Le rôle de la mémoire à long terme (MLT) dans la perception temporelle est souvent éclipsé par d’autres processus cognitifs comme l’attention. Cette thèse visait donc à faire la lumière sur le rôle de la MLT en perception temporelle. Plus précisément, la thèse visait à étudier l’effet des connaissances propres à la durée sur une variété de jugements temporels. Pour ce faire, 4 expériences ont été réalisées, toutes avec des athlètes (coureurs et nageurs). Le recours aux athlètes permettait d’avoir accès à des participants ayant beaucoup de connaissances propres à la durée (en lien avec leur sport). Les quatre expériences démontrent un effet constant : les connaissances propres à la durée améliorent la perception temporelle. Ainsi, les expériences réalisées dans le cadre de cette thèse permettent d’affirmer qu’il est nécessaire de reconsidérer le rôle de la MLT dans la perception temporelle; les connaissances acquise au fil du temps, à force de répétitions, sont transférées en mémoire et utilisées subséquemment pour percevoir le temps.

L'homme peut discriminer les caractéristiques acoustiques de bruits Gaussiens. Les mécanismes de la mémoire sensorielle à long terme ont récemment été étudiés en utilisant des segments de bruit répétés en continu, ou bruits cycliques (CNs) (Agus et al., 2010). Les sujets devaient discriminer des CNs d'autres bruits aléatoires, certains CNs cibles étant présentés plusieurs fois à l'insu des sujets. Une mémorisation à long terme de ces CNs cibles a été démontrée, soulevant des questions quant aux mécanismes mnésiques sous-jacents. Ici, nous avons étudié la robustesse de cette mémoire, en testant la reconnaissance implicite à long terme (1 mois) de CNs cibles transformés : son enroulé sur lui-même (CNs " looped "), ou brouillé (CNs " scrambled ", 10 ou 20 ms). Nous montrons que de très courts segments de bruit peuvent être stockés en mémoire à long terme (10 ms). Le rôle des structures (sous-corticales) dans cette reconnaissance à long terme a ensuite été étudié par IRMf. Nous observons une trace mnésique des CNs cibles impliquant les premiers relais de la voie auditive, en particulier le corps genouillé médian, ainsi que l'hippocampe. Enfin, nous avons exploré les limites de cette mémoire en présentant des CNs cibles de différentes durées dans une oreille, et des bruits purement aléatoires dans l'autre oreille ; les sujets devant localiser le CN. Un mois après, les sujets ont une reconnaissance implicite de CNs cibles aussi brefs que 10 ms, avec seulement 8 répétitions (80ms). Nous démontrons ainsi : 1) la capacité d'apprendre et de conserver en mémoire des segments de bruit aussi courts que 10 ms, 2) une trace mnésique sous-corticale, dans les régions impliqués dans la perception des sons, 3) ces résultats sont en accord avec les performances de reconnaissance prédites par un modèle d'apprentissage STDP. / Humans are able to detect acoustic features in Gaussian noise. Researchers recently used repeating noise segments [cyclic noises (CNs), presenting a segment of noise several times back to back] to investigate long-term sensory memory (Agus et al., 2010). They asked participants to discriminate CNs from plain noise, while implicitly presenting them with a few target CNs several times. The results demonstrated long-term memory for such sounds, which have raised several further questions. First, the robustness of memory for implicitly learned Gaussian sounds was tested using a similar paradigm. Participants' recognition memory was tested by presenting them with looped and scrambled (10 or 20-ms bin size) versions of target CNs 4 weeks post-learning. Our results suggest that neurons might code for very small bits of acoustic information (10 ms). Next, the spatial correlates of memory, specifically, the role of subcortical areas in storing auditory patterns was investigated. Using the same paradigm, participants performed the testing session during fMRI scanning. Implicit memory for target CNs was demonstrated and functional contrasts implicate the Medial Geniculate body and hippocampus. Lastly, we explored the mechanisms and resolution limits of this memory. Participants were presented with CNs in one ear and plain noise in the other ear, and had to localize the CN. Implicit and explicit memory for target CNs was tested 4 weeks later. Although participants lacked conscious memory, they were better at localizing target 10-ms CNs than novel CNs, even with 8 repeats (80 ms). Altogether we demonstrate: 1) the ability to learn and store short acoustic patterns (10 ms); 2) this memory is sub-cortical, in regions implicated in perception of sounds; and 3) these results are compatible with an STDP model of learning.

