Development of spatialization in working memory
Le développement de la spatialisation en mémoire de travail
Résumé
Spatialization refers to the addition by the cognitive system of a spatial component to initially non-spatial information held in memory. Spatialization appears to be implicitly recruited to map the order of verbal items during short-term and working memory tasks. The SPoARC (Spatial-Positional Association of Response Codes) is a behavioral signature of this spatial encoding: retrieving items in working memory results in directional responses, which vary according to the item's position in the memorized sequence. In Westerners, early items tend to elicit faster response times with the left hand, whereas late items are responded to more quickly using the right hand. This finding suggests that serial order in working memory is coded onto a horizontal mental line, whose orientation aligns with reading and writing habits. The representation of serial order along a left-to-right mental line has been widely reported in adults, allowing the generalization of the SPoARC to various experimental settings. Conversely, few studies have yet assessed the presence of this phenomenon in children. The present dissertation sought to examine the development of spatialization using two types of protocols. The first protocol involved single-item spatial transposition tasks, implemented with children as young as preschool age. The second protocol entailed more complex tasks assessing response times to multiple memorized items in school-aged children. In these respective protocols, participants had to memorize ordinal information which was neither labeled nor verbalized alphanumerically in the simple task; and in the absence of any visual facilitation or instructions to reproduce the serial order in the complex task. In our results, a rudimentary left-to-right spatialization when recalling an item on a tangible axis appeared around the age of four, and a more complex form of spatialization when memorizing several items could be detected from the age of eight. We also show that spatialization appears to be linked to weaker verbal working memory capacities in school-aged children, implying that the mechanism might be recruited to offset memory limitations. Repeated-learning studies have also provided initial insight into the dynamics of spatialization during consolidation and its possible contribution to serial learning, although divergent findings between children and adults underscore the necessity of future investigations with more robust experimental designs. We further outline experimental avenues to more rigorously assess our findings, aiming to optimize SPoARC detection in children and to clarify its developmental factors.
La spatialisation peut être définie comme l'ajout par le système cognitif d'une composante spatiale en mémoire à une information initialement non spatiale. Lors de tâches de mémoire à court terme ou de travail, la spatialisation tend à être recrutée de manière implicite pour coder l'ordre d'une série d'informations verbales. L'effet SPoARC (Spatial-Positional Association of Response Codes) constitue un indicateur comportemental de cet encodage spatial : la récupération d'items maintenus en mémoire de travail génère des réponses directionnelles, dont l'orientation dépend de la position de l'élément dans la séquence considérée. Chez des individus occidentaux, les premiers éléments d'une séquence sont par exemple plus rapidement reconnus de la main gauche, tandis que la récupération d'items plus tardifs donne lieu à des réponses plus rapides de la main droite. Ces données suggèrent que le traitement de l'ordre sériel en mémoire de travail s'appuie spontanément sur une ligne mentale horizontale, dont l'orientation semble être liée aux habitudes de lecture et d'écriture. Le recrutement spontané d'une ligne mentale gauche-droite dans la mémorisation de l'ordre sériel a été largement documenté chez l'adulte, permettant de généraliser l'effet SPoARC à de multiples contextes expérimentaux. À l'inverse, peu d'études avaient encore évalué la présence de ce phénomène chez l'enfant. Cette thèse visait à examiner la trajectoire développementale de la spatialisation, en recourant à deux types de protocoles : des tâches simples de transposition spatiale d'un élément, adaptées à l'enfant dès l'âge préscolaire ; et des tâches plus complexes mesurant les temps de réaction à plusieurs items mémorisés, administrées à des enfants d'âge scolaire. Dans ces protocoles respectifs, les participants devaient mémoriser des informations ordinales en l'absence de toute labellisation alphanumérique dans la tâche simple ; et sans facilitation visuelle ni consigne de rappel explicite de l'ordre dans la tâche complexe. Dans nos résultats, une forme élémentaire de spatialisation gauche-droite lors du rappel d'un élément sur un axe horizontal tangible est apparue vers l'âge de quatre ans, et une forme plus complexe de spatialisation lors de la mémorisation de plusieurs items a pu être détectée à partir de huit ans. Nous montrons que la spatialisation semble être liée à de plus faibles capacités en mémoire de travail verbale chez l'enfant d'âge scolaire, suggérant que ce mécanisme pourrait être recruté dans le but de compenser des difficultés mnésiques. Des études menées dans le cadre d'un apprentissage répété ont également permis d'esquisser la dynamique de la spatialisation pendant la consolidation, et de questionner sa possible implication dans l'apprentissage sériel ; bien que des résultats disparates entre enfants et adultes appellent à de futures investigations reposant sur des protocoles plus robustes. Nous ouvrons cette thèse sur des pistes expérimentales susceptibles de mieux éprouver nos résultats, dans l'optique de favoriser la détection du SPoARC chez l'enfant et d'en préciser les facteurs développementaux.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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