What about the mental time travel and age-related effects?

ARTICLE

pnv.2012.0328

Auteur(s) : Cécile Coste¹, Béatrice Navarro¹, Maria Abram¹, Céline Duval¹, Laurence Picard², Pascale Piolino^1,,3 pascale.piolino@parisdescartes.fr

¹ Laboratoire Mémoire et Cognition, Université Paris Descartes

² Laboratoire de psychologie, Université de Franche Comté

³ Centre de psychiatrie et neuroscience (Inserm UMR S894), Université Paris Descartes

Tirés à part. : P. Piolino

J’ai été, aujourd’hui Je suis et un jour, Je serai...

Le concept de voyage mental dans le temps

Il existe plusieurs formes de projection de soi dans le temps qui permettent de se détacher de la réalité présente et de s’envisager dans des situations passées, futures ou fictives, tout comme d’imaginer le point de vue et les pensées d’autrui. Dans le cadre de cet article, nous nous intéressons aux processus et à la littérature concernant la capacité à pré-expérimenter mentalement des évènements personnels ponctuels qui pourraient se produire dans le futur. Nous allons aborder la forme épisodique du concept général de voyage mental dans le temps en tant que processus fonctionnel lié à soi.

Au sein des différentes formes de mémoire, la mémoire épisodique est définie comme la mémoire à long terme des évènements personnellement vécus et situés dans un contexte spatio-temporel précis. Selon Tulving, le fonctionnement de la mémoire épisodique dépendrait du lobe préfrontal et à moindre degré de l’hippocampe. De nos jours, le concept de mémoire épisodique [1, 2] (figure 1) met l’accent sur l’expérience subjective du souvenir, exprimée par un sentiment de ré-expérience (« je me souviens, je revis ») de l’événement vécu. La récupération d’un souvenir en mémoire épisodique implique donc un voyage mental dans le temps en nous transportant non seulement dans notre propre passé phénoménologique mais, de façon plus inattendue en parlant de mémoire, en nous permettant aussi de prévoir et d’imaginer notre propre futur, exprimé par un sentiment de pré-expérience (« je vis d’avance »). La mémoire épisodique et les pensées épisodiques dirigées vers le futur sont liées car elles représentent des manifestations de la conscience de soi, dite autonoétique. La conscience autonoétique permet de percevoir le moment présent comme une continuité de soi dans le passé et comme un prélude de soi dans le futur, ce qui génère l’émergence du sentiment d’identité (le soi).

Tulving avance aussi la notion de chronesthésie qu’il définit comme la conscience du temps subjectif dont l’empan s’étend du passé au futur lointain. La chronesthésie, associée à la conscience autonoétique, forge notre sentiment conscient d’être une personne unique à travers le temps et scelle notre sentiment de continuité temporelle. La conscience autonoétique et la chronesthésie sont très liées et impliquent toutes les deux la conscience de soi dans le temps, cependant l’importance atribuée au soi versus au temps est différente dans les deux concepts : le concept de conscience autonoétique met l’accent sur la conscience de soi (bien que dans le temps subjectif), alors que le concept de chronesthésie met l’accent sur la conscience du temps subjectif (bien qu’en relation avec le soi) [3]. Pour résumer, la chronesthésie peut se concevoir comme la dimension temporelle de la conscience autonoétique.

Comme nous l’avons souligné, le voyage mental épisodique dans le temps peut être mis en balance avec d’autres formes de projection de soi dans le futur. La capacité à penser au futur ne représente pas une capacité singulière, mais plutôt un ensemble d’habiletés [4] qui préparent un organisme à agir et qui opèrent à différents niveaux de conscience [5]. Au regard de la cognition de haut niveau, la planification et la mémoire prospective représentent d’autres formes de pensées dirigées vers le futur qui sont étroitement liées à la pensée épisodique vers le futur. En effet, la mémoire épisodique réfère aussi à la capacité à se souvenir d’effectuer des actions dans le futur [1, 2]. Cet aspect prospectif de la mémoire épisodique (mémoire prospective) est indispensable dans la vie quotidienne pour planifier nos actions futures et se projeter dans le temps [6]. Elle offre ainsi la possibilité unique d’intégrer les expériences passées à un projet futur. La mémoire prospective ou mémoire des intentions futures est d’une importance capitale puisque planifier et exécuter des intentions complexes sont des capacités essentielles de la vie quotidienne (se rappeler de prendre rendez-vous avec son dentiste, d’aller poster une lettre, de fermer le robinet de sa baignoire…). La mémoire prospective est, en effet, définie comme la capacité à se souvenir de réaliser des activités projetées dans le futur, mais il s’agit généralement du futur proche et d’événements planifiés : ce que j’ai prévu de faire demain, ce prochain week-end, la semaine prochaine, le mois prochain… De telles intentions représentent des scénarios spécifiques futurs planifiés, cependant l’importance de l’implication de la mémoire épisodique dans la mémoire prospective du futur lointain dépendrait alors de la mesure avec laquelle les intentions futures sont simulées plus que planifiées [4].

