Le rappel en mémoire épisodique : la contribution du précuneus dans la reconstruction de l'expérience subjective et spatio-temporelle écologique des événements du passé

par Samy-Adrien Foudil

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Emiliano Macaluso.

Soutenue le 12-03-2020

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d’inscription) et de Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Yves Rossetti.

Le jury était composé de Emiliano Macaluso, Yves Rossetti, Nadine Ravel, Pascale Piolino.

Les rapporteurs étaient Fabrice Berna, Céline Souchay.


  • Résumé

    Chez l'homme, la mémoire épisodique est l'aptitude cognitive qui lui permet de récupérer une expérience passée vécue, ou épisode, selon un état de conscience spécifique. La particularité de ce système de mémoire est la construction de liens entre les dimensions contextuelles constitutif de l'épisode mnésique : l'évènement « Quoi ? », le moment « Quand ? », et l'endroit « Où ? ». Les études classiques de la mémoire épisodique indiquent que ces dimensions sont traitées et intégrées dans les structures corticales comprenant principalement le lobe temporal médian et le cortex préfrontal. Des études récentes de la mémoire en IRMf faisant usage de matériaux expérimentaux plus naturelles et écologiques ont ouvert la perspective de réseaux corticaux sous-jacents de la mémoire épisodique s'étendant au-delà de ces structures. En effet, ces études suggèrent l'idée que le lobe pariétal joue un rôle important dans la constitution d'un épisode mnésique au contexte enrichi. Cependant les mécanismes et structures relatives aux traitements des caractéristiques contextuelles d'un évènement restent débattues, et les interactions induites entre les différentes dimensions contextuelles d'un épisode mnésique, lors de son rappel, sont mal compris. Cette thèse présente 3 objectifs principaux : 1) développer de nouveaux protocoles expérimentaux pour étudier la mémoire des épisodes mnésiques encodés dans des situations comprenant un contexte riche et écologique ; 2) évaluer l'influence du contexte temporel et spatial sur la performance de rappel des épisodes encodés dans ces situations hautement écologiques ; et 3) élucider les structures corticales sous-jacentes aux traitements de ces dimensions contextuelles. Avec ces objectifs en vue, j'ai développé des protocoles d'études faisant usage de films, de réalité virtuelle et d'une application mobile géolocalisée lors de la phase d'encodage. J'ai étudié les performances de rappel comportementale, et sous IRMf, par le moyen de 2 tâches : une tâche hybride Rappel/Familier et de Mémoire source ; et une tâche de jugement de l'ordre temporel. Mes résultats comportementaux de la première tâche démontrent que le rappel correct et confiant de l'endroit « Où ? » et du moment « Quand ? » prédit la probabilité du choix rappel, et non familier, du « Quoi ? » ; et cela, dans l'ensemble des modalités d'encodage. L'étude IRMf a mis en évidence une activité accrue du Précuneus concomitante. Dans la tâche de jugement de l'ordre temporel j'ai observé une modulation des temps de réaction et de l'activité du Précuneus en fonction de la distance temporelle entre les épisodes pendant la phase l'encodage. Plus important, à travers les études, j'ai constaté que ces effets comportementaux et d'imagerie sont modulés en fonction d'autres facteurs contextuels associés aux épisodes écologiques (p. ex. facteurs spatiaux, contenu sémantique, modalité d'encodage), ce qui démontre que l'information épisodique traitée par le Précuneus dépasse les dimensions classiques "quoi, où, quand". Ces résultats mettent en avant l'implication du lobe pariétal médian pour le rappel des épisodes mnésiques écologiques et suggérant son implication dans le rappel conscient et subjectif d'un épisode. J'interprète ces résultats à la lumière des théories reconstructives de la mémoire épisodique et je propose que le Précuneus soit impliqué dans l'intégration multidimensionnelle des épisodes mnésiques enrichis selon une perspective subjective/personnelle accrue. Plus généralement, mes études appuient l'importance d'étudier la cognition humaine dans son milieu écologique, en démontrant ici le rôle crucial du Précuneus, qui est une structure éloignée du réseau classique temporo-frontale de la mémoire épisodique

  • Titre traduit

    Episodic memory recall : the Precuneus contribution to the reconstruction of the subjective and spatio-temporal naturalistic experience of past events


  • Résumé

    In humans, episodic memory is the cognitive ability that allows them to recover a past experience, or episode, according to a specific state of consciousness. The particularity of this memory system is the construction of links between the contextual dimensions constituting the memory episode: the "What?" event, the "When?" moment, and the "Where?" place. Conventional studies of episodic memory indicate that these dimensions are processed and integrated into cortical structures mainly comprising the median temporal lobe and the prefrontal cortex. Recent studies of fMRI memory using more natural and ecological experimental materials have opened the perspective of underlying cortical networks of episodic memory extending beyond theses regions. Indeed, these studies suggest that the parietal lobe plays an important role in the constitution of a memory episode with an enriched context. However, the mechanisms and structures relating to the processing of the contextual features of an event remain debated, and the interactions induced between the different contextual dimensions of a memory episode, when it is recalled, are poorly understood. This thesis presents 3 main objectives: 1) to develop new experimental protocols to study the memory of encoded episodes in situations involving naturalistic and rich contexts; 2) to assess the influence of the temporal and spatial context on the recall performance of encoded episodes in these highly naturalistic situations; and 3) to elucidate the cortical structures underlying the treatment of these contextual dimensions. With these objectives in mind, I developed new protocols using films, virtual reality and a geolocated mobile application during the encoding phase. I studied the behavioral performance of recall, and related functional brain activity using fMRI, by means of 2 tasks: a hybrid Recall/Family and Source Memory task; and a temporal order judgment task. My behavioral results from the first task show that the correct and confident recall of the "Where?" place and the "When?" time predicts the probability of successful recall of the “What”? over and above any familiarity rating; and this, in all encoding modalities. The fMRI results showed increased activity in the Precuneus. In the task of judging the temporal order I observed a modulation of the retrieval reaction times, and activity of the Precuneus, as a function of the temporal distance between the episodes during the encoding phase. More importantly, through the studies, I have found that these behavioural and imaging effects are modulated according to other contextual factors associated with ecological episodes (e. g. spatial factors, semantic content, encoding modality), demonstrating that the episodic information processed by the Precuneus exceeds the traditional "what, where, when" dimensions. These results highlight the involvement of the medial parietal lobe in the recall of ecological memory episodes and suggest its involvement in the conscious and subjective memory recall. I interpret these results in the light of reconstructive theories of episodic memory and propose that the Precuneus is involved in the multidimensional integration of enriched memory episodes from an enhanced subjective/personal perspective. More generally, my studies support the importance of studying human cognition in naturalistic environments, by demonstrating here the crucial role of the Precuneus, which is a structure remote from the classic temporo-frontal network of episodic memory


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