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Créativité, motivation et vieillissement

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Michel Audiffren

Troisième partie. Vieillissement cognitif normal et pathologique

Vieillissement et mémoire : rôle de la flexibilité cognitive dans l’utilisation de stratégies mnésiques adaptées et dans le rappel

Capucine Tocze, Badiâa Bouazzaoui et Laurence Taconnat

Texte intégral

Introduction

1Le vieillissement normal se caractérise par différentes atteintes des fonctions cognitives, dont l’une des plus marquées est celle de la mémoire épisodique. La spécificité de cette mémoire est de contenir les souvenirs intégrés dans un contexte spatio-temporel particulier. Ce système de mémoire est classiquement évalué par des épreuves de rappel libre, de rappel indicé et de reconnaissance. Parmi ces tâches, le rappel libre est le plus sensible aux effets de l’âge (Isingrini & Taconnat, 1997). En effet, dans cette épreuve, aucune aide externe n’est fournie au moment de la récupération, ce qui nécessite la mise en place de processus auto-initiés de la part du sujet.

2Différentes hypothèses ont été proposées afin d’expliquer les effets de l’âge sur la mémoire, et en particulier sur la mémoire épisodique. Parmi celles-ci, on peut citer (1) la réduction de la vitesse de traitement (Salthouse, 1996) qui propose l’idée qu’un ralentissement cognitif interviendrait à chaque étape du traitement de l’information ce qui a pour conséquence de réduire les performances des sujets âgés notamment dans les tâches complexes, celles qui nécessitent le plus de traitements. Dans ce cas, les sujets âgés n’auraient pas le temps d’effectuer correctement tous les traitements nécessaires à l’accomplissement de telles tâches. (2) L’hypothèse du déficit des ressources attentionnelles (Rabinowitz, Craik & Ackerman, 1982) propose que la quantité de ressources attentionnelles disponibles pour initier les opérations cognitives est réduite chez les sujets âgés (Craik & Byrd 1982 ; Rabinowitz et al., 1982). Ce déficit serait à l’origine de la difficulté à mettre en place les opérations les plus coûteuses en attention, à la fois à l’encodage et à la récupération. Cette hypothèse est illustrée par une recherche utilisant un paradigme de division de l’attention (Anderson, Craik & Naveh-Benjamin, 1998) dans lequel les sujets doivent exécuter simultanément deux tâches, (une tâche de mémoire, et une tâche dite secondaire). Les résultats indiquent que la performance à la tâche secondaire est plus affectée chez les sujets âgés que chez les sujets jeunes, que l’attention soit divisée à l’encodage ou à la récupération. Ce modèle théorique est associé à l’hypothèse du support environnemental (Craik, 1986). Celle-ci postule que lorsqu’une aide environnementale est fournie au moment de l’encodage (e.g., tâche orientée vers un traitement profond à l’encodage) ou de la récupération (e.g., indice présenté au moment du test de rappel) les différences de performances entre les sujets jeunes et âgés sont réduites. Cette hypothèse permet de rendre compte des effets hétérogènes du vieillissement en fonction des tâches, comme le rappel ou la reconnaissance. Cette hétérogénéité serait le reflet des difficultés que rencontrent les sujets âgés lorsqu’ils doivent élaborer par eux-mêmes une stratégie de recherche en mémoire sans soutien environnemental comme dans la tâche de rappel libre, où aucun indice n’oriente la récupération, contrairement à la situation de reconnaissance. D’une façon générale, selon cette théorie, les tâches de mémoire les plus touchées par l’âge sont celles qui nécessitent le plus de ressources attentionnelles et qui sont le moins associées à un support environnemental supposé orienter l’encodage des informations et/ou guider la recherche en mémoire. (3) La troisième hypothèse est l’hypothèse dysexécutive (West, 1996). Selon cette hypothèse, la réduction des performances en mémoire au cours du vieillissement serait due à une altération relativement précoce et importante du cortex préfrontal. Le cortex préfrontal, et plus particulièrement dorsolatéral, est le support privilégié des fonctions exécutives (Luria, 1973 ; Parkin & Walter, 1992). Ces fonctions sont sollicitées lors de situations nouvelles où la mise en œuvre des processus cognitifs habituels n’est pas suffisante pour effectuer la tâche de façon efficace. De ce fait, les fonctions exécutives sont impliquées dans l’aspect stratégique des performances en mémoire, intervenant au moment de l’encodage et de la récupération (Moscovitch & Winocur, 1992 ; 2002). Ainsi, selon Moscovitch et Winocur (1992, 2002), le cortex préfrontal « travaille avec la mémoire » en permettant la mise en place de stratégies adaptées.