Le voyage mental dans le temps est une notion que l’on retrouve également dans d’autres modèles théoriques que celui de Tulving. Par exemple, dans le modèle de la mémoire autobiographique de Conway [7], l’une des fonctions des souvenirs épisodiques est de procurer des informations précises sur les progressions récentes (minutes, heures, jours précédents) de nos buts actuels, et de fournir une base permettant l’élaboration de buts futurs et l’implémentation de plans liés à soi. Conway soutient que la dimension temporelle des souvenirs épisodiques s’étend en arrière et en avant dans le temps ; c’est ce qu’il qualifie de « fenêtre temporelle » (remembering-imaging window). Cette fenêtre temporelle nous permettrait de rester fortement attachés à nos objectifs et projets actuels. Toutefois, pour cet auteur, se souvenir du passé et imaginer le futur personnel prennent place au sein d’un même système de conscience épisodique qui s’étendrait sur quelques jours (la semaine dernière, la semaine prochaine). Au-delà de cette fenêtre, les aspects sémantiques de la mémoire autobiographique seraient fortement engagés. Aussi bien le passé que le futur seraient construits à partir de l’accès à des connaissances conceptuelles personnelles. Autrement dit, la perception du futur serait préférentiellement liée à des représentations abstraites d’une identité possible, désirée, ou planifiée (ce que je pourrais être, j’aimerais être ou j’ai décidé d’être).

La projection épisodique dans le passé et dans le futur : un processus miroir ?

L’intérêt croissant porté au voyage mental dans le temps vient en grande partie du fait que de nombreuses similitudes ont été observées entre la récupération de souvenirs épisodiques et l’imagination d’évènements épisodiques futurs, et ce tant aux niveaux cognitif, pathologique que cérébral.

Les similitudes dans les études cognitives du fonctionnement normal

Plusieurs études [7–10] ont montré que différents facteurs agissant sur la récupération et la nature des souvenirs d’évènements personnels passés influencent de la même façon la production d’évènements personnels futurs : par exemple, la distance temporelle de l’évènement par rapport au moment de l’évocation, la valence émotionnelle, les capacités d’imagerie mentale, la personnalité.

D’Argembeau et Van der Linden [9] ont montré que pour le passé et le futur, les représentations d’évènements temporellement proches induisent un sentiment de ré-expérience ou de pré-expérience plus fort et contiennent plus de détails sensoriels et contextuels que les représentations d’évènements temporellement éloignés. Ces résultats entrent en résonance avec des études qui ont montré que les représentations d’évènements passés ou futurs distants par rapport au présent sont plus génériques, liées à des routines, des schémas et des scripts culturels, alors que les évènements proches du présent sont plus spécifiques [7–9]. Ces résultats confirment l’existence d’une sémantisation des représentations d’événements avec la distance temporelle dans le passé [11], et étendent ce phénomène aux projections dans le futur.

D’autres études ont également montré que les capacités d’imagerie mentale sont liées positivement à la quantité de détails sensoriels (visuels et autres) évoqués lors de la récupération d’évènements passés ou l’imagination d’évènements futurs [12] et que les représentations d’évènements positifs, passés ou futurs, sont associées à un sentiment de ré-expérience ou de pré-expérience plus important que les représentations d’évènements négatifs [9]. Par ailleurs, l’étude de Berntsen et Jacobsen [8] a mis en avant qu’un voyage mental vers le passé ou le futur peut survenir de façon volontaire (contrôlée), mais également de façon involontaire (spontanée) dans la vie de tous les jours.

