Partie 1 : Transfert de l'entraînement de la mémoire de travail vers le contrôle inhibiteur de la distraction auditive

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Florian Kattner1

Reçu : 26 août 2020 / Accepté : 18 décembre 2020 / Publié en ligne : 15 janvier 2021

© Le(s) auteur(s) 2021

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Résumé

Travail prolongéMémoireil a été démontré que l'entraînement avec la tâche double n-back améliore les performances sur diverses tâches cognitives non entraînées, mais les résultats précédents étaient incohérents en ce qui concerne l'étendue d'un tel transfert. La tâche de formation double n-back aborde plusieurs composants du travailMémoirecar les informations séquentielles de deux modalités de stimulus différentes doivent être simultanément codées, maintenues, surveillées en permanence et mises à jour dans le travailMémoiretandis que les informations non pertinentes doivent être inhibées. Cependant, on ne sait pas quelles fonctions exécutives expliquent les effets de transfert observés. Dans cette étude, le degré de contrôle inhibiteur requis pendant la formation a été manipulé en comparant deux versions de la tâche double n-back dans laquelle les participants sont invités à répondre ou à retenir une réponse sur les essais moins fréquents lorsqu'un élément était identique à un élément n retour d'essai. Il a été démontré que huit sessions d'entraînement de 80- minutes avec des versions adaptatives des deux tâches n-back améliorent la mise à jour de la mémoire de travail. De plus, contrairement à la tâche standard n-back, il a été constaté que l'entraînement à la tâche inhibitrice n-back réduisait l'interférence dans le travail.Mémoireproduit par un discours sans rapport avec la tâche. Ce résultat suggère qu'une demande accrue de contrôle inhibiteur pendant l'entraînement permet le transfert à l'inhibition de l'interférence du distracteur, alors que la tâche standard n-back affecte principalement le travailMémoiremise à jour. Les effets d'entraînement ne se sont pas transférés à l'inhibition de réponses spatialement incompatibles dans une tâche de Simon, et n'ont produit aucun effet de transfert lointain sur des fonctions exécutives non entraînées ou des mesures d'intelligence fluide.

Mots-clés TravailMémoireentraînement · tâche n-back · contrôle inhibiteur · interférence du distracteur · effet de parole non pertinent

Transfert de l'entraînement de la mémoire de travail au contrôle inhibiteur de la distraction auditive

TravailMémoirefait référence à un système cognitif de capacité limitée qui permet le stockage et le traitement temporels (par exemple, la manipulation, la surveillance) de l'information pour soutenir les processus de pensée et d'action (voir Baddeley 2003 ; Cowan 2017 ; Miyake et Shah 1999). Il a été démontré que les différences individuelles dans la capacité de travailMémoiresont liés à plusieurs capacités cognitives ou verbales complexes, telles que le raisonnement (Fry et Hale 1996 ; Kyllonen et Christal 1990), la résolution de problèmes et l'intelligence générale (par exemple, Conway et al. 2003 ; mais voir Harrison et al. 2013), compréhension de la lecture (Daneman et Carpenter 1980 ;

Engel et al. 1991) et l'écoute sélective en situation de cocktail (Conway et al. 2001). TravailMémoirela déficience, en revanche, a été associée à des déficits d'attention et à des troubles d'apprentissage (Alloway 2009; Marti-Hussein et al. 2005). Plus récemment, plusieurs études ont démontré que le travailMémoirela capacité peut être améliorée grâce à un entraînement cognitif approfondi, tant chez les enfants que chez les adultes, conduisant à une amélioration de diverses tâches cognitives concernant la compréhension de la lecture, le contrôle exécutif, la mémoire épisodique ou l'intelligence fluide (Buschkuehl et al. 2008; Chein et Morrison 2010; Dahlin et al 2008a, b ; Jaeggi et al. 2008, 2010 ; Klingberg et al. 2002 ; Salminen et al. 2012 ; Schmiedek et al. 2010 ; Thorell et al. 2009). Cependant, plusieurs études bien contrôlées n'ont pas réussi à reproduire ces effets de transfert généralisés résultant de l'entraînement de la mémoire de travail (Melby-Lervåg et Hulme 2013 ; Redick et al. 2013 ; Thompson et al. 2013). Par conséquent, les revues et méta-analyses sur l'efficacité de l'entraînement de la mémoire de travail ont abouti à des conclusions plutôt incohérentes (Au et al. 2015 ; Dougherty et al. 2016 ; Karbach et Verhaeghen, 2014 ; Melby-Lervåg et al.2016 ; Melby-Lervåg et Hulme 2013 ; Soveri et al. 2017 ; von Bastian et Oberauer 2013b). Il y a toujours un débat en cours concernant les fonctions cognitives spécifiques qui bénéficient de l'entraînement de la mémoire de travail, et dans quelle mesure l'amélioration de ces fonctions liée à l'entraînement entraîne un transfert vers des tâches non entraînées qui nécessitent des capacités cognitives plus généralisées, telles que la flexibilité cognitive, la résolution de problèmes. -résolution, ou intelligence fluide. À partir des données empiriques disponibles, on peut conclure que le transfert de l'entraînement de la mémoire de travail est plus probable dans les tâches de transfert qui sont structurellement similaires aux tâches entraînées (transfert proche) que lorsque les tâches de transfert ne partagent que quelques caractéristiques avec la tâche entraînée (transfert lointain). transfert), mais il y a encore très peu de compréhension des mécanismes cognitifs exacts et des composants de la mémoire de travail qui permettent le transfert (Gathercole et al. 2019 ; Shipstead et al. 2010 ; Simons et al. 2016).

