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Entraîner sa mémoire de travail
Ecrit par Torkel Klingberg, MD, Ph.D., Professeur de Neurosciences Cognitives à l’Institut Karolinska
La mémoire de travail est la capacité à maintenir des informations en mémoire active à court terme, ce qui est
essentiel pour de nombreuses tâches cognitives, par exemple pour contrôler l’attention ou résoudre des problèmes.
Contrairement à ce que l’on pensait auparavant, nous avons démontré qu’un entraînement régulier permettait
d’améliorer la capacité de la mémoire de travail aussi bien chez les enfants que chez les adultes. Les recherches en
imagerie cérébrale ont également montré que l’entraînement de la mémoire de travail permettait d’augmenter
l’activité cérébrale du cortex pariétal et préfrontal. L’amélioration de la capacité de la mémoire de travail permet bien
sûr d’améliorer les performances dans la réalisation de certaines tâches qui nécessitent la mémoire de travail mais
également celles qui mettent en jeu le contrôle attentionnel. Une telle remédiation induit par conséquent une
amélioration de l’attention dans de nombreuses tâches de vie quotidienne.
La mémoire de travail est une fonction essentielle pour des tâches cognitives capitales
Nous utilisons dans la vie de tous les jours la mémoire de travail pour nous souvenir de ce que nous devons faire
ensuite. Même si le maintien d’informations actives est une fonction élémentaire, elle s’avère être primordiale pour
de nombreuses tâches cognitives. La mémoire de travail verbale sert à comprendre des phrases longues alors que la
capacité de mémoire de travail verbale permet de prévoir les résultats en compréhension de lecture au test
d’aptitude scolastique (SAT) (Daneman et Carpenter, 1980). La mémoire de travail est également importante pour le
contrôle de l’attention et le maintien d’informations utiles pour réaliser une tâche au cours de la résolution de
problèmes. D’une façon plus générale, il a été évoqué que la mémoire de travail constituait le facteur le plus
important pour déterminer les capacités intellectuelles générales (SüB et al., 2002). Environ 50% des différences de
QI non verbal entre les individus peuvent s’expliquer par les différences de capacité de mémoire de travail (Conway
et al., 2003).
Plus récemment, il est devenu clair qu’il existe un lien étroit entre capacité de mémoire de travail et aptitude à ne
pas se laisser distraire par des informations non pertinentes. Une étude qui a utilisé l’effet communément appelé
« cocktail party », c’est-à-dire notre aptitude à pouvoir nous focaliser sur une seule voix en dépit du bruit ambiant, a
montré que cette aptitude est liée à notre capacité en mémoire de travail (Conway et al., 2001). Des études récentes
ont également montré qu’une faible capacité de la mémoire de travail conduisait souvent un individu à décrocher
d’une tâche et à perdre le fil de ses pensées (Kane et al., 2007). Ces études en psychologie rejoignent les études en
neuro-imagerie qui ont démontré que les sujets ayant une forte capacité de mémoire de travail ont moins tendance à
stocker des informations non pertinentes (Vogel et al., 2005). Le cortex préfrontal joue un rôle important car il
permet de « filtrer » les informations non pertinentes. En effet, les sujets ayant une forte capacité de mémoire de
travail présentent une activité préfrontale plus importante et réussissent mieux à filtrer ces sources de distraction
(McNab et Klingberg, 2008).
1
Lobe frontal
Lobe pariétal
Figure 1. Les zones colorées
indiquent les parties du cerveau
qui sont activées lors d’une tâche
impliquant la mémoire de travail
(Klingberg et al. 2002).
Des troubles de la mémoire de travail peuvent apparaître dans de nombreuses circonstances
Il est normal que la capacité de la mémoire de travail varie d’une personne à une autre. Chez un même individu,
cette capacité peut se trouver temporairement réduite par le stress ou par un manque de sommeil. En outre, il est
normal que cette capacité décline avec l’âge : elle commence à décliner vers l’âge de 25-30 ans et continue à
diminuer de 5% à 10% tous les dix ans.
Hormis ces fluctuations normales, la capacité de la mémoire de travail peut également être altérée pour des raisons
médicales, dans le cas où elles affectent les systèmes neuronaux impliqués dans la mémoire de travail. Des études
chez l’homme et l’animal ont montré que le cortex pariétal et le cortex préfrontal jouent un rôle essentiel dans la
capacité de la mémoire de travail, tout comme les noyaux gris centraux et une bonne transmission dopaminergique.