Les similitudes dans la pathologie

Des données en faveur d’un lien étroit unissant la production épisodique d’évènements passés et futurs sont également apportées par les observations de différents patients souffrant d’un syndrome amnésique [13] ou de pathologies neurodégénératives [14]. Les troubles de mémoire épisodique (amnésies antérograde et rétrograde) s’accompagnent fréquemment d’une incapacité à se projeter dans le futur. Lorsque Tulving demande au patient KC ce qu’il va faire le lendemain, ce qu’il a fait hier, KC ne peut répondre à aucune de ces deux questions car son esprit est vide dans les deux cas (same kind of blankness, dit-il). Tulving souligne que ce patient présente une dissociation entre une connaissance du temps (unités, structure et mesures du temps physique) préservée et une expérience subjective du temps ou chronesthésie déficitaire. Depuis cette observation princeps, des déficits couplés de la récupération épisodique d’évènements personnels passés et de la projection épisodique dans le futur personnel ont été observés chez d’autres patients. Ainsi, lorsque le patient DB est questionné sur son futur, soit il fabule, soit il ne peut pas répondre [15]. Cependant, DB peut imaginer des évènements futurs dans le domaine public. Tout comme son déficit pour le passé, son trouble est spécifique à la capacité d’imaginer épisodiquement son futur personnel. Ces patients semblent donc souffrir d’une discontinuité subjective entre le présent, le passé et le futur qui perturbe leur sentiment de continuité phénoménologique et même d’identité personnelle.

Plusieurs recherches réalisées chez les sujets atteints de la maladie d’Alzheimer montrent un déficit d’épisodicité des évènements passés et futurs lié à un manque d’intégration de détails en une représentation cohérente [14]. Gamboz et al. [16] ont comparé les performances de quatorze adultes au stade prédémentiel de la maladie d’Alzheimer avec celles de quatorze sujets contrôles. À partir de mots clés présentés sur un écran d’ordinateur, les participants devaient mentalement se remémorer quatre évènements autobiographiques spécifiques qui étaient survenus pendant l’année précédente et se projeter dans quatre évènements spécifiques futurs qui surviendraient peut-être durant l’année suivante. Bien que les deux groupes de sujets aient donné un nombre de mots et de détails équivalents, l’analyse qualitative des résultats a montré que les patients ont donné moins de détails spécifiques épisodiques, mais plus de détails sémantiques pour les évènements du passé et du futur en comparaison avec les sujets contrôles.

Des études soulignent le rôle de l’hippocampe dans la projection dans le temps davantage que celui du lobe préfrontal. Kwan et al. [17] ont rapporté le cas d’une jeune femme, HC, souffrant d’une amnésie développementale liée à une atteinte hippocampique bilatérale. Ils ont évalué ses capacités à voyager épisodiquement dans le temps subjectif et montré que HC présentait des déficits tels que ses récits étaient moins détaillés pour les évènements personnels passés et futurs, qu’ils soient proches ou éloignés du moment présent. Hassabis et al. [18] ont mené une étude auprès de cinq patients présentant une amnésie suite à des lésions bi-hippocampiques. Ils ont demandé aux patients et à des sujets contrôles appariés de construire des évènements imaginaires sur la base d’indices (« Imaginez que vous êtes allongé sur une plage de sable blanc dans une belle baie tropicale »). Ils ont observé que les patients étaient perturbés dans l’imagination de nouveaux évènements, leurs productions étaient moins riches que celles des sujets contrôles. En particulier, les patients rapportaient des expériences imaginées qui présentaient une cohérence spatiale moins importante que les sujets contrôles. Les cadres environnementaux des évènements évoqués par les patients consistaient en des images fragmentées plutôt que des représentations intégrées uniques. Le seul patient qui avait des performances normales présentait quelques préservations hippocampiques résiduelles. Cette étude souligne donc, elle aussi, le rôle des formations hippocampiques dans le voyage mental. Toutefois, Squire et al. [19] ont récemment suggéré que la capacité à imaginer le futur lointain, tout comme la capacité à se remémorer le passé lointain, pouvait être indépendante de l’hippocampe.

