Mieux étudier (1) : le fonctionnement de la mémoire

Pour beaucoup d’étudiants, étudier consiste à relire ou recopier ses notes dans l’espoir de les mémoriser pour le lendemain. Cette stratégie classique s’avère pourtant très peu efficace.

Mieux étudier passe par une meilleure compréhension du fonctionnement de notre mémoire à long terme. Avant de découvrir quelques stratégies efficaces, voyons donc brièvement les trois grandes étapes obligatoires du processus de mémorisation.

Le fonctionnement de la mémoire

La mémoire peut être définie comme la fonction cognitive qui nous permet d’encoder, de stocker et de récupérer des informations.

  • L’encodage. La première étape est de capter les nouvelles informations dans notre cerveau, autrement dit de les y faire entrer. Cet encodage peut être superficiel ou profond. S’il est superficiel (parce qu’on est inattentif, par exemple), les informations ne seront maintenues que quelques secondes et puis disparaîtront. En revanche, si nous lisons ou écoutons un cours qui nous intéresse et pour lequel nous avons déjà des connaissances, les nouvelles infos feront l’objet d’un traitement plus profond et seront intégrées aux connaissances préexistentes. Un encodage riche et profond aura donc un effet positif sur la formation d’une trace mnésique durable. Mais ce n’est que la première étape..
  • Le stockage et la consolidation. Les nouvelles informations encodées peuvent être stockées durablement si elles sont traitées en profondeur mais également, si elles sont utilisées régulièrement. En effet, pour consolider ses apprentissages, il faut réactiver plusieurs fois les connaissances récemment apprises…  Il faut également bien dormir, car c’est pendant le sommeil que le cerveau consolide et organise les souvenirs récents. Plusieurs courtes séances de révision espacées par des périodes de repos valent donc bien mieux qu’une longue séance de révision.
  • Le rappel/la récupération. Enfin, la dernière étape consiste à récupérer les connaissances stockées… quand on en a besoin. Certaines infos bien consolidées en mémoire peuvent être récupérées très rapidement et sans effort. D’autres sont plus difficiles à récupérer et nécessitent de mettre en place une stratégie de récupération. De nombreux exemples de la vie quotidienne illustrent un problème à ce niveau. Ainsi, c’est le cas lorsqu’on a un « mot sur le bout de la langue » ou qu’on ne revient plus sur le nom de la personne qui nous salue et qu’on connaît pourtant bien… Chez beaucoup d’étudiants en échec scolaire malgré leur impression de comprendre la matière, c’est cette étape qui n’a pas été assez entraînée et qui pose problème.

Dans un prochain article, nous verrons quelques stratégies permettant d’améliorer les processus mnésiques et dont l’efficacité a été démontrée par des recherches scientifiques.

Catherine Demoulin

 

Bougez ! C’est bon pour la mémoire

L’hippocampe est une structure du cerveau capitale pour la mémoire à long terme. C’est lui, en effet, qui nous permet de former des souvenirs à long terme. L’hippocampe est aussi impliqué dans la régulation de l’humeur. Nous en avons un dans chaque hémisphère.

amygdala-hippocampusDurant le vieillissement, le volume de l’hippocampe diminue progressivement (Raz et al., 2005), ce qui peut conduire à des difficultés de mémorisation et à un risque accru de démence (Jack et al., 2010). Or si l’hippocampe est trop endommagé, il n’existe aucune autre structure cérébrale capable de prendre le relais.

Le stress prolongé a également des effets délétères sur l’hippocampe, cela à tous les âges de la vie (Lupien et al. 2005). En effet, l’hippocampe est particulièrement vulnérable au stress chronique car ses cellules sont dotées d’un grand nombre de récepteurs de cortisol, une hormone libérée en cas de stress. Une exposition continue à des taux élevés de cortisol endommage les cellules hippocampiques.

Autrement dit, pour garder, autant que possible, une bonne mémoire en vieillissant, il est primordial d’éviter les épisodes de stress chronique. Une des manières de le faire peut passer par l’exercice physique qui permet d’améliorer l’humeur et de diminuer l’anxiété (Broman-Fulks et al., 2015).

Mais il semble que l’exercice physique ait une influence plus directe encore sur notre cerveau et sur l’hippocampe en particulier. En effet, plusieurs études ont montré que l’exercice, et en particulier celui pratiqué en mode aérobie (comme le jogging, la marche, la natation, le vélo réalisés avec une intensité moyenne), permet d’augmenter le volume de l’hippocampe, cela même chez les personnes âgées.

Dans une de ces études, Erickson et collaborateurs (2010) ont divisé en deux un groupe de 120 personnes âgées entre 55 et 80 ans. La moitié a dû marcher 40 minutes sur une piste, trois fois par semaine (groupe exercice aérobie); l’autre moitié a dû réaliser des exercices de stretching et de renforcement musculaire (groupe contrôle). Au bout d’un an avec un tel programme, les chercheurs ont fait passer un examen IRM aux participants et ont observé que les personnes qui ont fait de la marche ont vu le volume de leur hippocampe augmenter. En outre, l’augmentation du volume hippocampique était associée à de meilleures performances dans la tâche de mémoire spatiale réalisée en fin d’expérience. Dans le groupe contrôle, en revanche, le volume de l’hippocampe avait diminué (à cause du vieillissement). Cependant, cette diminution naturelle était moindre chez les personnes les plus actives et les plus en forme avant l’expérience.

