La M*moire..?

La Mémoire..?

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Passons en revue quelques hypothèses concernant les fonctionnements de la mémoire, notions trop souvent ignorées par le monde de la formation. Ce champ fonde pourtant les développements de l’ingénierie de formation.

Un cursus, une séquence ou une situation de formation visent, fondamentalement, un enrichissement et/ou une réorganisation des symboles de reconnaissance et des schèmes d’action (in-formations)qui constituent l’essentiel de la mémoire opérationnelle d’un apprenant.

Une définition systémique orthodoxe nous permet de dire que le sous-système de mémorisation est un objet actif, travaillant sur des flux symboliques issus de ses perceptions externes et internes et assurant au système qui l’abrite les capacités de se maintenir, de se reproduire et de se relier à des environnements par représentation et stockage symbolique du résultat de ses interactions avec ces environnements.

La mémoire est à la fois le reflet symbolique de notre activité passée, mais, par ses mécanismes de sélection et d’oubli, le reflet de nos projets implicites et explicites. Elle est ce qui nous permet non seulement de percevoir la réalité, mais de la modéliser à des fins d’actions et de nous concevoir en tant que sujets actifs.

JL LE MOIGNE (0) décrit ainsi les fonctions du sous-système de mémorisation :

“Enregistrement et engrammation, indexation et adressage, duplication et reproduction, re-configuration (ou association) et accesibilité, ré-organisation endogène (oubli...) de symboles et configurations de symboles.”

En termes moins techniques : Enregistrement sous une forme symbolique, marquage et classement, copie et re-fabrication, association de symboles mémorisés entre eux (raisonnement, computation...), capacité à retrouver les symboles mémorisés, oubli... de symboles et d’ensembles de symboles organisés entre eux et provenant de notre expérience.

JP CHANGEUX (1) présente la mémoire plus simplement comme capacité à rendre disponible l’emploi d’un apprentissage (c’est à dire une modification stable de comportements).
Mais le propre d’une mémoire, au delà de ses fonctions, est d’être opérationnelle à l’espace des situations dans lesquelles elle opère ou dans lesquelles elle est susceptible d’opérer.

1- La mémoire humaine possède une structure hiérarchisée, et l’on doit parler des mémoires. Cohabitent notamment: :

• Une mémoire génétique. Le code génétique contient l’information de tout l’organisme (du phénotype) et sous-tend, entre autres, la communicabilité des transactions internes. Le code est universel et redondant dans sa mise en application à toutes les parties de l’organisme. • Un appareil immunitaire qui se construit au fur et à mesure de ses rencontres. • Un ensemble gérant la régulation de la stabilité et de l’équilibre. • L’arc réflexe qui va faire réagir vigoureusement l’organisme à une atteinte subliminale et/ou douloureuse pour un des cinq sens. • La mémoire classique avec la distinction commune depuis HEBB des mémoires à courts, moyens et longs termes. • Bon nombre de chercheurs s’entendent à décrire une mémoire de travail, propre à une situation, et dans laquelle les perceptions interagissent avec des engrammes extraits de la mémoire à long terme.

Ces différents niveaux logiques (très sommairement exposés) sont en interaction permanente entre eux, sauf lors du sommeil profond.

2- H. ATLAN (2) souligne trois capacités caractéristiques d’une mémoire :

A- Sa capacité de stockage. Sur ce point, les hypothèses sont purement spéculatives. La mémoire humaine a une capacité de stockage quasiment illimitée et très liée à ses modalités d’organisation (les astuces mnémotechniques en sont une illustration). B- Son processus de recherche et de réactualisation. (“retrieval”) : vraisemblablement un processus emboîté d’arborescences à choix et à clés multiples, avec succession de décisions appuyées par du multicritères, guidé par la réduction des écarts existant entre un “perçu” et un “conçu”. Dans un déséquilibre entre le système et son environnement , ce qui le rend actif. C- Son processus de stockage, d’organisation et d’évolution.