Choisir une source de nourriture adaptée à ses besoins est d'une importance vitale. Cette sélection est basée sur des indices sensoriels mais la valeur nutritive réelle des aliments consommés ne peut être évaluée qu'après son ingestion par les senseurs métaboliques internes. Se rappeler cette valeur requiert un type particulier de mémoire associative car les indices sensoriels présents durant la sélection et la consommation de la nourriture doivent être associés à une information métabolique disponible après un délai. Les mécanismes de ce type d'association restent à décrire. La drosophile représente un modèle de choix pour ce type d'étude car les outils génétiques disponibles permettent la manipulation de l'expression génique et de l'activité neurale avec une grande précision. Associer une odeur avec un sucre chez des drosophiles à jeun induit la formation de mémoire associative à court terme (MCT) qui perdure quelques heures. Si le sucre est énergétique, on observe la formation d'une mémoire associative à long terme (MLT) perdurant plusieurs jours. Nous avons entrepris d'identifier spécifiquement les mécanismes de formation de la MLT appétitive.Nous avons pu démontrer que la formation de la MLT se fait en deux étapes : premièrement une association goût/odeur est formée, puis un rétrocontrôle métabolique intervient de façon différée pour consolider à long terme cette association si l'ingestion est suivie dans les premières heures d'un apport énergétique. Bien que la signalisation AMPc/PKA soit centrale pour les formations de la MCT et de la MLT, cette dernière requiert des réseaux neuronaux différents et fait appel à des acteurs moléculaires de la voie spécifiques. / Food selection according to energetic requirement is crucial. This selection is based on sensory cues, but true nutritious content is evaluated by a post-ingestion mechanism. Remembering this value requires to associate sensory cues available during food selection and consumption with metabolic information available only after a long delay that can exceed one hour. Mechanisms of such associations are poorly known.Drosophila represents a good model for this type of study since available genetic tools allow a fine control of genetic expression and neuronal activity. Association between an odor and sugar in starved flies induces short-term memory formation (STM) lasting for a couple of hours when the sugar is not energetic but induces the formation of long-term memory (LTM) lasting for days when it is energetic. We have tried to identify specific mechanisms of appetitive LTM formation.We showed that LTM formation is a two-step process: first, an odor/taste association is made. Then a delayed metabolic feedback acts in order to consolidate this association into LTM if sugar ingestion is followed by energetic supply within the three first hours. Although cAMP/PKA-signaling pathway is a central process for both STM and LTM formation, the last one involves different neural networks and needs specific molecular actors.

Cette thèse traite de la contribution des connaissances à long terme sur le rappel de l'ordre et des items dans un paradigme de rappel sériel immédiat. L'influence des trois facteurs de mémoire à long terme typiquement étudiés dans ce contexte (lexicalité, fréquence et similarité sémantique) est examinée conjointement avec celle d'un facteur typique de court terme: la similarité phonologique ou la suppression articulatoire. Les résultats montrent un effet de tous les facteurs de mémoire à long terme sur les items et de la lexicalité sur l'ordre. Par ailleurs, la suppression articulatoire affecte l'ordre et les items, alors que la similarité phonologique n'affecte que l'ordre. Ces résultats refléteraient la contribution des représentations à long terme à l'interprétation des représentations phonologiques dégradées. Les facteurs de mémoire à long terme influenceraient la qualité et la disponibilité des représentations à long terme, alors que les facteurs de mémoire à court terme influenceraient les représentations phonologiques.

Notre posture épistémologique relève d'une approche « anthropo-socio-sémio-technique », c'est-à-dire que notre objectif est d'étudier les médiations technologiques et éducatives comme des dispositif techno-sémio-pragmatique{Paraya, 1999) dans le paradigme de la complexité (Morin, 1990). Partant de l'idée à la suite de Vygwsky (1985), Nonnan (1993), Lévy (1997) el Peraya (1999) selon laquelle les outils ou artefacts cognitifs participent à l'élaboration de notre pensée et peuvent agir sur notre cognition, nous avons posé comme premières hypothèses qu'un cours au même contenu sémantique, médiatisé de 4 façons différentes avaient des effets différents sur la mémorisation. Pour vérifier cette première hypothèse, nous avons mis En place 4 cours au contenu identique, mais médiatisés de manières différentes : 1) oral 2) Powerpoint sans prise de notes 3) Powerpoint avec prise de notes 4) cours en 3D en imagerie virtuelle immersif et interactif. Noire deuxième hypothèse, étant de savoir si le type de médiatisation changeait la communication, nous avons complété notre première étude par une analyse qualitative par l'attribution d'entretiens eompréhensits en essayant de voir comment nos 90 étudiants avaient vécu la situation communicationneile. Enfin, nous avons mis en place un tableau des différentes composantes des 4 formes de médiatisation (selon le modèle de Peraya). Nous nous situons dans le cadre des études pédagogiques médiatisées (Peraya, 2004) et dans le champ des outils éducatifs de communication (Moeglin, 2005).