Les résultats de cette étude indiquent donc que pratiquer régulièrement des exercices aérobie, comme marcher à un bon rythme, est efficace pour palier à la perte de volume hippocampique qui se produit durant le vieillissement cérébral et peut améliorer la mémoire.

Ces conclusions rejoignent celles d’autres études ayant mis en évidence les bienfaits de l’exercice sur la mémoire (ex: Richards et al., 2003Stewart et al., 2003Sabia et al., 2009Flöel et al., 2010Ruscheweyh et al., 2011; Kandola et al. 2016).

Comment l’exercice physique aérobie peut-il contribuer à améliorer le volume de l’hippocampe ?

Une première possibilité est que l’exercice physique aérobie ralentit le vieillissement cognitif en agissant sur les facteurs de risques vasculaires et métaboliques. On sait, en effet, que l’activité physique a des effets bénéfiques sur le système cardio-vasculaire et le métabolisme, ce qui favorise l’oxygénation de cerveau et pourrait donc concourir à la préservation/stimulation des structures cérébrales.

Une autre explication est que l’exercice physique pourrait stimuler directement les fonctions cérébrales en induisant des changements structuraux et neurochimiques dans l’hippocampe et les régions reliées. Plus précisément, faire de l’exercice augmenterait la sécrétion d’une protéine, appelée facteur neurotrophique dérivé du cerveau ou BDNF (pour Brain-Derived Neurotrophic Factor), qui est cruciale pour la croissance et la survie des neurones de l’hippocampe (Szuhany et al., 2015).

Ces deux explications ne sont pas mutuellement exclusives et sont toujours étudiées actuellement (Duzel et al., 2016).

Si la recherche a démontré que l’exercice aérobie est particulièrement intéressant pour le cerveau, cela ne signifie pas que les autres types d’exercices, comme le renforcement musculaire ou l’entraînement à haute intensité (comme le HIIT, pour hight intensity interval training, en anglais) sont à proscrire: ces exercices peuvent également être bénéfiques pour l’organisme et pour d’autres fonctions cognitives (Drigny et al., 2014; Guiraud et al., 2012). La recherche sur les effets de l’activité physique de type HIIT sur le cerveau sont en plein essor et on en saura sans doute davantage sur ses bénéfices d’ici quelques années.

La mémoire de travail, qu’est-ce que c’est ?

Mémoire à court terme

La mémoire à court terme est la fonction cognitive qui nous permet de maintenir temporairement des informations. Elle est impliquée, par exemple, quand on doit retenir une liste de noms ou un numéro de téléphone que l’on vient de nous dicter ou qu’on vient de lire. On parle de mémoire à court terme verbale quand on peut verbaliser l’information à retenir (ex: chiffre, mot écrit, dessin d’objet…) et de mémoire à court terme visuo-spatiale quand l’information est visuelle et/ou spatialement organisée (ex: dessins abstraits, cubes disposés aléatoirement).

Les capacités de la mémoire à court terme sont limitées à quelques éléments. Ainsi, Georges Miller (1956) démontra que, lorsqu’une liste d’items est présentée, on ne peut généralement restituer correctement que 7 (+ ou – 2) items ou plutôt 7 chunks, des groupements d’items traités et mémorisés comme une seule unité. Par exemple, si je vous demande de me rappeler une suite de lettres comme M S F O N U F M I D S K, il y a fort à parier que vous regrouperez certaines suites de lettres (MSF – ONU – FMI – DSK). La mémoire à court terme repose donc également sur la mémoire à long terme. Il est d’ailleurs plus facile de retenir une liste de mots fréquents qu’une liste de mots rares ou inconnus.

Ainsi, étant donné la fragilité de notre mémoire à court terme, nous avons appris à mettre en place des stratégies pour maintenir l’information et éviter qu’elle ne disparaisse avec le temps. Une autre stratégie utilisée avec du matériel verbalisable (des mots, des lettres, des images d’objets connus…) est la récapitulation articulatoire. A partir de l’âge de 6-7 ans, les enfants commencent à répèter mentalement la séquence qu’ils ont vue ou entendue, tout comme les adultes.

Mais dans les situations où le recours à ces stratégies est empêché ou minimisé, le nombre maximum d’éléments pouvant être maintenus se situerait entre 3 et 5 (Cowan, 2001).

Mémoire de travail

Le concept de mémoire de travail est parfois utilisé comme synonyme de mémoire à court terme, mais il fait plutôt référence à un système qui permet, non seulement de maintenir temporairement des informations, mais également de les traiter et de les manipuler.

Ce système comprend donc les mémoires à court terme verbale et visuo-spatiale, ainsi que des processus de contrôle exécutif et attentionnel (un « administrateur central ») qui va permettre la manipulation de l’information.

La mémoire de travail est considérée comme une fonction cognitive essentielle pour le bon fonctionnement cognitif et les apprentissages scolaires. Elle est impliquée dans toutes les tâches cognitives complexes, comme le raisonnement, la résolution de problèmes, la planification ou encore, la compréhension et la production du langage (parlé ou écrit). Comment, par exemple, comprendre un discours complexe sans avoir à l’esprit une série de concepts et de connaissances qu’il nous faut simultanément traiter ?

Chez les enfants, de nombreuses études indiquent que des faiblesses en mémoire de travail peuvent causer des difficultés dans les apprentissages complexes (mathématiques, lecture).

Dans un prochain article, je présenterai quelques conseils pour les enseignants et les parents pour aider les enfants ayant des difficultés au niveau de la mémoire de travail et plus généralement au niveau de l’attention.

Catherine Demoulin