MÉMOIRE PROCÉDURALE: TYPES, FONCTIONNEMENT ET PHYSIOLOGIE - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

La mémoire procédurale ou instrumentale est de stocker des procédures, des compétences ou des compétences motrices ou cognitives qui permettent aux personnes d' interagir avec l'environnement.

C'est un type de mémoire inconsciente à long terme, et reflète la manière de faire les choses (habiletés motrices). Par exemple: écrire, faire du vélo, conduire une voiture, jouer d'un instrument, entre autres.

Les systèmes de mémoire sont généralement divisés en deux types: la mémoire déclarative et la mémoire non déclarative ou implicite. Le premier est celui qui stocke des informations qui peuvent être communiquées verbalement, consistant en un apprentissage conscient.

En revanche, le second type est un souvenir difficile à verbaliser ou à transformer en images. En son sein se trouve la mémoire procédurale. Ceci est activé lorsque vous devez effectuer une tâche et que les fonctions apprises sont généralement des compétences automatisées.

Le principal substrat cérébral de la mémoire procédurale est le striatum, les noyaux gris centraux, le cortex prémoteur et le cervelet.

Le développement de la mémoire procédurale se produit dans une plus grande mesure dans l'enfance. Et il est continuellement modifié par les expériences et les pratiques quotidiennes. Il est vrai qu'à l'âge adulte, il est plus difficile d'acquérir ce type de compétences que dans l'enfance, car cela demande un effort supplémentaire.

Concept de mémoire procédurale

La mémoire procédurale se compose d'habitudes, de compétences et de capacités motrices que le système moteur acquiert et incorpore dans ses propres circuits. Pour que ce type de mémoire soit acquis, il est nécessaire de donner plusieurs essais d'entraînement qui permettent d'automatiser la compétence.

La connaissance progresse inconsciemment et est continuellement modulée par l'expérience. Ainsi, ils s'adaptent tout au long de leur vie à des pratiques répétées.

À des stades plus avancés, la pratique rend les compétences cognitives ou motrices plus précises et plus rapides. Cela devient une habitude, un comportement qui s'exécute automatiquement.

Types de mémoire procédurale

Il semble y avoir deux types de mémoire procédurale, avec des emplacements principaux différents dans le cerveau.

Le premier fait référence à l'acquisition d'habitudes et de compétences. C'est-à-dire la capacité à développer des répertoires comportementaux stéréotypés tels que l'écriture, la cuisine, le piano… Ce type de mémoire procédurale concerne les comportements dirigés vers un but et est logé dans le système strié du cerveau.

Le second est un système beaucoup plus simple. Il se réfère à des adaptations sensori-motrices spécifiques, c'est-à-dire ajuster nos réflexes ou développer des réflexes conditionnés.

Ce sont des ajustements corporels, permettant l'exécution de mouvements fins et précis, ainsi que des réflexes conditionnés. Il est situé dans le système cérébelleux.

Comment fonctionne la mémoire procédurale?

La mémoire procédurale commence à se former dès que vous apprenez à marcher, à parler ou à manger. De telles compétences sont répétées et enracinées de telle manière qu'elles se font automatiquement. Il n'est pas nécessaire de réfléchir consciemment à la manière d'effectuer de telles activités motrices.

Il est difficile de dire quand vous avez appris à faire ce genre d'actions. Ils sont généralement appris pendant la petite enfance et continuent d'être exécutés inconsciemment.

L'acquisition de ces compétences nécessite une formation, même s'il est vrai que la formation ne garantit pas toujours le développement de la compétence. On peut dire que l'apprentissage procédural s'est acquis lorsque le comportement change grâce à la formation.

Apparemment, il existe des structures dans notre cerveau qui contrôlent l'apprentissage initial des mémoires procédurales, leur apprentissage tardif et leur automatisation.

Substrat cérébral

Lorsque nous apprenons une habitude, une zone de notre cerveau appelée les noyaux gris centraux est activée. Les noyaux gris centraux sont des structures sous-corticales qui ont de multiples connexions à l'ensemble du cerveau.

