Pourquoi nous retenons certains mots mieux que d’autres?

Notre cerveau travaille comme un moteur de recherche. Ou bien c’est peut-être l’inverse. Des chercheurs du National Institutes of Health (NIH) aux États-Unis, ont découvert que notre cerveau pouvait retenir certains mots mieux que d’autres. En combinant des tests de mémoire, des enregistrements d'ondes cérébrales et des enquêtes sur des milliards de mots publiés dans des livres, articles de presse et pages d'encyclopédies sur Internet, ils ont observé que notre cerveau fonctionnait sur le même principe que les moteurs de recherche. “Nous avons constaté que certains mots sont beaucoup plus mémorables que d’autres, avance Weizhen Xie, psychologue cognitif au National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) au sein du NIH. Nos résultats soutiennent l'idée que nos mémoires sont connectées à des réseaux de neurones et que nos cerveaux recherchent ces mémoires, tout comme les moteurs de recherche retrouvent des informations sur Internet.”

Nous avons tous des mémoires différentes

Tout est parti de la ré-analyse par les chercheurs de tests menés par 30 patients épileptiques dans le cadre d’un essai clinique visant à aider les patients dont les crises ne peuvent pas être contrôlées par des médicaments. Ces patients ont passé plusieurs jours avec des électrodes implantées, chirurgicalement conçues pour détecter les changements dans l'activité cérébrale. “Notre objectif est de trouver et d'éliminer la source de ces crises nocives et invalidantes, affirme Kareem Zaghloul, neurochirurgien et chercheur principal à NINDS. La période de surveillance fournit également une rare occasion d'enregistrer l'activité neuronale qui contrôle d'autres parties de notre vie. Avec l'aide de ces patients volontaires, nous avons pu découvrir certains des plans derrière nos souvenirs.”

Ces patients ont également réalisé des tests de mémoire, conçus pour évaluer les souvenirs épisodiques ou les associations que nous faisons avec nos expériences passées. Ces capacités à se souvenir sont souvent détruites par Alzheimer et d'autres formes de démence. Des paires de mots, telles que “main” et “pomme”, ont été montrées aux patients qui devaient, quelques secondes plus tard après lui avoir montré seulement l’un des deux mots, se souvenir de sa paire. L’objectif pour les chercheurs était d'étudier comment les circuits neuronaux du cerveau stockent et rejouent les souvenirs.

Les chercheurs ont réexaminé les résultats du test et constaté que les patients se rappelaient avec succès certains mots plus souvent que d'autres, quelle que soit la façon dont les mots étaient appariés. Sur les 300 mots utilisés, les cinq premiers étaient en moyenne sept fois plus susceptibles d'être rappelés avec succès que les cinq derniers. Les chercheurs ont comparé ces résultats à l’analyse de tests menés sur 2 623 volontaires en bonne santé qui ont passé une version en ligne du test de paire de mots. “Nous avons vu que certaines choses, dans ce cas les mots, peuvent être plus faciles à retenir pour notre cerveau que d’autres, a observé Kareem Zaghloul. Ces résultats fournissent également les preuves les plus solides à ce jour que ce que nous avons découvert sur la façon dont le cerveau contrôle la mémoire chez cet ensemble de patients peut également être vrai pour les personnes en dehors de l’étude.”

Ces résultats confirment que nous avons tous une mémoire qui fonctionne différemment, expliquant pourquoi nous n’avons pas les mêmes souvenirs d’une situation commune. “Nos souvenirs jouent un rôle fondamental dans qui nous sommes et comment notre cerveau fonctionne. Cependant, l'un des plus grands défis de l'étude de la mémoire est que les gens se souviennent souvent des mêmes choses de différentes manières, ce qui rend difficile pour les chercheurs de comparer les performances des gens sur la mémoire, admet le Weizhen Xie. Pendant plus d'un siècle, les chercheurs ont appelé à une comptabilisation unifiée de cette variabilité. Si nous pouvons prédire ce que les gens devraient retenir à l'avance et comprendre comment nos cerveaux le font, nous pourrons peut-être développer de meilleures façons d'évaluer la santé globale du cerveau d'une personne.”

Les moteurs de recherche comme base pour comprendre notre cerveau

Dans cette étude, le docteur Xie a proposé que les principes d'une théorie établie, connue sous le nom de modèle de recherche de mémoire associative, puissent aider à expliquer leurs premiers résultats avec les patients épileptiques et les témoins sains. “Nous avons pensé qu'une façon de comprendre les résultats des tests de paires de mots était d'appliquer les théories du réseau sur la façon dont le cerveau se souvient des expériences passées, se souvient-il. Dans ce cas, les souvenirs des mots que nous avons utilisés ressemblent à des cartes de terminaux Internet ou d'aéroport, avec les mots les plus mémorables apparaissant comme de grands endroits très fréquentés connectés à des endroits plus petits représentant les mots les moins mémorables. La clé pour bien comprendre cela était de comprendre ce qui relie les mots.”

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont établi un nouveau programme de modélisation informatique qui a testé si certaines règles pour définir comment les mots sont connectés peuvent prédire les résultats de mémorisation qu'ils ont vus dans l'étude. Les règles étaient basées sur des études de langues qui ont scanné des milliers de phrases dans des livres, des articles de presse et des pages Wikipedia. Leurs résultats ont suggéré que les mots les plus mémorables sont plus sémantiquement similaires ou plus souvent liés aux significations d'autres mots utilisés dans la langue anglaise. En branchant des données de similitude sémantique dans le modèle informatique, les chercheurs ont correctement deviné quels mots étaient mémorables pour les volontaires.

La structure de la langue anglaise est stockée dans tous nos cerveaux

D'autres résultats ont soutenu l'idée que les mots les plus mémorables représentent des centres de trafic élevé dans les réseaux de mémoire du cerveau. Les patients épileptiques se sont rappelés correctement les mots mémorables plus rapidement que les autres. Les enregistrements électriques du lobe temporal antérieur des patients, un centre de langage, ont montré que leur cerveau rejoue les signatures neuronales derrière ces mots plus tôt que les moins mémorables. Les chercheurs ont constaté cette tendance en examinant à la fois les moyennes de tous les résultats et les essais individuels, ce qui suggère que les mots les plus mémorables sont plus faciles à trouver pour le cerveau.

En conclusion, le rapprochement avec les moteurs de recherche a été concluant pour les chercheurs. “Vous savez quand vous tapez des mots dans un moteur de recherche, et cela vous montre une liste de suppositions très pertinentes? On dirait que le moteur de recherche lit votre esprit. Eh bien, nos résultats suggèrent que le cerveau des sujets de cette étude a fait quelque chose de similaire quand ils ont essayé de se rappeler un mot jumelé, et nous pensons que cela peut se produire lorsque nous nous souvenons de beaucoup de nos expériences passées, a décrit le docteur Xie. Nos résultats suggèrent également que la structure de la langue anglaise est stockée dans le cerveau de tous et nous espérons qu'un jour, elle sera utilisée pour surmonter la variabilité à laquelle les médecins sont confrontés lorsqu'ils tentent d'évaluer la santé de la mémoire et du cerveau d'une personne.” L'équipe explore des moyens d'intégrer leurs résultats et leur modèle informatique dans le développement de tests de mémoire pour la maladie d'Alzheimer et d'autres formes de démence.