La caractéristique d’une mémoire est de reconnaître du nouveau, de lui donner du sens puis d’en classer les caractéristiques. Intégrant en permanence du neuf, une mémoire passe, obligatoi-rement, à certains moments, par des réorganisations de ses modalités de stockage et d’indexation.
Rajoutons à ces descriptions qu’une mémoire évolue sans cesse, sur des modes encore peu connus.

Les modèles théoriques sont celui de l’évolution par le “bruit ré-organisateur” (VON FOERSTER cité par ATLAN (3) ), celui de la “structure dissipative” (PRIGOGINE): oscillations organisationnelles, dans un état loin de l’équilibre à forte consommation énergétique et préparées par des fluctuations.

3- Il existe différents types de modélisation du cerveau humain qui ont des retombées sur les hypothèses que l’on peut émettre concernant la mémoire.

• Les thèses décrivant des localisations cérébrales strictes sont abandonnées. Les centres sont au mieux des carrefours fonctionnels. Les aires corticales présentent néammoins un lobe frontal centré sur la projection , le lobe pariétal sur l’organisation de l’espace et la vision, les lobes temporaux sur certaines sensations spécifiques, le lobe occipital sur la vision... mais il n’y a pas de siège identifié de la mémoire! • MAC LEAN, repris par LABORIT (4) , décrit, dans le cerveau humain, la cohabitation de trois étages hiérarchisés, de trois niveaux de régulation énergétique :

En fait, la mémoire apparaît comme un système hiérarchisé et ouvert, avec sa propre mémoire (le code génétique), de processus et de programmes de différents types. Chaque niveau hiérarchique possède ses canaux d’information, ses critères, ses modes et ses délais d’organisation et de réorganisation. Elle se compose d’un ensemble de processus plus ou moins définis, à signal de déclenchement plus ou moins strict, bâtis à partir de l’expérience de l’individu.
Elle est capable de répondre autant par de véritables programmes quasi-automatisés que par des heuristiques, méthodologies de résolution de problèmes, selon le taux d’incertitude (subjectif) des signaux qu’elle reçoit.

Elle est intrinsèquement inséparable du processus qui démarre de la perception et qui se termine par l’évaluation retardée de l’action.

4- Le processus de mémorisation fait appel non seulement aux informations extraites de l’environnement, mais vraisemblablement surtout à la manière dont a été vécue l’interaction au cours de laquelle ces informations ont été extraites, avec vraisemblablement des marquages spécifiques de chacun des trois étages de l’encéphale, selon leurs degrés de mobilisation.
Une information (une différence, une rupture perçue et distinguée, un évènement statistiquement improbable...) est contingente de ses outils de perception (à la fois organe des sens et modalités de représentation pré-établies et mémorisées).

Mais cette rupture, pour être perçue, suppose un récepteur aux perpétuels aguets, en état de veille opéreationnelle, “tirant sur tout ce qui bouge”, ou donnant du sens à certaines ruptures qu’il sélectionne parce qu’elles sont référencées :

• à une partie de son expérience, • ou à ses projets du moment, • ou aux pulsions provenant de son cerveau archaïque.

Une information (ce qui donnera forme à des comportements futurs), hors sa définition mathématique, est la manière dont un système va donner sens à une perturbation de ses environnements. Il ne donnera sens qu’en fonction d’éléments déjà mémorisés. En fait, il faudrait mieux parler d’une in-formation : c’est à dire la manière dont une perturbation des environnements va prendre forme à l’intérieur du système. Information et mémoire sont donc indissociables.

Si nous acceptons cette définition, nous voyons qu’une information, contrairement à ce que l’on pense couramment, ne peut être transmise. Elle sera acquise/construite à partir de la perception d’une perturbation interne ou provenant des environnements.
Là où tout le monde ne voyait que moisissures banales, FLEMING perçut un écart à cette norme, il en construisit des informations, la penicilline découle de la perception de cet écart.
Si l’information ne peut être transmise, le formateur n’est plus ce transmetteur de savoirs que décrit la pédagogie classique, mais uniquement l’accompagnateur/catalyseur des constructions autonomes de l’apprenant.