Plus précisément, ils permettent l'échange d'informations entre les zones inférieures du cerveau (comme le tronc cérébral) et les zones supérieures (comme le cortex).

Cette structure semble jouer un rôle sélectif dans l'apprentissage procédural des habitudes et des compétences. Il participe également à d'autres systèmes de mémoire non déclaratifs, tels que le conditionnement classique ou opérant.

Au sein des noyaux gris centraux, une région appelée noyau strié se distingue dans l'acquisition des habitudes. Il reçoit des informations de la plupart du cortex cérébral, en plus d'autres parties des noyaux gris centraux.

Le striatum est divisé en striatum associatif et striatum sensorimoteur. Les deux ont des fonctions différentes dans l'apprentissage et l'automaticité des compétences.

Premières étapes de l'apprentissage procédural: striatum associatif

Lorsque nous sommes aux premiers stades de l'apprentissage procédural, le striatum associatif est activé. Fait intéressant, comme l'activité est la formation et l'apprentissage, ce domaine diminue son activité. Ainsi, lorsque nous apprenons à conduire, le striatum associatif est activé.

Par exemple, dans une étude de Miyachi et al. (2002), il a été constaté que si le striatum associatif était temporairement inactivé, de nouvelles séquences de mouvements ne pouvaient pas être apprises. Cependant, les sujets pouvaient exécuter des schémas moteurs déjà appris.

Les derniers stades de l'apprentissage procédural: le striatum sensori-moteur

Dans les étapes ultérieures de l'apprentissage procédural, une autre structure est activée: le striatum sensori-moteur. Cette zone a un modèle d'activité opposé au striatum associatif, c'est-à-dire qu'elle est activée lorsque la compétence a déjà été acquise et qu'elle est automatique.

De cette manière, une fois que la capacité de conduire a été suffisamment entraînée et est déjà automatique, le striatum associatif réduit son activité tandis que l'activation du striatum sensori-moteur augmente.

De plus, il s'est avéré qu'un blocage temporaire du striatum sensori-moteur empêche l'exécution des séquences apprises. Bien que cela n'interrompe pas l'apprentissage de nouvelles compétences.

Cependant, il semble y avoir une étape de plus. Il a été observé que lorsqu'une tâche est déjà très bien apprise et automatisée, les neurones du striatum sensori-moteur cessent également de répondre.

Cortex cérébral et mémoire procédurale

Que se passe-t-il alors? Apparemment, lorsqu'un comportement est très bien appris, le cortex cérébral (cortex) est le plus souvent activé. Plus spécifiquement les zones moteur et prémoteur.

Bien que cela semble également dépendre de la complexité de la séquence des mouvements appris. Ainsi, si les mouvements sont simples, le cortex est majoritairement activé.

En revanche, si la séquence est très complexe, certains neurones du striatum sensorimoteur continuent de s'activer. En plus d'activer les régions motrices et prémotrices du cortex cérébral comme support.

D'autre part, il a été démontré qu'il y a une diminution de l'activité des zones cérébrales qui contrôlent l'attention (préfrontale et pariétale) lorsque nous effectuons des tâches hautement automatisées. Alors que, comme mentionné, l'activité augmente dans les zones motrices et prémotrices.

Cervelet et mémoire procédurale

Cervelet (bleu)

Le cervelet semble également participer à la mémoire procédurale. Concrètement, il participe en affinant et en précisant les mouvements appris. Autrement dit, cela nous donne plus d'agilité lors de l'exécution de nos capacités motrices.

De plus, il aide à acquérir de nouvelles capacités motrices et à les consolider à travers les cellules de Purkinje.

Système limbique et mémoire procédurale

Comme dans d'autres systèmes de mémoire, le système limbique joue un rôle important dans l'apprentissage procédural. C'est parce qu'il est lié à des processus de motivation et d'émotion.

Pour cette raison, lorsque nous sommes motivés ou intéressés par l'apprentissage d'une tâche, nous l'apprendrons plus facilement et elle reste dans notre mémoire plus longtemps.

Mécanismes physiologiques

Il a été démontré que lorsque nous acquérons l'apprentissage, les connexions et les structures des neurones impliqués changent.

