La mémoire visuelle à court terme est plus complexe qu’on ne l’a longtemps supposé

Quand on voit une banane, on ne remarque au début que du jaune et de la douceur. Ce n’est que plus tard que nous reconnaissons la forme du croissant et le fait qu’il s’agit d’une banane.

Contrairement aux hypothèses précédentes, la mémoire visuelle à court terme n’est pas simplement basée sur un type d’information sur un objet, comme uniquement sa couleur ou uniquement son nom. Au contraire, plusieurs types d’informations peuvent être conservés simultanément dans la mémoire à court terme. À l’aide d’analyses EEG complexes et de réseaux de neurones profonds, des chercheurs de l’Université normale de Pékin et de la Ruhr-Universität Bochum ont découvert que la mémoire à court terme est plus complexe qu’on ne le pensait auparavant. L’équipe décrit ses résultats dans le journal Actes de l’Académie nationale des sciences, PNAS en bref, publié en ligne le 7 décembre 2020.

Pour l’étude, le Dr Hui Zhang, Rebekka Heinen et le professeur Nikolai Axmacher du Département de neuropsychologie ont collaboré avec l’équipe dirigée par Jing Liu et le professeur Gui Xue de l’Université normale de Pékin.

La banane en mémoire à court terme

La mémoire visuelle à court terme nous aide à nous souvenir des objets pendant une courte période de temps lorsque ces objets ne sont plus visibles. Jusqu’à présent, on supposait que la mémoire à court terme était basée sur un seul type d’activité cérébrale. L’équipe de recherche germano-chinoise a maintenant réfuté cette hypothèse. Les chercheurs ont enregistré l’activité cérébrale de patients épileptiques à l’aide d’électrodes insérées dans le cerveau à des fins de planification chirurgicale. Les patients ont vu des images d’objets comme une banane et ont dû s’en souvenir pendant une courte période.

Les réseaux de neurones profonds aident à interpréter l’activité cérébrale

Des études antérieures menées par d’autres groupes avaient montré que les réseaux de neurones profonds traitaient les images selon des étapes similaires à celles des humains. Si une personne ou un réseau neuronal profond voit une banane, la première étape consiste à traiter des caractéristiques simples telles que sa couleur jaune et sa texture lisse. Plus tard, les informations traitées deviennent de plus en plus complexes. Finalement, l’humain et le réseau reconnaissent la forme spécifique du croissant et identifient finalement la banane.

Les chercheurs ont comparé les différentes étapes de traitement du réseau neuronal avec les données cérébrales des patients. Cela leur a permis de voir quels modèles d’activité appartiennent au traitement de propriétés visuelles simples comme la couleur jaune de la banane et qui appartiennent à des propriétés plus complexes comme son nom.

D’abord simple, puis complexe

Sur la base de ce résultat, l’équipe a ensuite montré que les objets ne sont pas seulement représentés sous une forme dans la mémoire à court terme, comme précédemment supposé, mais sous plusieurs formes simultanément. En les regardant, les propriétés simples de la banane sont d’abord traitées, puis des propriétés complexes sont ajoutées. Pendant la phase de mémorisation, des informations simples et complexes sont conservées ensemble. La mémoire visuelle à court terme est donc plus complexe qu’on ne l’a longtemps supposé.