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Comment la mémoire visuelle change au fil du temps

Une étude sur les dynamiques de la mémoire de travail visuelle et sa précision.

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Dynamique de la mémoireDynamique de la mémoirevisuelle révéléeévolue avec le temps.Une étude révèle comment le souvenir
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Se rappeler ce qu'on voit, c'est super important, surtout quand tout autour de nous change vite. Cette capacité à garder des infos visuelles pendant un court moment s'appelle la Mémoire de travail visuelle (MWV). Ça nous permet de garder des images en tête pendant quelques secondes après avoir détourné le regard. Quand on voit quelque chose, notre cerveau stocke rapidement cette info, mais qu'est-ce qui lui arrive après un moment ?

Dans notre cerveau, la mémoire fonctionne comme une équipe, avec différents niveaux qui traitent l'info. Même si on met toujours à jour ce qu'on se souvient en fonction des nouvelles choses qu'on voit, la façon dont notre cerveau traite ce qu'on voit complique un peu la manière dont on garde les souvenirs. Avec le temps, notre méthode de mémorisation peut changer, surtout juste après avoir vu quelque chose.

La Mémoire dans le Cerveau

La plupart des théories considèrent la MWV comme quelque chose qui reste constant. Cependant, un modèle suggère que la mémoire est influencée par des groupes de neurones dans notre cerveau. Dans ce modèle, l'info est stockée dans l'activité d'un groupe de neurones qui réagissent à des caractéristiques spécifiques de ce qu'on voit. L'activité de ces neurones est régulée, c'est-à-dire qu'ils peuvent partager ce qu'ils se rappellent, mais ne peuvent garder qu'une quantité fixe d'infos en même temps. Quand on essaie de se souvenir de quelque chose, notre cerveau reconstruit les détails en fonction de l'activité de ces neurones.

Des recherches montrent que quand on essaie de se souvenir de quelque chose pour plus longtemps, la qualité de ce qu'on se rappelle a tendance à diminuer. Certains modèles expliquent cette baisse en la comparant à des mouvements aléatoires dans un espace bondé. Dans ces modèles, l'info est stockée d'une manière qui ressemble à une bosse sur un graphique, mais avec le temps, cette bosse se dilue, entraînant une perte de détail. Des études ont montré que cela semble être une partie clé de la façon dont on perd la précision de la mémoire.

Mais il y a un twist. Quand on essaie de se souvenir de quelque chose juste après qu'il ait disparu, on fait en fait mieux que quand on attend plus longtemps. On pense que ce meilleur rappel vient d'un type de mémoire qui fonctionne très brièvement, appelé mémoire iconique. Ça nous permet d'accéder à l'info directement de notre mémoire d'une manière qui semble dépasser les limites normales de la MWV. Mais ça n'a pas encore été testé en profondeur.

En réfléchissant à la façon dont on se rappelle les choses, il est clair que notre capacité à se rappeler des infos peut changer pendant qu'on regarde encore quelque chose. Des études suggèrent que si on regarde quelque chose plus longtemps, on peut mieux s'en souvenir, mais cette capacité est aussi influencée par le nombre de trucs qu'on essaie de mémoriser en même temps.

Pour avoir une image plus claire de comment notre mémoire fonctionne dans le temps, on a fait une série d'expériences. On a regardé combien de temps on garde des souvenirs et comment la qualité de ces souvenirs changeait au fil du temps. En examinant à quelle vitesse et avec quelle précision les gens pouvaient rappeler des infos visuelles, on voulait comprendre comment les souvenirs se développent depuis le moment où on voit quelque chose pour la première fois jusqu'à ce qu'on essaie de s'en souvenir plus tard.

Comment On a Testé la Mémoire

Pour tester le rappel de mémoire dans nos expériences, on a utilisé une méthode simple. Les participants ont vu un ensemble d'images et ont ensuite été invités à se rappeler les détails pendant une courte période avant d'être testés sur leur mémoire. Les expériences ont été conçues pour capturer comment la mémoire changeait sur différents intervalles de temps et avec différentes quantités d'infos à se rappeler.

