DYSFONCTIONNEMENTS DE LA MÉMOIRE DE TRAVAIL DANS LA MALADIE DE PARKINSON

(1)

(2)

(3)

Je tiens tout d'abord à remercier le Pr. Moncef Bouaziz, il m'a donné l'opportunité

de réaliser ce travail dans les meilleures conditions. Je lui suis également reconnaissant

pour son aide, ses suggestions constructives et son soutien constant et inconditionnel tout

au long de ces années. Merci pour l'accueil, la patience et la confiance que vous me

faites.

Toute ma reconnaissance va aussi au Pr. Martial Van der Linden pour avoir

toujours accepté de m'accueillir dans son laboratoire, pour m'avoir entouré de ses

conseils et pour avoir passé du temps à la lecture et à l'évaluation de ce travail.

J'exprime ma gratitude au Pr. Zakia Bouaziz pour m'avoir toujours épaulé quand

j'en avais besoin. Son aide m'a été très précieuse.

Le Pr. Mongi Ben Hmida m'a permis de rencontrer les premiers patients et en

acceptant de me recevoir dans son service, a participé à développer ma passion pour la

neuropsychologie.

Je voudrais remercier aussi le Pr. Fayçal Hentati pour m'avoir ouvert son service et

m'avoir permis de rencontrer des patients.

Le Dr Naziha Gouider-Khouja m'a assuré le lien clinique avec les patients et m'a

fait aimablement bénéficier de ses compétences cliniques. Je tiens à l'en remercier. Son

intérêt pour mon travail m’a toujours motivé.

Sonia Ayadi-Touré et Hichem Trabelsi m'ont supporté avec courage et bonne

humeur. Je leur dois toute ma gratitude.

Je suis particulièrement reconnaissant envers le Pr. Jeanine Blanc-Garin pour son

amitié, sa disponibilité, son aide et ses conseils précieux, pour n'avoir jamais refusé de

(4)

consacrer de son temps pour revoir avec moi mes textes. Merci Jeanine, cette fois c'est

terminé et c'est pour de vrai.

Mes remerciements s'adressent également au Pr. Michel Poncet pour m'avoir si

souvent et si gentiment accueilli dans son laboratoire, pour ses conseils et la confiance

qu'il me fait. Je remercie en particulier Suzanne et Mustapha du laboratoire de

neuropsychologie du

C.H.U

de la Timone à Marseille pour leur accueil chaleureux et

leur soutien.

Merci Imed pour ton coup de main au moment opportun et pour toutes les remarques

critiques et enrichissantes.

Je suis reconnaissant envers Pilar Andrés Benito, Martine Poncelet et Thierry

Meulemans pour leur accueil et les riches discussions que nous avons eus ensemble.

Ma gratitude s'adresse à Hamadi, Yousri, Ribh et à toute l'équipe du laboratoire

de neurosciences.

Ce travail a été effectué avec la participation des patients de l'Institut National de

Neurologie. Je ne pourrais manquer de remercier tous les patients et les témoins qui ont

accepté avec patience et gentillesse de se soumettre à l'expérimentation, malgré les

désagréments que cela a pu leur causer.

Enfin, Sonya Merci pour tout. Sans ton apport, ta présence et ta générosité ce

travail serait encore en cours...

(5)

À

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(6)

Résumé de la thèse

L'étude des changements cognitifs consécutifs à la maladie de Parkinson est effectuée dans le cadre d'un modèle théorique de référence afin de passer de la simple description des troubles à l'explication des déficits en termes de processus. Le modèle de mémoire de travail Baddeley et son corollaire celui du Système Attentionnel Superviseur de Norman et Shallice sont utilisés. L'examen des différentes composantes de la mémoire de travail par des tâches neuropsychologiques adaptées montre que le déficit ne se manifeste pas au niveau des facteurs non spécifiques comme l'alerte phasique ou la vitesse de traitement. Il ne se manifeste pas non plus au niveau de la capacité de stockage temporaire ou de la fonctionnalité des systèmes esclaves (Boucle Phonologique et Articulatoire et Registre Visuo-Spatial). En revanche, les parkinsoniens sont déficients dans la fonctionnalité de l'administrateur central dans sa fonction de gestion de ressources attentionnelles et dans des fonctions de contrôle exécutif de l'action aussi bien au niveau de la planification de l'action qu'au niveau de l'inhibition des réponses dominantes et de la flexibilité mentale réactive et spontanée). Les modèles théoriques utilisés se sont avérés représenter une métaphore utile pour rendre compte des déficits observés. Cependant, ces modèles manquent encore de spécificité puisque le déficit de l'administrateur central est observé aussi dans d'autres populations pathologiques. D'autres travaux de remise en question des modèles sont indispensables. L'examen de l'hétérogénéité dans l'expression des troubles serait en mesure d'aider à spécifier la nature des déficits de l'administrateur central en dégageant différents patterns de dysfonctionnement de la mémoire de travail.

Mots-clés ou vedettes-matière : 1 Mémoire de travail

2 Maladie de Parkinson 3 Fonctions exécutives 4 Neuropsychologie

(7)

T

ABLE DES

M

ATIERES

INTRODUCTION ... 1

1 LA MEMOIRE DE TRAVAIL ... 3

1.1ÉMERGENCE DU MODELE DE MEMOIRE DE TRAVAIL ...4

1.1.1 Définition du concept de Mémoire de Travail ...5

1.1.2 Les différentes utilisations du concept de MT ...6

1.2MODULES DE LA MT ...9

1.2.1 La boucle phonologique et articulatoire ...9

1.2.1.1 L'effet de similarité phonologique ... 11

1.2.1.2 L'effet d'écoute d'un son non approprié... 11

1.2.1.3 L'effet de longueur du mot... 12

1.2.1.4 L'effet de suppression articulatoire ... 13

1.2.2 Le registre visuo-spatial ... 14

1.2.2.1 Individualisation du registre visuo-spatial ... 14

1.2.2.2 A propos de l'architecture fonctionnelle du registre visuo-spatial ... 15

1.2.3 L'administrateur central ... 16

1.2.3.1 Rôles fonctionnels attribués à l'administrateur central ... 16

1.2.3.2 Modélisation du fonctionnement de l'administrateur central ... 20

2 LE CONTROLE ATTENTIONNEL DE L'ACTION ... 22

2.1MODELE DES "DEUX PROCESSUS" ... 23

2.2MODELE DU SYSTEME ATTENTIONNEL SUPERVISEUR... 24

2.2.1 Les sources du modèle ... 24

2.2.2 Les composantes du modèle ... 25

2.2.2.1 Les schèmes ... 26

2.2.2.2 Le gestionnaire des priorités de déroulement (GPD) ... 27

2.2.2.3 Le Système attentionnel Superviseur ... 27

2.2.3 Structures cérébrales impliquées ... 28

2.2.4 Le dysfonctionnement du contrôle de l'action... 29

2.2.4.1 Les patterns de dysfonctionnement ... 29

2.2.4.2 Les performances des frontaux dans des tâches impliquant le SAS ... 30

2.2.5 Modularité du Système Attentionnel Superviseur ... 36

2.2.6 Conclusion... 37

3 CHANGEMENTS COGNITIFS DANS LA MALADIE DE PARKINSON ... 38

3.1LA MALADIE DE PARKINSON (MP) ... 38

3.1.1 Les ganglions de la base : anatomo-physiologie et pharmacologie ... 38

3.1.2 Anatomopathologie ... 39

3.1.3 Données épidémiologiques ... 40

3.1.4 Les hypothèses étiologiques ... 41

3.1.5 Présentation clinique ... 41

3.1.5.1 Le tremblement ... 42

3.1.5.2 La rigidité ... 42

(8)

