Titre de l'écran-titre (visionné le 28 septembre 2023) / La capacité du cerveau humain à stocker temporairement et manipuler des informations, connue sous le nom de mémoire de travail, est cruciale pour de nombreux processus cognitifs tels que la prise de décision, la planification et la mémoire épisodique. Elle constitue un moment critique entre la mémoire, l'attention et la perception et est centrale pour une large gamme de fonctions cognitives et de comportements orientés vers un objectif. Les études récentes montrent que des séquences de profils d'activité cérébrale spécifiques aux éléments encodés en mémoire peuvent être "rejouées" (réactivé- « replay ») après un apprentissage (épisodique, moteur, etc.) ou pendant la prise de décision. Cependant le rôle fonctionnel de ces replays dans la mémoire de travail est à ce jour peu défini. La présente étude vise à identifier les marqueurs neuronaux associés à l'apprentissage associatif et à étudier la réactivation de ces associations audio-visuelles apprises pendant les périodes de rétention et de manipulation en mémoire de travail. Cette étude utilise la Magnétoencéphalographie (MEG) pour mesurer l'activité cérébrale pendant l'apprentissage et lors d'une tâche de mémoire de travail, ainsi que des techniques de classification multivariée. Cette approche est utilisée dans le but d'identifier les motifs neuronaux associés aux éléments mémorisés et pour investiguer la dynamique de ces motifs pendant la rétention et la manipulation de l'information en mémoire. Plus précisément, dans cette étude, nous avons tout d'abord cherché à investiguer les mécanismes neuraux associés à l'apprentissage associatif audio-visuel chez l'homme en utilisant une des approches comportementales, de MEG et d'apprentissage machine. Les analyses ont révélé une activité thêta soutenue au sein d'un réseau distribué, indiquant la coopération temporelle des régions cérébrales pendant et après l'apprentissage. L'étude a également révélé une désynchronisation bêta associée à l'apprentissage dans les régions fronto-temporales et pariétales, des régions connues pour être impliquées dans les fonctions de la mémoire de travail. De plus, nous avons identifié des périodes de réactivation des profils cérébraux associés à l'apprentissage pendant les périodes de rétention et de manipulation de la tâche de mémoire de travail. Nous proposons que ces réactivations, inversées (« backward ») et rapides (20 ms), jouent un rôle crucial dans le maintien et la manipulation à court terme des informations en mémoire. Notre étude apporte des preuves de replay rapide « backward » pendant la mémoire de travail, et nos recherches en cours visent à élucider leur rôle en lien avec le comportement. Dans l'ensemble, nos résultats améliorent notre compréhension des mécanismes neuronaux complexes supportant la mémoire de travail, De plus, ils appuient l'idée selon laquelle la réactivation rapide de l'activité neuronale des items préalablement appris pourrait jouer un rôle crucial dans les processus de mémoire de travail et de mémoire séquentielle chez les humains. / Working memory, known as the ability of the human brain to temporarily store and manipulate information, is crucial for many cognitive processes such as decision-making, planning, and episodic memory. It is at the critical juncture between memory, attention, and perception, and is central to a range of cognitive functions and goal-directed behaviors. Studies show that item-specific sequences of neural patterns, that were active during the task, are reactivated ('replayed') afterwards in a temporally compressed manner. Replay is a process in the brain that occurs during both wakeful and sleep states, in which information from memory is reactivated. Recent studies have demonstrated neural replay mechanisms during decision-making and after learning (motor, episodic etc.), however, the interplay between working memory and replay remains to be studied. This study aimed to identify the neural markers associated with associative learning and to investigate the replay of learned associations during working memory. In this study, we utilized magnetoencephalography (MEG) to measure neural activity before, during after associative learning and during a working memory task. We used multivariate classification techniques to identify neural patterns associated with memorized items and investigate the dynamics of these patterns during working memory retention and manipulation. In addition, we aimed to investigate the neural mechanisms associated with associative learning in humans by using a combination of behavioral, MEG, and machine learning approaches. Our analysis demonstrated sustained theta activity within a distributed network, indicating the temporal cooperation of brain regions during and after learning. The study also revealed a learning-associated beta desynchronization over fronto-temporal and parietal regions, regions known to be involved in working memory functions. Moreover, fast-backward replay was detected during working memory retention and manipulation periods. We propose that these fast-backward replay may play a crucial role in strengthening memory traces. Our ongoing research aims to elucidate the relationship between backward replay in working memory retention and manipulation periods and behavioral performance. Overall, our findings improve our understanding of the complex neural mechanisms underlying working memory and learning and support the idea that fast neural replay of previously leaned items may play a crucial role in working memory and sequential memory processes in humans.