Les similitudes dans les études en neuro-imagerie

La première publication en imagerie ciblant la simulation d’évènements futurs a été produite par Okuda et al. [20] avec un paradigme en TEP. Une activation commune pour le passé et le futur était observée aux niveaux de régions préfrontales et temporales médianes. Depuis, de nombreuses études en neuro-imagerie fonctionnelle (IRMf) vont dans le sens d’un recouvrement important des régions impliquées dans le rappel d’évènements passés et la simulation d’évènements futurs [21–27] (figure 2). Le réseau cérébral activé lorsque l’on se souvient du passé et envisage le futur inclut principalement des régions préfrontales médianes, des régions postérieures dans le cortex pariétal médian et latéral (s’étendant jusqu’au précunéus et au cortex rétrosplénial), le cortex temporal latéral et le lobe temporal médian. L’étude de Szpunar [24] a permis de mettre en avant une signature neuronale spécifique à la construction d’évènements appartenant à l’histoire personnelle (passée et future). En effet, la magnitude des activations des régions citées ci-dessus était différente selon que les évènements évoqués étaient personnels ou impliquaient une autre personne (Bill Clinton). L’étude de Addis et al. [26] a dissocié l’implication des différentes régions de ce réseau cérébral pendant les phases de construction (la recherche et la (re)construction d’un évènement) et d’élaboration (la production de détails supplémentaires) des représentations mentales. Les résultats ont montré une grande similitude au niveau des zones cérébrales engagées dans l’élaboration d’évènements passés et futurs (hippocampe gauche et régions visuo-spatiales postérieures). D’autre part, Szpunar et al. [24] ont montré que les structures corticales postérieures sont plus associées au voyage mental épisodique vers le futur et le passé dans des contextes familiers (son propre appartement) que non familiers (la jungle). En demandant à des participants d’imaginer un trajet spécifique au sein d’un environnement familier dans le passé, le présent et le futur, ainsi que le rappel d’un souvenir particulier d’un moment où ils avaient effectivement réalisé ce même trajet, Nyberg et al. [28] ont montré que le cortex pariétal latéral gauche, le cortex frontal gauche, le cortex cérébelleux et le thalamus étaient plus activés dans les conditions passé et futur que dans la condition présent.

Les différences entre le voyage mental épisodique vers le passé et le futur

Même si de nombreuses similitudes sont observées entre la récupération de souvenirs personnels passés et la projection épisodique de soi dans le futur, il existe également des différences entre ces deux processus à des niveaux cognitif et cérébral. De plus, certaines ambiguïtés méthodologiques sur la nature épisodique des productions peuvent également conduire à des confusions dans les interprétations des données présentées. Dans l’ensemble des données recueillies sur le voyage mental épisodique, trois principales différences phénoménologiques apparaissent entre la récupération d’évènements personnels passés et la simulation d’évènements personnels futurs [4].

Tout d’abord, les épisodes du futur personnel sont moins détaillés que les souvenirs d’évènements personnels passés [8]. De façon plus précise, D’Argembeau et Van der Linden [9] ont montré que le rappel d’évènements personnels passés est associé à une production de détails sensoriels et contextuels plus riches et plus vivaces que ne le sont les évènements personnels imaginés futurs. Ces données sont consistantes avec des études qui ont montré que les évocations d’évènements réels sont plus détaillées que celles d’évènements imaginés.

Ensuite, les épisodes du futur personnel sont plus positifs que les souvenirs d’évènements personnels passés. Ces données sont en accord avec la littérature qui indique que les individus ont tendance à avoir une vision optimiste de leur futur.

Enfin, les épisodes du futur personnel prennent place dans un intervalle temporel plus proche du présent que les souvenirs d’évènements passés. De plus les pensées dirigées vers le futur proche sont plus fréquentes que celles dirigées vers le passé proche [10].