ii

3.1.5.4 Les autres signes moteurs et neurologiques ... 43

3.1.5.5 Les troubles psychiques ... 44

3.1.5.6 Les troubles cognitifs et la notion de démence sous-corticale ... 45

3.1.6 Les formes cliniques ... 46

3.1.7 Évolution ... 46

3.2LES CHANGEMENTS COGNITIFS ... 48

3.2.1 La vitesse de traitement ... 49

3.2.1.1 La notion de bradyphrénie ... 50

3.2.1.2 Vitesse de traitement, dépression et akinésie (lenteur motrice) ... 50

3.2.1.3 Étude de la vitesse de traitement par la chronométrie mentale ... 51

3.2.2 Le langage et les fonctions visuo-spatiales ... 53

3.2.2.1 Le langage ... 53

3.2.2.2 Les fonctions visuo-spatiales ... 56

3.2.3 Les fonctions exécutives... 59

3.2.3.1 Planification de l'action ... 59

3.2.3.2 Inhibition des interférences... 61

3.2.3.3 Flexibilité cognitive ... 62

3.2.4 Les fonctions mnésiques ... 65

3.2.4.1 La mémoire procédurale ... 66 3.2.4.2 L'amorçage d'identification ... 68 3.2.4.3 La mémoire sémantique ... 69 3.2.4.4 La mémoire épisodique ... 72 3.2.4.5 La mémoire de travail ... 78 3.2.5 Synthèse et conclusion ... 82 4 METHODE ... 84 4.1PROBLEMATIQUE ET HYPOTHESES ... 84 4.2PROBLEMES DE METHODE ... 87 4.2.1 L'hétérogénéité ... 88

4.2.1.1 La variabilité clinique, symptomatologique et neuropathologique ... 88

4.2.1.2 La variabilité des caractéristiques démographiques ... 90

4.2.2 La variabilité des procédures expérimentales ... 92

4.2.3 Les différences des cadres théoriques ... 92

4.3LES SUJETS ... 93

4.3.1 Le groupe expérimental ... 93

4.3.2 Le groupe témoin ... 95

4.4LES INSTRUMENTS ... 97

4.4.1 Le problème de l'adaptation des épreuves ... 98

4.4.2 Les épreuves sélectionnées ... 103

4.4.2.1 Épreuves d'évaluation des facteurs généraux ... 103

4.4.2.2 Épreuves d'évaluation de l'alerte et de la vitesse de traitement ... 104

4.4.2.3 Épreuves d'évaluation du fonctionnement de la BPA et du RVS ... 104

4.4.2.4 Épreuves d'évaluation du fonctionnement de l'administrateur central ... 104

4.5PLAN EXPERIMENTAL ... 106

4.6L'EXAMEN NEUROPSYCHOLOGIQUE : PROCEDURE ... 107

4.7OUTILS DE TRAITEMENT STATISTIQUE ... 108

5 NIVEAU D'ALERTE ET VITESSE DE TRAITEMENT ... 111

(9)

5.1.1 Matériel ... 113

5.1.2 Procédure ... 113

5.1.3 Indices relevés ... 114

5.1.4 Résultats ... 114

5.1.5 Discussion ... 115

5.2LA VITESSE DE TRAITEMENT DES OPERATIONS COGNITIVES ... 116

5.2.1 Matériel ... 118

5.2.2 Procédure ... 119

5.2.4 Résultats ... 120

6 FONCTIONNEMENT DES SYSTEMES ESCLAVES ... 123

6.1LES CAPACITES DE STOCKAGE TEMPORAIRE SIMPLE ... 123

6.1.1 Matériel ... 123

6.1.1.1 L'empan de chiffres ... 123

6.1.1.2 Le Block Tapping Test de Corsi (Milner, 1971)... 123

6.1.2 Procédure ... 124

6.1.4 Résultats ... 124

6.2FONCTIONNALITE DE LA BOUCLE PHONOLOGIQUE ET ARTICULATOIRE ... 126

6.2.1 Matériel ... 127

6.2.2 Procédure ... 127

6.2.4 Résultats ... 128

6.2.4.1 Effet de longueur ... 128

6.2.4.2 Effet de similarité phonologique ... 129

7 FONCTIONNALITE DE L'ADMINISTRATEUR CENTRAL ... 131

7.1DIVISION DES RESSOURCES ATTENTIONNELLES ... 131

7.1.1 Matériel ... 133

7.1.2 Procédure ... 134

7.1.4 Résultats ... 135

7.1.4.1 Le coût en temps ... 135

7.1.4.2 Le coût des tâches secondaires sur la précision ... 137

7.1.4.3 Le coût sur l'empan en tant que tâche secondaire ... 139

7.2INHIBITION DES REPONSES DOMINANTES... 143

7.2.1 Matériel ... 143

7.2.2 Procédure ... 144

7.2.3 indices relevés ... 145

7.2.4 Résultats ... 146

7.2.4.1 Analyse des temps de latence ... 146

7.2.4.2 Analyse des types de réponse ... 147

(10)

iv

7.2.4.4 Examen des corrélations ... 149

7.2.5 Discussion ... 149 7.3FLEXIBILITE COGNITIVE ... 152 7.3.1 Matériel ... 154 7.3.2 Procédure ... 154 7.3.3 Indices relevés ... 155 7.3.4 Résultats ... 156 7.3.4.1 Analyse de la production ... 156

7.3.4.2 Processus de contrôle : les réponses non-cibles... 157

7.3.4.3 Analyse des stratégies de production ... 159

7.3.5 Discussion ... 160 7.4PLANIFICATION DE L'ACTION ... 166 7.4.1 Matériel ... 167 7.4.2 Procédure ... 168 7.4.3 Indices relevés ... 169 7.4.4 Résultats ... 169 7.4.4.1 Problèmes à 3 mouvements ... 169 7.4.4.2 Indices de l'exactitude ... 170 7.4.4.3 Problèmes à 5 mouvements ... 170

7.4.4.4 Examen des Corrélations ... 174

8 ANALYSE DES CORRELATIONS ... 180

8.4CORRELATIONS ENTRE LES INDICES DU FONCTIONNEMENT DE L'AC ... 181

8.5CORRELATIONS AVEC LES VARIABLES CLINIQUES ... 182

8.6DISCUSSION ... 183

9 DISCUSSION GENERALE ... 187

9.4DYSFONCTIONNEMENT DE LA MEMOIRE DE TRAVAIL ... 187

9.5PROBLEMES DE METHODE ... 193

9.6PERTINENCE DU MODELE ... 195

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 199

(11)

I

NDEX DES

F

IGURES

Figure 1--1. Modèle simplifié de la mémoire de travail de Baddeley (1994). 6 Figure 1--2. Architecture fonctionnelle de la mémoire de travail : le système de la boucle

phonologique (Van der Linden, 1994).

10 Figure 2--1. Le système attentionnel superviseur de Norman et Shallice (1986) simplifié. 25 Figure 3--1. Principales lésions cérébrales dans la maladie de Parkinson. 40 Figure 5--1. Temps de réaction des Pk et des Té aux différents intervalles de période

préparatoire.

115

Figure 5--2. Exemples d'items du TCP. 118

Figure 5--3. Temps de réaction des Pk et Té aux différents niveaux de difficulté de la TCP. 119 Figure 6--1. Empan verbal et visuo-spatial chez les Pk et les Té. 125 Figure 6--2. Empan des mots courts et des mots longs chez les Pk et les Té. 129 Figure 6--3. Effet de similarité phonologique chez les Pk et les Té. 129 Figure 7--1. Excèdent en temps pour chaque type de tâche double. 136 Figure 7--2. Excès de P(A) dans les deux conditions de la tâche double. 138

Figure 7--3. Nombre moyen d'omissions par tâche. 138

Figure 7--4. Temps de latence moyens dans les deux parties du Hayling. 147 Figure 7--5. Pourcentage de chaque type de réponse dans les deux groupes. 148 Figures 7-6a, b. Nombre moyen (erreur type) de mots produits par les Pk et des Té au cours des

quatre périodes de 30 secondes.