3Les stratégies, en tant que procédures d’optimisation des performances cognitives, correspondent à des processus de contrôle attentionnel, initiés par les sujets pour résoudre une tâche (Buckner, 2003). Concernant la mémoire, les stratégies d’encodage sont des opérations cognitives qui correspondent à des traitements profonds et permettent de renforcer la trace mnésique (Craik & Lockart, 1972). Parmi ceux-ci, on peut citer le traitement sémantique et le traitement imagé du matériel verbal. Le traitement sémantique correspond à la prise en compte de la signification du matériel à apprendre. Ce type de traitement est connu pour être favorable à la mémorisation (Craik & Tulving, 1975). Le traitement imagé d’informations verbales correspond au codage imagé des mots, c’est-à-dire à leur transformation en images mentales. Il permet ainsi un double codage de l’information en mémoire, à la fois verbal (liée au mode de présentation des informations) et imagé (lié à la transformation). Le double codage conduit également à l’amélioration de la mémorisation (Paivio & Csapo, 1973). Au cours du vieillissement, on observe une difficulté à auto-initier ces traitements, mais une aide externe fournie aux sujets, sous forme d’une tâche orientée particulière (une consigne par exemple), peut toutefois leur permettre de maintenir leur niveau de performance. Des résultats allant dans ce sens ont été observés autant en ce qui concerne des opérations mentales de nature verbale et sémantique (Bryan, Luczsz & Pointer, 1999 ; Taconnat & Isingrini, 2004) que pour des opérations mentales de nature imagée (Plaie & Isingrini, 1999). Pour que la stratégie mise en œuvre par le sujet soit efficace, elle doit nécessairement être adaptée à la nature de la tâche. En effet, en fonction de la nature des tâches ou du matériel, l’efficacité des stratégies est différente. Par exemple, il est établi que les traitements sémantiques (e.g., la génération de phrases comprenant les mots à mémoriser) lors de l’encodage de mots abstraits et l’initiation d’images mentales lors de l’encodage de mots concrets sont efficaces mais, l’ajustement des stratégies à la nature du mot diminue avec l’âge (Dunlosky, Hertzog & Powell-Moman, 2005). Néanmoins, les sujets âgés sont capables d’améliorer leurs performances de mémoire lorsqu’ils sont entraînés à utiliser les stratégies adaptées au matériel (Rogers, Hertzog & Fisk, 2000), lorsqu’ils sont informés des différentes stratégies pouvant être utilisées ou lorsqu’ils ont eu la possibilité d’expérimenter par eux-mêmes ces différentes stratégies (Dunlosky, Kubat-Silman & Hertzog, 2003). Ces résultats suggèrent un déficit lié à l’âge dans la régulation de la mémoire, qui aurait pour incidence des choix de traitements inadaptés et expliquerait en partie la diminution des performances en mémoire épisodique.

4Il existe un lien entre le fonctionnement exécutif et l’utilisation de stratégies de mémoire adaptées. À l’apprentissage, les fonctions exécutives aident à l’initiation des stratégies d’encodage, comme l’organisation des informations (Gershberg & Shimamura, 1995 ; Taconnat et al., 2009) ou l’élaboration du traitement sémantique (Taconnat et al., 2006). À la récupération, les fonctions exécutives sont impliquées dans la recherche stratégique et dans la vérification de la précision de la réponse (Souchay & Isingrini, 2004). Les données de la littérature semblent indiquer que l’altération des fonctions exécutives avec l’âge pourrait expliquer le déficit mnésique des sujets âgés dans les tâches de mémoire nécessitant des processus contrôlés, et notamment l’utilisation de stratégies adaptées. Cependant, très peu d’études ont examiné le rôle particulier des fonctions exécutives dites spécifiques dans les stratégies de mémoire.

5Miyake, Friedman, Emerson, Witzki et Howrter (2000) ont défini trois fonctions exécutives spécifiques : l’updating (processus de mise à jour des informations et de contrôle des représentations mentales), l’inhibition (capacité à annuler délibérément une réponse dominante lorsqu’elle n’est pas pertinente pour l’activité en cours), et la flexibilité cognitive (capacité de shifting ou de réorientation mentale permettant de changer de stratégie cognitive lorsque celle utilisée n’est plus appropriée pour la résolution de la tâche en cours). Dans cette étude, nous nous intéresserons plus particulièrement à la flexibilité cognitive. Elle est nécessaire lors d’un changement de consigne et lors de la sélection des règles, mais elle intervient aussi dans le maintien des traitements (Mayr, 2001). L’étude plus spécifique du rôle de la flexibilité cognitive parmi les autres fonctions exécutives constitue une piste intéressante pour mieux comprendre l’implication des fonctions exécutives dans le vieillissement mnésique. En effet, la flexibilité cognitive participe au bon fonctionnement de la mémoire en permettant d’initier et de maintenir des traitements adaptés au matériel à mémoriser.