Donner du sens suppose qu’il y a une interaction puisqu’une perturbation externe va aboutir à une modification interne. Ce qui rejoint la définition de BATESON pour lequel une information est une différence (perçue dans l’environnement) qui va produire d’autres différences (de comportements).

C’est cette interaction qui est mémorisée, ou plutôt ses résultats marqués affectivement (avec un rôle important de l’hippocampe) en agréable/désagréable, vont s’inscrire dans les mémoires à court terme (à rythme circadien).

Le passage entre les différentes mémoires à court terme (qui ont pu être mises en évidence, allant de 20 secondes à la journée) à la mémoire à long terme va se dérouler sous l’influence de l’acide ribonucléique et a principalement lieu au cours du sommeil paradoxal, celui du rêve.
Au cours du sommeil paradoxal les rythmes cérébraux s’emballent (une des hypothèses est que cela correspond au “réveil” des marquages “affectifs”, par l’hippocampe des engrammes au cours de l’interaction), le pouls et la respiration s’accélèrent.
D’autres manifestations visibles soulignent les phénomènes de plaisir/déplaisir ré-interprétés au cours du rêve. On peut émettre l’hypothèses que c’est ce marquage agréable/désagréable, gratifiant/non gratifiant qui oriente et pré-dirige l’organisation en mémoire et l’indexation des informations engrammées.

Le sommeil paradoxal présente des analogies avec une redondance chaude, dynamique et active (orage cérébral) du système nerveux au cours de laquelle des rencontres à la fois aléatoires et déterminées (ordre/désordre) vont s’opérer entre l’appareillage conceptuel mémorisé déjà construit et les engrammes acquis la veille, tout en effectuant les réorganisations éventuellement nécessaires au maintien d’une redondance opérationnelle. ATLAN émet l’hypothèse que le rêve pourrait être un des modes de “recharge” en redondance du système nerveux central.

CHALLAMEL & THIRION (5) montrent l’importance des privations de sommeil paradoxal pour l’apprentissage :

• La privation perturbe l’apprentissage de tâches nouvelles et complexes chez l’enfant (sans avoir les mêmes effets chez l’adulte). • Seul un apprentissage réussi (6) entraîne une augmentation de sommeil paradoxal. • Le premier sommeil paradoxal qui suit l’apprentissage est le plus important. • Les privations de sommeil paradoxal empêchent l’augmentation de l’épaisseur du cortex chez le rat. •Le sommeil paradoxal chez le nouveau-né humain est plus important que chez le nouveau-né singne du fait de la quasi-absence de programmes comportementaux génétiquement inscrits.

Le sommeil paradoxal semble dessiner une “crise réorganisatrice” permettant / facilitant la mémorisation par le système nerveux.

5- Les fonctionnalités des deux hémisphères du cerveau sont sensiblement différentes, selon des thèses sérieuses, avec des prédominances plus que des spécialisations :

• L’hémisphère droit (des droitiers), à partir d’une approche globale, sera plus sensible à la structure d’ensemble de l’objet observé, ses rythmes, son espace d’évolution, à sa situation dans son contexte, et à ses relations avec ses environnements. Il privilégiera les sensations de type instantanées. Ce serait l’hémisphère de la perception artistique et analogique. • L’hémisphère gauche (des droitiers toujours) aura une approche plus séquentielle, plus analytique et plus linéaire. Il “séparera”, décomposera, sensible aux ponctuations de tous types. Ce serait l’hémisphère privilégié pour la lecture, l’analyse du verbal, les mathématiques et la logique. Répétons-le, même les plus chauds partisans de la spécialisation hémisphérique ne décrivent que des prédominances et non pas des spécialisations exclusives.

6- MARCH & SIMON (7) décrivent deux grands modes d’évolution de l’organisation qui rejoignent les réflexions de JL LE MOIGNE.