Une altération de ces systèmes entraîne des troubles de la mémoire de travail. Une attaque cérébrale affectant le
lobe frontal provoque des troubles de la mémoire de travail, tout comme des lésions cérébrales suite à un
traumatisme (Robertson et Murre, 1999). Dans ces cas de figure, le dysfonctionnement de la mémoire de travail
provoque des troubles de l’attention et de l’organisation. Des troubles du déficit de l’attention avec ou sans
hyperactivité (TDAH ou TDA) provoquent des perturbations à la fois au niveau du lobe frontal et du système
dopaminergique, ce qui induit également des troubles de la mémoire de travail. Les troubles de l’apprentissage sont
un autre phénomène répandu chez les enfants et les adultes. Il s’agit de difficultés scolaires qui ne sont pas dues à
un manque d’accès à l’éducation, à un manque d’intelligence ou à des troubles physiques ou émotionnels. Il a été
démontré que les troubles de l’apprentissage peuvent être directement liés à des troubles de la mémoire de travail
(Gathercole et Pickering, 2000).
Les TDAH sont des troubles graves et répandus dans lesquels la mémoire de travail joue un rôle
essentiel
Les troubles du déficit de l’attention avec hyperactivité (TDAH) sont accompagnés de graves problèmes d’attention,
d’impulsivité et d’hyperactivité. Les TDAH affectent 3 à 5% des enfants âgés de 6 à 16 ans, ce qui en fait le trouble
neuropsychiatrique le plus répandu. En grandissant, les enfants présentant des TDAH voient leur problème
2
d’hyperactivité diminuer, mais leur problème d’inattention, qui les conduit souvent à échouer au niveau scolaire et
professionnel, persiste dans la majorité des cas. De nombreux spécialistes pensent que les troubles de la mémoire de
travail peuvent expliquer en grande partie les troubles cognitifs et comportementaux associés aux TDAH (Barkley,
1997 ; Castellanos et Tannock, 2002 ; Rapport et al., 2000 ; Westerberg et al., 2004). Westerberg et al. (2004) ont
comparé des tâches impliquant la mémoire de travail à d’autres tâches et se sont aperçu que les enfants avaient plus
de difficultés à réaliser les tâches impliquant la mémoire de travail. Une méta-analyse de 46 études (Martinussen et
al., 2005) a confirmé que les TDAH sont accompagnés de troubles de la mémoire de travail et a également montré
que ces troubles sont particulièrement visibles au niveau visuo-spatial.
Peut-on améliorer sa mémoire de travail ?
Le Professeur Torkel Klingberg a mené pendant plusieurs années des recherches à l’Institut Karolinska concernant
l’origine neurologique de la mémoire de travail et des troubles de la mémoire de travail chez les enfants. On pense
généralement que la capacité de la mémoire de travail est fixée au départ chez un individu.
Or, Torkel Klingberg, Helena Westerberg et d’autres chercheurs du Département de Neuropédiatrie (situé dans le
service pédiatrique Astrid Lindgren de l’Hôpital Universitaire Karolinska) ont commencé à mettre au point des
méthodes pour améliorer la mémoire de travail en 1999. Ces méthodes sont issues des travaux de recherches
« animales » portant sur les mécanismes expliquant la plasticité cérébrale induite par l’entraînement cognitif
(Buonomano et Merzenich, 1998). Ces études ont été poursuivies en collaboration avec Jonas Beckeman et David
Skoglund, développeurs de jeux vidéo, qui ont aidé à résoudre des problèmes techniques et à rendre l’entraînement
plus ludique/gratifiant.
Cette remédiation est constituée d’un ensemble précis de tâches impliquant la mémoire de travail qui sont réalisées
sur un ordinateur et dont le niveau de difficulté est modulable suivant un algorithme précis. L’utilisateur réalise tous
les jours un nombre prédéterminé d’épreuves, ce qui lui prend entre 30 et 40 minutes par jour. L’entraînement se
déroule sur cinq semaines à raison de cinq jours par semaine. Les résultats sont conservés pendant l’entraînement et
peuvent servir de base à une analyse ultérieure.
Le nom du logiciel est Cogmed RM et il est développé par Cogmed Systems AB. La figure 2 indique clairement que
les résultats progressent au fur et à mesure de l’entraînement.
3
Training curve
N = 430
Figure 2. Les résultats sont conservés dans
l’ordinateur pendant l’entraînement et sont
ensuite téléchargés vers un serveur via
Internet. A partir de ces données, il est
possible de voir comment les résultats aux
tâches impliquant la mémoire de travail
s’améliorent progressivement. Cette courbe
indique l’évolution des progrès chez 450
enfants au cours des 25 jours d’entraînement.
105
WM capacity index
100
95
90
85
80
75
70
65
60
0
5
10
15
20
25
30
Day of training
Première étude analysant les effets de l’entraînement de la mémoire de travail chez des enfants
atteints de TDAH : des résultats prometteurs
Il s’agit de la première étude en double aveugle contrôlée placebo qui analyse cliniquement les effets d’une
remédiation de la mémoire de travail chez des enfants âgés de 7 à 13 ans dont certains sont atteints de TDAH
(Klingberg et al., 2002). Nous avons comparé deux groupes : un groupe expérimental et un groupe témoin. Les
enfants du groupe expérimental avaient à réaliser des tâches impliquant la mémoire de travail dont la difficulté
correspondait exactement à leurs capacités de mémoire de travail. Nous avions émis l’hypothèse que cette démarche
optimiserait les effets d’entraînement. Les mêmes tâches furent utilisées pour le groupe témoin, mais la charge en
mémoire de travail, c’est-à-dire le nombre d’items à mémoriser, était plus faible, rendant ainsi les tâches plus faciles,
ce qui devait normalement réduire les effets d’entraînement. Comme les deux conditions expérimentales étaient
similaires, nous voulions contrôler au maximum les effets d’entraînement non spécifiques et évaluer plus
particulièrement les progrès de la mémoire de travail. Les deux groupes ont été évalués sur des tâches
neuropsychologiques avant et après l’entraînement.
