Mémoire procédurale

À ce stade du modèle d'acquisition des compétences de Fitts (1954), les individus comprennent la composition de la compétence observée. L'attention est alors cruciale pour l'acquisition. Ce processus implique de décomposer la compétence à apprendre en éléments et de comprendre comment ces éléments s'assemblent pour permettre la bonne exécution de la tâche. La manière dont un individu organise ces éléments est appelée schémas . Les schémas sont essentiels pour orienter le processus d'acquisition, et la façon dont un individu choisit ses schémas est décrite par la métacognition .

La phase associative du modèle de Fitts (1954) implique la pratique répétée jusqu'à l'émergence de schémas de réponse. À ce stade, les actions nécessaires à la réalisation de la tâche sont apprises (ou automatisées ) à mesure que les actions inefficaces sont abandonnées. Le système sensoriel de l'individu acquiert les données spatiales et symboliques précises requises pour l'exécution de la tâche. La capacité à différencier les stimuli importants des stimuli non importants est cruciale à ce stade. On considère que plus le nombre de stimuli importants associés à une tâche est élevé, plus cette phase du modèle sera longue.

Il s'agit de la phase finale du modèle de Fitts (1954), qui consiste à perfectionner l'acquisition de la compétence. La capacité à distinguer les stimuli importants des stimuli non importants s'accroît plus rapidement et requiert moins de réflexion, car la compétence est devenue automatisée. L'expérience et les connaissances factuelles relatives à la compétence observée sont essentielles à cette phase du modèle.

Un autre modèle d'acquisition des compétences par la mémoire procédurale a été proposé par Tadlock (2005) . Ce modèle diffère sensiblement de celui de Fitts (1954) en ce qu'il ne requiert pas la compréhension consciente des composantes d'une compétence. L'apprenant doit seulement garder à l'esprit le résultat souhaité. Tadlock a appliqué ce modèle avec succès à la remédiation en lecture (Scott et al., 2010 ). Les étapes impliquées sont les suivantes :

• Tentative
• Échouer
• Analyser implicitement le résultat
• Décider implicitement comment modifier la prochaine tentative pour réussir.

Les étapes sont répétées inlassablement jusqu'à ce que l'apprenant construise ou remodèle son réseau neuronal pour guider une activité de manière appropriée et précise, sans y penser consciemment. Ce principe est comparable à la manière dont la kinésithérapie aide les patients cérébro-lésés à recouvrer leurs fonctions perdues. Le patient maintient le résultat souhaité (par exemple, le contrôle des mouvements de la main) en répétant les tentatives, sans avoir conscience de l'activité neuronale nécessaire au mouvement. Il continue ainsi jusqu'à ce que le mouvement soit réussi. En cas de lésion cérébrale, les progrès réalisés dépendent de l'étendue de la lésion et de la « force mentale » ou de la « volonté » déployée par la personne. La plupart des personnes ayant des difficultés de lecture ont un cerveau non affecté par une lésion, mais présentent un trouble d'apprentissage précoce non défini, notamment en lecture. Puisque leur cerveau est par ailleurs sain, Tadlock a utilisé des méthodes très structurées, associées au Cycle Prédictif, pour aider avec succès des personnes souffrant de troubles de la lecture, légers à sévères (y compris la dyslexie).La pratique peut être un moyen efficace d'acquérir de nouvelles compétences si elle s'accompagne d' un retour d'information sur le résultat obtenu. On observe un phénomène connu sous le nom de loi de puissance de l'apprentissage , qui prédit le rythme d'acquisition des compétences au fil du temps. Cette loi stipule que l'apprentissage est le plus rapide au début, puis ralentit considérablement. La vitesse à laquelle la pratique perd de son efficacité pour améliorer l'exécution est indépendante de la compétence pratiquée et de l'espèce animale qui l'apprend. Par exemple, les participants à une étude sur la vitesse de lecture ont réalisé les progrès les plus importants lors des premiers jours de l'expérience, tandis que les jours de pratique suivants n'ont entraîné qu'une légère amélioration.

La loi de puissance de l'apprentissage peut être surmontée si l'on présente au sujet une méthode plus efficace pour accomplir la tâche. Un participant à une étude a visionné un film comparant sa performance (frapper une cible le plus rapidement possible) à celle obtenue avec une méthode connue permettant de minimiser le temps de frappe. Bien que le sujet ait atteint la limite de sa capacité d'amélioration par la pratique, comme le prédit la loi de puissance de l'apprentissage, le visionnage du film a entraîné une progression fulgurante, défiant ainsi cette loi. Le visionnage de ce film est un exemple d' apprentissage par observation , qui permet au spectateur d'acquérir de nouvelles connaissances techniques qu'il pourra réutiliser lors de ses futures réalisations de la tâche.