6Au quotidien, nous sommes souvent confrontés à un environnement complexe et changeant dans lequel nous devons faire preuve de flexibilité afin de réorienter notre attention entre les différentes tâches, objectifs comportementaux, sources d’informations, chaînes d’actions et de pensées, ce qui nécessite de s’adapter. L’adaptation au matériel ou à la tâche demande un investissement coûteux en ressources cognitives afin de sélectionner les stimuli environnementaux pertinents pour permettre d’optimiser le traitement des informations (Ridderinkhof, Ullsperger, Crone, & Nieuwenhuis, 2004). C’est ce que l’on nomme le « coût du shifting ». Il peut être mesuré à l’aide d’outils neuropsychologiques évaluant la flexibilité cognitive comme le test des Nombres-Lettres, (Rogers & Monsell, 1995) ou le test du Wisconsin Card Sorting Test (Heaton, Chelune, Talley, Kay & Curtiss, 1993) dans lequel le nombre d’erreurs persévératives est une bonne mesure de la capacité d’adaptation à une consigne (Kaplan, Sengör, Gürvit, Genç & Güzelis, 2006 ; Ridderinkhof et al., 2002). Ce coût peut également être évalué par des paradigmes attentionnels mesurant des temps de réponse (voir Meiran, 2000, pour un modèle de tâche de shifting attentionnel). Dans un paradigme de shifting attentionnel, les participants doivent alterner entre deux types de tâche. Le coût du shifting peut alors être calculé par la différence entre le temps de réponse aux items répétés (pour lesquels il n’y a pas de changement de stratégie entre l’item précédent et l’item en cours) et le temps de réponse aux items « simples » (pour lesquels il faut changer de stratégie donc réorienter son attention). Différentes études rendent compte d’un effet de l’âge sur la flexibilité cognitive mesurée par des tests neuropsychologiques (e.g., Kaplan et al., 2006 ; Wecker, Kramer, Hallam & Delis, 2005), et sur le coût du shifting évalué par des paradigmes de shifting attentionnels (e.g., Meiran & Gotler, 2001). L’importante demande attentionnelle nécessaire à la réorientation mentale lors de paradigmes de shifting attentionnel expliquerait les effets de l’âge sur le coût du shifting (Meiran & Gotler, 2001 ; Kray, Li & Lindenberger, 2002), puisque les ressources attentionnelles diminuent avec l’âge (Craik, 1986). Cependant la réorientation mentale nécessite également un contrôle exécutif (Rogers & Monsell, 1995 ; Shallice, 1994). En effet, en plus de l’attention nécessaire à la réorientation mentale, les processus requis incluent l’attention soutenue (Posner & Peterson, 1990), l’inhibition (Shimamura, 1995), la mémoire de travail (Baddeley, 1986) et le maintien du but (Duncan, 1995). Tout comme la mesure de la flexibilité cognitive évaluée à l’aide d’outils neuropsychologiques (Kaplan et al., 2006), l’augmentation du coût du shifting issu de paradigmes de shifting attentionnel est principalement expliqué par la tendance à la persévération avec l’âge (Mayr & Liebscher, 2001). Cependant, le lien entre le shifting attentionnel et la fonction de flexibilité cognitive telle que définie par Miyake et al. (2000) n’a pas été clairement établi. De plus, très peu d’études se sont intéressées à l’effet de l’âge sur la flexibilité cognitive, l’utilisation de stratégies et le coût du shifting dans une tâche de mémoire. Néanmoins, Hogan, Kelly et Craik (2006) ont étudié le lien entre contrôle exécutif et vieillissement de la mémoire dans un paradigme de shifting attentionnel classique, mais n’ont pas pu démontrer que la nécessité de réorienter l’attention a un effet sur l’acquisition de nouveaux souvenirs chez les adultes jeunes et âgés.

7Dans cette étude, nous explorons l’implication de la fonction de flexibilité cognitive dans les déficits mnésiques liés à l’âge. Différentes études ont mis en évidence une diminution de la mise en œuvre de stratégies adaptées au matériel à mémoriser au cours du vieillissement (Dunlosky et al., 2003 ; Taconnat et al., 2009). Ce déficit pourrait être à l’origine d’une diminution des performances mnésiques avec l’âge (Dunlosky et al., 2005). Cependant, aucune étude n’a permis d’examiner précisément le lien entre l’effet de l’âge sur la capacité d’adaptation des stratégies mnésiques et l’effet de l’âge sur la mémoire. Parallèlement à cela et conformément à l’hypothèse dysexécutive, il est maintenant bien admis que les différences liées à l’âge sur les tâches de mémoire sont en grande partie la conséquence d’un déficit exécutif (Bugaiska, et al., 2007 ; Bryan et al., 1999 ; Taconnat et al., 2007). Comme les autres fonctions exécutives (Fisk & Sharp, 2004), la fonction de flexibilité cognitive est altérée au cours du vieillissement (e.g., Kaplan et al., 2006). Cette fonction, nécessaire à l’adaptation des traitements au matériel, est un processus coûteux en ressources attentionnelles (Ridderinkhof et al., 2006) et encore plus coûteux pour les sujets âgés (e.g., Kray et al., 2002), dont les ressources attentionnelles sont limitées (Craik, 1986). Le déclin de la flexibilité cognitive expliquerait le déficit d’adaptation avec l’âge, reflété par la tendance à la persévération. Chez les sujets âgés, les difficultés à utiliser des stratégies appropriées pourraient refléter une altération de la flexibilité cognitive, nécessaire à l’adaptation des traitements à une tâche (Dunlosky et al., 2005). Le déficit de flexibilité cognitive est donc susceptible d’expliquer au moins en partie les effets de l’âge sur la mémoire épisodique.