Ausubel, en 1960, testa l'hypothèse que l'apprentissage et la rétention d’un matériel verbal non familier, mais significatif, peuvent être facilités par une introduction, dès le début, de concepts subsumants pertinents appelés des organisateurs. Depuis plusieurs études furent menées, mettant à l'épreuve l'hypothèse de départ. De façon générale, ces recherches se sont attardées sur l'apprentissage de l'information verbale et sur la position des organisateurs dans le matériel pédagogique. Godbout, en 1981, mena une autre recherche dont les résultats permirent de constater de nouveau que le rappel des préalables constituait un facteur déterminant dans l'apprentissage. Ces considérations nous ont permis de formuler l'objet de notre recherche qui est de vérifier les effets sur l'apprentissage et la rétention d'habiletés intellectuelles du rappel des schémas organisateurs comme préalables. L'expérimentation menée qui impliqua quatre groupes réguliers d'un cours en enseignement religieux (un total de 77 sujets non répartis au hasard) répartis en trois groupes expérimentaux (A, B et C) et en un groupe contrôle (D), se déroula en quatre phases. Le matériel expérimental utilisé est un cours fictif portant sur la "science des systèmes xénogrades". Ce cours divisé en deux parties comportait trois types de schémas organisateurs et une introduction. Le premier organisateur (0) portait sur l'ensemble du matériel. Le deuxième (01) sur la première partie et le troisième (O2) sur la deuxième partie. Les groupes expérimentaux reçurent, en plus du matériel, soit 0, O1 et O2 ou leur combinaison. Le groupe témoin ne reçut que l'introduction en plus du matériel. Les sujets furent ensuite soumis à trois tests: un post-test 1 portant sur la première partie du matériel, un post-test 2 portant sur la deuxième partie du matériel et un test de rétention portant sur l'ensemble du matériel. Pour traiter les résultats, nous avons effectué une analyse de la variance, un test sur l'homogénéité de la variance, un test sur l'homogénéité de la régression, une analyse de la covariance et un test de comparaisons multiples. Les sujets n'ayant pas été soumis à un pré-test, nous avons utilisé leurs notes de mathématique comme variable concommittante. Trois observations se dégagent des résultats obtenus: la supériorité du groupe C sur les autres groupes en ce qui concerne le test de rétention, l'effet positif des schémas organisateurs sur l'apprentissage d'habiletés intellectuelles subséquentes et la difficulté d'affirmer que le rappel des schémas organisateurs seulement, avant l'apprentissage d'habiletés intellectuelles, ait un effet positif. / Québec Université Laval, Bibliothèque 2016

Cette recherche avait pour objectif d’étudier les troubles cognitifs à l’origine de la dyslexie, et plus particulièrement le déficit d’apprentissage de paires associées (PAL) à composante verbale (input ou output). Tout d’abord, une étude longitudinale menée auprès d’enfants tout-venant pré-lecteurs et apprentis lecteurs a permis de mettre en évidence une contribution spécifique des PAL intermodales à l’efficience ultérieure en lecture/transcription. Les résultats de l’étude neuropsychologique indiquent pour leur part que les enfants dyslexiques présentent un déficit pour tous les types de PAL à composante verbale. Ce déficit apparait toucher à la fois la mémorisation des réponses, notamment verbales, et la mémorisation des liens entre les deux items. Il serait lié à un défaut de stockage de l’information et non à un problème de récupération et affecterait l’apprentissage des paires associées sans entraver leur rétention à long terme. / This research aimed to study the cognitive causes of dyslexia, particularly the paired associate learning (PAL) including a verbal component (input or output) deficit. First, a longitudinal study of normally developing pre-readers and beginning readers highlighted a specific contribution of intermodal PAL as predictors of later reading/transcription skills. As for the results of our neuropsychological study, they indicate that dyslexic children exhibit a deficit for all types of PAL with verbal component. This deficit appears to reach both the memorization of answers, especially verbal answers, and the storage of the mapping between the two items. It would be linked to an information storage failure but not to a recovery problem, and would affect the buildup of associations without impairing their long-term retention.

Cette étude vise à comparer trois tâches : une tâche d’identification absolue, une tâche d’apprentissage de paires compatibles et une tâche d’apprentissage de paires incompatibles. À notre connaissance, aucune étude empirique n’a, jusqu’ici, comparé ces trois tâches. La tâche d’identification absolue implique des stimuli perceptifs (lignes de longueur variable) tandis que les tâches d’apprentissage de paires impliquent des stimuli verbaux (mots identifiant des objets de taille différente). Dans les tâches d’identification absolue et d’apprentissage de paires compatibles, les stimuli sont ordonnés de la plus petite à la plus grande magnitude et l’ordre des réponses correspond à l’ordre des stimuli. Dans la tâche d’apprentissage de paires incompatibles, l’ordre des réponses est indépendant de l’ordre entre les stimuli. Les résultats montrent une performance supérieure aux tâches d’apprentissage de paires comparativement à la tâche d’identification absolue. Aussi, les performances aux tâches d’apprentissage de paires compatibles et incompatibles sont semblables.