• L’évolution par différenciation ou gain de variété, si la pression de l’environnement tend à accroître l’imprédictibilité. • L’évolution par intégration, coordination/hiérarchisation interne des processeurs existants, si la pression de l’environnement tend à accroître la complexité des transactions externes du système.

Transposé en situation d’apprentissage, cela signifie pourait signifier :

• Des activités-problèmes multiples et variées mèneront à un accroissement de la variété de la mémoire et des réponses possibles, favorisant l’adaptabilité. • On obtiendra un accroissement de coordination et de performance de la réponse par des tâches plus longues et centrées sur la même problématique. • On obtient de la créativité lors d’activités “libres” alors qu’on élèvera la performance par des activités situées dans un cadre plus contraignant. Le “conditionnement” contraignant, au sens pavlovien du terme n’entraîne pas de changements qualitatifs mais seulement quantitatifs de la réponse (KANDEL cité par JP CHANGEUX). • Nous savons par ailleurs, qu’un groupe valorisant ses membres accroîtra la créativité de ses réponses alors qu’un groupe mené plus autoritairement aura la plupart du temps plus d’efficacité sur une tâche connue.

Ces 4 postulats, pour partie validés scientifiquement, nous permettent de poser les branches-limites d’une fourchette de l’apprentissage:

• Activités libres, gratifiantes, avec une pression de l’environnement tendant à accroître l’imprédictibilité privilégiant l’activation de l’hémisphère droit et une évolution de la mémoire par gain de variété. • Activités contraintes, peu ou pas gratifiantes, avec une pression de l’environnement accroissant la complexité des transactions externes privilégiant l’activation de l’hémisphère gauche et une évolution des engrammes mémorisés par coordination/hiérarchisation.

7- H. LABORIT explique que le degré d’incertitude dans lequel le système vit une situation d’interaction avec son environnement a des retombées sur ses réactions, sous l’influence des systèmes hormonaux PVS et MFB (communément appelés faisceaux de la punition et de la récompense).

• Une situation dotée d’une très forte marge d’incertitude (relative aux capacités du système) mais impliquant fortement le système déclenche une inhibition de l’action, totale ou partielle. C’est le phénomène de la peur panique qui amène une invasion/ déstructuration/ traumatisme durable et quelquefois définitive du système, le rigidifiant et l’appauvrissant, ouvrant à des pertes de sens et l’irruption de comportements aberrants. L’interaction n’est alors pas doublement modificatrice (de l’environnement et du système) mais destructrice. On peut assimiler les dommages de l’irruption de la “civilisation moderne” sur des tissus sociaux traditionnels à ce type de situation. Elle se traduit par une forte montée de phénomènes alcooliques ou toxicologiques et différentes autres manifestations de pertes de sens. • Une situation dotée d’une marge d’incertitude encore importante (toujours relative aux capacités du système) déclenchera des comportements “de fuite ou de lutte” qui mobiliseront l’ensemble des capacités de l’organisme et rigidifieront durablement certains types de représentations et de réactions. Si l’aggressivité s’avère payante, l’individu privilégiera cette attitude chaque fois qu’une situation aura, pour lui, une marge d’incertitude trop importante. Ce type de réaction s’observe régulièrement avec des publics jeunes issus de milieux défavorisés pour lesquels l’aggressivité (verbale et/ou physique) est devenu LE langage dès qu’ils ne maîtrisent pas la totalité d’une situation.

Dans ces deux cas, ce sont des réponses globales, à forte dépense d’énergie, et non-adaptatives qui sont à l’œuvre, sous des formes et avec des effets différents, un refus de l’interaction.

• Une situation peut aussi ne pas avoir de sens pour le système sans qu’il se sente mis en cause, et déclencher un comportement d’évitement serein. • Enfin, une situation dotée d’une marge d’incertitude acceptée par le système devient une véritable information (doublement modificatrice), rattachée à la fois à son expérience et à ses projets. Elle va stimuler une activation sélective des organes et fonctions appropriés et déclencher un processus amenant la création de réponses fines, économiques et spécifiées.

