Introduction

La mémoire à court terme (STM), également appelée stockage à court terme, ou mémoire primaire ou active, indique différents systèmes de mémoire impliqués dans la rétention d’informations (morceaux de mémoire) pendant une durée relativement courte (généralement jusqu’à 30 secondes). En revanche, la mémoire à long terme (LTM) peut contenir une quantité indéfinie d’informations. La différence entre les deux mémoires, cependant, n’est pas seulement dans la variable « temps » mais est avant tout fonctionnelle. Néanmoins, les deux systèmes sont étroitement liés. En pratique, STM fonctionne comme une sorte de « bloc-notes » pour le rappel temporaire d’un nombre limité de données (dans le domaine verbal, à peu près le nombre « magique » de George Miller 7 +/- 2 éléments) qui proviennent du registre sensoriel et sont prêts à être traités par l’attention et la reconnaissance. D’un autre côté, les informations collectées dans le stockage LTM sont constituées de mémoires pour l’exécution d’actions ou de compétences (c.-à-d., mémoires procédurales, « savoir-faire ») et de mémoires de faits, de règles, de concepts et d’événements (c.-à-d., souvenirs déclaratifs, « sachant cela »). La mémoire déclarative comprend la mémoire sémantique et épisodique. La première concerne une connaissance large des faits, des règles, des concepts et des propositions (« connaissances générales »), la seconde est liée aux événements personnels et vécus et aux contextes dans lesquels ils se sont produits (« souvenirs personnels »).

Bien que la STM soit étroitement liée au concept de « mémoire de travail » (WM), la STM et la WM représentent deux entités distinctes. STM, en effet, est un ensemble de systèmes de stockage alors que WM indique les opérations cognitives et les fonctions exécutives associées à l’organisation et à la manipulation des informations stockées. Néanmoins, on entend les termes STM et WM souvent utilisés de manière interchangeable.

De plus, il faut distinguer la STM de la « mémoire sensorielle » (SM) telle que l’échoïque acoustique et les mémoires visuelles iconiques qui sont de plus courte durée (fraction de seconde) que la STM et reflètent la sensation ou la perception originelle du stimulus. En d’autres termes, le SM est spécifique à la modalité de présentation du stimulus. Cette information sensorielle « brute » subit un traitement, et lorsqu’elle devient STM, elle est exprimée dans un format différent de celui perçu initialement.

Le célèbre modèle Atkinson et Shiffrin (ou modèle multi-magasins), proposé à la fin des années 1960, explique les corrélations fonctionnelles entre STM, LTM, SM et WM. Plus tard, un nombre considérable d’études ont démontré la distinction anatomique et fonctionnelle entre les processus de mémoire ainsi que les corrélats neuronaux et le fonctionnement des sous-systèmes STM et LTM. À la lumière de ces résultats, plusieurs modèles de mémoire ont été postulés. Alors que certains auteurs ont suggéré l’existence d’un système de mémoire unique englobant à la fois le stockage à court et à long terme, après 50 ans, le modèle d’Atkinson et de Shiffrin reste une approche valable pour une explication de la dynamique de la mémoire. À la lumière de recherches plus récentes, cependant, le modèle présente plusieurs problèmes concernant principalement les caractéristiques de la STM, la relation entre la STM et la WM ainsi que la transition de la STM à la LTM.

Mémoire à court terme: signification et système(s)

C’est un système de stockage qui comprend plusieurs sous-systèmes à capacité limitée. Plutôt que d’être une limitation, cette restriction est un avantage de survie évolutive, car elle permet de prêter attention à des informations limitées mais essentielles, à l’exclusion des facteurs de confusion. C’est l’exemple classique de la proie qui doit se concentrer sur l’environnement hostile pour reconnaître une éventuelle attaque du prédateur. Compte tenu des particularités fonctionnelles de la STM (collection d’informations sensorielles), les sous-systèmes sont étroitement liés aux modalités de la mémoire sensorielle. En conséquence, plusieurs sous-systèmes associés au sensoriel ont été postulés, y compris les domaines visuospatial, phonologique (auditif-verbal), tactile et olfactif. Ces sous-systèmes impliquent différents modèles et interconnexions fonctionnelles avec les zones et centres corticaux et sous-corticaux correspondants.

Le concept de mémoire de travail

En 1974, Baddeley et Hitch ont développé un modèle alternatif de STM qu’ils ont appelé mémoire de travail. En effet, le modèle WM n’exclut pas le modèle modal mais enrichit son contenu. D’un autre côté, le magasin à court terme peut être utilisé pour caractériser le fonctionnement du WM. WM se réfère davantage à l’ensemble du cadre théorique des structures et processus utilisés pour le stockage et la manipulation temporaire de l’information, dont STM n’est qu’une composante. En d’autres termes, STM est un élément de stockage fonctionnel, tandis que WM est un ensemble de processus qui impliquent également des phases de stockage. WM C’est la mémoire que nous utilisons constamment, qui est toujours « en ligne » lorsque nous devons comprendre quelque chose ou résoudre un problème ou argumenter, les stratégies cognitives pour atteindre des objectifs à court terme. La preuve de l’importance de ce type de « système d’exploitation » de la mémoire montre que les déficits de la MW sont associés à plusieurs troubles du développement de l’apprentissage, y compris le trouble d’hyperactivité avec déficit de l’attention (TDAH), la dyslexie et les troubles spécifiques du langage (SLI).