La comparaison des résultats des deux groupes a montré que le groupe expérimental obtenait de biens meilleurs
résultats pour les tâches impliquant la mémoire de travail que le groupe témoin. De plus, ils avaient également
progressé dans une tâche mesurant l’inhibition des réponses impulsives non pertinentes, tâche pour laquelle les
enfants atteints de TDAH éprouvent de sérieuses difficultés. De manière assez inattendue, les enfants du groupe
expérimental avaient également progressé dans une tâche de raisonnement reconnue pour être intimement liée au
QI.
Deuxième étude analysant les effets d’entraînement chez des enfants atteints de TDAH : résultats
confirmés pour une étude multicentrique
Le faible nombre de sujets (N = 7 pour les deux groupes, témoin et expérimental) constituait l’un des défauts
majeurs de la première étude. En outre, nous n’avions pas évalué les différents symptômes de TDAH ; l’expérience
ne concernait qu’un seul centre hospitalier et nous n’avions procédé à aucune mesure complémentaire sur les deux
groupes pour estimer la durée des effets d’entraînement. C’est pourquoi la seconde étude a été menée dans quatre
centres hospitaliers suédois afin d’évaluer les effets d’entraînement aux tâches impliquant la mémoire de travail en
4
suivant un protocole randomisé, en double aveugle, contrôlé (Klingberg et al., 2005). Tout comme dans la première
étude, nous avons comparé dans cette étude multicentrique deux versions similaires du même programme
d’entraînement. Nous avons mesuré les fonctions exécutives (mémoire de travail, inhibition de réponse et
raisonnement) et les différents symptômes de TDAH furent évalués par les parents et par les professeurs avant,
juste après et trois après l’entraînement.
Les résultats étaient sans équivoque. Nous avons clairement noté un effet d’entraînement pour des tâches non
entraînées mesurant la mémoire de travail auditivo-verbale et visuo-spatiale, l’inhibition des réponses et le
raisonnement complexe. Trois mois après l’expérience, on notait en moyenne que plus de 90% des effets
d’entraînement pour des tâches impliquant la mémoire de travail persistaient. L’évaluation renseignée par les parents
a indiqué une nette réduction des symptômes d’inattention, d’hyperactivité et d’impulsivité, aussi bien juste après
l’entraînement que plus tard. Les évaluations combinées des professeurs et des parents ont indiqué une nette
réduction des symptômes d’inattention après l’entraînement (résultats réduits de 1 SD juste après et de 0,9 SD en
suivi). Ces résultats sont donc venus confirmer ceux de la première étude. De plus, ils ont indiqué que les
symptômes spécifiques de TDAH étaient également réduits (Klingberg et al., 2005).
Résultats reproduits par des équipes de recherche indépendantes
.
En 2009, Joni Holmes et Susan Gathercole, de l’Université de York, Angleterre, ont publié une étude sur les effets de
Cogmed RM chez des enfants ayant une faible mémoire de travail (Holmes et al., 2009a). Cette étude était innovante
dans le sens où elle choisissait des enfants en fonction de leur capacité de mémoire de travail plutôt que parce qu’ils
présentaient des TDAH. Sur 350 enfants, seuls ceux se situant dans les 15% les plus en difficulté dans une épreuve
proposée étaient inclus dans l’étude, puis répartis aléatoirement dans le groupe expérimental (utilisant Cogmed RM)
ou dans le groupe témoin (utilisant une version moins intense du logiciel). Après l’entraînement, le groupe
expérimental obtenait de meilleurs résultats non seulement pour un ensemble de tâches impliquant la mémoire de
travail, mais aussi pour un test de mémoire de travail portant sur de la compréhension de consignes. Ce type de test
est plus intéressant et pertinent d’un point de vue « écologique » car il s’apparente davantage aux types de
problèmes impliquant la mémoire de travail auxquels les enfants sont confrontés au quotidien. Six mois après
l’entraînement, le groupe expérimental conservait non seulement une nette amélioration de sa mémoire de travail,
mais il s’en était servi pour améliorer ses résultats à un test de résolution de problèmes mathématiques, test reconnu
pour être lié à la capacité de mémoire de travail. C’est la première fois qu’une étude publiée démontrait qu’un
entraînement de la mémoire de travail pouvait influer sur les résultats scolaires. Les auteurs affirment pour conclure :
« Ces résultats indiquent que les troubles courants de la mémoire de travail et les difficultés d’apprentissage qui en
découlent peuvent être en partie surmontés par ce traitement comportemental ».