8Nous avons élaboré une tâche proche d’un paradigme de shifting attentionnel mesurant des temps de réponse au moment de l’apprentissage intentionnel de mots et où le shifting doit être réalisé sur le matériel même à encoder (adapter les stratégies d’encodage à la nature des mots présentés). Le coût du shifting sera donc évalué non pas sur les temps de réponse, mais sur la proportion de mots rappelés. En ce sens, l’utilisation de cette tâche expérimentale permettra à la fois d’étudier l’effet de l’âge sur l’adaptation des stratégies au matériel, mais aussi sur le coût du shifting sur les performances de mémoire.

9Le premier objectif de cette étude est de confirmer l’effet de l’âge sur la pertinence des stratégies mnésiques utilisées, en accord avec les travaux de Dunlosky et al. (2005). Nous nous attendons à une diminution de l’utilisation de stratégies adaptées avec l’âge.

10Le second objectif est de confirmer d’une part l’effet de l’âge sur le rappel, et d’autre part, l’altération de la capacité de réorientation mentale avec l’âge (Kaplan et al., 2006 ; Meiran & Gotler, 2001). Nous faisons l’hypothèse d’un effet de l’âge sur les performances de rappel dans le sens d’une diminution des performances avec l’âge et d’un effet de l’âge sur le coût du shifting sur la mémoire. En effet dans cette étude, nous allons directement étudier l’effet du changement de stratégie sur les performances en mémoire. Si le shifting est un processus coûteux en ressources cognitives, déficitaires chez les sujets âgés, le changement de stratégie devrait davantage affecter les performances mnésiques des sujets âgés que celles des sujets jeunes.

11Enfin, notre troisième objectif est d’identifier les médiateurs du coût du shifting sur les performances en mémoire et de la capacité à utiliser une stratégie adaptée. Notre hypothèse est que le coût du shifting sur les performances de mémoire devrait être principalement médiatisé par la flexibilité cognitive évaluée par des outils neuropsychologiques. La capacité à utiliser une stratégie d’encodage correcte devrait également être médiatisée par la flexibilité cognitive, dans la mesure où cette capacité nécessite l’adaptation des traitements à la tâche.

Méthodologie

Population et contrôle expérimental

12La population est composée de 46 participants volontaires répartis en deux groupes d’âge. Les sujets jeunes (12 hommes et 11 femmes de 20 à 40 ans, moyenne d’âge 26,43 [4,24]) ont un niveau d’étude maximum de bac + 3 et ne sont pas étudiants afin de réduire un éventuel effet de cohorte lié au niveau d’étude généralement plus faible chez les sujets âgés, le niveau d’étude pouvant influencer les stratégies d’apprentissage. Les sujets âgés (9 hommes et 14 femmes de 60 à 80 ans, moyenne d’âge 67,91 [5,25]) vivent à domicile et sont autonomes. Ils ont tous été évalués à l’aide du Mini Mental State Examination (Folstein, Folstein & McHugh, 1975). Ce test renseigne sur les aptitudes cognitives globales des sujets âgés et les sujets retenus ont un score minimal de 27 points sur 30 afin de réduire les risques d’inclure des sujets présentant un début de démence. Un entretien individuel a été réalisé afin de s’assurer que les sujets étaient en bonne santé et ne prenaient pas de médicaments susceptibles d’affecter le fonctionnement cognitif. Avant le début des tests, un formulaire de consentement a été signé par chaque sujet.

13Leur niveau culturel et leur capacité d’imagerie mentale ont été évalués respectivement par le test de vocabulaire de Mill-Hill (Raven, Court & Raven, 1986) et le VVIQ (Visual Vividness of Imagery Questionnaire, Marks, 1973). L’anxiété et la dépression ont été évaluées par l’auto-questionnaire HADS (Hospital Anxiety and Depression Scale, Zigmond & Snaith, 1983). Dans la mesure où ces variables sont susceptibles d’affecter les performances, elles ont été contrôlées (i. e., test t non significatifs : les scores sont équivalents entre les deux groupes).

Matériel et procédure

14Les passations ont été réalisées individuellement, au domicile des participants. L’expérimentation s’est déroulée en deux sessions d’environ une heure chacune. Les tests ont été administrés dans le même ordre.

Mesures des fonctions cognitives

15a) Mesure des fonctions exécutives spécifiques :

16– Mesures d’inhibition :

17Le test de Stroop (Stroop 1935) : le score d’inhibition est calculé selon la méthode proposée par Li et Bosman (1996).

18Le Test de Hayling utilisé est une adaptation française du test de Burgess et Shallice (1996). Les mesures prises en compte sont les temps de réponse et le nombre d’erreurs.