De cette manière, à travers une série de processus, les compétences acquises commencent à faire partie de la mémoire à long terme, se traduisant par une réorganisation des circuits neuronaux.

Certaines synapses (connexions entre neurones) sont renforcées et d'autres affaiblies, en même temps que les épines dendritiques des neurones changent de taille, s'allongent.

En revanche, la présence de dopamine est essentielle pour la mémoire procédurale. La dopamine est un neurotransmetteur du système nerveux qui a de multiples fonctions, y compris l'augmentation de la motivation et des sentiments de récompense. En plus de permettre le mouvement, et bien sûr, l'apprentissage.

Cela facilite principalement l'apprentissage qui se produit grâce aux récompenses, par exemple, apprendre à appuyer sur un certain bouton pour obtenir de la nourriture.

Évaluation

Il existe différents tests permettant d'évaluer la capacité de mémoire procédurale chez l'homme. Les études utilisent souvent de tels tests comparant les performances entre des patients ayant des problèmes de mémoire et des personnes en bonne santé.

Les tâches les plus utilisées pour évaluer la mémoire procédurale sont:

Tâche de prévision météorologique probabiliste

Dans cette tâche, l'apprentissage cognitif procédural est mesuré. Le participant se voit présenter quatre types de cartes différents où apparaissent différentes figures géométriques. Chaque carte représente une certaine probabilité qu'il pleuve ou qu'il fasse beau.

Dans l'étape suivante, le sujet est présenté avec trois cartes groupées. Cela devra déterminer si, en prenant les données ensemble, il est plus susceptible d'être ensoleillé ou pluvieux.

Après votre réponse, l'examinateur vous dira si la réponse était correcte ou non. Par conséquent, le participant à chaque essai apprend progressivement à identifier quelles cartes sont associées à plus de probabilité de soleil ou de pluie.

Les patients présentant des anomalies des noyaux gris centraux, comme ceux atteints de la maladie de Parkinson, ne parviennent pas à apprendre progressivement cette tâche, même si leur mémoire explicite est intacte.

Test du temps de réaction séquentiel

Cette tâche évalue l'apprentissage des séquences. Dans celui-ci, des stimuli visuels sont présentés sur un écran, généralement des lettres (ABCD…). Le participant est invité à regarder la position de l'un d'entre eux (par exemple, B).

Le participant doit appuyer sur l'une des quatre touches en fonction de l'endroit où se trouve le stimulus cible, aussi rapidement que possible. Le majeur et l'index gauches et l'index et le majeur droits sont utilisés.

Au début, les positions sont aléatoires, mais dans la phase suivante, elles suivent un certain modèle. Par exemple: DBCACBDCBA… Ainsi, après plusieurs essais, le patient doit apprendre les mouvements nécessaires et les automatiser.

Tâche de poursuite en rotation

Cette tâche est effectuée avec un appareil spécial doté d'un plateau rotatif. Dans une partie de la plaque, il y a une pointe métallique. Le participant doit placer une tige dans la pointe métallique le plus longtemps possible, sans oublier que le plateau effectue des mouvements circulaires qui doivent être suivis.

Test du miroir

Une bonne coordination œil-main est nécessaire dans cette tâche. Évalue la capacité d'apprendre une habileté motrice spécifique, comme tracer le contour d'une étoile. Cependant, pour cette tâche, le participant ne peut voir que le reflet de l'image qu'il dessine dans un miroir.

Au début, les erreurs sont courantes, mais après plusieurs répétitions, les mouvements sont contrôlés en observant la main elle-même et le dessin dans le miroir. Chez les patients en bonne santé, de moins en moins d'erreurs sont commises.

Sommeil et mémoire procédurale

Il a été largement démontré que la mémoire procédurale est consolidée par un processus hors ligne. Autrement dit, nous fixons nos souvenirs instrumentaux dans les périodes de repos entre les entraînements moteurs, en particulier pendant le sommeil.

Ainsi, il a été observé que les tâches motrices semblent s'améliorer sensiblement lorsqu'elles sont évaluées après un intervalle de repos.