Il faudra alors distinguer:

A- Une situation parfaitement maîtrisée, à l’intérieur de la “niche écologique” de l’individu, déclenchant quasi-mécaniquement un programme d’actions intellectuelles et/ou motrices déjà bâti, susceptibles de régulations pré-programmées légères. B- Une situation plus ouverte, qui déclenchera un processus de quête-fabrication à partir d’heuristiques acquises. Nous voyons que les modalités de l’interaction vont déterminer ce qui va être mémorisé et comment cela sera organisé en mémoire.

Une séquence de formation efficace devra, à partir de l’analyse fine des publics, mettre les auditeurs en situation de percevoir des écarts à la fois stimulants et rassurants entre :

• les informations émises par le formateur (à l’intérieur du contexte général de ces informations) , • les concepts et programmes qu’ils ont déjà en mémoire.

8- Le modèle de CHANGEUX-COURREGES-DANCHIN (8) de maturation sélective des synapses nous montre une organisation du système nerveux central à haute redondance fonctionnelle initiale se différenciant peu à peu, sur un mode darwinien, au gré des interactions successives avec ses environnements. Au gré des interactions (leurs fréquences et leurs intensités par champs définis) certaines synapses se fixent, d’autres ne se construisent pas durablement et disparaissent plus ou moins vite selon leur rythme de réactualisation. Certaines, si elles ne se fixent pas à un âge donné, seront irrémédiablement irrécupérables et laisseront des handicaps graves.
Chaque neurone peut, par ses bourgeonnements dendritiques et axoniques, entrer en communication avec tous les autres. On peut observer deux grandes phases :

• Celle d’un bourgeonnement exubérant, assurant une connectivité et une redondance maximale du réseau neuronal. • Celle de l’élagage d’une “fraction importante des branches axionales et dendritiques”, une spécialisation-différenciation du réseau ne laissant subsister que les connections qui ont subi un “renforcement”, et qui sont réellement utiles aux besoins de l’organisme tel qu’il se construit dans ses interactions avec ses environnements, organisant des sous-ensembles.

Ce modèle de “construction d’ordre par le bruit”, de différenciation fonctionnelle et opérationnelle par perte de redondance du système nerveux central peut constituer une analogie avec les fonctionnements de la mémoire.

9- Les travaux d’EDELMAN (9) tendent à conforter le schéma d’un mode d’organisation des fonctions supérieures du système nerveux (la mémoire) se construisant sur un mode de type darwinien :

• Seuls subsistent les engrammes issus de relations régulièrement “nourries”, déclenchant des comportements fonctionnels et fabriquant du sens.
• Des “routines” des “procédures” quasi-automatiques à la réception d’un signal se créent entre certains engrammes régulièrement associés et validés : entre des informations liées à des contextes et des schèmes d’actions. De véritables chemins critiques dessinent la structure qui va de la perception du signal à la régulation automatique de la réponse dans un contexte de déroulement habituel.
• L’écart possible (à toutes les étapes du processus) entre une chaîne information-réponse réalisée et celle, mémorisée, qui lui est la plus proche va, s’il est suffisant, entraîner des modifications possibles de tout ou partie de la chaîne mémorisée.

10- Se dessine, et ce n’est pas un hasard, une structure du processus de mémorisation proche de la représentation systémique des mécanismes de la communication interpersonnelle et dans lesquels différentes données vont influer sur les réactions de l’individu et les induire :

• le projet du récepteur, • la relation liant le récepteur à son contexte (niche écologique ou non), • l’état du récepteur (son humeur du moment), • les modes sensoriels utilisés (les canaux, les médias), les éventuels écarts entre l’information qu’ils véhiculent, •le champ d’activité, • le degré d’incertitude de la situation d’interaction (telle qu’elle est vécue par le sujet), • la gratification ou la non-gratification du sujet (telle qu’elle est vécue par le sujet),

Ces modalités de “réaction” de l’individu seront de deux grands types :

• différentes réponses globales, • différentes réponses pertinentes, spécifiées et économiques.