19– Mesures du shifting :

20Le Wisconsin Card Sorting Test (WCST, Heaton et al., 1993) a été utilisé en version informatisée. La mesure prise en compte est le nombre d’erreurs persévératives.

21Le nombres-lettres (Rogers et Monsell, 1995) : l’indice de shifting est calculé de la façon suivante : [temps condition 3-((temps condition 1 + temps condition 2)/2)].

22– Mesures de mise à jour :

23N-back lettres : le score correspond au nombre de bonnes réponses sur un total de 27.

24Empan alphabétique : le score est le nombre maximal de mots rappelés dans l’ordre alphabétique de 3 à 7.

25b) Mesures de la vitesse de traitement :

26Comparaisons XO (Salthouse, 1990) : la mesure prise en compte est le nombre de cases correctement cochées en trente secondes.

27Epreuve du code (WAIS-R ; Weschsler, 1989) : la mesure est le nombre d’items complétés en trente secondes.

28c) Épreuves de mémoire épisodique

29Mémoire Logique 1 et 2 (Échelle Clinique de Mémoire version révisée, Weschler, 1991) : il s’agit de la mémorisation de deux textes courts, avec un rappel immédiat (ML1) et différé (ML2) pour chacun d’entre eux. Ce sub-test évalue la mémoire épisodique à travers le rappel des différents éléments composant les histoires.

Tâche expérimentale

30Deux listes de 40 mots sont présentées de façon informatisée (5 secondes/mot). Les listes sont composées au total de 40 mots concrets et 40 mots abstraits (imagerie et fréquence contrôlées selon les normes de Desrochers & Bergeron, 2000) répartis sur deux listes. Deux stratégies d’apprentissages adaptées à la nature des items sont proposées : une stratégie d’image mentale adaptée aux mots concrets (imager mentalement le mot présenté) et une stratégie de génération de phrase (inclure le mot présenté dans une phrase courte), adaptée aux mots abstraits (Juan de Mendoza, 1992). La consigne était d’apprendre chaque mot le plus rapidement possible en utilisant l’une des deux stratégies proposées et d’appuyer sur le bouton réponse correspondant à la stratégie utilisée une fois le traitement effectué. Les sujets étaient avertis de l’efficacité des stratégies selon la nature des mots et entraînés à les utiliser sur 10 mots de chaque type afin de s’assurer de la bonne compréhension de la consigne.

31L’ordre des mots était prédéfini. La disposition des mots au sein des listes permettait de prendre en compte le nombre de stratégies correctes utilisées selon la nature du mot et le nombre de réorientations vers une stratégie adaptée à l’item : condition de shifting à l’encodage (changement de la stratégie précédente à une stratégie adaptée à la nature du mot).

32Une phase de rappel libre suivait la présentation de chaque liste. Les mots rappelés ont été comptabilisés selon 3 critères : (1) la nature du mot, (2) la stratégie à l’encodage (correcte/incorrecte), (3) la condition de shifting à l’encodage. La condition « avec shifting » correspond à la réorientation de la stratégie vers une stratégie correcte (adaptée au mot). La condition « sans shifting » est définie par l’utilisation consécutive de la même stratégie sur plusieurs items. L’effet de la condition de shifting sur le nombre de mots rappelés est une nos principales mesures puisqu’elle représente le coût du shifting sur les processus d’encodage.

Résultats

Effet de l’âge sur l’utilisation de stratégies

33L’effet de l’âge sur le pourcentage d’erreurs d’utilisation de stratégies est significatif (t (44) =-2,40, p <.01) et indique que les sujets âgés font davantage d’erreurs de stratégies (moyenne : 18,09 ; écart-type : 15,74) que les sujets jeunes (moyenne : 9,23 ; écart-type : 8,03).

Effet de l’âge et du shifting sur le rappel

34Afin de mettre en évidence les effets de l’âge et du shifting sur la mémoire, nous avons réalisé une analyse de variance [2 (âge) x 2 (avec/sans shifting à l’encodage)] sur le pourcentage de mots rappelés, encodés avec une stratégie correcte. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.

Jeunes (n = 23)

Agés (n = 23)

t (44)

Rappel de mots/sans shifting à l’encodage

30,08 (13,12)

29,49 (11,08)

0,16, NS

Rappel de mots/shifting à l’encodage

20,05 (4,74)

11,69 (10,18)

3,56, p <.001

Tableau 1 : Moyennes (et écart-types) des pourcentages de rappel d’items en conditions de shifting et sans shifting selon le groupe d’âge :

35L’analyse de variance révèle un effet marginal de l’âge sur le rappel [F (1, 44) = 3,41 p =.07] indiquant que les sujets âgés ont tendance à rappeler moins de mots que les sujets jeunes. Les résultats révèlent aussi un effet significatif de la condition de shifting [F (1,44) = 58,50, p <.001] qui indique que les sujets sont pénalisés par la condition de shifting. L’interaction Age x Condition de shifting est significative [F (1, 44) = 4,55 p <.05] et révèle que le shifting à l’encodage affecte davantage les performances de rappel des sujets âgés que celles des sujets jeunes.