La plupart des modèles de travailMémoiredistinguer (a) un ou plusieurs tampons de stockage ou composants de maintenance de (b) un composant de contrôle exécutif qui permet la surveillance et la manipulation des informations stockées (Baddeley 1996, 2003 ; Baddeley et Hitch 1974 ; Engle 2002 ; Miyake et Shah 1999 ; Oberauer et al. 2000). Les tâches d'entraînement cognitif, telles que la tâche double n-back, dont il a été démontré qu'elles améliorent avec succès la capacité de la mémoire de travail (c'est-à-dire le nombre n d'éléments à mettre à jour dans la mémoire de travail).Mémoire; voir Jaeggi et al. 2008), nécessitent généralement à la fois la maintenance et le contrôle exécutif (par exemple, la mise à jour) des informations dans la mémoire de travail, mais on ne sait toujours pas quelles fonctions exécutives bénéficient le plus de l'entraînement cognitif et comment l'amélioration liée à l'entraînement est liée au transfert. La mise à jour et la surveillance de la mémoire de travail, le changement d'ensemble (c'est-à-dire la flexibilité cognitive ou le changement de tâche) et l'inhibition se sont avérés être les trois principales fonctions du contrôle exécutif, qui sont impliquées dans de nombreuses tâches cognitivement exigeantes (Miyake et al. 2000). mais une majorité d'études sur l'entraînement de la mémoire de travail semblent avoir utilisé des tâches qui nécessitent principalement la composante de mise à jour et de surveillance (par exemple, Dahlin et al. 2008a, b ; Jaeggi et al. 2008 ; Kühn et al. 2013 ; Lilienthal et al. 2013 ; Salminen et al. 2016). Dans une tâche typique à double n-retour, les participants se voient présenter deux séquences de stimuli (auditifs et visuels) à partir desquelles les éléments des quelques (n) derniers essais n'ont qu'à être mémorisés. La tâche du participant est d'indiquer si l'un des deux items de l'essai en cours est identique à l'un des items qui ont été présentés exactement n essais auparavant. Par conséquent, il est nécessaire de surveiller et de mettre à jour en permanence les informations à conserver dans la mémoire de travail, mais la tâche peut également impliquer l'inhibition d'éléments actuellement non pertinents et le déplacement de l'attention entre les deux séquences de modalités de stimulation. Plus précisément, il a été suggéré que la tâche n-back nécessite non seulement l'encodage, le stockage et la répétition des éléments, mais également l'élimination (inhibition) des éléments précédemment encodés et le repositionnement (mise à jour) des informations à retenir dans le travail. mémoire (Postle et al. 2001). Alors que les résultats empiriques sont encore rares et également incohérents, il existe des preuves suggérant qu'une formation prolongée sur la tâche double n-back améliore effectivement la mise à jour et le suivi, alors qu'elle ne se généralise pas nécessairement à d'autres fonctions de contrôle exécutif, telles que la mise en place. déplacement ou inhibition (Dahlin et al. 2008a, b; Salminen et al. 2012; von Bastian et Oberauer 2013a).