156 Figure 7--7. Moyenne (erreur type) des performances des deux groupes en fluence simple et

alternée.

157 Figure 7--8. Nombre moyen de répétitions et d'intrusions en fluence simple. 157 Figure 7--9a. Histogramme des répétitions chez les Pk et les Té en fluence simple. 158 Figure 7--9b. Histogramme des intrusions chez les Pk et les Té en fluence simple. 158 Figure 7--10a. Histogramme des répétitions chez les Pk et les Té en fluence alternée. 158 Figure 7--10b. Histogramme des persévérations chez les Pk et les Té en fluence alternée. 158 Figure 7--11. Taux de groupement sémantique en fluence sémantique simple pour les 4

périodes.

159 Figure7--12. Exemple de problème à initiateur positif exigeant 5 mouvements. 167 Figure 7--13. Temps total d'exécution (brut) des différents problèmes de la Tour de Londres. 172 Figure 7--14. Nombre moyen (brut) de mouvements (A) et proportion de problèmes résolus

(B) avec le nombre minimum de mouvements pour chaque type de problèmes.

173 Figure 8--1. Diagramme représentant la matrice des corrélations entre les indices du

fonctionnement de l’AC..

(12)

vi

I

NDEX DES

T

ABLEAUX

Tableau 4--1. Caractéristiques démographiques et cliniques des sujets. 96 Tableau 5--1. Nombre moyen (écart type) de chaque type d'erreur. 115 Tableau 5--2. Nombre moyen d'erreurs (écart type) dans chaque niveau de difficulté. 121 Tableau 6--1. Moyennes (écart types) des empans de mots pour chaque condition. 128 Tableau 7--1. Coefficients et probabilités de corrélation entre l'excédent en temps dans

chaque tâche avec l'alerte et la vitesse de traitement.

136 Tableau 7--2. Moyenne de P(A) et pourcentage moyen des omissions dans les tâches

principales des trois conditions.

137 Tableau 7--3. Coefficients et probabilité des corrélations entre les indices d'exactitude dans les

tâches doubles avec l'alerte et la vitesse de traitement.

139 Tableau 7--4. Critères de cotation des réponses au Hayling selon Burgess et Shallice (1996). 145 Tableau 7--5. Latences moyennes (écart types) au Hayling dans les deux groupes. 146 Tableau 7--6. Pourcentage des types de réponses et moyennes (σ) du score d'erreurs. 147

Tableau 7--7. Temps moyen (sec.) par type de réponse. 148

Tableau 7--8. Coefficients et probabilité des corrélations entre l'alerte et la vitesse de traitement d'une part et les indices de performances au Hayling d'autre part..

149 Tableau 7--9. Comparaison de nos résultats au Hayling avec ceux de Shallice et Burgess.. 150

Tableau 7--10. Types de problèmes dans la Tour de Londres. 168

Tableau 7--11. Moyennes (écart types) des données temporelles et d'exactitude. 170 Tableau 7--12. Moyennes (écart types) des données temporelles. 171 Tableau 7--13. Moyennes (écart types) des données de l'exactitude. 172 Tableau 7--14. Principales corrélations significatives dans les deux groupes séparément.. 174 Tableau 8--1. Corrélations des facteurs généraux et des données cliniques avec les données

aux différentes épreuves neuropsychologiques utilisée.

(13)

L

ISTE DES

A

BREVIATIONS

AC administrateur central

BPA boucle phonologique et articulatoire GPD gestionnaire de priorité de déroulement IP interférence proactive

IR interférence rétroactive MCT mémoire à court terme MLT mémoire à long terme MMS Mini Mental State mP maladie de Parkinson MT mémoire de travail

PDQ-39 Parkinsonian’s Disease Questionnaire Pk parkinsoniens

RVS registre visuo-spatial

SAS système attentionnel superviseur

Té témoins

TCP Temps de comparaison de patterns TR temps de réaction

TRC temps de réaction de choix TRS temps de réaction simple

(14)

I

NTRODUCTION

L’un des principaux objectifs de la recherche sur la mémoire humaine est d'analyser la nature des mécanismes cognitifs qui assurent son fonctionnement dans le cadre d'une théorie scientifique valide. Les théories et les modèles sont des outils qui nous aident à conceptualiser et à comprendre les phénomènes observés. Ils sont souvent confrontés à plusieurs types de faits (effets de la pathologie, manipulations expérimentales, simulations informatiques, imagerie fonctionnelle etc.). Grâce à cette démarche, les modèles se développent et se modifient ; ils peuvent s'élargir et évoluer vers des modèles plus complets ou, au contraire, être abandonnés quand ils ne suscitent plus de nouvelles questions. Le modèle de mémoire de travail de Baddeley (Baddeley et Hitch, 1974) illustre cette dynamique. La mémoire de travail (MT) réfère à un système de maintien et de manipulation temporaire de l'information nécessaire pour effectuer des tâches cognitives complexes. Le modèle de Baddeley et Hitch (1974) constitue une rupture épistémologique avec le "modèle modal" d'Atkinson et Shiffrin (1968) qui conçoit la mémoire en général comme un processus linéaire et la mémoire à court terme comme un dispositif unitaire. Le modèle de Baddeley et Hitch est depuis son apparition l'objet de multiples travaux de validation et de remaniement. Différentes affections cérébrales constituent des modèles pathologiques qui servent à le tester et à l'enrichir.

Dans notre travail, nous utilisons la maladie de Parkinson (mP) comme modèle pathologique pour voir dans quelle mesure le modèle de mémoire de travail rend compte des changements cognitifs consécutifs à cette maladie. Nous adoptons ce modèle comme cadre conceptuel et comme instrument d'analyse des déficits observés. C'est ainsi, que nous analysons chez des parkinsoniens (Pk) et des témoins (Té) les trois sous-systèmes de la MT. Il s'agit de la boucle phonologique et articulatoire (BPA) responsable du maintien et du rafraîchissement de l'information basée sur la parole, du registre visuo-spatial (RVS) capable de maintenir et manipuler les informations visuo-spatiales et de l'administrateur central (AC) qui assure un contrôle attentionnel superviseur et qui est sensé être largement contrôlé par les lobes frontaux.

La mP est choisie du fait que les déficits cognitifs qui lui sont associés miment dans plusieurs aspects ceux observés dans les dysfonctionnements frontaux. Ceci rend plus pertinent le recours au modèle de MT. La maladie de Parkinson est le prototype des atteintes des noyaux sous corticaux. Elle a été longtemps considérée comme exempte de troubles cognitifs. James

(15)

Parkinson (1817) lui-même affirmait que "le sens et l'intellect sont préservés". Or la pratique clinique et les travaux récents rapportent la présence d'altérations cognitives spécifiques d'allure frontale, d'expression variée, observées même chez les parkinsoniens débutants et non traités (Lees et Smith, 1983; Taylor, Saint-Cyr, et Lang, 1990). L'étude des fonctions cognitives de la mP peut avoir des implications théoriques et cliniques. Sur le plan théorique, ce trouble neurologique offre une base naturelle d’expérimentation sur les dysfonctionnements des noyaux de la base. Ceci permet de faire des inférences sur le rôle des structures sous-corticales dans le fonctionnement de la MT chez le sujet normal. Sur le plan clinique, l'examen des processus cognitifs en jeu peut clarifier la nature, l'étendue et l'évolution des déficits neuropsychologiques associés à cette maladie et la sous-tendant.

Pour ce, nous exposons dans les deux premiers chapitres le modèle de MT et le modèle du "Système Attentionnel Superviseur" (SAS) de Norman et Shallice (1986) qui a servi à étayer certains des aspects de la MT. Nous présentons par la suite (§ 3), un aperçu sur la mP du point de vue anatomoclinique, du rôle des structures sous-corticales dans l'activité cognitive et des déficits cognitifs rencontrés chez les parkinsoniens.