De nombreuses recherches montrent que les adultes résolvent de simples problèmes arithmétiques plus ou moins exclusivement par récupération de la réponse dans un réseau d’associations stockées en mémoire à long terme (Ashcraft, 1992 ; 1995 ; Campbell, 1995). Il est admis que les performances arithmétiques des jeunes enfants sont basées sur le comptage ou d’autres stratégies procédurales qui sont peu à peu remplacées par la récupération directe en mémoire (Barrouillet & Fayol, 1998). Ces premiers résultats ont été rapportés par Groen et Parkman (1972) en étudiant les temps de résolution. Mais moyenner des temps de latence d’essais impliquant différentes procédures peut conduire à des conclusions erronées sur la façon dont les problèmes sont résolus. D’autres auteurs ont préféré la méthode des protocoles verbaux. Cependant Kirk et Ashcraft (2001) remettent en question ce protocole. Nous proposons un nouveau paradigme pour faire la lumière sur la façon dont des problèmes additifs, soustractifs et multiplicatifs sont résolus par les adultes et les enfants. Ce paradigme tire avantage du fait que les procédures de calcul dégradent les traces en mémoire des opérandes impliquées dans les calculs (Thevenot, Barrouillet & Fayol, 2001). Le temps nécessaire à l’algorithme pour parvenir à la réponse et son coût cognitif entraînent une réduction du niveau d’activation des opérandes. Cette baisse d’activation résulte d’un phénomène de déclin mémoriel qui entraîne une détérioration des traces en mémoire (Towse & Hitch, 1995 ; Towse, Hitch & Hutton, 1998) et de l’activation concurrente de résultats transitoires provoquant un partage attentionnel entre les opérandes, leurs composantes et les résultats intermédiaires nécessaires pour arriver à la solution (Anderson, 1993). Par conséquent, lorsque l’algorithme aboutit à la réponse les traces des opérandes sont dégradées et la récupération en mémoire est difficile. Ce phénomène devrait être plus prononcé pour les grands nombres car parvenir au résultat nécessite plus d’étapes et plus de temps. En contrastant la difficulté rencontrée par des adultes pour reconnaître des opérandes après leur implication soit dans une opération arithmétique (addition, soustraction ou multiplication) soit dans une comparaison (qui ne nécessite aucune décomposition) avec un troisième nombre, nous pourrons déterminer si l’opération a été résolue par procédure algorithmique. Si la difficulté est la même dans les deux conditions, l’opération aura été résolue par récupération, une telle activité ne nécessite pas la décomposition des opérandes / Numerous studies show that adults solve simple arithmetic problems more or less exclusively by retrieval the response in a network of associations stored in long-term memory (Ashcraft, 1992, 1995 and Campbell, 1995). It is recognized that the arithmetic performance of young children are based on counting or other procedural strategies that are gradually replaced by direct memory retrieval (Barrouillet & Fayol, 1998). These first results were reported by Groen and Parkman (1972) by studying the resolution time. But average latency of trials involving different procedures can lead to erroneous conclusions about how problems are solved. Other authors have preferred the method of verbal reports. But Kirk and Ashcraft (2001) question this paradigm. We propose a new paradigm to shed light on how the addition problems, subtraction and multiplication are resolved by adults and children. This paradigm takes advantage of the fact that algorithmic computation degrades the memory traces of the operands involved in the calculation (Thevenot, Barrouillet, & Fayol, 2001). The time needed by the algorithm to reach the answer and its cognitive cost lead to a reduction in the level of activation of the operands. This decrease in activation would result both from a memory decay phenomenon, which damages memory traces (Towse & Hitch, 1995; Towse, Hitch & Hutton, 1998) and from the necessary concurrent activation of transitory results, which induces a sharing of the attentional resources between the operands, their components and the intermediate results necessary to be reached to solve the problem (Anderson, 1993). Therefore, when the algorithm leads to the response, traces of the operands are degraded and retrieval the operand in memory is more difficult. This phenomenon should be more pronounced for large numbers since arriving at the result requires more steps and more time. Thus, contrasting the relative difficulty that adults or children encounter in recognizing operands after either their involvement in an arithmetic problem or their simple comparison with a third number can allow us to determine if the arithmetic problem has been solved by an algorithmic procedure or by retrieval of the result from memory: If operands are more difficult to recognize after the operation than after their comparison, we can assume that an algorithmic procedure has been used. On the contrary, if the difficulty is the same in both conditions, then the operation has most probably been solved by retrieval, a fast activity that does not imply the decomposition of the operands