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Le but de la présente étude est de déterminer si l'entraînement de la mémoire de travail peut être utilisé pour améliorer la fonction de contrôle inhibiteur de la mémoire de travail. Il a été démontré que les différences individuelles dans la force du contrôle inhibiteur prédisaient à la fois le développement et le déclin des capacités cognitives lié à l'âge (Diamond et Gilbert 1989 ; Hasher et Zacks 1988 ; Salthouse et Meinz 1995). Ces résultats suggèrent que le contrôle inhibiteur peut également bénéficier de l'entraînement cognitif, ce qui pourrait avoir des implications importantes, en particulier pour le maintien de l'inhibition chez les personnes âgées. Cependant, il a été avancé que l'inhibition peut ne pas être un mécanisme unitaire, mais se référer à trois processus fonctionnellement distincts (voir Friedman et Miyake 2004): (1) suppression des réponses pré-puissantes ou automatiques (comme dans une tâche de Stroop ; Stroop 1935), (2) contrôle inhibiteur de l'interférence produite par des stimuli non pertinents (comme dans une tâche d'accompagnement ; Eriksen et Eriksen 1974 ; ou dans un "paradigme sonore non pertinent" ; Jones et Macken 1993 ; Salamé et Baddeley 1982), et (3 ) inhibition des informations en mémoire (par exemple, pour éviter les interférences proactives). Il a été constaté que l'inhibition des réponses pré-puissantes et l'inhibition des stimuli non pertinents (contrôle des interférences) peuvent être étroitement liées, alors que l'inhibition des interférences proactives semble être un processus distinct (Friedman et Miyake 2004).

Bien qu'il y ait des indications que l'inhibition de la réponse pré-puissante peut être améliorée avec la pratique (en particulier lorsqu'elle est combinée avec une stimulation transcrânienne à courant continu ; Ditye et al. 2012), on sait très peu de choses sur les effets possibles d'un entraînement prolongé de la mémoire de travail sur le d'autres formes de contrôle inhibiteur. Ici, l'effet de deux types différents d'entraînement de la mémoire de travail, variant dans le degré de contrôle inhibiteur requis, a été comparé en ce qui concerne leurs effets de transfert sur (a) la capacité à supprimer les réponses pré-puissantes (inhibition de la réponse) et (b) la capacité d'inhiber les interférences provenant d'informations auditives non pertinentes (résistance à la distraction auditive). Plus précisément, un groupe de participants a été formé sur une tâche standard double n-back qui est censée impliquer principalement la mise à jour et la surveillance du contenu dans la mémoire de travail (Braver et al. 1997 ; Jaeggi et al. 2007), et peut-être dans une certaine mesure d'autres processus de contrôle inhibiteurs, tels que l'inhibition d'informations de stimulus non pertinentes (Postle et al. 2001). Pour améliorer expérimentalement le degré de contrôle inhibiteur impliqué dans le double n-back, un deuxième groupe a été formé sur une version "inhibitrice" de la tâche dual n-back (n-back inhibiteur) dans laquelle les réponses devaient être données de manière prédominante, et les participants devaient occasionnellement inhiber la réponse en fonction des informations actuelles détenues dans la mémoire de travail (c'est-à-dire, sur les "essais n-back"). Les deux types de formation n-back devraient améliorer les compétences de mise à jour de la mémoire de travail qui ont été testées avec une tâche de mise à jour visuelle non formée avant et après la formation (adoptée de Dahlin et al. 2008a). De plus, en supposant que l'inhibition de la réponse et la résistance à l'interférence du distracteur sont étroitement liées (Friedman et Miyake 2004), toute amélioration liée à l'entraînement sur la tâche inhibitrice double n-back peut induire plus de transfert vers la performance dans d'autres tâches qui nécessitent soit le suppression des réponses pré-puissantes ou contrôle inhibiteur des stimuli non pertinents, par rapport à la tâche standard double n-back avec des demandes d'inhibition plus faibles. Par conséquent, le transfert des deux types d'entraînement de la mémoire de travail a été évalué en termes d'inhibition de la réponse et du degré d'interférence produit par les distracteurs auditifs. De plus, le transfert lointain a été testé pour les fonctions exécutives non liées (c'est-à-dire, le changement de tâche) et les capacités cognitives plus généralisées (c'est-à-dire, les compétences de résolution de problèmes liées à l'intelligence fluide) pour lesquelles le transfert a été signalé précédemment (par exemple, Jaeggi et al. 2008) .

