La mémoire sémantique et son évaluation

1La mémoire sémantique est communément définie comme l’ensemble des connaissances sur le monde et de leurs interrelations. Ces connaissances, affranchies de leur contexte spatio-temporel d’acquisition, s’accumulent, se construisent et se réorganisent tout au long de la vie. La mémoire sémantique constitue un vaste stock de connaissances parmi lesquelles on peut notamment distinguer des concepts relatifs à des référents génériques, biologiques ou manufacturés (« mouton », « voiture »), et des concepts individuels comme les personnes, les lieux, les monuments (« Johnny Hallyday », « la tour Eiffel »). Ces représentations conceptuelles sont à la base de notre compréhension du monde, nous permettent de réfléchir et de communiquer. Ainsi, lorsque la mémoire sémantique est altérée, les répercussions sur la vie quotidienne des patients sont dramatiques.

2Du fait de son haut degré d’intégration, la mémoire sémantique est altérée dans de nombreuses affections neuropsychiatriques. Néanmoins, l’intensité des troubles, ainsi que leur profil d’évolution, semblent indiquer que les mécanismes responsables des déficits sémantiques dans ces différentes pathologies sont de nature distincte. La présence de troubles sémantiques et leur origine constituent un élément important dans le diagnostic de ces affections neurodégénératives. Nous présentons un résumé de trois travaux de neuropsychologie où nous avons étudié l’organisation de la mémoire sémantique et ses troubles dans les affections neurodégénératives afin de contribuer à améliorer son évaluation clinique.

3La difficulté principale dans l’interprétation des performances aux épreuves cliniques de mémoire sémantique consiste à déterminer l’origine des éventuels troubles sémantiques, ces épreuves étant rarement spécifiques. En plus de mettre en jeu la mémoire sémantique, elles font intervenir des capacités de mémoire de travail, des ressources attentionnelles, des stratégies de recherche en mémoire impliquant les fonctions exécutives. C’est particulièrement le cas pour les épreuves de fluence verbale qui sont pourtant très couramment employées du fait de leur sensibilité et de leur rapidité de passation.

Les fluences verbales

4Les épreuves de fluence verbale s’avèrent particulièrement utiles dans le diagnostic précoce des affections neurodégénératives. Ainsi, chez des patients présentant un trouble cognitif léger affectant la mémoire épisodique (MCI amnésiques), de faibles performances en fluence catégorielle constituent un élément prédictif de l’évolution vers une maladie d’Alzheimer [1]. Selon le critère utilisé – catégoriel ou orthographique – les épreuves de fluence verbale mettent plus ou moins en jeu la mémoire sémantique et les fonctions exécutives. De façon assez dichotomique, l’épreuve de fluence verbale catégorielle est souvent considérée comme une mesure de la mémoire sémantique et, par extension, de l‘intégrité des structures temporales, notamment de l’hémisphère gauche, et l’épreuve de fluence verbale orthographique, mettant le sujet dans une situation inhabituelle de recherche en mémoire sémantique, comme une mesure des fonctions exécutives associée à l’intégrité des structures frontales. Toutefois, les deux types de fluence impliquent les structures frontales par la mise en jeu de processus d’initiation et de contrôle des stratégies de recherche en mémoire sémantique. Il faut également remarquer que, selon le critère utilisé, les stratégies efficaces diffèrent et que ces deux épreuves nécessitent un stock sémantique suffisant pour y puiser les connaissances à produire.

Les fluences verbales dans la démence sémantique et la variante frontale de la démence fronto-temporale

5Compte tenu de l’implication conjointe de la mémoire sémantique et des fonctions exécutives dans les épreuves de fluence verbale, nous nous sommes intéressés aux mécanismes sous-tendant les performances des patients souffrant de démence sémantique (DS) ou de la variante frontale de la démence fronto-temporale (vf-DFT) [2]. Nous avons proposé à un groupe de 18 patients souffrant de DS, à un groupe de 18 patients souffrant de vf-DFT et à un groupe de 18 sujets âgés sains, deux épreuves de fluence verbale, l’une catégorielle (critère : animaux) et l’autre orthographique (critère : lettre p) selon la procédure de Cardebat et al. [3]. Nous leur avons aussi proposé une batterie de tests évaluant la mémoire sémantique, la mémoire de travail et les fonctions exécutives. La plupart des patients (15 du groupe DS et 18 du groupe vf-FTD) ont également bénéficié d’un examen en tomographie par émission de positons au repos afin de mesurer la consommation cérébrale de glucose.