Dans le chapitre suivant (4), nous discutons des questions générales de méthode puis nous présentons notre problématique et nos hypothèses qui seront mises à l'épreuve à travers l'expérimentation. Ce chapitre s'achève par la présentation de la procédure expérimentale générale que nous adoptons pour mettre à l'épreuve nos hypothèses.

À partir du chapitre 5, nous examinons les résultats relatifs à chaque processus étudié en les discutant un à un en fonction de la littérature et des différentes hypothèses plausibles et disponibles.

Enfin, dans la discussion générale, l'ensemble des résultats sera discuté en fonction des hypothèses de travail puis interprété et confronté aux études antérieures portant directement sur la MT. À ce niveau, nous discutons de certains problèmes méthodologiques et de la pertinence du modèle de mémoire de travail.

(16)

1 L

A

M

EMOIRE DE

T

RAVAIL

L'apparition des modèles de "Mémoire de Travail" (MT) et du "Système Attentionnel Superviseur" (SAS) a marqué une étape importante dans l'évolution des idées sur la mémoire et l'attention. Actuellement, ce sont les modèles les plus couramment utilisés pour rendre compte des résultats issus des recherches en neuropsychologie clinique et expérimentale.

Le modèle de MT est issu du modèle modal des années 60 dont la conceptualisation la plus influente est celle d'Atkinson et Shiffrin (1968). Le modèle modal conçoit la mémoire à court terme (MCT) comme un système unitaire, à capacité limitée impliquée dans un ensemble de phénomènes (empan mnésique, effet de récence). Elle assure diverses fonctions telles que la mise en œuvre des stratégies d'encodage et de récupération, l'accès à l'information à partir de la MCT et l'enregistrement de nouveaux apprentissages en mémoire à long terme (MLT). Le traitement de l'information en MCT se fait de manière linéaire. Il s'agit d'un processus à trois étapes :

• D'abord, les informations en provenance de l'environnement accèdent à une sorte de mémoire sensorielle, échoïque et iconique qui reçoit et maintien brièvement les informations perceptives ;

• Ensuite, les informations sonores et visuo-spatiales alimentent l'unité de stockage à court terme (CT). Cette unité ne constitue pas seulement un stock passif jouant un rôle de mémoire tampon (buffer) entre le registre sensoriel et le registre à long terme (LT), mais aussi un opérateur actif de traitement de l'information. L'un de ces principaux mécanismes de traitement est l'auto-répétition qui permet de rafraîchir la trace mnésique.

• Enfin, les informations en MCT peuvent être transférées à la MLT. Plus l'information est auto-répétée en MCT, plus elle a de chances d'être transférée vers la MLT. La relation entre MCT et MLT est dynamique. La MCT alimente la MLT mais s'alimente aussi d'informations stockées en MLT.

Le modèle d'Atkinson et Shiffrin (1986) a constitué un point de départ au développement du modèle de Baddeley et Hitch (1974). Il a l'avantage d'être un modèle non unitaire de la mémoire et a le mérite d'octroyer à la MCT un rôle actif dans la mémorisation incluant les opérations de traitement. Or, la linéarité de ce modèle n'a pas fait l'unanimité. Elle postule que sans la MCT l'information ne peut atteindre la MLT et que la MCT est indispensable à tout apprentissage. En

(17)

effet, "le postulat que le traitement de l'information par le registre à court terme constitue la voie royale pour l'entrée dans le registre à long terme ne semble pas justifié." (Baddeley, 1993 ; p 74).

1.1 Émergence du modèle de mémoire de travail

Tel que conçu par Atkinson et Shiffrin (1968), le modèle modal répondait relativement bien aux résultats des travaux de laboratoire de l'époque. Toutefois, il s'est trouvé en difficulté devant certains cas cliniques, essentiellement les doubles dissociations comme celle observée dans le cas HM (Milner, 1966) par rapport au cas KF (Shallice et Warrington, 1970). En effet, en 1966, Milner publie le cas HM, un patient devenu amnésique suite à une excision bilatérale, à visée thérapeutique, d'une grande partie des lobes temporaux et de l'hippocampe. L'amnésie de HM est caractérisée par une incapacité d'acquérir de nouvelles informations et de les conserver en MLT, alors qu'il conservait une capacité de MCT normale (empan de chiffres). Quelques années plus tard, Shallice et Warrington (1970) publient le cas KF qui souffre d'une lésion périsylvienne gauche et qui présente le syndrome inverse. Il possède une capacité d'apprentissage à LT normale associée à un empan de 2, des performances très faibles dans la tâche de Brown-Peterson1 et une

absence d'effet de récence. Cette double dissociation constitue un argument puissant mettant en question la thèse relative à l'existence de deux systèmes linéaires de stockage que sont la MCT et la MLT2_{. Ainsi, si l'unité de stockage à CT est essentielle pour acheminer l'information vers l'unité}

de stockage à LT et vice versa, alors un dysfonctionnement de l'unité de stockage à CT devrait entraîner, selon la logique linéaire du modèle, une incapacité de stockage à LT (cas HM). Or, les faits (cas KF) montrent que ceci n'est pas vrai.

Baddeley et Hitch (1974) ont fait plusieurs expériences au cours desquelles ils simulent des déficits de la MCT chez des sujets normaux en utilisant la technique de tâche double. Dans cette technique, on occupe l'unité de stockage à CT par une tâche d'empan, tandis que, sont réalisées en même temps des tâches cognitives supposées dépendre des capacités de la MCT. Cette méthode a pour objectif d'étudier l'effet de différents gradients des tâches doubles sur le système de MCT. Si l'unité de stockage à CT est de capacité limitée et qu'elle est nécessaire pour effectuer la tâche d'empan, il est donc possible de surcharger le système en demandant au sujet d'effectuer à la fois

1_{Le paradigme de Brown-Peterson consiste à présenter à un sujet une petite quantité d'information par exemple trois}

items (lettres, chiffres, mots ...) appelé trigramme qu'on demande au sujet de rappeler. Ceci est suivi immédiatement d'une tâche de comptage à rebours. Dans ce cas on s'aperçoit que le sujet oublie rapidement le trigramme à mesure que la tâche interférente (comptage à rebours) est longue et à mesure que le matériel des deux tâches se ressemble. Cet effet est interprété comme dû essentiellement à la compétition des informations sous traitement (interférence).

2_{Pour une discussion plus détaillée des cas de dissociation en relation avec les systèmes mnésiques, voir Shallice}

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______________________________________________________________ La Mémoire de Travail

5

une tâche d'empan et une autre tâche qu'on suppose dépendante du système de MCT. Si l'hypothèse d'un système de MCT unitaire est vraie, on devrait alors observer une chute remarquable des performances en situation de tâche double. Baddeley et Hitch (1974) demandent à des sujets de répéter des séquences de chiffres en effectuant simultanément des tâches de raisonnement, de compréhension et d'apprentissage. Les séquences de chiffres sont supposées occuper la capacité de l'unité de stockage à CT : conformément à cette hypothèse, les performances sont affaiblies. Le degré d'affaiblissement s'amplifie à mesure qu'on augmente la charge de la tâche concurrente. Cet affaiblissement est évident, mais pas très important. Ce même pattern de résultats est retrouvé lorsqu'on utilise des effets de charge concurrente comme l'apprentissage à LT de listes de mots. Dans ce cas, la charge simultanée est amoindrie mais ne supprime pas l'effet de récence.