L'objectif de ce travail de thèse est d'évaluer le potentiel de la musique comme support mnémotechnique pour l'acquisition de nouvelles informations chez des personnes âgées saines et atteintes de la maladie d'Alzheimer (MA). Les bénéfices de la musique sur la cognition ont souvent été mis en évidence, y compris chez des populations âgées ou atteintes de démence. Parallèlement, chez des sujets jeunes, l'idée que la musique peut servir de support pour la mémoire a été largement débattue. Pourtant, très peu d'études ont posé cette question auprès de populations âgées ou dans la démence, malgré le besoin persistant de stratégies d'intervention dans ce domaine. Dans le présent travail, deux études sont menées dans une cohorte de 8 participants atteints d'un stade léger de la maladie d'Alzheimer, et 7 participants âgés sains appariés en âge et niveau de scolarité. La première étude porte sur la mémoire verbale, et compare l'apprentissage et la rétention de paroles (textes inconnus) présentées de manière récitée ou chantée. Lorsque les paroles sont chantées, différents degrés de familiarité de la mélodie sont contrastés. Aussi, l'action motrice étant intimement liée à l'écoute musicale, nous contrastons deux procédures d'apprentissage impliquant (ou non) la production synchronisée des paroles à mémoriser pendant l'encodage : le participant est invité à chanter à l'unisson avec un modèle (ou à écouter simplement sans chanter). Les résultats de cette étude sont présentés et discutés dans les deux premiers articles de la partie expérimentale. Ils suggèrent globalement que la musique n'aide pas l'apprentissage en rappel immédiat ; un effet délétère est même observé lorsque la mélodie utilisée est non familière. Par contre, la musique favorise la rétention à long terme des paroles, principalement pour les participants MA. Elle ne semble cependant pas interagir avec la procédure d'apprentissage impliquant le chant à l'unisson. La seconde étude porte sur l'apprentissage de séquences de gestes. Suivant la même logique que dans la première étude, nous explorons l'influence d'un accompagnement musical (versus apprentissage en silence) et d'une procédure d'apprentissage avec production synchronisée (versus observation) des gestes durant l'encodage. Les résultats (article 3) ne montrent pas non plus d'interaction entre l'accompagnement et la procédure d'apprentissage, mais différents effets de chaque composante sur les deux groupes de participants. Effectuer les gestes en synchronie avec un modèle lors de l'encodage est bénéfique pour les sujets Contrôles, mais plutôt délétère pour les participants MA. Par contre, l'accompagnement musical favorise davantage l'apprentissage chez les sujet MA que chez les Contrôles. En discussion générale, nous discutons les implications de ces résultats pour la neuropsychologie fondamentale et clinique, et proposons notamment différentes recommandations visant à maximiser ces effets et à les rendre pertinents pour l'usage thérapeutique en stimulation cognitive.