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La généralisation à l'inhibition de la réponse a été évaluée avec la tâche de Simon (Hedge et Marsh 1975) dans laquelle une cible est présentée à un emplacement spatialement compatible ou incompatible avec l'emplacement de la réponse. Plus précisément, sur les essais compatibles, une réponse doit être faite par la main qui correspond à l'emplacement de la cible (la réponse pré-puissante), alors que sur les essais incompatibles, la réponse doit être faite par l'autre main et la pré- réponse puissante doit être inhibée. En règle générale, des incréments de temps de réponse sont observés sur des essais incompatibles, par rapport aux essais compatibles (l'effet Simon). On pourrait s'attendre à ce que l'entraînement inhibiteur de la mémoire de travail affecte l'inhibition de la réponse : si l'amélioration du contrôle inhibiteur liée à l'entraînement améliorait la capacité de supprimer les réponses pré-puissantes, dominantes ou automatiques (Friedman et Miyake 2004), alors des effets Simon réduits devraient être observés. au post-test dans le groupe inhibiteur n-back.

De plus, le transfert de l'entraînement inhibiteur pourrait également être attendu en ce qui concerne le contrôle inhibiteur de la distraction auditive. Il est bien connu que les sons non pertinents pour la tâche, tels que la parole ou des séquences de tonalités aléatoires, perturbent les performances en série à court terme.Mémoire(par exemple, Colle et Welsh 1976 ; Jones et al. 2004 ; Jones et Macken 1993 ; LeCompte et al. 1997 ; Salamé et Baddeley 1982). Alors que ces perturbations ont été expliquées à l'origine par des interférences liées à la parole par le contenu dans la "boucle phonologique" (Baddeley et Hitch 1974 ; Salamé et Baddeley 1982), il a été montré plus tard que des perturbations similaires peuvent également être produites par des sons non phonologiques. (par exemple, changement de tons ; Jones et Macken 1993), et il a été suggéré que l'interférence peut être spécifique au traitement de l'ordre sériel dans la mémoire à court terme (par exemple, Jones et Macken 1993, 1995). Plus précisément, selon le récit d'enregistrements épisodiques orienté objet (Jones et al. 1996), la distraction auditive est supposée être un sous-produit des processus d'organisation perceptive qui permettent la ségrégation et le regroupement d'objets auditifs (lors de l'analyse de scène auditive ; Bregman 1990). Tout changement dans l'état du bruit de fond devrait donner lieu à la formation d'un nouvel objet auditif, qui est automatiquement lié aux objets précédents (à l'aide de "pointeurs"), créant ainsi un flux ordonné. Dans une tâche de rappel en série, la répétition articulatoire peut être utilisée (en tant que processus de planification motrice) pour former et rafraîchir délibérément des liens entre des éléments à retenir, permettant ainsi la maintenance et la récupération d'informations en série. Cependant, les processus automatiques d'organisation de la perception auditive forment des liens supplémentaires entre les sons d'état changeant non pertinents pour la tâche, qui interfèrent ensuite avec les processus délibérés de planification motrice et de répétition pendant le rappel en série. Conformément à ce compte rendu d'interférence par processus (Hughes et Marsh 2017 ; Jones et al. 2004 ; Jones et Macken 2018), il a été constaté que le degré de distraction augmente avec l'amplitude (par exemple, la distance en hauteur entre les tonalités successives ; Jones et al. 1999) et le nombre de changements entre les événements auditifs successifs sans rapport avec la tâche dans un intervalle de temps donné (c. ). De plus, il a été constaté que le son changeant d'état (parole ou tonalités variables) perturbait les performances dans une tâche de rappel en série, mais pas dans les tâches qui ne nécessitent pas de traitement d'ordre en série (par exemple, la "tâche d'élément manquant" ; Beaman et Jones 1997 ; Hughes et al. 2007 ; Jones et Macken 1993), à moins que les participants n'adoptent une stratégie de répétition en série (Beaman et Jones 1998 ; Hughes et Marsh 2020b). En plus de cette interférence spécifique à la tâche avec le traitement de l'ordre en série, il a été proposé plus récemment que la distraction auditive puisse également provenir de la capture attentionnelle, avec des sons significatifs ou acoustiquement déviants détournant l'attention de la tâche focale (voir le "mécanisme duplex "; Hughes 2014; Hughes et al. 2005). Contrairement à l'interférence par processus, cette forme de distraction semble être moins spécifique au traitement de l'ordre en série (affectant également les performances dans les opérations à court terme non série).MémoireTâches; par exemple, la "tâche de l'élément manquant", Hughes et al. 2007 ; Vachon et al. 2017), et il peut être plus sensible au contrôle cognitif que l'interférence par processus (Hughes et al. 2013 ; Hughes et Marsh 2020a). De plus, il a été rapporté que le degré de capture attentionnelle suscité par les déviants auditifs, mais pas l'effet de changement d'état (indiquant une interférence par processus), était lié au travail du participant.Mémoire(Hughes et al. 2013 ; Sörqvist et al. 2010)(mais voir Körner et al. 2017). Il n'est pas tout à fait clair dans quelle mesure l'effet perturbateur d'un discours non pertinent sur le rappel en série est causé par une interférence acoustique avec le traitement de l'ordre sériel et la capture attentionnelle, mais il existe des preuves suggérant qu'au moins un discours significatif (par exemple, des phrases complètes par rapport à à des listes de syllabes ou de mots à état changeant) peut perturber les performances par les deux mécanismes (voir Bell et al. 2017 ; Hughes et Marsh 2020b). De plus, les résultats d'une perturbation réduite du rappel en série (1) après la présentation répétée du même flux de parole non pertinente (c. (Kattner et Ellermeier 2014) et (3) suite à un entraînement spécifique de l'attention auditive (Kattner et Ellermeier 2020) suggèrent que l'effet perturbateur d'un discours non pertinent peut être partiellement attribué au détournement de l'attention.