Ce type de résultat pose des problèmes majeurs au modèle modal. En effet, si on admet qu'une MCT à capacité limitée fait intervenir une seule unité de stockage, comment expliquer alors que les sujets pouvaient parvenir à être entièrement absorbés par une tâche (avec un empan de 7) et effectuer parallèlement une tâche simultanée ? Si une charge de 7 chiffres doit occuper totalement l'unité de stockage à CT, on comprend mal comment les sujets continuent à raisonner de façon relativement pertinente et comment l'effet de récence persiste si on utilise simultanément une tâche d'empan et une tâche de rappel libre ? Pour rendre compte de ces résultats et d'autres, Baddeley et Hitch (1974) ont proposé un modèle complexe qu'ils désignent sous le nom de "modèle de Mémoire Travail" (MT).

1.1.1 Définition du concept de Mémoire de Travail

D'après Baddeley (1998), le terme Mémoire de Travail (MT) réfère à la présomption selon laquelle une quelconque forme de stockage temporaire de l'information est nécessaire pour réaliser un large éventail d'opérations cognitives incluant la compréhension, l'apprentissage et le raisonnement. Il serait, par exemple, impossible de raisonner sur un problème si on ne peut pas garder à l'esprit les éléments du problème, tout comme il est impossible de comprendre une conversation si on ne peut pas maintenir en mémoire, ne serait ce qu'une petite quantité de l'information qu'on vient de dire ou d'entendre.

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Figure 1-1. Modèle simplifié de la mémoire de Travail de Baddeley (1994).

La MT est définie comme un système à capacité limitée, responsable du maintien et de la manipulation temporaire de l'information nécessaire pour effectuer des tâches cognitives complexes (Baddeley, 1992b). Il ne s'agit donc plus d'un système de stockage passif de l'information, mais d'une interface entre la mémoire et la cognition. En effet, le concept de MT est né à partir de celui de la MCT. Il a été suggéré pour insister sur deux faits : montrer que la MCT peut fonctionner comme un espace de travail, c’est-à-dire, un système qui peut aussi bien maintenir l'information que la traiter ; démarquer la MT de la MCT qui a un caractère unitaire impliqué dans le seul maintien temporaire passif de l'information.

1.1.2 Les différentes utilisations du concept de MT

Notons d'abord qu'actuellement le terme MT est utilisé dans des sens différents dont certains s'écartent fondamentalement de la signification d'origine. En effet, outre l'utilisation, dans une acception différente, qu'en fait la littérature animale (Olton et al., 1980), il existe en neuropsychologie au moins trois usages différents relativement contrastés du terme MT.

Dans la littérature animale, Olton et al. (1980) emploient le concept de MT pour référer à la capacité de retenir l'information d'un essai à un autre durant une session de testing. Ces auteurs entraînent des animaux à traverser des labyrinthes complexes, où vers la fin, une cellule contient à chaque essai de la nourriture. Généralement, l'animal évite de re-visiter une cellule où il a déjà pris de la nourriture indiquant ainsi, une forme de rétention des essais précédents. Cette mesure est très sensible à certains médicaments et à certaines lésions cérébrales. Pour Baddeley (1998), l'utilisation du terme MT pour référer à ce type de mémoire n'est pas compatible avec la notion de MT tel qu'elle a été conceptualisée à partir des travaux sur la cognition humaine. Les deux utilisations ne sont pas équivalentes, de plus le paradigme utilisé par Olton et al. (1980) s'apparente plus à un aspect de la MLT qu'au modèle de MT de Baddeley et Hitch (1974).

Les travaux sur la mémoire humaine donnent à ce concept trois sens différents : Administrateur

central

Boucle Phonologique

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• Celui des modèles computationnels qui simulent le fonctionnement cognitif humain. Le modèle de Newell et Simon (1972) est basé sur des systèmes architecturaux de production régi par des lois où des comportements complexes peuvent être simulés à travers un nombre relativement simple de "productions". Celles-ci se déclenchent quand les conditions pré-spécifiées sont remplies. La MT réfère à la partie de l'architecture qui maintient la production pertinente. Nous pensons avec Baddeley (1994), que la MT dans de tels systèmes, n'est qu'une présomption qui étaye la modélisation plutôt qu'une tentative de représenter une composante importante de la cognition humaine. En effet, le modèle "SOAR" (Newell, 1990), conçoit une MT est avec une capacité illimitée. Cette modélisation n’est pas faite sur la base de résultats empiriques et n'est pas cohérente avec ce qu'on connaît de la MT humaine (Baddeley, 1998).

• Celui de la neuropsychologie (interprétation) avec Carpenter et Just (1977), Daneman et Carpenter (1980, 1983) et Just et Carpenter (1980) qui s'intéressent au rôle de la MT dans la cognition en relation avec les différences individuelles. Daneman et Carpenter (1980) demandent à des sujets de lire des séries de phrases et de rappeler le dernier mot de chacune. La double exigence (comprendre et rappeler) rend cette tâche très différente de celle de l'empan de mots. Les auteurs notent une forte corrélation entre ce type d’empan et la performance dans des tests standards de compréhension à partir de la lecture. Oakhill (1982, 1984) et Oakhill, Yuill et Parkin (1988) ont une approche similaire dans l'étude de la MT et du développement de la compréhension chez l'enfant. Oakhill et al. (1988) s'intéressent aux enfants qui présentent un trouble de compréhension avec une capacité de lecture de mots isolés normale. Ils constatent que ces enfants ont des performances pauvres dans les tâches d'empan et des difficultés dans la capacité d'extraire des inférences à partir des textes lus.

Dans la suite des études sur les différences individuelles, Kyllonen et Christal (1990) essayent de fournir une alternative à l'approche psychométrique classique. Ils testent des recrus de l'armée par des tests classiques de QI et des tâches de MT. Ils notent que les mesures du QI sont corrélées à celles de la MT. Le QI est plus sensible à la scolarité que la MT qui est plus influencée par la vitesse de traitement. Le concept de MT offre donc des mesures moins influencées par les facteurs culturels que les tests classiques de raisonnement.

Ces travaux donnent des éclaircissements sur la MT, mais la plupart s'intéresse plus à l'étude de la compréhension et du raisonnement qu'à la MT per se (Baddeley et Hitch, 1994).

• Celui issu de la proposition originale de Baddeley et Hitch (1974), revue et précisée plus tard (Baddeley, 1993, 1996a et b, 1998a) où l’idée du fractionnement du système en composantes est centrale. Il est évident que cette approche ne contredit pas celles basées sur les différences

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individuelles mais elle insiste plus sur le fractionnement de la MT et est plus associée aux problèmes neuropsychologiques.

Le modèle de MT proposé par Baddeley et Hitch (1974) a joué un rôle important dans les études fondamentales et neuropsychologiques de la mémoire. Il a réussi à rendre compte et à expliquer des données complexes issues des expériences de laboratoire sur des sujets normaux. Il a également prouvé son utilité dans l'étude neuropsychologique des patients cérébrolésés. L'insight essentiel de leur modèle est que la MT ne doit pas être conçue comme étant unitaire. Elle est composée d'unités de stockages séparées : deux sous-systèmes esclaves : une boucle phonologique qui maintient temporairement l'information basée sur la parole et un registre visuo-spatial capable de maintenir temporairement et de manipuler l'information visuo-visuo-spatiale. Elle est également composée d'un administrateur central (exécutif) jouant essentiellement un rôle de contrôle attentionnel. La dimension de contrôle attentionnel est capitale dans ce modèle. Cependant il faut souligner que dans ce modèle, le terme attention ne renvoie pas à la dimension primaire de l'attention qu'est la vigilance et l'éveil mais à une dimension supérieure qu'est la capacité de répartir et diriger les ressources attentionnelles et de contrôler l'exécution de l'action.

1.2 Modules de la MT

Le modèle de MT (Baddeley et Hitch, 1974) est une structure hiérarchique tripartite (Cf. figure. 1) comprenant un administrateur central3 (AC) assisté par deux systèmes esclaves (sous-systèmes) à

modalité spécifique : la boucle phonologique et articulatoire (BPA) et le registre visuo-spatial (RVS)4.