Cela se produit avec n'importe quel type de mémoire. Après une période de pratique, il s'est avéré bénéfique de se reposer pour que ce que vous avez appris s'impose. Ces effets sont renforcés en se reposant juste après la période d'entraînement.

Mémoire procédurale et conscience

La mémoire procédurale a des relations complexes avec la conscience. Nous appelons traditionnellement ce type de mémoire une mémoire inconsciente qui n'implique pas d'effort.

Cependant, des études expérimentales ont montré que l'activation neuronale se produit avant la planification consciente du mouvement à effectuer.

Autrement dit, le désir conscient d'exécuter un mouvement est en fait une «illusion». En fait, selon différentes études, parfois «être conscient» de nos mouvements automatiques peut affecter négativement l'exécution de la tâche.

De cette manière, lorsque nous prenons conscience de notre séquence de mouvements, nous détériorons parfois nos performances et faisons plus d'erreurs. Pour cette raison, de nombreux auteurs soulignent avant tout que la mémoire procédurale, lorsqu'elle est déjà bien établie, ne nécessite pas d'attention ni de supervision des actions elles-mêmes pour bien les faire.

Troubles qui affectent la mémoire procédurale

Il existe un ensemble de structures corticales et sous-corticales qui interviennent dans différentes fonctions de la mémoire procédurale. Une lésion sélective de l'un d'entre eux produit divers troubles des fonctions motrices, tels que la paralysie, l'apraxie, l'ataxie, les tremblements, les mouvements chorés ou la dystonie.

Ganglions de la base

De nombreuses études ont analysé les pathologies qui affectent la mémoire dans le but de connaître les types de souvenirs existants et leur fonctionnement.

Dans ce cas, les conséquences possibles d'un dysfonctionnement des noyaux gris centraux ou d'autres structures sur l'apprentissage et l'exécution des tâches ont été examinées.

Pour cela, dans les différentes études, différents tests d'évaluation sont utilisés pour comparer des personnes en bonne santé et d'autres avec une certaine altération de la mémoire procédurale. Ou, les patients présentant des troubles de la mémoire procédurale et d'autres patients présentant des troubles d'un autre type de mémoire.

Par exemple, dans la maladie de Parkinson, il existe un déficit de dopamine dans le striatum et des anomalies dans l'exécution de certaines tâches de mémoire ont été observées. Des problèmes peuvent également apparaître dans la maladie de Huntington, où les connexions entre les noyaux gris centraux et le cortex cérébral sont endommagées.

Des difficultés surviendront également chez les patients présentant des lésions cérébrales de certaines des structures cérébrales impliquées (par exemple, celles produites par un accident vasculaire cérébral).

Cependant, aujourd'hui, le rôle exact des noyaux gris centraux dans l'apprentissage du mouvement est quelque peu controversé.

Il a été constaté que, lors de l'apprentissage moteur, certaines zones cérébrales sont activées chez des participants en bonne santé. Certains d'entre eux étaient le cortex préfrontal dorsolatéral, la zone motrice supplémentaire, le cortex cingulaire antérieur… ainsi que les noyaux gris centraux.

Cependant, chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, d'autres zones différentes ont été activées (comme le cervelet). De plus, le striatum et les noyaux gris centraux étaient inactifs. Il apparaît que la compensation se fait par le système cortico-cérébelleux, car la voie cortico-striatale est endommagée.

Chez les patients atteints de cette maladie et de Huntington, une plus grande activation de l'hippocampe et des voies thalamico-corticales a également été observée.

Dans une autre étude, ils ont évalué des patients qui avaient subi un accident vasculaire cérébral affectant les noyaux gris centraux et les ont comparés à des participants en bonne santé.

Ils ont constaté que les patients affectés apprennent les séquences motrices plus lentement, mettent plus de temps à fournir des réponses et que les réponses sont moins précises que celles des participants en bonne santé.

Apparemment, les explications données par les auteurs sont que ces individus ont du mal à diviser la séquence motrice en éléments organisés et coordonnés. Ainsi, leurs réponses sont désorganisées et prennent plus de temps à être élaborées.

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