6Pour les deux types de fluence, les deux groupes de patients obtiennent des performances inférieures à celles des sujets témoins. Cependant, alors que les patients vf-DFT présentent, à l’instar des sujets témoins, de meilleures performances pour l’épreuve de fluence catégorielle que pour celle de fluence orthographique, les patients souffrant de DS ont des scores comparables dans les deux épreuves (figure 1). De façon intéressante, les analyses de corrélations et de régressions réalisées entre les scores de fluences et ceux de la batterie de tests complémentaires indiquent que les performances aux épreuves de fluences catégorielle et orthographique sont principalement expliquées par les mesures de flexibilité mentale et de mémoire de travail verbale pour le groupe vf-DFT, alors qu’elles sont essentiellement associées au score de mémoire sémantique pour le groupe DS. En accord avec ces résultats, les corrélations cognitivo-métaboliques montrent que les scores des deux types de fluence sont liés au métabolisme des régions frontales chez les patients du groupe vf-DFT et à celui du cortex temporal chez les patients du groupe DS.

Figure 1

Performances moyennes (écarts-types) des groupes témoin, vf-DFT et DS pour les deux types de fluence (catégorielle et orthographique)

Performances moyennes (écarts-types) des groupes témoin, vf-DFT et DS pour les deux types de fluence (catégorielle et orthographique)

7Ces résultats refléteraient les difficultés des patients vf-DFT à passer d’un indice à un autre lors de l’exploration du champ sémantique. Les patients resteraient focalisés sur une sous-catégorie dans le cadre des fluences catégorielles ou sur un indice phonologique dans le cadre des fluences orthographiques. Plus largement, ces patients ne seraient plus en mesure de mettre en place des stratégies efficaces de recherche en mémoire sémantique. Dans le cas de la DS, la pauvreté du stock sémantique des patients constituerait la principale limite à leur production, quel que soit le critère imposé par la tâche de fluence.

8Ces deux mécanismes aboutissent à des performances pathologiques pour les deux types de fluence mais avec des profils distincts. Alors que dans le cas d’un déficit exécutif et stratégique, l’épreuve de fluence catégorielle reste mieux réussie que celle de fluence orthographique, lorsque le déficit concerne la mémoire sémantique, la production en fluence catégorielle se trouve abaissée au niveau de celle de la fluence orthographique. Le profil relatif de performances pour les deux types de fluence constitue donc un indice pertinent pour déterminer la nature des déficits sous-jacents.

9En plus d’approfondir nos connaissances sur les épreuves neuropsychologiques classiques, il est nécessaire de concevoir de nouvelles épreuves à la fois sensibles pour dépister des troubles cognitifs fins et adaptées aux contraintes des bilans neuropsychologiques. Pour ce faire, il est impératif de disposer de bases théoriques fortes concernant l’organisation du système sémantique et sa dégradation dans différentes affections.

L’étude des effets d’amorçage sémantique

10Le paradigme d’amorçage sémantique constitue une méthode d’étude particulièrement adaptée à l’exploration de la structure fine du réseau sémantique. L’amorçage sémantique se traduit par la modification du traitement d’un stimulus (cible), en général dans le sens d’une facilitation, consécutif à la présentation d’un stimulus sémantiquement relié (amorce). Cette condition avec lien sémantique est comparée à une condition contrôle dans laquelle cible et amorce n’entretiennent aucun lien. Cette évaluation implicite de la mémoire sémantique combine à la fois une évaluation relativement pure de la mémoire sémantique, en minimisant l’implication des processus cognitifs autres que sémantiques, et la possibilité de tester une grande variété de liens sémantiques [4]. Le paradigme d’amorçage sémantique est couramment employé en neuropsychologie en particulier auprès de patients souffrant d’affections neurodégénératives.