1.2.1 La boucle phonologique et articulatoire

La BPA serait impliquée dans différents types de traitements verbaux dont la compréhension des phrases (Vallar et Shallice, 1990), l'acquisition du langage (Papagno et Vallar, 1992) et l'apprentissage de la syntaxe et de la lecture (Cf. Gathercole, 1994). Cette composante de la MT est probablement la plus simple à étudier (Baddeley et Hitch, 1974). C'est également celle qui a suscité le plus de

3_{"Central executive" en anglais. La traduction "administrateur central", que nous utilisons est celle adoptée par les}

auteurs francophones.

4_{Deux traductions différentes du terme "Visuo-Spatial Scratch Pad" sont proposées pour ce sous-système. Van der}

Linden utilise le terme "Registre Visuo-Spatial" alors que les traducteurs du livre "Working memory" de Baddeley (1993) utilisent le terme "Calepin Visuo-Spatial". Nous préferons "Registre Visuo-Spatial" qui est utilisé dans le langage informatique pour désigner "organe de base d'un ordinateur capable de stocker une information élémentaire pour la mettre en relation directe avec les organes de calcul" (Le petit Larousse, 1996). Il nous paraît plus adéquat que celui de calepin "petit carnet" qui met plus l'accent sur la temporalité du stockage.

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travaux. Spécialisée dans le stockage temporaire de l'information verbale, elle comporterait deux composantes :

• Une unité de stockage phonologique à capacité limitée qui reçoit et stocke les informations verbales sous un code phonologique ;

• Un processus de contrôle articulatoire qui rafraîchit les éléments contenus dans l'unité de stockage par la répétition subvocale.

Les informations verbales présentées auditivement accèdent directement au stock phonologique. Les informations visuelles doivent être converties en code phonologique pour accéder à l'unité de stockage phonologique (Cf. fig. 2). Les traces mnésiques contenues dans le stock phonologique s'estomperaient au bout de deux secondes environ, sauf si elles sont rafraîchies par le processus de contrôle articulatoire. Ce processus est aussi capable d'utiliser la subvocalisation pour dénommer un stimulus visuel et l'enregistrer dans le stock phonologique (Baddeley et Hitch, 1994). Ce système est supposé soutenir l'empan de chiffres, où le nombre d'items retenus serait fonction de la vitesse d'effacement de la trace mnésique et la vitesse à laquelle elle peut être rafraîchie par la répétition subvocale.

Figure 1-2. Architecture fonctionnelle de la mémoire de travail : le système de la boucle phonologique (Van der Linden, 1994).

La subvocalisation peut être enregistrée par l'électromyogramme, mais elle ne nécessite pas l'intervention réelle de la musculature vocale. Les patients anarthriques (qui ont perdu la capacité de contrôler la musculature périphérique de la parole) sont néanmoins capables d'utiliser normalement leur boucle phonologique. Ceci suggère que le système dépend de la programmation centrale de la parole plutôt que de son exécution (Baddeley et Wilson, 1985). Bishop et Robson (1989) constatent que la boucle phonologique est fonctionnelle chez les enfants qui ont une anarthrie congénitale suggérant que le système ne fait pas appel à la parole explicite pour se développer. En revanche, le trouble de la programmation motrice tel qu'observé

Analyse Phonologique Stock phonologique à court terme Boucle de récapitulation articulatoire Code visuel Entrée Auditive Entrée Visuelle Recodage phonologique

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dans la dyspraxie, altère significativement les performances (Caplan, Rochon et Waters, 1992). C'est pour cette raison que Baddeley (1993) a proposé l'utilisation du concept de boucle phonologique plutôt que celui de boucle articulatoire, proposé en premier lieu (1974) et qui implique une intervention directe de l'articulation.

L'apport nouveau du modèle de Baddeley et Hitch est le "fractionnement" de la MCT et la modularité de ses composantes. Le maintien et la manipulation des sons sont assurés par la BPA composée d'une unité de stockage phonologique et d'un processus de contrôle articulatoire. Les arguments en faveur de ce sous-système proviennent de plusieurs sources : il existe quatre séries de preuves supportant la notion de boucle phonologique et de ses deux composantes : l'unité de stockage et le processus de contrôle articulatoire.

1.2.1.1 L'effet de similarité phonologique

Le rappel sériel immédiat de lettres se détériore si les items présentent une similarité sonore (Conrad et Hull, 1964). L'empan de lettres semblables phonologiquement (P, B, G, V, T, C) est inférieur à celui de lettres dissemblables (F, W, Y, K, R, H). Ceci montre que l'unité de stockage phonologique utilise un codage phonologique. Les items semblables phonologiquement ont des codes relativement semblables. Ceci rend plus difficile leur distinction et leur restitution sérielle immédiate. Ce phénomène est extrêmement robuste sous des conditions standards. Notons toutefois, que le codage phonologique est une stratégie optionnelle en présentation visuelle. Par ailleurs, l'effet de similitude peut être aboli par la suppression articulatoire (Murray, 1968). Il est particulièrement absent chez les enfants de moins de 8 ans (Halliday et al., 1990) et n'a pas lieu chez les patients ayant une déficience acquise dans les opérations de la boucle phonologique (Vallar et Shallice, 1990). La présence d'un effet de similarité phonologique est donc considérée comme un indice de la normalité du fonctionnement du stock phonologique. Cependant, on ne sait pas si l'aspect critique de la similitude se situe au niveau des sonorités, des phonèmes ou des commandes articulatoires. Nous préférons l'adjectif phonologique, c'est un terme plus neutre que "acoustique" ou "phonémique", qui renvoient à des positions théoriques particulières.

1.2.1.2 L'effet d'écoute d'un son non approprié

Un matériel parlé que le sujet est invité à ignorer peut altérer le rappel sériel verbal (Colle et Welsh, 1976). Cet effet ne paraît pas être dû à la distraction générale ni dépendre des caractéristiques lexicales ou sémantiques du matériel non approprié. Les performances sont affectées de la même manière par les mots que par les syllabes sans signification. Salamé et Baddeley (1982) interprètent ces résultats en suggérant que ce qui est prononcé accède obligatoirement à l'unité de stockage phonologique où il affecte la trace mnésique. En revanche le

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bruit blanc n'altère pas les performances, contrairement à la parole ou à la musique (Salamé et Baddeley, 1989). Les mécanismes sous-tendant cet effet ne sont pas très clairs (Baddeley, 1993). Salamé et Baddeley (1982) notent légèrement plus de déficit quand le bruit à ignorer (associé à l'empan de chiffres) consiste en d'autres chiffres ou mots contenant les mêmes phonèmes que les chiffres. Lorsque les mots à ignorer sont différents phonologiquement, le déficit est moindre. Il est important de noter qu'il n'y a pas de différence entre l'effet dû au bruit composé de noms de chiffres et celui composé de mots formés à partir des mêmes phonèmes que les chiffres. Ceci montre que les mots ne sont pas les seuls à altérer la trace mnésique du stock phonologique. En effet, l'amplitude de l'effet du discours non approprié ne dépend pas du sens du matériel puisque le stock phonologique est insensible aux facteurs sémantiques mais vulnérable aux facteurs phonologiques.