Dans une deuxième étude menée par la même équipe de recherche (Holmes et al., 2009b), les auteurs ont observé
l’influence de l’entraînement de la mémoire de travail chez des enfants souffrant de TDAH et ils l’ont comparée avec
l’effet de la prise de médicaments. Ils ont évalué les enfants à partir d’une série de tests impliquant la mémoire de
travail dans quatre conditions :
sans médicaments
avec médicaments
avec médicaments et entraînement
5
6 mois après l’entraînement
Voici leur conclusion : « Même si la prise de médicaments améliore de manière significative les résultats de la
mémoire visuo-spatiale, l’entraînement permet une amélioration considérable non seulement de toutes les facettes
de la mémoire de travail mais également des tâches non entraînées. Les bénéfices de l’entraînement au niveau de
l’administrateur central se prolongent six mois après. Ni l’entraînement ni les médicaments n’ont eu d’influence sur
les résultats aux tests de QI. »
Figure 3. D’après Holmes et
al. (2009b). L’influence de
l’entraînement
et
des
médicaments sur les différents
types de mémoire de travail.
*p<.05, **p<.01.
NB : un astérisque au-dessus
d’une
barre
indique
résultat
significativement
un
différent
par rapport
au test précédent.
Une équipe de recherche de l’Université Notre-Dame, USA, dirigée par le Professeur Bradley Gibson, a testé la
méthode de remédiation de la mémoire de travail Cogmed sur un groupe de treize enfants atteints de TDAH (Gibson
et al. 2006). Elle a trouvé que les résultats aux tâches impliquant la mémoire de travail et à celles de résolution de
problèmes s’étaient nettement améliorés après l’entraînement. De plus, les symptômes de TDAH ont diminué d’après
l’évaluation des parents et des professeurs d’une manière plus significative que dans la précédente étude de
Klingberg et al. (2005).
6
Figure 4. Cette courbe indique les résultats à
une tâche impliquant la mémoire de travail
avant l’entraînement (T1), juste après
l’entraînement (T2) et trois mois après
l’entraînement (T3). Bien que les deux groupes
se soient un peu améliorés par effet retest, le
groupe expérimental s’est amélioré de manière
bien plus significative. La différence entre les
deux groupes persistait après trois mois
(d’après Klingberg et al. 2005).
Une étude menée par Chris Lucas au Centre d’études infantiles de l’Université de New York (Lucas et al., 2008) a
analysé les effets de Cogmed chez 46 enfants atteints de TDAH en colonie de vacances. Les enfants ont utilisé soit le
logiciel Cogmed, soit un logiciel contrôle. L’originalité de cette étude était la présence d’évaluateurs, assignés en
aveugle à un groupe, qui évaluaient chaque semaine le comportement des enfants. Après trois semaines
d’entraînement sont apparus de nets progrès, qui se sont prolongés tout au long de la période d’entraînement. Cela
confirme une fois de plus que l’entraînement de la mémoire de travail a un impact au niveau comportemental.
Entraînement de la mémoire de travail après un accident cérébral
La mémoire de travail se trouve souvent touchée après un accident cérébral ou après des lésions cérébrales dues à
un traumatisme (Robertson et Murre, 1999). Les troubles cognitifs constituent l’une des principales raisons d’une
réinsertion professionnelle difficile. Alors qu’il existe de nombreuses thérapies visant à améliorer les problèmes liés au
langage et aux fonctions motrices, il n’existait alors aucune solution satisfaisante pour remédier aux troubles
cognitifs. C’est pourquoi nous voulions tester si un entraînement de la mémoire de travail pouvait aider les personnes
ayant subi un accident cérébral (Westerberg et al., 2007). Nous avons utilisé le même programme d’entraînement
que celui utilisé dans les études concernant les enfants atteints de TDAH. Cette étude regroupait dix-huit personnes
âgées entre 34 et 65 ans. Ils avaient tous été victimes d’un accident cérébral 1 à 3 ans avant notre étude. Les sujets
ont été répartis de manière aléatoire dans le groupe expérimental ou dans le groupe témoin des sujets en liste
d’attente. Nous avons fait passer aux deux groupes des tests neuropsychologiques en test- retest avec un intervalle
de cinq semaines. Ils devaient en plus remplir un auto-questionnaire évaluant leurs troubles cognitifs au quotidien.
En comparant les résultats des deux groupes, le groupe expérimental s’était nettement amélioré dans plusieurs
tâches neuropsychologiques évaluant la mémoire de travail et la capacité d’attention (tâche d’empan spatial, tâche
attentionnelle du PASAT et test de barrage 2 & 7 de Ruff). Nous avons également noté que les sujets du groupe
expérimental présentaient nettement moins de symptômes de troubles cognitifs. La réduction de ces symptômes
était significativement corrélée avec une amélioration des résultats aux tâches neuropsychologiques.
