Fonctionnement cérébral
Réseau du mode par défaut (DMN) : DMN et mémoire
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Le réseau du mode par défaut (ou DMN pour Default Mode Network) serait actif pendant le repos dit passif et l'errance mentale (mind-wandering), mais des études récentes remettent en question cette vision " négative "du DMN ( avancées récentes sur le DMN).
- Il est souvent opposé au réseau dit à " tâches positives " (TPN ou Task-Positive Network).
- Toutefois, ces deux réseaux travaillent en coopération les uns avec les autres et réalisent un type de traitement cognitif différent de l'empathie pure ou du raisonnement analytique pur et reflètent plutôt des positions cognitives flexibles qui peuvent être déployées en fonction des attitudes et du rôle adoptés par l'individu.
Nous nous intéressons ici sur les relations entre DMN et mémoire.
Généralités sur le rappel accidentel vif (VIR)
Pendant les tâches exigeantes en attention, le DMN doit être, semble-t-il en partie désactivé au moment de l'encodage pour une consolidation de la mémoire à long terme plus réussie (Imagery-Mediated Verbal Learning Depends on Vividness–Familiarity Interactions: The Possible Role of Dualistic Resting State Network Activity Interference 2019).
Prenons un exemple : vous avez oublié le mot de passe de votre compte bancaire en ligne. Heureusement, vous vous êtes laissé un indice de mot de passe : " numéro de téléphone de l'enfance ". Vous avez utilisé le numéro pendant de nombreuses années. Pourtant, vous ne pouvez vous en souvenir qu'après avoir vu une image de vous-même le composant sur votre ancien téléphone à cadran. Cette image simplifie l'effet de rappel accidentel vif (VIR ou Vivid Incidental Recall).
Le rappel fortuit de la mémoire sémantique est fortement modulé par des variables au moment de l'encodage qui influencent le modèle d'activation RSN dominant (DMN ou PTN) au moment du codage de la mémoire (Imaging recollection and familiarity in the medial temporal lobe: a three-component model 2007 et Distributed Patterns of Reactivation Predict Vividness of Recollection 2015).
- La familiarité des mots (mémoire sémantique) influencera la précision avec laquelle elle peut être rappelée avec succès (The Nature of Recollection and Familiarity: A Review of 30 Years of Research 2002).
- De plus, les souvenirs avec une imagerie mentale plus vive (vividness) ont également tendance à être rappelés plus facilement (pourcentage plus élevé), car la vivacité de l'imagerie est souvent liée à la saillance émotionnelle (Remembering one year later: Role of the amygdala and the medial temporal lobe memory system in retrieving emotional memories 2005).
Trois modèles théoriques du VIR
Trois cadres théoriques de consolidation de la mémoire sont envisageables.
Théorie du double codage
La théorie associative ou de double codage d'Allan Paivio stipule que deux représentation de la mémoire devraient coopérer pour obtenir un VIR précis (Mental Representations: A Dual Coding Approach 1990).
- Les forces relatives de deux représentations de la mémoire doivent être additives et devraient toujours donner une probabilité plus élevée de rétablir le souvenir du stimulus d'origine pendant le rappel accidentel.
- Un seul codage fort devrait être équivalent à deux codages faibles différents, et deux codages forts seront toujours meilleurs que deux codages faibles.
Le succès de la récupération accidentelle devrait augmenter de façon monotone avec la force de la représentation de la mémoire ( fonction monotome en mathématiques).
Hypothèse de la plasticité non monotone (NMPH)
1. L'hypothèse de la plasticité non monotone (NMPH ou Non-Monotonic Plasticity Hypothesis) de Norman montrerait que les effets d'apprentissage (précision de rappel) est une fonction non monotone de la quantité d'excitation associée aux représentations de mémoire concurrentes (Competition between items in working memory leads to forgetting 2014 et Non monotonic Plasticity: How Memory Retrieval Drives Learning 2019)
- Des apprentissages forts résultent de niveaux d'excitation extrêmement élevés dans l'une des deux représentations concurrentes. Des apprentissages faibles résultent d'une excitation modérée dans les deux représentations, alors qu'aucun effet d'apprentissage ne résulte de faibles niveaux d'excitation de l'ensemble.
- Autrement dit, deux encodages forts ou un seul fort seront toujours meilleurs que deux encodages faibles, mais deux encodages modérément intenses se traduiront par un apprentissage moins bon.
Par conséquent, la force neuronale des représentations de la mémoire devrait être liée de façon non monotone à la probabilité d'une récupération accidentelle précise.
- Si le NMPH propose une théorie de la formation de la mémoire et de l'apprentissage, il s'agit avant tout d'une théorie neurobiologique enracinée dans des processus se déroulant au niveau du neurone.
- On ne sait toujours pas si les théories du renforcement synaptique, telles que l'hypothèse de plasticité non monotone, sont des cadres utiles à utiliser lors de la modélisation de phénomènes d'ordre supérieur, tels que la consolidation et la récupération de la mémoire.
2. La découverte récente de grands réseaux cérébraux montre une spécialisation fonctionnelle et spatiale pour les processus de consolidation et de récupération de la mémoire. En plus, des spécialisations neuronales sont observées lors de l'évaluation de l'influence de la précision de la récupération de la mémoire (performance) par rapport à l'activation corticale observée au moment de l'encodage et de la récupération (The encoding/retrieval flip: Interactions between memory performance and memory stage and relationship to intrinsic cortical networks 2013 et Encoding and Retrieval Along the Long Axis of the Hippocampus and Their Relationships With Dorsal Attention and Default Mode Networks: The HERNET (hippocampal encoding/retrieval and network) Model 2015).
Hypothèse d'interférence de mémoire RSN
Le modèle neuropsychologique dualiste de consolidation de la mémoire, dit l'hypothèse d'interférence de mémoire RSN est un modèle neuropsychologique de consolidation de la mémoire qui prend en compte l'activité globale des réseaux à l'état de repos (RSN), le réseau en mode par défaut (DMN) et le réseau à tâche positive (TPN).
Ce n'est pas seulement la force des variables neuropsychologiques qui influence la future consolidation de la mémoire, c'est le modèle dominant des RSN au moment de l'encodage qui explique la plupart de la variabilité des scores de consolidation de la mémoire.
- L'incongruence et la congruence entre la vivacité et la familiarité reflètent, respectivement, la concurrence et la synergie entre l'activité DMN et TPN.
- La concurrence ou la synergie entre ces RSN au moment du codage du stimulus influence de manière importante la consolidation de la mémoire sémantique à long terme chez les contrôles sains.
- L'activité RSN dominante joue un rôle essentiel dans la consolidation de la mémoire étant donné les résultats substantiels de la littérature démontrent qu'une connectivité RSN anormale, en particulier les hautes fréquences d'activation du DMN et du TPN, entraîne des déficits de mémoire (Increased default-mode variability is related to reduced task-performance and is evident in adults with ADHD 2017 et Dysconnectivity Within the Default Mode in First-Episode Schizophrenia: A Stochastic Dynamic Causal Modeling Study With Functional Magnetic Resonance Imaging 2015).
- Les conditions dans lesquelles l'encodage du stimulus reflète l'activation concurrente du DMN et du TPN entraîneront de mauvais scores de consolidation de la mémoire.
Autrement dit, deux encodages, même s'ils sont faibles, se traduiront par de meilleurs résultats d'apprentissage par rapport à un mélange d'un encodage fort et d'un encodage faible.
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