Comment les scènes de vie façonnent la conscience et créent des souvenirs

La vie est faite d'une succession de petits événements: préparer son café du matin, sortir le chien, ouvrir son ordinateur portable, le laisser rentrer. Tous ces événements, mis bout à bout, forment une journée bien remplie. Notre cerveau observe et traite en permanence les événements qui composent notre quotidien, explique Jeff Zacks, titulaire de la chaire Edgar James Swift en arts et sciences et directeur du département des sciences psychologiques et neurobiologiques de l'Université de Washington.

« Comprendre où les événements commencent et où ils se terminent est essentiel pour comprendre le monde », a déclaré Zacks.

Dans deux nouveaux articles, Zacks et d’autres chercheurs de la Faculté des arts et des sciences et de la McKelvey School of Engineering explorent ce processus clé de la cognition humaine.

Zacks a dirigé une étude dans laquelle des modèles informatiques ont été entraînés à visionner plus de 25 heures de séquences vidéo de personnes effectuant des tâches simples du quotidien, comme nettoyer une cuisine ou cuisiner, puis à prédire ce qui allait se passer ensuite. L'étude a abouti à un résultat surprenant: les modèles informatiques étaient plus précis lorsqu'ils réagissaient à l'incertitude. Lorsque le modèle était particulièrement incertain de ce qui allait se passer ensuite, il réinitialisait ses paramètres et réévaluait la scène, ce qui améliorait sa compréhension globale.

Les co-auteurs de l'étude, publiée dans PNAS Nexus, sont Thanh Nguyen, étudiant diplômé du Zachs Dynamic Cognition Lab; Matt Bezdek, chercheur principal du laboratoire; Aaron Bobick, professeur et doyen de la McKelvey School of Engineering; Todd Braver, professeur William R. Stakenberg de valeurs humaines et de développement moral; et Samuel Gershman, neuroscientifique à Harvard.

Zacks avait déjà émis l'hypothèse que le cerveau humain est particulièrement sensible aux petites surprises qui remplissent nos vies. Il suggérait que les individus surestiment une scène lorsqu'ils perçoivent un événement inattendu, un phénomène connu sous le nom d'« erreur de prédiction ». Mais la découverte que le modèle informatique performant accordait plus d'importance à l'incertitude qu'aux erreurs de prédiction remet en question cette théorie.

« Nous faisons de la science », a déclaré Zacks. « Nous révisons nos théories lorsque nous sommes confrontés à de nouvelles données. »

Les surprises restent importantes, et il n'est pas nécessaire d'abandonner complètement le concept d'erreur de prédiction, a déclaré Nguyen. « Nous commençons à penser que le cerveau utilise les deux mécanismes », a-t-il ajouté. « Il ne s'agit pas de choisir l'un plutôt que l'autre. Chaque modèle peut apporter une contribution unique à notre compréhension de la cognition humaine. »

Le rôle de la mémoire dans le traitement des événements

Maverick Smith, chercheur au Laboratoire de cognition dynamique, étudie également la relation entre la compréhension des événements et la mémoire. En collaboration avec Heather Bailey, ancienne chercheuse postdoctorale à WashU et aujourd'hui professeure adjointe à l'Université d'État du Kansas, Smith a co-écrit un article de synthèse dans Nature Reviews Psychology, recueillant de plus en plus de preuves montrant que la mémoire à long terme est étroitement liée à la capacité à déterminer logiquement et précisément où un événement se termine et où un autre commence.

« Il existe de nombreuses différences individuelles dans la capacité à identifier le début et la fin des événements, et ces différences peuvent fortement prédire la capacité des individus à se souvenir des événements ultérieurement », a déclaré Smith. « Nous espérons développer une intervention qui puisse améliorer la mémoire en aidant les individus à mieux segmenter les événements. »

L'influence de l'âge sur la perception des événements

Comme Zacks, Smith s'appuie sur des clips vidéo pour mieux comprendre comment le cerveau traite les événements. Au lieu de cuisiner ou de faire le ménage, ses vidéos montrent une personne faisant ses courses, installant une imprimante ou effectuant d'autres tâches banales. Lors de diverses expériences, les spectateurs appuient sur des boutons lorsqu'ils croient qu'un événement commence ou se termine. Smith teste ensuite la mémoire des participants à l'aide d'une série de questions écrites.

Smith a constaté que les personnes âgées ont plus de mal à assimiler les événements, ce qui pourrait jouer un rôle dans le déclin de la mémoire lié à l'âge. « Il existe peut-être un moyen d'intervenir pour les aider à mieux se souvenir des événements de leur vie », a-t-il déclaré.

Recherches complémentaires

Zacks, Nguyen, Smith et d'autres membres du Département des sciences psychologiques et neurobiologiques ont des projets ambitieux pour étudier plus en détail la capacité du cerveau à traiter et à mémoriser les événements. L'équipe de Zacks travaille à l'utilisation de l'IRMf pour suivre en temps réel les réactions de 45 participants à des vidéos d'événements quotidiens. « Nous étudions les processus neurodynamiques réels de ces fonctions cognitives », a déclaré Zacks.

Une autre étude suit les mouvements oculaires, apportant un nouvel éclairage sur notre vision du monde. « Lorsque les gens observent des activités quotidiennes, ils passent beaucoup de temps à observer les mains des autres », explique Zacks.

Smith utilise actuellement des expériences vidéo pour tester s'il peut améliorer la mémoire des participants à l'étude, notamment des personnes âgées et des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer, en facilitant l'identification des limites entre les événements. À terme, il souhaite comprendre comment les observations d'événements sont stockées et conservées dans la mémoire à long terme.

« Certaines personnes sont clairement plus douées que d'autres pour segmenter les événements en fragments significatifs », a déclaré Smith. « Pouvons-nous améliorer cette capacité, et cela conduira-t-il à une meilleure mémoire? Ce sont des questions auxquelles nous cherchons encore des réponses. »