1.2.1.3 L'effet de longueur du mot

L'empan de la mémoire verbale immédiate dépend systématiquement de la longueur du mot : l'empan des mots longs est inférieur à celui des mots courts. Ceci serait dû au fait que les sujets répètent en temps réel : les mots longs demandent plus de temps pour être recyclés (Baddeley, Grant, Wight et Thomson, 1975). Le facteur critique paraît donc être la durée de prononciation du mot. Les mots monosyllabiques sont généralement prononcés plus vite et sont donc plus faciles à répéter immédiatement que les mots polysyllabiques. Cependant, c'est plus la durée de prononciation que le nombre de syllabes qui détermine l'effet de longueur. Les données classiques concernant le "chiffre magique" 7 + 2 sont à nuancer. Ceci suggère que la capacité de stockage et la vitesse d'articulation ne sont pas indépendants. Ainsi, dans certaines langues, les noms de chiffres n'ont pas la même vitesse d'articulation. Par exemple, l'empan en gallois est typiquement inférieur à celui en anglais. Les chiffres sont dans les deux cas monosyllabiques, mais diffèrent par la vitesse maximale d'articulation (Ellis et Hennelly, 1980). Naveh-Benjamin et Ayres (1986) explorent davantage cet effet et constatent une corrélation entre le temps nécessaire à la prononciation des chiffres et l'empan mnésique avec respectivement dans l'ordre descendant d'empan : l'anglais, l'espagnol, l'hébreu puis l'arabe où la vitesse d'articulation moyenne des chiffres et le nombre de syllabes sont plus longs. Hoosein et Salili (1988) notent que la vitesse moyenne de prononciation des chiffres chinois est de 265 millisecondes par chiffre donnant un empan moyen de 9,9 contre une vitesse de prononciation de 321 pour l'anglais aboutissant à un empan moyen de 6,6.

L'interprétation la plus simple de l'effet de longueur de mot est qu'il reflète la rapidité de la répétition subvocale, qui limite en retour la vitesse avec laquelle la trace mnésique est rafraîchie. La vitesse de répétition subvocale ou vocale implique l'établissement et l'utilisation de

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programmes moteurs du langage. Ce processus de répétition ne nécessite pas l'intégrité de la fonctionnalité de la musculature de la parole, puisque les patients qui ont perdu la capacité d'articulation vocale montrent un fonctionnement normal de la boucle phonologique (Baddeley et Wilson, 1985 ; Vallar et Cappa, 1987). L'interprétation de tels résultats postule que la répétition subvocale implique la mise en jeu d'une programmation centrale de la parole mais ne nécessite pas que son output se manifeste.

La présence d'un effet de longueur peut être considérée comme un indice de normalité du fonctionnement de la récapitulation articulatoire et son absence refléterait l'existence d'un dysfonctionnement de ce mécanisme.

1.2.1.4 L'effet de suppression articulatoire

Quand on demande à un sujet de répéter itérativement un son "non approprié" (par exemple "bla, bla, bla..") durant le rappel sériel immédiat, sa performance se détériore. Cet effet serait dû à l'annulation de la répétition subvocale qui maintient les items qui ont accédé à l'unité de stockage phonologique. D'après Baddeley (1993), cet effet n'est pas dû à la baisse de l'attention qu'induit la présence de la parole auto-générée et non appropriée, et ne dépend pas du type de matériel répété. La répétition (bla, bla ...) empêche le matériel d'être rafraîchi et interfère avec toute possibilité d'encoder le matériel présenté visuellement par la subvocalisation. Ceci est dû au fait que le matériel visuel peut, en cas de non-suppression verbale, être converti par subvocalisation en code phonologique pouvant être enregistré dans l'unité de stockage. Le pouvoir négatif de la suppression articulatoire sur le matériel visuel s'observe davantage par l'élimination des effets de similitude et d'écoute de discours non approprié. De plus, la suppression articulatoire abolit l'effet de longueur quel que soit le type de matériel (visuel ou auditif) puisque l'effet de longueur repose lui aussi sur la subvocalisation (Baddeley, Lewis et Vallar, 1984). L'association de tous ces effets (similarité phonologique, écoute de son non approprié, longueur du mot, suppression articulatoire) apporte des arguments supplémentaires en faveur de l'existence de la boucle phonologique telle que conceptualisée par Baddeley et Hitch (1974).

À côté de ces preuves, d'autres illustrations valident l'hypothèse de la boucle phonologique. Parmi ces illustrations soulignons celles issues de la clinique neuropsychologique. Par exemple, le cas P.V. (Vallar et Baddeley, 1984) qui présente un déficit pur de la mémoire phonologique à court terme. À l'examen, cette patiente montre des performances en accord avec l'hypothèse d'un stock phonologique à court terme défectueux.

Ainsi, sur le plan expérimental et clinique, lorsqu'on veut tester la fonctionnalité de la BPA, on doit chercher les effets de longueur et de similarité phonologique. Leur existence attesterait, respectivement, du bon fonctionnement du

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stock phonologique et des processus de récapitulation articulatoire. L'examen des autres effets (suppression articulatoire et écoute de son non approprié) peut apporter d'autres éclairages sur la structure et le fonctionnement de la BPA.

1.2.2 Le registre visuo-spatial

Le registre visuo-spatial est spécialisé dans le stockage temporaire de l'information visuo-spatiale et dans la génération et la manipulation des images mentales. Cette présomption suggère qu’il puisse servir à une multitude de fonctions. Hatano et Osawa (1983) pensent qu'il est impliqué dans l'orientation topographique et dans la planification et l’exécution des tâches spatiales. L'architecture fonctionnelle du RVS est actuellement moins bien comprise que celle de la boucle phonologique. La plupart des recherches entreprises se sont intéressées à l'étude de la BPA de la MT plutôt qu'à celle du RVS (Logie, 1995).

Les preuves soutenant l’existence d’un sous-système séparé responsable du traitement des informations visuo-spatiales se sont accumulées pour valider l'individualisation du RVS comme sous-système distinct ayant un statut particulier dans le modèle de MT. Ces preuves proviennent d'expériences en psychologie cognitive chez les sujets normaux et d'études de cas de patients cérébrolésés. Les résultats de ces travaux ont permis de :

• Dissocier le sous-système responsable du traitement de l'information visuo-spatiale de celui responsable du traitement de l'information verbale et d'étudier leurs relations ;

• Dissocier au sein de ce sous-système entre le traitement visuel et le traitement spatial ;

• Et d'avancer dans la compréhension des mécanismes soutenant le fonctionnement de ce sous-système.

Pour cela, il est très important de revenir aux recherches portant sur l'imagerie mentale et ses relations avec la perception visuelle afin d'analyser les mécanismes en jeu dans le traitement de l'information visuo-spatiale et développer les outils de compréhension du RVS.

1.2.2.1 Individualisation du registre visuo-spatial

Sur le plan méthodologique les études portant sur le RVS utilisent les mêmes procédures de recherche que pour la BPA. Ainsi, les effets de l’interférence spécifique ont été une source de preuves majeure sur la nature de ce registre. On a par exemple démontré qu’une activité articulatoire ou verbale concurrente altère préférentiellement le matériel traité dans l'unité de stockage phonologique, tandis qu’une activité visuelle ou spatiale altère le matériel traité dans le RVS. Baddeley et Lieberman (1980) montrent que des sujets qui ont appris des listes de mots en utilisant l’imagerie basée sur la localisation spatiale, ont des performances supérieures à ceux qui utilisent la répétition verbale. Toutefois, ces différences disparaissent quand on demande aux sujets d’effectuer

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en parallèle une tâche visuo-spatiale de poursuite d’un point lumineux en mouvement (avec un stylet). Les auteurs concluent que l’imagerie et la perception visuelles partagent des ressources autres que celles utilisées par le système verbal. Baddeley et al. (1975) utilisent la tâche de "Brooks" sous deux conditions : visuelle et spatiale, ils constatent qu’une tâche de poursuite visuo-spatiale concurrente ne perturbe que la condition spatiale tout en maintenant le même niveau de performances dans la condition verbale équivalente.

Ce type de dissociation est appuyé par des preuves neuropsychologiques. Par exemple, les patients ayant des lésions postérieures droites ont de faibles performances au test de Corsi (empan spatial), bien qu’ils aient un empan auditivo-verbal normal (De Renzi et Nichelli, 1975).