Bien que cette étude soit de faible envergure et qu’elle ait besoin d’être reproduite, ses résultats n’en sont pas moins
importants d’un point de vue clinique et scientifique. D’un point de vue clinique, ils tendent à prouver que
7
l’entraînement de la mémoire de travail constitue une bonne méthode de rééducation après une attaque cérébrale.
D’un point de vue scientifique, ils indiquent que les enfants ne sont pas les seuls à pouvoir améliorer leur capacité de
mémoire de travail et que cette aptitude à pouvoir améliorer sa mémoire de travail pourrait être conservée tout au
long de la vie.
L’entraînement modifie l’activité cérébrale
Comment peut-on alors expliquer l’amélioration de la mémoire de travail que nous avons observée ? Pour mieux
comprendre l’origine neuronale de l’effet d’entraînement, nous avons utilisé l’imagerie par résonance magnétique
fonctionnelle (IRMf) afin de mesurer l’activité cérébrale chez de jeunes adultes sains pendant qu’ils réalisaient une
tâche impliquant la mémoire de travail (Olesen et al., 2004). Nous avons effectué ces mesures avant, pendant et
après l’entraînement. Nous avons mené deux études parallèles en utilisant un protocole légèrement différent. Ces
études ont toutes deux confirmé le fait que l’activité cérébrale était plus importante dans les régions pariétale et
préfrontale après l’entraînement.
Ces études indiquent que les systèmes neuronaux qui sous-tendent la mémoire de travail sont malléables, c’est-àdire qu’ils peuvent évoluer. Il est également intéressant d’observer les régions précises dans lesquelles se produisent
ces changements. Ils se situent au niveau des zones des cortex d’association multimodale. Il s’agit d’une localisation
cérébrale qui n’est liée à aucune modalité sensorielle particulière, mais qui est activée dans un grand nombre de
tâches. On pourrait donc expliquer l’amélioration aux tests comportementaux dans les études portant sur
l’entraînement chez des enfants souffrant de TDAH par le fait que l’entraînement pourrait être bénéfique pour
plusieurs fonctions neuropsychologiques simultanément.
D’autres études portant sur les modifications de l’activité cérébrale semblent également montrer que l’activité
cérébrale est légèrement accrue après un entraînement cognitif (Westerberg et Klingberg, 2007). Cela pourrait
s’expliquer par une augmentation du nombre total de neurones en charge du maintien d’informations en mémoire de
travail.
Les systèmes de récepteurs cérébraux constituent un autre aspect du fonctionnement cérébral. On sait que les
récepteurs dopaminergiques jouent un rôle essentiel dans le fonctionnement de la mémoire de travail et on estime
qu’une perturbation de ces systèmes dopaminergiques pourrait en partie expliquer les troubles de la mémoire de
travail dans le cas des TDAH. Pour analyser les effets de l’entraînement de la mémoire de travail sur le système
dopaminergique, un groupe de chercheurs (parmi lesquels Fiona McNab et Torkel Klingberg de l’Institut Karolinska) a
utilisé la tomographie par émission de positions (TEP) pour mesurer la densité des récepteurs D1 et D2 de la
dopamine avant et après l’entraînement. Les sujets de cette étude étaient de jeunes adultes sains ayant tous suivi
pendant cinq semaines un entraînement de la mémoire de travail Cogmed. L’étude a montré que seule la densité des
récepteurs D1 de la dopamine (et non celle des récepteurs D2) était intimement liée à l’évolution de la capacité de la
mémoire de travail. L’évolution en chiffres absolus dépendait de la densité initiale des récepteurs des sujets : seuls
certains sujets ont vu leur nombre de récepteurs s’accroître tandis que la majorité d’entre eux ont vu leur nombre de
récepteurs diminuer. On n’explique pas encore vraiment les mécanismes conduisant à ces résultats. On ne sait pas si
le changement du nombre de récepteurs dopaminergiques peut expliquer l’évolution de la capacité de la mémoire de
travail ou s’il ne s’agit que d’un effet secondaire de la libération accrue de dopamine pendant l’entraînement de la
mémoire de travail. Cependant, l’étude montre clairement que le système cérébral de récepteurs dopaminergiques
8
est malléable et que l’entraînement de la mémoire de travail induit des changements au niveau du système
dopaminergique. Ces résultats sont particulièrement intéressants dans l’hypothèse selon laquelle la dopamine est liée
aux TDAH, à savoir que les troubles cognitifs et comportementaux sont liés à des dysfonctionnements du système
dopaminergique, lequel est également affecté par les médicaments utilisés dans le traitement des TDAH.