Les effets d’amorçage sémantique dans la maladie d’Alzheimer et la démence sémantique

11Dans la maladie d’Alzheimer, les études utilisant le paradigme d’amorçage sémantique ont largement contribué à notre compréhension des troubles sémantiques de ces patients. Par ailleurs, si la DS constitue un modèle d’étude de l’organisation du système sémantique et de sa dégradation, les travaux concernant les effets d’amorçage chez ces patients sont beaucoup moins nombreux, sans doute en partie à cause de la rareté de cette affection (pour revue, voir [5]).

12Dans la maladie d’Alzheimer, l’observation d’effets d’amorçage sémantique supérieurs à ceux exprimés par les sujets témoins du même âge, phénomène appelé hyperamorçage, a suscité de nombreuses interrogations. Grâce à une étude longitudinale de 24 patients sur 18 mois, Giffard et al. [6] ont montré que cet effet paradoxal survient de façon transitoire au début de la dégradation sémantique et apparaît pour des paires amorce-cible entretenant une relation de coordination, c’est-à-dire de même niveau sémantique (tigre-lion). Ces travaux ont également indiqué que parallèlement, les effets d’amorçage diminuent lorsque la cible est un attribut de l’amorce (mouton-laine). L’hyperamorçage a alors été attribué à une disparition précoce des attributs spécifiques des concepts provoquant une érosion des frontières conceptuelles et une confusion entre concepts proches. Ainsi, pour des concepts tels que « lion » et « tigre », la disparition de la crinière du lion et des rayures du tigre rend ces concepts quasi-identiques : les attributs qui les rendent distinctifs seraient perdus, tandis que leurs attributs communs – nombreux – seraient préservés. Cette organisation des attributs et des concepts s’inscrit bien dans le cadre des modèles connexionnistes de la mémoire sémantique.

13Afin d’éprouver cette hypothèse, nous avons proposé à 8 patients souffrant de DS, 16 patients avec maladie d’Alzheimer, à un stade léger de la maladie, et 30 sujets contrôles, un paradigme d’amorçage sémantique utilisant des relations d’attribution et de coordination, en prenant soin de distinguer des conditions « attributs distinctifs » (tigre-rayures) et « attributs communs » (tigre-griffes) et des conditions « coordonnés proches », partageant de nombreux attributs communs (tigre-lion), et « coordonnés éloignés » (tigre-girafe) [7]. Alors que les patients souffrant de DS ne présentaient pas d’effets d’amorçage dans les conditions d’attribution, leurs effets d’amorçage étaient supérieurs à ceux des sujets témoins (« hyperamorçage ») dans la condition « coordonnés éloignés » et, encore plus dans la condition « coordonnés proches ». Les patients avec maladie d’Alzheimer – avec une atteinte sémantique moins marquée que ceux du groupe DS (attestée par des épreuves classiques de mémoire sémantique) - présentaient une disparition des effets d’amorçage sémantique uniquement dans la condition « attributs distinctifs ».

14Sur le plan théorique, les résultats de cette étude s’accordent avec une organisation des connaissances sémantiques basée sur les attributs des concepts. Les représentations conceptuelles émergeraient de l’activation de leurs attributs constitutifs. La mise en évidence, pour la première fois, d’effets d’hyperamorçage dans la DS confirme que ce phénomène est bien lié à la dégradation du réseau sémantique. Nos travaux confirment également qu’une atteinte du réseau sémantique est présente dès les premiers stades de la maladie d’Alzheimer. Cette atteinte reste toutefois circonscrite à des connaissances fines soulignant la nécessité de disposer d’épreuves permettant une évaluation précise de différents niveaux de la structure sémantique.