1.2.2.2 A propos de l'architecture fonctionnelle du registre visuo-spatial

Actuellement, plusieurs travaux tentent d'établir une architecture fonctionnelle du RVS à l'image de celle de la BPA, mais ils en sont encore à une étape exploratoire. Cette démarche peut biaiser sévèrement les recherches en cours et aboutir éventuellement à une impasse. Ceci est logique puisque la nature de l'encodage des deux sous-systèmes est différente. Si la nature de l'encodage dans la BPA est actuellement bien établie, celle du RVS reste encore controversée.

On suppose actuellement que le RVS implique une unité de stockage brève de l’information et un processus de contrôle responsable de l’enregistrement de l’information visuo-spatiale et de son rafraîchissement par la répétition. Cependant, il y a moins d'arguments quant à la nature de ces mécanismes d’encodage et de rafraîchissement. De même, rien n’a été établi de manière définitive quant à l’équivalent de l’effet de longueur. Pourtant, on a noté que le stockage peut être altéré par la présentation d’items visuels non appropriés comme des plaques de couleurs ou des images (Logie, 1986) ou par le traitement spatial concurrent, rappelant l'équivalent de l’effet de suppression et de l’effet de matériel non approprié à propos de la boucle phonologique. D'un autre côté, les études sur la similarité visuelle n'ont pas montré pour le RVS d'effets aussi prononcés que pour la BPA. Ces effets sont réduits comme le montrent les travaux sur les caractères chinois et les formes non significatives (Yik, 1978 ; Walker, Hitch et Duroe, 1993). Il paraît aussi que la similarité visuelle désorganise le rappel quand le recodage verbal n’est pas sûr, comme c’est le cas chez les jeunes enfants (Hitch et al., 1988 ; Longoni et Scalisi, 1994), ou quand le rappel verbal est empêché par la suppression articulatoire (Hitch, Halliday, Dodd et Litter 1989 ; Walker et al., 1993). Ainsi, en l’absence de manipulations de la similarité spatiale au sein du RVS, ces travaux nous renseignent peu sur l’organisation des informations visuelles et spatiales.

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1.2.3 L'administrateur central

L'AC se situe au cœur du modèle de MT. Il représente la composante hypothétique la plus complexe et la moins comprise du modèle. Baddeley a intentionnellement évité de l'étudier au départ pour concentrer les efforts sur l'analyse des sous-systèmes esclaves. Cette situation de négligence commencerait à devenir embarrassant pour le modèle. C'est alors qu'on a commencé, à partir de la moitié des années 1980, à redresser la balance (Baddeley, 1996a). Les travaux se sont ainsi multipliés et on arrive de plus en plus à discerner des sous-composantes de l'AC et à développer des tâches appropriées pour identifier son fonctionnement.

Pour Logie (1995) l'AC agit comme une sorte de "neuroware" flexible de traitement de l'information. Il serait capable de gérer une variété de "software" incluant la génération et la manipulation de l'imagerie visuelle, de la compréhension du langage et des heuristiques de résolution de problèmes. Il s'agit pour Gathercole (1994) d'un système amodal alimenté par des ressources de traitement à capacité limitée pouvant être flexiblement déployées pour répondre à différentes exigences de traitement d'informations. Selon Baddeley (1992), l'AC aurait un rôle important dans la planification et le contrôle de l'action. Il serait également responsable de l'intégration des informations provenant des sous-systèmes esclaves (BPA et RVS) et des liens que ces sous-systèmes entretiennent avec la MLT.

1.2.3.1 Rôles fonctionnels attribués à l'administrateur central

Tous les travaux s'accordent sur la fonction de contrôle attentionnel de l'AC, sans qu'il y ait toutefois unanimité sur la spécificité des rôles qu'il joue. Il constitue pourtant la composante la plus importante en ce qui concerne son impact sur la cognition. Son manque de spécificité est en contraste total avec celui des sous-systèmes esclaves. Ceci l'a transformé en une "zone d'ignorance résiduelle" à laquelle on risque de coller tout ce qu'on ne comprend pas (Baddeley, 1992 ; 1996a). Par ailleurs, dans l'étude du contrôle attentionnel, il faut être attentif au fait qu'il y a au moins deux dimensions que peu de travaux essayent de distinguer explicitement : les ressources de l'AC, à savoir sa capacité de traitement et ses fonctions de contrôle et de planification, donc son rôle exécutif.

1.2.3.1.1 Notion de ressources attentionnelles

La notion de ressources est aussi ancienne que celle de psychologie cognitive de l'attention. L'idée que le système cognitif a une capacité limitée est omniprésente dans tous les modèles attentionnels. Les travaux sur l'attention sélective mettent en évidence l'importance de protéger le système cognitif de la surcharge du flot d'informations non pertinentes. Il s'agit du filtrage de l'information qui s'effectue à un niveau précoce pour Broadbent (1958), tardif pour Treisman

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(1960, citée par Camus, 1996) et Deutsh et Deutsh (1963) ou "as soon as possible" pour Navon (1989). Quel que soit le niveau où s'effectue le filtrage, l'attention sélective prévient de la surcharge et permet de focaliser les ressources sur une opération, optimisant ainsi le niveau de performance.

L'apport le plus influent est celui des travaux sur l'attention divisée (Kahnemann, 1973 ; Norman et Bobrow, 1975) qui supposent que le système cognitif est doté d'un quantum limité de ressources attentionnelles et que chaque tâche puise une quantité de ces ressources. Lorsque le coût (en ressources attentionnelles) d'exécution d'une ou de plusieurs tâches ne dépasse pas les ressources disponibles, les performances ne sont pas altérées. Toutefois, lorsqu'on combine deux tâches exigeantes en ressources attentionnelles et que le coût de leur exécution dépasse les ressources disponibles, l'efficience des performances ne resterait plus au même niveau. La nature de ces ressources est "attentionnelle" pour Posner et Snyder (1975), "cognitive" pour Posner et al. (1989, cités par Siérof, 1992) ou "mentale" pour Siérof (1992). Quel que soit "l'étiquette" retenue, la limitation des ressources déterminerait la qualité et l'efficience du traitement de l'information en cours.

Dans ce contexte, la MT consiste en un "réservoir" limité de ressources qui peut servir au stockage et au traitement. Les travaux de Daneman et Carpenter (1980), de Baddeley et al. (1991) et de Just et Carpenter (1992) insistent sur cet aspect. Il existerait ainsi un "trade-off" entre traitement et stockage lorsque le sujet effectue une tâche qui dépasse les ressources limitées du système.

Le cas AM, examiné par Van der Linden Coyette et Seron (1992), témoigne d'un trouble de la MT qui peut être attribué à un déficit des ressources de l'AC. AM est un traumatisé crânien et n'a pas de déficit important de fonctionnement intellectuel général, de MLT ou des fonctions exécutives en contraste avec de faibles empans verbaux et visuo-spatiaux. Ce déficit n'est pas associé à un dysfonctionnement du stock phonologique et de la récapitulation articulatoire. Cependant, l'examen montre que le déficit le plus important s'observe dans la tâche de Brown-Peterson. Ce déficit s'amplifie avec l'augmentation de la charge dans cette tâche. Ceci suggère que le patient dispose de peu de ressources pour affronter les demandes de la tâche double de Brown-Peterson qui implique à la fois un stockage et un traitement. Lorsque la tâche double n'implique pas de stockage, les performances du patient sont normales. Il s'avère d'après ce cas, que le déficit de la MT peut se résumer à une réduction pathologique des capacités de l'AC.

Il convient d'insister par ailleurs sur le fait que la quantité de ressources disponibles n'est pas le seul facteur décisif. Plusieurs autres facteurs sont impliqués. Le premier est celui des différences individuelles. Le coût d'une tâche dépend des niveaux de compétences de chacun et de sa motivation. De plus, la nature des processus perceptifs de traitement ou de réponse qu'ils