Dans le domaine de la pathologie, Andelman et al. [29] ont rapporté le cas d’une patiente amnésique (lésions bi-hippocampiques) qui présentait un gradient temporel de perturbation différent pour les processus de voyage mental épisodique orientés vers le passé ou le futur. Alors que sa mémoire épisodique était intacte pour les expériences passées anciennes, elle était sévèrement affectée pour son passé récent et elle ne pouvait pas faire de plans personnels ou s’imaginer dans son futur proche ou lointain. Les auteurs proposent que les fonctions rétrospective et prospective de la mémoire épisodique de leur patiente n’évoluent pas au même rythme sur l’axe du temps subjectif. Deux autres études récentes présentent des patients amnésiques dont la capacité à voyager mentalement dans le futur de façon épisodique est préservée. Tout d’abord, Maguire et al. [30] ont mené une étude comparative des capacités d’imagination de scènes futures et fictives chez Jon, un patient souffrant d’une amnésie développementale, et P01, un patient pouvant créer mentalement des scènes complexes. Ces patients présentaient des profils particulièrement intrigants au regard de la littérature : bien qu’ils soient profondément amnésiques (épisodiquement), ils arrivaient à imaginer en détail des scènes fictives et futures comme des sujets contrôles. De façon intéressante, ces deux patients présentaient une réduction limitée (à 50 %) du volume hippocampique et avaient conservé certaines capacités d’apprentissage sémantique et de reconnaissance. Cependant, bien que ces deux patients amnésiques aient pu créer mentalement des scènes précises, il semblerait qu’ils ne l’ont pas fait de la même façon. Ainsi, d’après leur debriefing post-test, Jon semblait engager un processus contrôlé pour pouvoir construire des scènes et des images mentales, alors que P01 réalisait les scènes de façon spontanée et automatique, comme les participants contrôles. Cette étude ouvre des pistes pour explorer l’impact possible de la préservation des capacités sémantiques ou du fonctionnement résiduel des régions hippocampiques sur les capacités fonctionnelles (bien que stratégiquement différentes) de ces deux patients à former des scènes imaginaires et futures. Récemment, une dissociation a été décrite par Duval et al. [31] chez des patients atteints de troubles sémantiques sévères (démence sémantique) qui présentaient un déficit de la projection épisodique dans le futur mais une préservation de la projection épisodique dans le passé. Ce résultat, relié aux autres observations, pointe l’implication importante des représentations sémantiques dans la construction épisodique du futur et corrobore certaines données de neuro-imagerie où l’on retrouve une activation plus importante du lobe temporal latéral et du lobe frontal inférieur pour le futur [25].

De façon générale, différents auteurs ont mis en évidence des activations cérébrales plus importantes pour le futur (pour revue, [4]). Cela refléterait que le voyage mental dans le futur implique des processus constructifs plus complexes, plus intensifs ou plus exécutifs que le rappel de souvenirs d’évènements passés (par exemple, [24]). Plus précisément, des différences ont également été observées en fonction de la phase de récupération/imagination de l’évènement. Ainsi, Addis et al. [26] ont montré que, pendant la phase de construction, les évènements futurs impliquaient plus le cortex fronto-polaire droit, le cortex préfrontal ventrolatéral gauche et l’hippocampe droit que les évènements passés. Weiler et al. [27] ont récemment observé que l’hippocampe postérieur droit est plus actif pendant la phase de construction des évènements passés et d’élaboration des évènements futurs. De plus, au regard des évènements futurs, les évènements passés sont liés à une activation plus importante dans plusieurs régions de traitement visuel, ce qui est en accord avec la réactivation de l’expérience perceptive originale.

Ainsi, il semblerait que des parties du réseau qui sous-tendent des fonctions distinctes suivent un décours temporel d’activation différent selon que le voyage mental épisodique dans le temps est dirigé vers le passé ou le futur. Bien que séparables, les sous-composantes du réseau semblent agir cependant comme une unité fonctionnelle qui permet la construction de la scène passée ou future unifiée. De plus, l’augmentation de l’activité pour les évènements futurs pourrait être liée spécifiquement à la projection de soi dans le futur (prospection), mais également à une demande plus générale du processus d’imagination d’évènements épisodiques à proprement parler. Plusieurs études en effet ont déjà montré des différences entre la récupération d’évènements passés réellement vécus ou préalablement imaginés. Afin de résoudre ces ambiguïtés, Addis et al. [14] ont proposé un protocole spécifique permettant de dissocier les situations où les sujets se souviennent, de celles où ils imaginent des évènements personnels. Deux réseaux cérébraux ont été distingués au sein du réseau central identifié dans les études précédentes : un premier sous-système étendu incluant l’hippocampe antérieur, le cortex préfrontal médian et le gyrus frontal inférieur préférentiellement associé avec l’imagination (des évènements passés et futurs), un deuxième sous-système, incluant l’hippocampe, le gyrus parahippocampique et des régions étendues du cortex visuel postérieur, préférentiellement mis en œuvre lors de la récupération d’évènements personnels passés riches en détails contextuels et visuo-spatiaux. Ainsi, les données suggèrent que certaines régions associées à la projection dans des évènements personnels futurs, sous-tendraient en fait des processus généraux liés à l’imagination plutôt que ceux spécifiques à la projection épisodique de soi dans le futur.