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Dans la présente étude, le transfert de l'entraînement cognitif a été évalué en termes d'effet perturbateur de la parole sans rapport avec la tâche, par rapport au bruit, sur le rappel en série. Si l'effet perturbateur de la parole dépendait de la capacité générale de la mémoire de travail, on s'attendrait à ce que les deux éléments d'entraînement cognitif avec la tâche double n-back réduisent la distraction. En revanche, si la distraction auditive était spécifiquement liée au contrôle inhibiteur du son non pertinent, alors l'entraînement inhibiteur n-back devrait entraîner une plus grande atténuation de la distraction auditive que l'entraînement standard n-back avec moins de demandes de contrôle inhibiteur. Plus précisément, l'entraînement inhibiteur n-back pourrait améliorer la capacité de résister ou de résoudre les interférences de l'environnement externe (Friedman et Miyake 2004). Conformément au compte rendu du mécanisme duplex de la distraction auditive, on pourrait affirmer que la capture de l'attention par un discours non pertinent dépend probablement d'un contrôle inhibiteur, alors que la perturbation due au changement d'état du son (dans un discours non pertinent) ne devrait dépendre d'aucune forme. du contrôle cognitif (Hughes 2014 ; Hughes et al. 2013). Par conséquent, on pourrait s'attendre à ce qu'un contrôle inhibiteur accru (ou une résistance aux interférences de l'environnement externe) empêche le détournement de l'attention par un discours non pertinent, alors que la perturbation vraisemblablement incontrôlable due à la nature changeante de la parole devrait subsister. Un entraînement au contrôle inhibiteur devrait donc conduire à une atténuation, mais pas à une élimination complète de l'effet de parole non pertinent. Alternativement, on pourrait également faire valoir qu'un contrôle inhibiteur amélioré du son non pertinent à l'état changeant (par exemple, l'inhibition de la formation de flux auditifs non pertinents) peut réduire l'interférence spécifique entre le groupement auditif et le processus de sériation, ce qui pourrait alors conduire à une atténuation plus forte ou même une élimination de l'effet de parole non pertinent.

En plus des effets de transfert sur la performance dans les tâches qui impliquent des fonctions exécutives similaires aux tâches de formation - travaillerMémoiremise à jour, suppression des réponses pré-puissantes (effet Simon) et résistance aux interférences par un discours non pertinent - la présente étude a également testé la possibilité d'effets de transfert lointain sur (a) les coûts de temps de réponse résultant du changement de tâche (indiquant un ensemble cognitif -capacité de changement ; Rogers et Monsell 1995) et (b) les capacités générales de résolution de problèmes, qui sont liées à l'intelligence fluide (Jaeggi et al. 2008).