De nombreuses recherches montrent que les adultes résolvent de simples problèmes arithmétiques plus ou moins exclusivement par récupération de la réponse dans un réseau d'associations stockées en mémoire à long terme (Ashcraft, 1992 ; 1995 ; Campbell, 1995). Il est admis que les performances arithmétiques des jeunes enfants sont basées sur le comptage ou d'autres stratégies procédurales qui sont peu à peu remplacées par la récupération directe en mémoire (Barrouillet & Fayol, 1998). Ces premiers résultats ont été rapportés par Groen et Parkman (1972) en étudiant les temps de résolution. Mais moyenner des temps de latence d'essais impliquant différentes procédures peut conduire à des conclusions erronées sur la façon dont les problèmes sont résolus. D'autres auteurs ont préféré la méthode des protocoles verbaux. Cependant Kirk et Ashcraft (2001) remettent en question ce protocole. Nous proposons un nouveau paradigme pour faire la lumière sur la façon dont des problèmes additifs, soustractifs et multiplicatifs sont résolus par les adultes et les enfants. Ce paradigme tire avantage du fait que les procédures de calcul dégradent les traces en mémoire des opérandes impliquées dans les calculs (Thevenot, Barrouillet & Fayol, 2001). Le temps nécessaire à l'algorithme pour parvenir à la réponse et son coût cognitif entraînent une réduction du niveau d'activation des opérandes. Cette baisse d'activation résulte d'un phénomène de déclin mémoriel qui entraîne une détérioration des traces en mémoire (Towse & Hitch, 1995 ; Towse, Hitch & Hutton, 1998) et de l'activation concurrente de résultats transitoires provoquant un partage attentionnel entre les opérandes, leurs composantes et les résultats intermédiaires nécessaires pour arriver à la solution (Anderson, 1993). Par conséquent, lorsque l'algorithme aboutit à la réponse les traces des opérandes sont dégradées et la récupération en mémoire est difficile. Ce phénomène devrait être plus prononcé pour les grands nombres car parvenir au résultat nécessite plus d'étapes et plus de temps. En contrastant la difficulté rencontrée par des adultes pour reconnaître des opérandes après leur implication soit dans une opération arithmétique (addition, soustraction ou multiplication) soit dans une comparaison (qui ne nécessite aucune décomposition) avec un troisième nombre, nous pourrons déterminer si l'opération a été résolue par procédure algorithmique. Si la difficulté est la même dans les deux conditions, l'opération aura été résolue par récupération, une telle activité ne nécessite pas la décomposition des opérandes

La présente étude a pour but de comparer le rôle possible du striatum et du lobe frontal dans la capacité de rétention à long terme de l'apprentissage implicite d'habiletés cognitive et visuomotrice, et ce, afin de mieux comprendre le substrat anatomique qui sous-tend ce type de mémoire. Pour ce faire, 15 patients parkinsoniens, de même que 11 patients porteurs de lésions frontales circonscrites, jumelés à des groupes contrôles respectifs ont été soumis à une session de rétention, un an environ, après avoir été entraînés à deux tâches d'habiletés cognitive et visuomotrice lors de six sessions d'apprentissage (Doyon & Laforce, soumis pour publication; Doyon & Castonguay, en préparation). La tâche cognitive est tirée d'une version modifiée du test des portes logiques de Carlson, Sullivan & Schneider (1988) tandis que la tâche d'habileté visuomotrice consiste en une version adaptée du test de séquence répétée développé par Nissen et Bullemer (1987). Des tests évaluant la mémoire déclarative pour les mêmes stimuli qui ont été utilisés lors des épreuves d'apprentissage d'habiletés ont aussi été administrés aux sujets afin d'explorer la dissociation possible entre ces deux types de mémoire. De façon générale, les résultats indiquent qu'une détérioration bilatérale du système nigro-strié, mais non pas une lésion du cortex frontal, affecte la capacité de rétention à long terme de l'apprentissage des habiletés cognitive et visuomotrice. Ces données suggèrent, que, contrairement au lobe frontal, le striatum est non seulement nécessaire à l'acquisition d'habiletés avec la pratique, mais il est aussi impliqué dans le processus de rétention à long terme de ce type de mémoire.

La présente étude s'intéresse à la contribution de la mémoire à long terme lors du rappel sériel immédiat. Afin de vérifier la compatibilité de cette hypothèse avec le modèle de la mémoire de travail de Baddeley (1986, 1990a, 1990b,1992a, 1992b), deux expérimentations ont été mises sur pied. Suite à la validation de listes de mots et de non mots en regard du critère d'homogénéité des vitesses d'articulation, les empans pour ces différents types d'items sont mesurés tant en présence de même qu'en absence de suppression articulatoire. Préalablement, il avait été postulé que l'additivité d'une contribution de la mémoire secondaire à celle de la boucle phonologique devrait générer des effets significatifs du type de stimuli employé et de la suppression articulatoire ainsi qu'une absence d'interaction entre ces deux facteurs. En dépit de la présence d'une interaction contribuant à expliquer un faible pourcentage de la variance totale expliquée par le modèle statistique, les résultats obtenus ont permis de vérifier cette hypothèse. En ce qui a trait à la dynamique de l'additivité, elle a été élaborée à partir de la formulation de Hulme, Maughan et Brown (1991). Ces derniers ont proposé que la familiarité des items facilitait la reconstitution du contenu de la boucle phonologique lors du rappel.