Hypothèses explicatives des similitudes et des différences entre le passé et le futur

Outre l’hypothèse qui découle de la modélisation de la mémoire épisodique de Tulving, d’autres propositions qui portent moins l’accent sur la mémoire épisodique ont été avancées dans la littérature. Différents termes ont été associés à la capacité à imaginer mentalement des évènements du futur personnel, la nature du terme employé dépendant généralement du fait que cette capacité soit envisagée séparément ou en conjonction avec la mémoire épisodique. Ainsi, nous pouvons relever les termes de episodic future thought [4], futur autobiographical thought [10], prospection [33], simulation [32, 34] ou projection [20]. Nous allons présenter les hypothèses de simulation épisodique constructive [34], de projection de soi [33] et de construction de scènes [18, 35]. Nous aborderons enfin une hypothèse liée au rôle des représentations sémantiques personnelles dans la perception du futur [4, 31].

L’hypothèse de simulation constructive

En se basant sur l’idée fondamentale que la mémoire épisodique est par nature reconstructive, Schacter et Addis [34] ont proposé que la simulation épisodique d’évènements futurs personnels pourrait s’opérer dans le même système que la reconstruction des évènements du passé personnel et faire intervenir des types de processus similaires. Ils ont alors proposé l’hypothèse de simulation épisodique constructive. Cette hypothèse postule que la mémoire épisodique fournit une source de détails pour les simulations d’évènements futurs. Ainsi, les évènements passés et futurs sont construits sur des informations similaires stockées en mémoire épisodique et sont liés à des processus cognitifs similaires pendant la construction de l’évènement, comme les mécanismes de référence à soi et l’imagerie mentale. De plus, la nature constructive de la mémoire épisodique permet au système d’extraire et de recombiner de façon flexible des éléments appartenant à des évènements du passé stockés en mémoire à long terme, dans le but de créer une représentation mentale cohérente permettant de simuler, imaginer ou pré-expérimenter des évènements qui ne sont jamais arrivés auparavant. Ce processus de recombinaison flexible est envisagé comme lié aux capacités de traitements associatifs (binding) dépendant de la formation hippocampique. Différentes données de la littérature abondent dans le sens de cette hypothèse, en particulier les études mettant en avant que des difficultés de récupérations de détails de souvenirs épisodiques sont couplées à une production diminuée de détails dans l’imagination épisodique d’évènements futurs [16, 27]. Ces auteurs proposent que nous puissions simuler mentalement notre futur personnel en nous appuyant en partie sur des éléments du passé. De plus, Addis et al. [14] ont souligné récemment que le réseau cérébral commun pourrait en fait refléter la reformulation (recasting) d’évènements passés comme des évènements futurs.