Les connaissances sémantiques relatives aux personnes

15La plupart des épreuves évaluant la mémoire sémantique sont fondées sur une évaluation des connaissances génériques, c’est-à-dire relatives aux objets biologiques et manufacturés. Or, dans la maladie d’Alzheimer, les déficits sémantiques sont généralement plus prononcés pour les concepts relatifs à des entités uniques comme les personnes ou les monuments [8], ce qui rend plus sensibles les épreuves évaluant ces connaissances. De récents travaux utilisant les effets d’amorçage sémantique montrent que la dégradation du stock sémantique relatif aux personnes serait présente dès le stade de trouble cognitif léger [9]. Parallèlement, le manque du nom constitue un des motifs courants de consultation des sujets âgés. Toutefois, alors qu’il reste modéré et, sans doute, dû à des difficultés d’accès lexical dans le vieillissement normal, il est plus prononcé dès les premiers stades de la maladie d’Alzheimer.

16Dans ce cadre, nous avons mis au point une batterie afin d’évaluer les connaissances sémantiques biographiques associées à 16 personnes célèbres [10]. En référence aux modèles de reconnaissance et d’identification des personnes, nous avons complété cette batterie par des épreuves évaluant la familiarité de visages et de noms et la dénomination de visages pour ces personnes célèbres. Ces différentes épreuves ont pour objectif de permettre à l’examinateur de déterminer l’origine d’un éventuel manque du nom. Dans cette batterie, les informations sémantiques biographiques sont évaluées au travers d’épreuves d’appariement sémantique. À condition qu’elles soient conçues pour minimiser les processus d’inférence demandés au sujet, ce type d’épreuves permet d’évaluer des connaissances sémantiques fines tout en limitant au maximum l’effort d’initiation et de verbalisation demandé au sujet. Nous avons construit deux parties pour chaque épreuve permettant d’évaluer respectivement deux niveaux de connaissances, des attributs communs à plusieurs personnes (la profession) et des attributs spécifiques (bord politique, genre de film, etc.). Enfin, afin de pouvoir distinguer une atteinte centrale de la mémoire sémantique de déficits d’accès, ces épreuves utilisent le même matériel présenté sous deux formats différents, des visages et des noms. Ces épreuves ont été proposées à des patients souffrant de maladie d’Alzheimer ou de DS afin d’évaluer la difficulté de passation.

Conclusion et perspectives

17Au travers de ces différents travaux, nous avons cherché, d’une part, à mieux comprendre comment interpréter les performances aux épreuves de fluence verbale qui restent aujourd’hui parmi les tâches les plus couramment utilisées pour évaluer l’intégrité du système sémantique et, d’autre part, à étudier les troubles sémantiques aux premiers stades de la DS et de la maladie d’Alzheimer par le biais des effets d’amorçage sémantique, afin d’apporter des éléments sur la manière dont le réseau sémantique se dégrade et au-delà sur son organisation.

18En première intention, les épreuves de fluence verbale restent d’une grande valeur diagnostique à condition de proposer les deux types de critères (catégoriel et orthographique) pour envisager l’origine d’éventuels déficits. Par ailleurs, nos résultats montrent que l’évaluation de la mémoire sémantique doit être réalisée pour différents niveaux de la structure sémantique afin de rechercher d’éventuelles confusions entre concepts proches associés à des erreurs discrètes concernant les attributs des concepts. Afin de sélectionner le matériel le plus à même de mettre en évidence de discrets troubles sémantiques, de plus amples travaux sont nécessaires pour comprendre les différents facteurs (âge d’acquisition des concepts, domaine de connaissance, type d’attribut, etc.) modulant la dégradation des représentations sémantiques.

19Nous proposons également une batterie d’épreuves évaluant la dénomination de visages et les connaissances sémantiques associées aux personnes célèbres. Toutefois, s’il est clair que les connaissances sémantiques associées aux exemplaires uniques constituent un matériel pertinent pour la mise en évidence de déficits sémantiques précoces, de nombreuses questions sur l’organisation en mémoire de ce type de connaissances et les relations avec les connaissances génériques restent en suspens. Dans cet objectif, les paradigmes d’amorçage sémantique pourraient de nouveau apporter des informations déterminantes.

20Conflits d’intérêts

21Aucun.