L’entraînement de la mémoire de travail chez des sujets plus âgés
La capacité de la mémoire de travail diminue normalement avec l’âge. A partir de 25 ans, cette capacité diminue de 5
à 10% tous les dix ans. Afin de vérifier si ce déclin peut être compensé par un entraînement spécifique, Westerberg
et collaborateurs (Westerberg et al., 2007) ont réalisé une étude chez 50 jeunes adultes et 50 sujets plus âgés (entre
60 et 70 ans). Les sujets de chaque catégorie d’âge étaient répartis de manière aléatoire en deux groupes : le
premier suivait un entraînement de la mémoire de travail tandis que le second (groupe témoin) suivait un
programme d’entraînement « allégé » comportant des épreuves plus faciles qui n’étaient pas censées induire un
quelconque effet d’entraînement. L’épreuve a été réalisée en double aveugle : ni les psychologues faisant passer
l’épreuve ni les sujets ne savaient qu’il y avait deux groupes.
Les tests réalisés avant et après l’entraînement ont montré que le groupe expérimental obtenait des résultats
significativement meilleurs aux tâches non entraînées mesurant la performance de la mémoire de travail (tâches
d’empan spatial et numérique) et la capacité d’attention (tâche d’attention divisée du PASAT qui teste les aptitudes
en calcul mental des sujets). De plus, les auto-évaluations (à partir du questionnaire d’échec cognitif CFQ) ont
montré que les sujets du groupe expérimental présentaient un sentiment subjectif de nette amélioration leurs
fonctions cognitives quotidiennes, par exemple pour mémoriser des consignes.
Durabilité des effets
Les effets d’entraînement à long terme sont plus difficiles à étudier que ceux immédiats en raison de la perte de vue
de certains sujets lors du suivi de cohorte, notamment ceux constituant le groupe témoin aveugle et non entraîné.
Toutefois, dans deux études randomisées et contrôlées (Klingberg et al., 2005 ; Westerberg et al., 2007), les effets
d’entraînement étaient significatifs trois mois après l’entraînement. Dans les deux études de Holmes et al. (2009a,
2009b), les effets se prolongeaient clairement six mois après l’entraînement. De plus, sont apparus dans la première
étude (2009a) des effets supplémentaires sur le raisonnement mathématique qui n’étaient pas directement
observables à la fin de l’entraînement.
Dans une étude menée par Cogmed, nous avions interrogé les parents dont les enfants avaient bénéficié de
Cogmed, cinq mois après l’entraînement. Nous leur demandions : « Pensez-vous qu’actuellement les effets de
l’entraînement sur votre enfant sont plus faibles, identiques ou plus élevés que juste après l’entraînement ? » Sur 50
familles interrogées, 82% estimaient que les effets étaient identiques ou plus élevés cinq mois après l’entraînement.
Ces résultats sont corroborés par ceux d’une étude menée par Steven Bozylinski (2007) chez 16 enfants et
adolescents souffrant de TDAH. Il avait également trouvé que les effets calculés suivant l’indice de métacognition
BRIEF étaient pratiquement inchangés cinq mois après l’entraînement.
Les résultats ci-dessus semblent donc indiquer un effet durable de l’entraînement de la mémoire de travail. Il est
possible que ces effets à long terme soient induits par des réactions positives, dans la mesure où l’amélioration
initiale de la mémoire de travail amène l’enfant à participer plus activement à des activités quotidiennes plus
9
exigeantes d’un point de vue mental, permettant ainsi de prolonger l’effet de l’entraînement. Des exemples similaires
de réactions positives ont été également observés après le suivi de méthodes visant à améliorer la lecture.
BRIEF MCI
75
75
Figure 5. Effets de l’entraînement de la mémoire de
70
70
travail calculés suivant l’indice de métacognition BRIEF
significant
impairment
4 semaines et 6 mois après l’entraînement (Bozylinski,
65
2007).
60
60
55
55
t-score
65
50
50
pre
4 weeks
6 months
pre
6 month
L’entraînement de la mémoire de travail par rapport aux autres types d’entraînement cognitif
Des études évaluant l’efficacité de l’entraînement de la mémoire de travail se sont intéressées à d’autres fonctions
cognitives, en recherchant si celles-ci étaient également susceptibles de s’améliorer grâce à l’entraînement. Dans une
étude récente (Thorell et al., 2008), on avait comparé l’entraînement de la mémoire de travail à l’entraînement des
fonctions inhibitrices, qui semblent également jouer un rôle dans les TDAH, particulièrement chez les jeunes enfants.
Des enfants âgés de 4 à 5 ans ont été choisis pour cette étude et répartis aléatoirement dans l’un des groupes
suivants :
1) entraînement de la mémoire de travail Cogmed
2) entraînement des fonctions inhibitrices sur ordinateur
3) résultats à un jeu vidéo du commerce
4) groupe témoin passif.