La première expérience consistait à montrer aux participants une série d'images, et après une courte pause, on leur demandait de se rappeler des détails sur une des images. On a varié le nombre d'images affichées et la durée de leur affichage. Pendant la phase de rappel, les participants utilisaient un pavé tactile pour reproduire l'image qu'ils se souvenaient tout en recevant des retours sur leur précision.

Dans une deuxième expérience, on a changé combien de temps les images étaient montrées, tout en gardant le même nombre d'images. En faisant ça, on voulait découvrir si des temps d'affichage plus longs aidaient à mieux se rappeler et comment ça interagissait avec le nombre d'éléments à se rappeler.

Résultats des Expériences

Mémoire dans le Temps

Ce qu'on a trouvé était intéressant. Quand on demandait aux gens de se souvenir de plusieurs images, leur capacité à rappeler des détails diminuait rapidement dans les premiers moments après que les images aient disparu. Cependant, après cette chute initiale de précision, le rythme de la dégradation ralentissait.

Ce modèle a confirmé des découvertes antérieures selon lesquelles la mémoire ne s'efface pas à un rythme constant. Au lieu de ça, on observe une chute rapide au début, suivie d'un déclin plus lent au fil du temps.

Pour ceux qui essaient de se souvenir d'une seule image, leur fidélité de rappel restait stable, ce qui suggère que quand il n'y a qu'une seule chose à retenir, les gens n'ont pas besoin de compter sur leur capacité à utiliser la MWV autant, puisqu'ils peuvent concentrer toute leur attention sur cette unique image.

Influence du Nombre d'Objets

Un résultat intrigant de notre étude était que même sans délai entre la disparition des images et l'affichage de l'indice, la précision dépendait toujours du nombre d'images présentées au départ. Ça indique que la capacité du cerveau à rappeler quelque chose est liée à combien d'éléments étaient présents au moment où les images ont disparu.

Pour les personnes invitées à se souvenir de plusieurs images, la précision du rappel augmentait quand elles avaient de courts délais avant de rappeler. Cela semblait se produire parce que l'info était encore fraîche et que certaines infos résiduelles pouvaient booster leur performance de rappel.

Comment la Mémoire Fonctionne Dans le Cerveau

Pour expliquer comment ces changements dans la mémoire se produisaient, on a développé un modèle neuronal. Ce modèle montre comment les souvenirs se forment et se stockent à deux niveaux : d'abord dans la partie sensorielle du cerveau qui traite l'info visuelle, et ensuite dans la MWV qui garde cette info pour un rappel ultérieur.

Le modèle nous aide à comprendre comment, en voyant quelque chose, le cerveau traite et filtre l'info. La force du souvenir dépend à la fois de la réponse initiale à ce qu'on voit et de combien de temps on garde cette info.

Quand on voit quelque chose, la zone sensorielle de notre cerveau réagit rapidement, stockant l'info d'une manière qui s'efface progressivement après que l'image ait disparu. Cette activité résiduelle reste pendant un petit moment, permettant à certains détails de s'intégrer dans la MWV, améliorant le rappel après que l'indice soit donné.

Le modèle prend aussi en compte le bruit aléatoire et les fluctuations qui peuvent déformer les souvenirs au fil du temps. Pendant que le cerveau encode l'info, de petites variations peuvent entraîner des erreurs, qui s'accumulent lentement avec le temps.

Dégradation et Diffusion dans la Mémoire

Un aspect intéressant qu'on a examiné était comment le souvenir d'une image pouvait changer avec le temps à cause de la dégradation et de la diffusion. Quand on maintient un souvenir de quelque chose, ce n'est pas juste gardé dans un état stable, mais peut légèrement dériver ou changer au fil du temps.

Avec des intervalles de rétention plus longs, de petites erreurs causées par cette dérive peuvent s'accumuler, entraînant un rappel moins précis. D'un autre côté, quand le souvenir reste frais juste après avoir vu les images, la perte n'est pas aussi prononcée.