Ces modalités de réaction, vont entraîner des résultats d’évitement, d’agressivité, de succès ou d’échec qui vont “ marquer” indélébilement l’information mémorisée, son indexage, son classement, mais aussi sa plasticité et son opérationnalité à des réactualisations futures.

11- Les recherches en intelligence artificielle (et notamment les systèmes-experts) démontrent, à partir d’une base de données actualisable selon des modalités variables, un moteur d’inférence enclenchant les “quêtes” avec un double mécanisme de fonctionnement: :

• chaînage avant (raisonnement de type analytique, à partir des données disponibles), • chaînage arrière (raisonnement de type global, à partir du problème et du projet), à partir d’heuristiques logico-déductives dont les plus fréquentes se réduisent à des assertions de type: Et, Et/Ou, Si... Alors.

Les formalisations des langages de l’intelligence artificielle, la place des règles de la logique classique et notamment celle des prédicats (constantes, variables, règles d’assemblage, constantes fonctionnelles...), leur opérationnalisation sous forme d’algorithmes, toutes réductrices qu’elles soient de la complexité intrinsèque des fonctionnements humains, dessinent une des structures et une des sources d’inspiration de l’ingénierie de formation.

Ce monde technologique évolue vite. Les modèles d’architectures “neuronaux” nous montrent un processus de traitement de l’information par “couches”, par succession emboîtée pondérée de modes logiques. Les architectures travaillant en “logique floue” nous ouvrent d’autres perspectives d’un traitement digital simulant l’analogique. La veille technologique du monde de la formation dépasse le champ psycho-social et doit suivre ces développements.

Concluons par le rappel de ces quelques hypothèses concernant la mémoire:

• Il n’y a pas une mais DES mémoires pour lesquelles, comme dans une problématique de service, le processus est l’engramme mémorisé et l’engramme mémorisé est le processus. • La mémoire ne puise pas des souvenirs dans un sac. Elle fabrique des informations re-crées à partir d’indices, par l’analyse d’écarts, par des procédures algorithmiques et heuristiques. • C’est l’activité du sujet qui est mémorisée, à partir de ses perceptions subjectives lors de l’interaction et de l’analyse de ses résultats. • La mémoire est, en elle-même, un système complexe qui, à partir de variétés, fabrique de la redondance afin de maintenir sa fonctionnalité.

0- JL LE MOIGNE " La théorie du système général" - PUF ainsi qu'une de ses suites, du même auteur "La modélisation des systèmes complexes" AFCET Systèmes - DUNOD 90. Retour au texte
1- Jean-Pierre CHANGEUX “L’homme neuronal” - Fayard , 83 et “Molécule et mémoire” Ed. Bedou, 88. Retour au texte
2- intervention au Colloque d’Aix en Provence 1979 du GRASCE “Les processus collectifs de mémorisation” - CNRS, librairie de l’Université 1980. Retour au texte
3- Henri ATLAN “Entre le Cristal et la Fumée”, Seuil 78. Retour au texte
4- Henri LABORIT “ L’inhibition de l’action” - Masson 79 et “Eloge de la fuite” - R. Laffont 76. Retour au texte
5- M.J. CHALLAMEL & M. THIRION “Le sommeil, le rêve et l’enfant” - RAMSAY, 88. Retour au texte
6- MJ CHALLAMEL “ Rêves, mimiques, apprentissages” in Revue “AUTREMENT “ , Février 91. Retour au texte
7- JG MARCH & HA SIMON “Les organisations” - DUNOD, 79. Retour au texte
8- Ce modèle est très proche des travaux de J. PAILLARD sur l’acte moteur et des théories liées à l’auto-organisation systémique. H. LANDIER (“L’entreprise polycellulaire” - Entreprise Moderne d’Editions 87) s’en inspire pour ses réflexions sur l’entreprise intelligente. Il est détaillé dans Jean-Pierre CHANGEUX “L’homme neuronal” - Fayard 83. Retour au texte
9- G. EDELMAN “Biologie de la conscience” - Seuil 92. Retour au texte

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1994