Les deux groupes « mémoire de travail » et « fonctions inhibitrices » ont progressé dans les tâches faisant partie de
leur programme d’entraînement. Toutefois, lorsque les enfants étaient testés avant et après sur des tâches
cognitives différentes de leur programme d’entraînement, seul le groupe « mémoire de travail » avait clairement
réussi à transférer leurs progrès à des tâches non entraînées. Ni le groupe « fonctions inhibitrices » ni celui jouant
aux jeux vidéos du commerce n’a obtenu de meilleurs résultats sur des tâches cognitives de transfert. Cette étude
met en évidence deux points importants : tout d’abord, il n’est pas suffisant de progresser dans des tâches
entraînées, comme le montrent souvent des études peu rigoureuses sur le plan scientifique portant sur
l’entraînement cognitif. Par ailleurs, les différentes capacités cognitives ne sont pas transférables de la même façon
après un entraînement. La mémoire de travail semble particulièrement susceptible de pouvoir s’améliorer grâce à
l’entraînement.
10
Mise à jour des recherches en 2010
Plusieurs études ont été publiées en 2010, venant encore renforcer le nombre de recherches qui reconnaissent la
valeur de Cogmed. Ces études ont examiné les bénéfices apportés par l’entraînement Cogmed chez plusieurs types
de populations et différentes tranches d’âges et ont démontré les très bons résultats de Cogmed, corroborant ainsi
les résultats publiés dans les recherches précédentes. Sont répertoriées ci-dessous les études publiées en 2010
accompagnées d’un bref résumé décrivant chacune d’entre elles.
-Titre : Computer Training of Working Memory for Children with ADHD: A School-Based Feasibility Pilot Study
Auteur : Enrico Mezzacappa, M.D.
Organisme : Université d’Harvard
Publié dans : School Mental Health, février 2010
Résumé : Cette étude a été menée par des chercheurs de l’Hôpital pédiatrique de l’Université d’Harvard. 8 enfants
issus d’un milieu socio-économique peu favorisé et bénéficiant de la gratuité du petit-déjeuner et du déjeuner à la
cantine, se sont entraînés avec Cogmed RM à l’école pendant cinq semaines. Après leur entraînement, leur mémoire
de travail auditivo-verbale et visuo-spatiale s’est améliorée de manière significative et, selon leurs professeurs, les
symptômes de difficultés attentionnelles ont diminué. Cette étude est importante dans le sens où l’entraînement s’est
déroulé en milieu scolaire.
-Titre : Effects of working memory training on reading in children with special needs
Auteur : Karin Dahlin
Organisme : Université de Stockholm
Publié dans : Reading and Writing, mai 2010
Résumé : Cette étude a examiné l’efficacité de l’entraînement Cogmed dans l’amélioration du développement de la
compréhension écrite chez 57 enfants suédois à besoins éducatifs spécifiques. L’étude a montré des améliorations
ciblées dans la compréhension écrite. Les auteurs ont conclu que « l’entraînement de la mémoire de travail peut être
bénéfique pour les enfants ayant des problèmes de compréhension écrite, des besoins éducatifs spécifiques et des
troubles de l’attention ». Les auteurs ont aussi conclu que le dépistage des troubles de la mémoire de travail pourrait
être précieux pour identifier les enfants susceptibles d’avoir des difficultés scolaires.
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Titre : Computerized training of working memory in a group of patients suffering from acquired brain injury
Auteur : Anna Lundqvist, Ph.D.
Organisme : Université de Linköping
Publié dans : Brain Injury, septembre 2010
Résumé : Cette étude a examiné l’efficacité de l’entraînement Cogmed chez 21 sujets (âge moyen de 43,2 ans)
présentant un trouble de la mémoire de travail dû à une lésion cérébrale acquise. L’étude a démontré qu’il y avait
une nette amélioration de la mémoire de travail aussi bien dans les tâches impliquant la mémoire de travail proches
de la situation d’entraînement que dans les tests neuropsychologiques, mettant en jeu des tâches non entraînées.
Les échelles d’évaluation ont également montré de meilleures performances au travail (meilleure résolution des
problèmes professionnels prédéfinis). Les auteurs ont conclu que l’entraînement Cogmed permet d’améliorer
efficacement la capacité de mémoire de travail chez les personnes ayant une lésion cérébrale acquise, ce qui conduit
très souvent à une amélioration des performances au travail et dans les activités quotidiennes.
-Titre :
A
Controlled
Trial
of
Working
Memory
Training
for
Children
and
Adolescents
with
ADHD
Auteur : Steven Beck, Ph.D.
Organisme : Université d’état de l’Ohio
Publié dans : Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology, novembre 2010
Résumé : Cette étude a examiné l’efficacité de l’entraînement Cogmed chez 52 enfants souffrant de TDAH ou
présentant d’autres comorbidités. Les enfants étaient âgés de 7 à 17 ans et fréquentaient tous une école privée
spécialisée pour les enfants souffrant de TDAH ou d’autres troubles d’apprentissage. Les auteurs ont trouvé une
nette amélioration des symptômes de TDAH et des fonctions exécutives ainsi que des troubles de l’attention,
d’organisation et de la mémoire de travail. Ces améliorations ont été observées, outre à des tests
neuropsychologiques, à des échelles d’évaluation remplies par les parents et par les enseignants des participants. Les
auteurs ont conclu que l’entraînement Cogmed peut être efficace pour améliorer les troubles cognitifs à l’origine des
TDAH et ainsi réduire les symptômes des TDAH.