36Un test t de Student a été réalisé et précise que les sujets âgés ont des performances inférieures à celles des sujets jeunes en condition de shifting (t (44) = 3,56, p <.001) ce qui n’est pas le cas dans la condition sans shifting (t (44) = 0,16, NS).

Effet de l’âge sur les mesures cognitives

37Afin d’évaluer les effets de l’âge sur les différentes mesures cognitives, un test t de Student a été appliqué sur les performances obtenues aux tests de fonctions exécutives, de mémoire et de vitesse. Préalablement, des indices composites ont été calculés à partir des différentes mesures. Pour cela, nous avons transformé les scores aux différentes mesures cognitives en scores centrés réduits (scores z) et calculé une moyenne de ces scores z, pour chaque fonction (deux mesures par fonctions). Ainsi, l’indice de shifting est composé du nombre d’erreurs persévératives au WCST et de l’indice Nombre/Lettres ; l’indice de mise à jour est composé des scores à l’Empan Alphabétique et des scores au N-back ; l’indice d’inhibition, de l’interférence au Stroop et des performances au test de Hayling ; l’indice de mémoire est composé des scores au ML1 et au ML2 ; et enfin l’indice de vitesse est composé des scores au Code et des scores aux comparaisons XO. Les tests t réalisés attestent tous d’un effet de l’âge sur les différentes mesures.

Étude des médiateurs des effets de l’âge sur le coût du shifting sur le rappel et sur le pourcentage d’utilisations correctes de stratégies

38a) Médiateurs des effets de l’âge sur la perte de performance mnésique liée au shifting

39Les résultats précédents indiquent que les sujets âgés sont davantage pénalisés que les sujets jeunes dans la condition de shifting. Ce phénomène a été traduit par un indice du coût du shifting qui correspond à la différence entre le pourcentage de mots rappelés « sans shifting » et le pourcentage de mots rappelés « avec shifting ». Cette mesure correspond donc à une perte de performance en rappel liée à la nécessité de changer de stratégie à l’encodage. La moyenne des scores des sujets jeunes à cette mesure est de 1,47 (ET = 2,23) et celle des scores des sujets âgés est de 7,30 (ET = 8,19), la différence de moyennes est significative [t (44) =-3,28, p <.01], indiquant que le changement de stratégie pénalise davantage les performances des sujets âgés que celles des sujets jeunes.

40Dans l’objectif d’identifier les médiateurs des effets de l’âge sur ce coût du shifting, une analyse de régression incrémentielle ascendante a été réalisée. Les indices exécutifs (shifting, mise à jour, inhibition), de vitesse et de mémoire ont été proposés comme facteurs explicatifs. En effet, même si l’hypothèse testée est exécutive et plus précisément celle de l’implication de l’indice de shifhting, il n’en demeure pas moins que la vitesse est connue pour médiatiser l’effet de l’âge sur un certain nombre de fonctions cognitives. Par ailleurs, il est également important d’évaluer la part de mémoire dans la médiation du coup du shifting sur le rappel, et pour cela, nous incluons dans l’analyse un indice de mémoire calculé à partir de mesures indépendantes de notre variable dépendante. Cependant, seuls l’indice de shifting, l’indice d’inhibtion et le groupe d’âge s’avèrent être corrélés au coût du shifting sur le rappel. En conséquence, seules ces trois variables ont été mises en concurrence dans l’analyse de régression afin d’expliquer la variance du coût du shifting. Les résultats montrent que l’indice de shifting explique 34 % de la variance (p <.001), que l’indice d’inhibition ajoute une part significative de 13 % (p <.05) et que l’âge n’explique plus rien. Ces résultats indiquent que l’effet de l’âge sur le coût du shifting est principalement expliqué par la capacité de flexibilité cognitive telle qu’elle est mesurée par des tests neuropsychologiques et dans une moindre mesure par la capacité d’inhibition.

41b) Médiateurs de l’utilisation de stratégies correctes

42Lorsque les sujets utilisent la stratégie correcte et qu’il n’y a pas de changement de stratégie, la différence liée l’âge n’est pas significative. Toutefois, nous avons également observé que les sujets âgés faisaient plus d’erreurs de stratégies que les sujets jeunes. Nous avons donc examiné les variables susceptibles d’expliquer les effets de l’âge sur l’utilisation de stratégies correctes. Pour cela, nous avons réalisé une analyse de régression en incluant les variables corrélées au pourcentage d’item traités avec la bonne stratégie (âge, indices de shifting, de mémoire et de vitesse). L’analyse de régression montre que 25 % de la variance liée à l’utilisation de stratégies correctes (p <.001) est expliquée par l’indice de shifting. L’indice de mémoire ajoute 7 % d’explication supplémentaire (p <.05) et l’âge n’explique plus rien. En conséquence, l’effet du vieillissement sur l’utilisation de stratégies correctes est expliqué par la capacité de flexibilité cognitive et dans une moindre mesure, par la capacité de mémoire.