Pendant nos expériences, on a trouvé un modèle dans la manière dont les gens pouvaient rappeler des infos avec précision et comment ça changeait dans le temps. On a remarqué un impact notable de la rapidité avec laquelle l'info sensorielle se dégradait après la disparition des images, et cette dégradation était un facteur important pour la mémoire.

L'Impact de la Durée de Présentation

Dans notre deuxième expérience, on s'est concentré sur combien de temps les images étaient affichées. On a remarqué que la durée d'affichage avait un effet significatif sur la précision du rappel. Quand les images étaient montrées plus longtemps, les participants pouvaient mieux s'en souvenir.

Il est intéressant de noter que cet effet plafonnait après un moment, indiquant que simplement montrer quelque chose longtemps ne mènerait pas toujours à un meilleur rappel. Le modèle qu'on a utilisé pour analyser ces résultats suggérait qu'il y a une limite à combien d'info peut être stockée en fonction du nombre d'items présentés.

Quand les images étaient montrées pendant une période prolongée, le cerveau pouvait accumuler plus d'infos. Cependant, une fois cette capacité atteinte, une prolongation supplémentaire n'aidait pas à améliorer la performance.

Conclusion

Notre étude met en lumière comment la mémoire fonctionne de manière dynamique. La capacité à se souvenir d'infos visuelles change rapidement au fil du temps et est influencée par le nombre d'objets qu'on essaie de garder en tête. La mémoire n'est pas statique ; elle évolue en fonction d'une variété de facteurs, y compris la durée d'exposition et le timing de la manière dont on récupère cette info plus tard.

En comprenant la mémoire, on trouve que le rappel immédiat et les intervalles de rétention plus longs jouent des rôles cruciaux. Les modèles qu'on a testés fournissent un aperçu de la manière dont nos cerveaux traitent et retiennent l'info, révélant les mécanismes complexes derrière nos fonctions de mémoire quotidiennes.

Dans l'ensemble, comprendre la dynamique temporelle de la mémoire visuelle nous aide à voir comment le rappel est façonné par le traitement initial et le temps qui passe après avoir vu quelque chose. La capacité du cerveau à stocker et récupérer des infos démontre un équilibre compliqué de l'activité neuronale, rendant la mémoire un domaine d'étude fascinant.

Avec ces découvertes, on peut mieux comprendre comment fonctionne la mémoire visuelle, ouvrant la voie à de futures recherches sur comment on peut améliorer le rappel de mémoire et aborder les problèmes liés à la perte de mémoire.

Source originale

Titre: A dynamic neural resource model bridges sensory and working memory

Résumé: Probing memory of a complex visual image within a few hundred milliseconds after its disappearance reveals significantly greater fidelity of recall than if the probe is delayed by as little as a second. Classically interpreted, the former taps into a detailed but rapidly decaying visual sensory or "iconic" memory (IM), while the latter relies on capacity-limited but comparatively stable visual working memory (VWM). While iconic decay and VWM capacity have been extensively studied independently, currently no single framework quantitatively accounts for the dynamics of memory fidelity over these timescales. Here we extend a stationary neural population model of VWM with a temporal dimension, incorporating rapid sensory-driven accumulation of activity encoding each visual feature in memory, and a slower accumulation of internal error that causes memorized features to randomly drift over time. Instead of facilitating read-out from an independent sensory store, an early cue benefits recall by lifting the effective limit on VWM signal strength imposed when multiple items compete for representation, allowing memory for the cued item to be supplemented with information from the decaying sensory trace. Empirical measurements of human recall dynamics validate these predictions while excluding alternative model architectures. A key conclusion is that differences in capacity classically thought to distinguish IM and VWM are in fact contingent upon a single resource-limited WM store.

Auteurs: Ivan Tomić, I. Tomic, P. M. Bays

Dernière mise à jour: 2024-02-05 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.27.534406

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.27.534406.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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