Un dispositif utilisé pour étudier les capacités de suivi visuo-moteur et la coordination œil-main consiste à demander au participant de suivre un objet en mouvement à l'aide d'un curseur ou d'utiliser un stylet pour suivre la cible sur un écran d'ordinateur ou un plateau tournant. Dans la version sur écran d'ordinateur, le participant suit un point sur une trajectoire circulaire comme celle illustrée ci-dessous.

Le test de poursuite rotative est un test visuo-moteur simple qui donne des résultats constants au sein des différents groupes d'âge . Il permet d'évaluer la mémoire procédurale et la motricité fine du participant . Ce test évalue la motricité fine, contrôlée par le cortex moteur illustré en vert ci-dessous.

Les résultats sont ensuite calculés en fonction du temps passé par le participant en contact avec l'objet et du temps passé hors de celui-ci. Les participants amnésiques ne présentent aucune altération de cette tâche motrice lors des essais ultérieurs. Cependant, le manque de sommeil et la consommation de drogues semblent avoir un impact.

Cette tâche consiste à faire mémoriser et acquérir aux participants des compétences procédurales évaluant la mémoire spécifique des habiletés motrices procédurales. Ces habiletés sont mesurées en observant la rapidité et la précision avec lesquelles le participant retient et acquiert de nouvelles compétences. Le temps de réaction correspond au temps nécessaire au participant pour répondre au signal qui lui est présenté. Les participants atteints de la maladie d'Alzheimer et d'amnésie présentent un temps de rétention long, ce qui indique qu'ils sont capables de conserver l'habileté et de réaliser efficacement la tâche ultérieurement.

Cette tâche évalue plus spécifiquement l'intégration sensorielle, puisqu'il s'agit d'un test visuo-moteur où les participants apprennent une nouvelle habileté motrice impliquant la coordination œil-main. Des preuves de l'existence d'une mémoire procédurale sont apportées, les participants amnésiques étant capables d'apprendre et de retenir cette tâche. Le dessin de l'image fait appel à la mémoire procédurale ; une fois la technique maîtrisée, la tâche se répète sans difficulté. Les personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ne peuvent se remémorer les compétences acquises lors d'une tâche de dessin en miroir, mais elles acquièrent néanmoins la capacité d'exécuter la procédure.

Plus précisément, cette tâche utilise l'analyse expérimentale des prévisions météorologiques. En tant que tâche d'apprentissage probabiliste, le participant doit indiquer la stratégie employée pour la résoudre. Il s'agit d'une tâche à visée cognitive, apprise de manière procédurale. Elle est conçue à l'aide de stimuli multidimensionnels : les participants reçoivent un ensemble de cartes comportant des formes et doivent prédire le résultat. Après leur prédiction, ils reçoivent un retour d'information et effectuent une classification en fonction de ce retour. Par exemple, on peut présenter un motif au participant et lui demander de prédire s'il annonce du beau ou du mauvais temps. Le résultat météorologique réel est déterminé par une règle probabiliste basée sur chaque carte. Les participants amnésiques apprennent cette tâche lors de l'entraînement, mais leurs performances sont altérées lors des entraînements de contrôle ultérieurs.

Les tâches de réaction de choix ont été utilisées pour évaluer la mémoire de travail. Il a été démontré qu'elles sont utiles pour évaluer la mémoire de travail procédurale en demandant aux participants de suivre des règles stimulus-réaction.

Plusieurs facteurs contribuent à la maîtrise exceptionnelle d'une compétence : les capacités de mémoire les structures de connaissances , les aptitudes à la résolution de problèmes et les capacités attentionnelles . Chacun joue un rôle clé, son importance variant selon les procédures et les compétences requises, le contexte et les objectifs visés. L'utilisation de ces capacités individuelles pour comparer les différences entre experts et novices, tant sur le plan cognitif que sensorimoteur, a permis de mieux comprendre ce qui fait l'excellence d'un expert et, inversement, les mécanismes qui font défaut aux novices. Il apparaît que les mécanismes attentionnels impliqués dans l'utilisation et le déploiement efficaces de la mémoire procédurale lors de l'exécution en temps réel d'une compétence constituent une condition souvent négligée de l'excellence. Les recherches suggèrent qu'au début de l'apprentissage, l'exécution est contrôlée par un ensemble d'étapes procédurales non intégrées, maintenues en mémoire de travail et traitées une à une. Le problème est que l'attention est une ressource limitée. Par conséquent, ce processus étape par étape de contrôle de l'exécution de la tâche mobilise la capacité attentionnelle, ce qui réduit la capacité de l'exécutant à se concentrer sur d'autres aspects de la performance, tels que la prise de décision, la motricité fine, l'auto-évaluation du niveau d'énergie et la perception du terrain. Cependant, avec la pratique, les connaissances procédurales se développent, opérant en grande partie en dehors de la mémoire de travail, et permettent ainsi une exécution plus automatique des gestes. Ceci a, bien sûr, un effet très positif sur la performance globale en libérant l'esprit de la nécessité de surveiller et de se concentrer sur les gestes mécaniques de base, afin que l'attention puisse être portée sur d'autres processus.