Discussion

43Cette recherche poursuivait principalement trois objectifs. Il s’agissait tout d’abord de confirmer une altération de l’utilisation de stratégies mnésiques adaptées avec l’âge. Deuxièmement, il s’agissait de confirmer une altération de la mémoire épisodique avec l’âge et de montrer que le changement de stratégie à l’encodage aurait pour effet de diminuer les performances de mémoire notamment chez les sujets âgés puisque la plupart des études sur le shifting ont montré que le coût de shifting était plus important chez les sujets âgés que chez les sujets jeunes. Enfin, notre troisième objectif était d’examiner les médiateurs des effets de l’âge à la fois sur le coût de shifting et sur la capacité à utiliser la stratégie d’encodage la plus appropriée.

Effet de l’âge sur l’utilisation de stratégies mnésiques

44Concernant notre premier objectif, nos résultats confirment le fait que l’utilisation de stratégies adaptées est plus faible chez les sujets âgés que chez les sujets jeunes, puisqu’on observe une augmentation des erreurs de stratégies mnésiques avec l’âge. Ce résultat confirme le déficit lié à l’âge dans l’utilisation de stratégies adaptées (Dunlosky et al., 2005 ; Taconnat et al., 2009 ; voir également Souchay & Isingrini, 2004, pour une étude sur l’adaptation du temps d’apprentissage à la difficulté de la tâche). Ils laissent supposer que les sujets âgés présentent plus de difficultés à choisir la stratégie la plus appropriée à la nature de l’information ce qui refléterait un déficit de flexibilité cognitive.

Effet de l’âge et du changement de stratégie sur le rappel

45Concernant notre deuxième objectif, nos résultats confirment partiellement ceux habituellement observés dans la littérature puisque les performances de rappel ne sont que marginalement affectées par l’âge. Notre deuxième objectif était également d’étudier le déficit lié à l’âge dans l’adaptation des stratégies, ainsi que les conséquences de ce déficit sur les performances en mémoire. La flexibilité mentale désigne la capacité à réorienter les ressources cognitives en fonction du changement des règles ou du matériel. Dans notre étude, de façon originale, nous avons évalué l’effet de l’âge et du coût du shifting sur les performances en rappel de mémoire, en mesurant les performances de rappel de mots encodés en condition de changement de stratégie à l’encodage et sans changement de stratégie à l’encodage. Plusieurs travaux ont mis en évidence que la flexibilité nécessaire à l’adaptation mnésique diminuait avec l’âge. Nos résultats confirment notre hypothèse puisque l’effet du shifting sur le rappel est confirmé. Les résultats mettent également en évidence une diminution des performances de rappel plus importante chez les sujets âgés que chez les sujets jeunes lorsque les items ont nécessité un changement de stratégie à l’encodage. Enfin, ils précisent que lorsque la stratégie utilisée est correcte, l’effet de l’âge sur le rappel est observé uniquement en condition de shifting, les sujets âgés rappelant autant de mots que les jeunes quand ils n’ont pas eu à changer de stratégie.

46Cet effet indique que la réorientation mentale liée à la nécessité de changer de stratégie est coûteuse en ressources cognitives. En l’occurrence, il semblerait que le déficit de flexibilité lié à l’âge habituellement observé (Kaplan et al., 2006) se traduise par une difficulté à extraire et mettre en relation les caractéristiques du matériel avec un traitement permettant de mieux le mémoriser. Selon l’hypothèse du déficit de ressources attentionnelles (Anderson et al., 1998 ; Rabinowitz et al., 1982), les ressources disponibles sont réduites avec l’âge et ce résultat pourrait conforter les travaux antérieurs suggérant que la flexibilité mentale, impliquée dans le processus de shifting, nécessite une mobilisation importante de ces ressources (Ridderinkhof et al., 2004 ; Kray, et al., 2002), laissant peu de ressources disponibles pour un encodage efficace. Ce résultat est donc opposé aux travaux de Hogan et al. (2006), puisqu’il montre que le coût du shifting se traduit par une diminution des performances mnésiques avec l’âge, attestant d’un encodage de moindre qualité lorsque la tâche a nécessité un changement de traitement. En effet, si Hogan et al. (2006) ont pu attester d’un effet du shifting sur les temps de réponse, ils n’ont pas pu faire la preuve d’un effet de celui-ci sur la précision des réponses. Ce résultat contradictoire pourrait être expliqué par le fait que ces auteurs ont utilisé une tâche de reconnaissance, tâche réputée moins difficile que le rappel libre, qui s’est avéré peut-être plus sensible au shifting dans notre étude.