Mémoire à court et à long terme

Ces types de mémoire peuvent être classiquement distingués en fonction de la capacité de stockage et de la durée. La capacité de la STM a en effet des limites quant à la quantité et à la durée de l’information qu’elle peut conserver. En revanche, LTM dispose d’une capacité apparemment illimitée qui peut durer des années. Les distinctions fonctionnelles entre les systèmes de stockage de mémoire et les mécanismes exacts de transfert des mémoires de ST à LTM restent une question controversée. STM et LTM représentent-ils un ou plusieurs systèmes avec des sous-systèmes spécifiques? Bien que le STM représente probablement une sous-structure du LTM, qui est une sorte de stockage activé à long terme, plutôt que de rechercher une division « physique », il semble approprié de vérifier les mécanismes de transition d’une mémoire qui n’est qu’un passage à une mémoire durable. Bien que le modèle multimodal classique propose que le stockage des mémoires ST se fasse automatiquement sans manipulation, la question semble être plus impliquée. Le phénomène concerne les caractéristiques quantitatives (nombre de mémoires) et qualitatives (qualité de la mémoire).

En ce qui concerne les données quantitatives, bien que le nombre de Miller de 7 +/- 2 items identifie le nombre d’éléments inclus parmi les emplacements individuels, le regroupement des bits de mémoire en morceaux plus grands (chunking) pourrait permettre de stocker beaucoup plus d’informations de plus grande taille et de continuer à conserver le nombre magique. La question qualitative, ou modulation de la mémoire dans le traitement, est un phénomène fascinant. Il semble que les éléments de STM subissent un traitement, ce qui fournit une sorte d’édition qui implique la fragmentation de chaque élément (découpage) et sa ré-élaboration et sa ré-élaboration. Cette phase de traitement de la mémoire est appelée codage et peut conditionner le traitement ultérieur, y compris le stockage et la récupération. Le processus d’encodage comprend un traitement automatique (sans prise de conscience) et un traitement laborieux (par l’attention, la pratique et la pensée) et nous permet de récupérer des informations à utiliser pour prendre des décisions, répondre à des questions, etc. Trois voies sont suivies au cours de l’étape de codage : le codage visuel (information représentée sous forme d’image), acoustique (information représentée sous forme de son) et sémantique (signification de l’information). Les processus s’interconnectent les uns avec les autres, de sorte que l’information est décomposée en différents composants. Lors de la récupération, la voie qui a produit le codage facilite la récupération des autres composants par une réaction en chaîne singulière. Un parfum particulier, par exemple, nous fait rappeler un épisode ou une image spécifique. Il est à noter que le processus d’encodage affecte la récupération, mais la récupération elle-même subit une série de changements potentiels qui peuvent modifier le contenu initial.

En termes neurofonctionnels, la différence entre STM et LTM est l’apparition, dans la LTM, d’une série d’événements qui doivent fixer définitivement le(s) engramme(s). Cet effet se produit par l’établissement de réseaux neuronaux et s’exprime sous forme de phénomènes neurofonctionnels, y compris la potentialisation à long terme (LTP) qui est une augmentation de la force de la transmission neuronale résultant du renforcement des connexions synaptiques. Ce processus nécessite l’expression de gènes et la synthèse de nouvelles protéines et est lié à des altérations structurelles durables des synapses (consolidation synaptique) des zones cérébrales impliquées telles que l’hippocampe est le cas des mémoires déclaratives.

Le rôle du réseau hippocampique

À noter, la neurogenèse hippocampique régule le maintien de la LTP. Cependant, le réseau hippocampique, y compris le gyrus parahippocampique, l’hippocampe et les zones néocorticales, n’est pas le lieu où les souvenirs sont stockés, mais il joue un rôle crucial dans la formation de nouveaux souvenirs et dans leur réactivation ultérieure. Il semble que l’hippocampe ait une capacité limitée et acquiert des informations rapidement et automatiquement sans les conserver longtemps. Au fil du temps, les informations disponibles à l’origine deviennent permanentes dans d’autres structures cérébrales (dans le cortex), indépendamment de l’activité de l’hippocampe lui-même. Le mécanisme crucial de ce transfert est la réactivation (« replay ») des configurations de l’activité neuronale. En d’autres termes, l’hippocampe et les structures temporelles médiales qui lui sont connectées sont cruciales pour la tenue d’un événement dans son ensemble car il distribue de manière organisée des traces de mémoire. C’est un système d’exploitation qui, via différents logiciels, peut stocker, organiser, traiter et récupérer des fichiers matériels. Cette réactivation guidée par l’hippocampe (récupération) conduit à la création de connexions directes entre les traces corticales puis à la formation d’une représentation intégrée dans le néocortex comprenant le cortex d’association visuelle pour la mémoire visuelle, le cortex temporal pour la mémoire auditive et le cortex temporal latéral gauche pour la connaissance du sens des mots. De plus, l’hippocampe a d’autres tâches spécifiques, par exemple dans l’organisation de la mémoire spatiale.

D’autres zones du cerveau sont impliquées dans les processus de mémoire; par exemple, l’apprentissage de la motricité est lié à l’activation des régions cérébelleuses et des noyaux du tronc cérébral. De plus, l’apprentissage des activités perceptives (amélioration du traitement des stimuli perceptifs essentiels dans les activités de la vie quotidienne telles que la compréhension du langage parlé et écrit) implique des ganglions de la base et des cortex sensoriels et associatifs alors que l’apprentissage des compétences cognitives (liées à la résolution de problèmes) implique initialement les lobes temporaux médiaux.