la dystonie (Carrillo Mora, 2010).

De nombreuses études ont analysé les pathologies affectant la mémoire afin de connaître les types de mémoires existantes et leur fonctionnement.

Dans ce cas, les conséquences possibles d'un mauvais fonctionnement des noyaux gris centraux ou d'autres structures dans l'apprentissage et l'exécution des tâches ont été examinées.

Pour cela, dans les différentes études, différents tests d'évaluation sont utilisés pour comparer les personnes en bonne santé et les autres avec une certaine affectation de la mémoire procédurale. Ou, les patients présentant des dommages de mémoire procéduraux et d'autres patients présentant des dommages à un autre type de mémoire.

Par exemple, dans la maladie de Parkinson, il existe un déficit de dopamine dans le striatum et des anomalies dans l'exécution de certaines tâches de mémoire ont été observées. Des problèmes peuvent également apparaître dans la maladie de Huntington, où les connexions entre les noyaux gris centraux et le cortex cérébral sont endommagées.

Il y aura également des difficultés chez les patients présentant des lésions cérébrales dans certaines des structures cérébrales impliquées (par exemple, celles provoquées par un accident vasculaire cérébral).

Cependant, le rôle exact joué par les noyaux gris centraux dans l’apprentissage de la mobilité est quelque peu controversé.

Il a été constaté que, lors de l'apprentissage moteur, certaines zones du cerveau sont activées chez des participants sains. Certains d'entre eux étaient le cortex préfrontal dorsolatéral, l'aire motrice supplémentaire, le cortex cingulaire antérieur ... ainsi que les noyaux gris centraux.

Cependant, chez d'autres patients atteints de la maladie de Parkinson, différentes zones ont été activées (comme le cervelet). De plus, les ganglions striés et basaux étaient inactifs. Il semble que la compensation soit donnée par le système cortico-cérébral, puisque la voie cortico-striatale est endommagée.

Chez les patients atteints de cette maladie et de Huntington, une plus grande activation des voies hippocampiques et thalamocorticales a également été observée.

Dans une autre étude, ils ont évalué des patients ayant subi un accident vasculaire cérébral affectant les noyaux gris centraux et les ont comparés à des participants sains.

Ils ont constaté que les patients affectés apprenaient les séquences motrices plus lentement, prenaient plus de temps pour donner des réponses et que celles-ci étaient moins précises que celles des participants en bonne santé.

Apparemment, les auteurs expliquent que ces individus ont des difficultés à diviser la séquence motrice en éléments organisés et coordonnés. Ainsi, leurs réponses sont désorganisées et prennent plus de temps à élaborer.

Évaluation

Plusieurs tests permettent d'évaluer la capacité de mémoire procédurale chez l'homme. Les études utilisent souvent de tels tests comparant les performances entre les patients ayant des problèmes de mémoire et les personnes en bonne santé.

Les tâches les plus utilisées pour évaluer la mémoire procédurale sont les suivantes:

Tâche probabiliste de prévision météorologique

Dans cette tâche, l'apprentissage cognitif procédural est mesuré. Quatre types de cartes différents sont présentés au participant où différentes figures géométriques apparaissent. Chaque carte représente une certaine probabilité de pluie ou de soleil.

À l'étape suivante, le sujet est présenté avec trois cartes groupées. Il devra déterminer si, compte tenu des données réunies, il y a plus de chance qu'il fasse soleil ou qu'il pleuve.

Après votre réponse, l'examinateur vous dira si la réponse a été correcte ou non. Par conséquent, le participant à chaque essai apprend progressivement à identifier les lettres les plus susceptibles d'être associées au soleil ou à la pluie.

Les patients présentant des altérations des ganglions de la base, tels que ceux souffrant de la maladie de Parkinson, ne parviennent pas à apprendre progressivement cette tâche, bien que leur mémoire explicite soit intacte.

Test de temps de réaction séquentiel

Cette tâche évalue l'apprentissage des séquences. Dans celui-ci, des stimuli visuels sont présentés sur un écran, généralement des lettres (ABCD ...). Le participant est chargé de regarder la position de l'un d'entre eux (par exemple, B).

Le participant doit appuyer sur l'une des quatre touches en fonction de l'endroit où se trouve le stimulus cible, le plus rapidement possible. Le centre gauche et l'index sont utilisés, ainsi que l'index droit et le majeur.

Au début, les positions sont aléatoires, mais dans la phase suivante, elles suivent un certain schéma. Par exemple: DBCACBDCBA ... Après plusieurs essais, le patient doit donc apprendre les mouvements nécessaires et les automatiser.

Tâche de poursuite du Rotary

Cette tâche est effectuée avec un appareil spécial doté d'un plateau tournant. Dans une partie de la plaque se trouve une pointe en métal. Le participant doit placer une tige dans la pointe du métal aussi longtemps que possible, sans oublier que la plaque effectue des mouvements circulaires à suivre.

Test de miroir

Dans cette tâche, une bonne coordination oculaire est nécessaire. Évalue la capacité à apprendre une habileté motrice spécifique, telle que tracer le contour d'une étoile. Cependant, pour cette tâche, le participant ne peut voir que le reflet de l'image qu'il dessine dans un miroir.

Au début, les erreurs sont habituelles, mais après plusieurs répétitions, elles contrôlent les mouvements en observant la main et le dessin dans le miroir. Chez les patients en bonne santé, les erreurs sont de moins en moins nombreuses.

Mémoire de rêve et de procédure

Il a été amplement démontré que la mémoire procédurale est consolidée par un processus hors ligne. C'est-à-dire que nous fixons nos mémoires instrumentales en période de repos entre l'entraînement moteur, en particulier pendant le sommeil.

De cette manière, il a été observé que les tâches motrices semblent s’améliorer nettement après une période de repos.

Cela se produit avec n'importe quel type de mémoire. Après une période de pratique, il a été constaté qu'il est avantageux de se reposer pour que ce qui est appris soit fixé. Ces effets sont améliorés si vous vous reposez juste après la période d'entraînement.

Mémoire procédurale et conscience

La mémoire procédurale a des relations complexes avec la conscience. Traditionnellement, nous nous référons à ce type de mémoire comme une mémoire inconsciente qui n'implique pas d'effort.

Cependant, des études expérimentales ont montré qu'il existe une activation neuronale avant une planification consciente du mouvement qui va avoir lieu.

C'est-à-dire que le désir conscient d'exécuter un mouvement est en réalité une "illusion".En fait, selon différentes études, «être conscient» de nos mouvements automatiques peut parfois nuire à l’exécution de la tâche.

De cette façon, lorsque nous prenons conscience de notre séquence de mouvements, nous nous détériorons parfois au niveau de la performance et faisons plus d'erreurs. Pour cette raison, de nombreux auteurs soulignent avant tout que la mémoire procédurale, quand elle est déjà bien établie, ne nécessite pas d’attention ou de supervision de ses actes pour bien les faire.

Références

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9. Mémoire procédurale. (s.f.) Récupéré le 12 janvier 2017 sur Wikipedia.