-Titre :
A
Controlled
Trial
of
Working
Memory
Training
for
Children
and
Adolescents
with
ADHD
Auteurs : Gro C. C. Løhaugen, Ida Antonsen, Asta Haberg, Arne Gramstad, Torstein Vik, Ann-Mari Brubakk, and Jon
Skranes
Organisme : Hôpital Universitaire de St. Olavl, Trondheim, Norvège
Publié dans : The Journal of Pediatrics, décembre 2010
Résumé : Cette étude a examiné l’efficacité de l’entraînement Cogmed chez des enfants et des adolescents nés
prématurément et dont le poids de naissance était extrêmement faible (PNEF). Ces enfants ont souvent des troubles
de la mémoire de travail, ce qui accroît les problèmes qu’ils rencontreront dans la vie adulte. Les résultats ont montré
12
que les enfants ayant suivi le programme voyaient leurs résultats s’améliorer dans des tâches non entraînées
impliquant la mémoire de travail. Les auteurs ont aussi découvert que l’entraînement améliorait l’apprentissage
verbal et que les résultats restaient stables six mois après l’entraînement. Ils en ont conclu que Cogmed était un
« outil efficace pour améliorer la mémoire et pour réduire les troubles d’apprentissage sévères chez les adolescents
de poids de naissance extrêmement faible (PNEF) ».
-Titre : Working Memory Training for Children with Cochlear Implants: A Pilot Study
Auteur : William Kronenberger, Ph.D.
Organisme : Université de l’Indiana
Publié dans : Journal of Speech, Language, and Hearing Research
Résumé : Cette étude a recherché l’efficacité de l’entraînement Cogmed dans l’amélioration des capacités
mémorielle et langagière chez un échantillon d’enfants sourds portant un implant cochléaire (IC). L’étude a examiné
9 enfants âgés de 7 à 15 ans et les résultats ont montré une nette amélioration des indicateurs mesurant la mémoire
de travail verbale et non verbale, le comportement (d’après les questionnaires proposés aux parents) et l’aptitude à
répéter des phrases. Cette étude comportait un suivi six mois après l’entraînement qui indiquait une légère baisse de
la mémoire de travail, mais un maintien des améliorations au niveau de la répétition de phrases.
Des améliorations constantes
Nos équipes de recherche s’intéressent actuellement au lien entre troubles des apprentissages et troubles de la
mémoire de travail. La méthode d’entraînement Cogmed est en constante amélioration. Nous l’améliorons en
évaluant continuellement les effets de toute modification apportée au programme tel qu’il se présente actuellement.
Comme toutes les données d’entraînement de nos études et de nos travaux cliniques sont enregistrées et
disponibles, nous enrichissons ainsi continuellement notre base de données qui peut être analysée pour approfondir
nos connaissances sur les méthodes d’amélioration de l’apprentissage les plus efficaces chez les enfants et les
adultes.
Conclusions
Le programme de remédiation de la mémoire de travail Cogmed est vraisemblablement le programme
d’entraînement cognitif disponible à ce jour le plus scientifiquement documenté. L’entraînement améliore les
performances dans les tâches cognitives qui requièrent une bonne mémoire de travail et une bonne attention. Les
13
bénéfices sont évidents d’un point de vue clinique, sont durables et sont retrouvés dans toutes les tranches d’âge,
aussi bien chez les enfants que chez les adultes.
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Lectures complémentaires
Sur la mémoire de travail
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Conway (ed) Variation in working memory (2007) Oxford Univ. Press.
Sur le rôle de la mémoire de travail dans les TDAH
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measurement of cognitive deficits in ADHD. Child Neuropsychology 10 (3) 155-61.
Sur la mémoire de travail et le vieillissement naturel
Wilde NJ, Strauss E, Tulsky DS (2004). J Clin Exp Neuropsychol, 26.
Sur le rôle de la mémoire de travail dans les résultats scolaires
Gathercole SE, Pickering S (2003) Working memory deficits in children with low achievements in the national
curriculum at 7 years of age. British Journal of Educational Psychology 70:177-194.
Gathercole, S, Alloway, T.P. (2009) Working memory and learning – a practical guide for teachers.
Torkel Klingberg, MD, Ph.D. est Professeur de Neurosciences Cognitives à l’Institut Karolinska de Stockholm. Il a
cofondé Cogmed Systems AB avec Karolinska Innivations AB, Helena Westerberg Ph.D., Jonas Beckeman et David
Sjölander.
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Le Docteur Klingberg est un consultant régulier de Cogmed en matière de recherches et de développement. Il est
aussi membre du conseil d’administration de Cogmed Systems AB.
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