Implication des médiateurs sur le coût du shifting en mémoire

47Différentes études suggèrent que la capacité à initier des stratégies adaptées au matériel à encoder est largement médiatisée par les fonctions exécutives (e.g., Bryan et al., 1999), notamment par la flexibilité mentale (Taconnat et al., 2009). L’effet de l’âge sur les fonctions exécutives est classiquement retrouvé dans la littérature. Les fonctions exécutives permettent l’initiation de traitements élaborés lorsque les processus cognitifs habituels ne sont plus suffisants à l’exécution de la tâche. Elles sont notamment sollicitées lors de tâches de mémoire stratégiques (Moscovitch & Winocur, 1992, 2002). Plus particulièrement, l’effet de l’âge a été mis en évidence sur la flexibilité cognitive (Kaplan et al., 2006), qui est impliquée dans la réorientation des ressources cognitives lorsque la tâche change. De ce fait, la flexibilité cognitive pourrait largement être impliquée dans le choix et la mise en œuvre de stratégies de mémoire efficaces et adaptées à la nature du matériel. Néanmoins, aucune étude n’avait investigué l’implication précise de la flexibilité cognitive dans le déficit d’utilisation de stratégies pertinentes en mémoire et le déficit mnésique liés au vieillissement.

48L’effet classique de l’âge sur les différentes mesures cognitives telles que les fonctions exécutives, la mémoire et la vitesse de traitement, est observé dans notre étude, dans le sens d’une diminution des performances au cours du vieillissement. En nous basant sur les résultats issus de travaux précédents (e.g., Dunlosky et al., 2005 ; Taconnat et al., 2009), nous avions fait l’hypothèse que le coût du shifting sur le rappel serait médiatisé par les fonctions exécutives. Nos résultats mettent plus particulièrement en évidence que les fonctions de flexibilité et d’inhibition expliquent une part importante (34 % pour la flexibilité et 13 % pour l’inhibition) de la variance liée au coût du shifting et médiatisent complètement l’effet d’âge puisqu’il n’explique plus rien. L’implication de la fonction spécifique de flexibilité dans la perte de performance liée au changement de stratégie est particulièrement intéressante. En effet, ces résultats mettent en évidence que le coût sur les performances de rappel lorsqu’il s’agit d’adapter la stratégie au matériel à encoder chez les sujets âgés est bien dû à un déficit exécutif et en particulier à un déficit de la fonction spécifique de flexibilité cognitive. L’implication de la fonction d’inhibition n’est pas surprenante, du fait que l’inhibition est nécessaire au mécanisme de shifting attentionnel, où il s’agit alors d’inhiber une réponse qui n’est plus d’actualité au profit d’une réponse plus adaptée. De plus, nous avons également pu montrer que les effets de l’âge sur la capacité à utiliser les stratégies correctes étaient médiatisés par la fonction spécifique de flexibilité cognitive, et également de façon moins importante, par la mémoire. Ce résultat indique que le déficit d’adaptation des stratégies avec l’âge est médiatisé par la fonction spécifique de flexibilité cognitive, en accord avec les travaux de Taconnat et al. (2009). Quant à l’implication de la mémoire dans cette capacité, on peut suggérer qu’elle intervient dans le rappel de la stratégie associée à un mot particulier. Finalement, le déficit de flexibilité lié à l’âge serait impliqué de deux façons dans la diminution des performances mnésiques. D’une part, ce déficit induirait une difficulté dans l’adaptation des stratégies de mémoire. D’autre part, il induirait un coût de shifting plus important, mobilisant plus de ressources attentionnelles, déjà limitées chez le sujet âgé, et n’en laissant pas suffisamment pour l’encodage.

Conclusion

49Cette étude montre de façon intéressante un effet du changement de stratégie sur les performances de rappel. Jusqu’à ce jour, aucune étude n’avait directement étudié l’effet d’un changement de stratégie sur les performances en mémoire. Nous avons montré ici que les performances en mémoire étaient altérées lorsque l’encodage avait été fait avec un changement de stratégie, et ce de façon plus importante avec l’âge. Ce résultat indique que le changement de stratégies est un processus coûteux en attention, ce qui peut expliquer que globalement, les performances en mémoire des sujets âgés, dont les ressources attentionnelles sont déficitaires soient davantage altérées.

50Concernant les médiateurs de l’effet de l’âge sur la diminution des performances liée au changement de stratégie, notre travail corrobore les travaux récents mettant en évidence une implication des fonctions exécutives dans le déficit mnésique lié à l’âge (Dunlosky et al., 2005 ; Taconnat et al., 2009). Plus particulièrement, cette étude met en évidence une implication des fonctions d’inhibition et surtout de flexibilité cognitive dans la diminution des performances de mémoire liée à la nécessité de changer de stratégie. Nos résultats ont également permis de montrer une implication de la flexibilité cognitive, ainsi que dans une moindre mesure celle de la mémoire, dans l’utilisation de stratégies adaptées.

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Auteurs

Doctorante en psychologie, Centre de recherches sur la cognition et l’apprentissage (UMR CNRS), université de Tours.
Ingénieur d’études « Méthodes en sciences humaines et sociales », Centre de recherches sur la cognition et l’apprentissage (UMR CNRS), université de Tours.
Professeur des universités, membre titulaire du Centre de recherches sur la cognition et l’apprentissage (UMR CNRS), université de Tours.

© Presses universitaires de Rennes, 2012

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