Il est bien établi que les compétences acquises de manière intensive et sur-maîtrisée sont exécutées automatiquement ; elles sont contrôlées en temps réel, soutenues par la mémoire procédurale, requièrent peu d’attention et fonctionnent en grande partie en dehors de la mémoire de travail . Cependant, il arrive que même des personnes expérimentées et très compétentes flanchent sous la pression. Ce phénomène, communément appelé « craquement », constitue une exception intéressante à la règle générale selon laquelle les compétences bien acquises sont robustes et résistantes à la détérioration dans diverses conditions . Bien que mal compris, il est largement admis que la cause sous-jacente du craquement est la pression de la performance, définie comme un désir angoissé de réussir parfaitement dans une situation donnée . Le craquement est le plus souvent associé aux habiletés motrices, et les exemples les plus courants dans la vie réelle se trouvent dans le sport. Il est fréquent que des athlètes professionnels, pourtant très entraînés, craquent sous la pression et réalisent une mauvaise performance. Toutefois, le craquement peut survenir dans tout domaine exigeant un haut niveau de performance et faisant appel à des habiletés cognitives, verbales ou motrices complexes. Les théories de l’« auto-focalisation » suggèrent que la pression accroît l’anxiété et la conscience de soi quant à la bonne exécution, ce qui, à son tour, entraîne une attention accrue portée aux processus directement impliqués dans l’exécution de la compétence. Cette attention portée à la procédure étape par étape perturbe l’exécution automatique (procéduralisée) bien acquise. Ce qui était autrefois une exécution fluide et inconsciente d’une mémoire procédurale devient lent et délibéré. Il semblerait que plus une compétence est automatisée, plus elle résiste aux distractions, à la pression de la performance et au blocage qui en découle. Ceci illustre bien la durabilité relative de la mémoire procédurale par rapport à la mémoire épisodique. Outre la pratique délibérée et l’automatisation des compétences, il a été démontré que l’entraînement à la conscience de soi contribue à réduire l’effet du blocage sous pression.

Ce phénomène repose sur l'hypothèse que réduire ou détourner l' attention portée aux informations en cours d'encodage et de stockage diminue la qualité et la quantité de la récupération ultérieure de ces informations sous une forme explicite et restituable. Ainsi, si une compétence bien acquise est stockée comme une mémoire procédurale, et que sa récupération et son exécution ultérieure sont principalement inconscientes et automatiques, il existe des preuves montrant que le souvenir explicite de ce qui s'est passé pendant l'exécution sera réduit. Un exemple récent illustre bien ce concept. Immédiatement après le but en prolongation de Sidney Crosby contre les États-Unis, qui a permis au Canada de remporter la médaille d'or olympique de hockey sur glace masculin en 2010 , un journaliste de TSN a interviewé Crosby sur la glace : « Sid, si tu peux, explique-nous comment tu as marqué ce but ? » Crosby a répondu : « Je ne me souviens pas vraiment, j'ai juste tiré – je crois d'ici. C'est tout ce dont je me souviens. Je crois que la rondelle est passée entre les jambes, mais, euh, pour être honnête, je ne l'ai pas vraiment vue. »

Des découvertes récentes pourraient contribuer à expliquer la relation entre la mémoire procédurale, l'apprentissage et la plasticité synaptique au niveau moléculaire. Une étude a utilisé de petits animaux dépourvus de niveaux normaux de facteurs de transcription de la famille CREB pour examiner le traitement de l'information dans le striatum lors de différentes tâches. Bien que les mécanismes restent encore mal compris, les résultats montrent que la fonction de CREB est nécessaire au niveau de la synapse pour assurer la liaison entre l'acquisition et le stockage de la mémoire procédurale.