L’hypothèse des processus de projection de soi

Une autre hypothèse est celle qui a été avancée par Buckner et Carroll [33]. Leur proposition part du constat que les capacités d’évocation épisodiques passées et futures activent un réseau cérébral également mis en jeu lors d’autres activités cognitives. Ainsi, ils proposent que des capacités, initialement considérées comme distinctes, pourraient être mieux comprises en les envisageant comme faisant partie d’une classe plus large de fonctions qui permettent des formes flexibles de projection de soi. Le processus de projection de soi permet de se détacher de la réalité présente et d’adopter un point de vue différent. Selon ces auteurs, la projection de soi est très liée aux systèmes de mémoire car les expériences passées servent de fondations sur lesquelles les perspectives alternatives et les projections dans le futur sont construites. Buckner et Carroll décrivent quatre types de projection de soi : la mémoire épisodique, la prospection, la théorie de l’esprit et la navigation. La mémoire épisodique est conçue comme l’acte de se souvenir et implique de simuler le passé, la prospection concerne la capacité à simuler un évènement futur possible, la théorie de l’esprit implique de concevoir la perspective d’une autre personne, enfin, la navigation (ou l’orientation topographique) implique de simuler une autre perspective ou de cartographier l’environnement. Par exemple, imaginons un spectateur d’une compétition d’athlétisme au moment de la remise des médailles : il peut se souvenir de la course (mémoire épisodique), il peut imaginer le moment où le stade sera vide après la compétition (prospection), il peut imaginer ce que ressent le vainqueur de la course (théorie de l’esprit) et il peut se représenter le stade dans son entier comme s’il le voyait d’un hélicoptère (navigation). Ces différents types de projection se différencient par leur orientation dans le temps subjectif (passé, présent ou futur), les perceptions de la personne qui réalise la projection (évènements réels, évènements futur possible, point de vue d’autrui, localisation alternative), les perspectives de l’imagerie visuelle (première, troisième ou autre personne) et leurs fonctions (mémoire, planification et résolution de problèmes sociaux et cognitifs, orientation spatiale, et cognition sociale). Cependant, Buckner et Carroll proposent de regrouper ces différentes fonctions car elles activent toutes un même réseau cérébral, activé également au repos (lorsqu’on demande au sujet : « ne penser à rien », default mode network). Ce réseau semble comprendre deux composantes. Premièrement, un sous-système temporal médian qui fournit les informations d’expériences antérieures sous la forme de souvenirs et d’associations constituant des socles pour la simulation mentale. Deuxièmement, un sous-système central médian (cortex cingulaire postérieur et préfrontal antérieur médian) qui facilite l’utilisation flexible de ces informations pendant la construction de simulations mentales pertinentes par rapport à soi. Ce réseau semble être spécialisé dans les actes mentaux qui portent le focus attentionnel de façon interne et qui nécessitent la projection de soi dans un autre temps, un autre espace ou une autre perspective. Le processus de projection de soi pourrait donc rendre compte des grandes similarités observées entre la récupération en mémoire épisodique et l’imagination épisodique d’évènements personnels futurs.

L’hypothèse des processus de la construction de scènes complexes

La troisième hypothèse proposée par Hassabis et Maguire [35] postule que les activations cérébrales communes lors de la récupération en mémoire épisodique et l’imagination épisodique d’évènements futurs soient liées à des fonctions qui ne sont pas explicitement connectées au soi ou au temps subjectif. Ils proposent ainsi que le processus de construction de scènes complexes puisse rendre compte des similitudes au niveau des aires cérébrales engagées par ces différentes activités cognitives. Afin de tester cette hypothèse, Hassabis et Maguire ont mené une expérience dans laquelle ils ont montré que la construction de nouvelles scènes fictives et le rappel d’expériences préalablement imaginées ou personnellement vécues engagent un large réseau cérébral commun incluant l’hippocampe, le gyrus parahippocampique, le cortex rétrosplénial, le cortex pariétal postérieur et le cortex préfrontal ventro-médian. Les auteurs proposent que ce réseau cérébral sous-tend les opérations cognitives engagées dans la (re)construction, le maintien et la visualisation de scènes complexes. D’autre part, ils suggèrent que le cortex préfrontal antérieur médian et le cortex cingulaire postérieur sont, eux, impliqués dans les processus liés au soi et au voyage mental dans le temps.

Une hypothèse sur les différences entre souvenirs du passé et imagination du futur

Dans un autre ordre d’idée, une revue récente [4] consacrée à la pensée épisodique dirigée vers le futur pose la question de savoir dans quelle mesure les simulations mentales d’épisodes personnels futurs sont liées à des informations non-épisodiques ? Certaines données montrent que la projection de soi dans le futur semble liée à des représentations sémantiques. Szpunar [24] propose ainsi de revoir le cadre conceptuel dominant de la simulation épisodique constructive. Selon lui, le produit final de la pensée épisodique dirigée vers le futur est constitué d’un mélange de différents détails épisodiques et sémantiques qui sont recombinés de façon flexible pour former une représentation mentale cohérente d’un évènement futur spécifique. De plus, une proposition forte de Szpunar est que l’utilisation de détails sémantiques ou épisodiques appropriés dépend de leurs accessibilités respectives. En règle générale, les éléments sémantiques sont plus faciles d’accès, mais les éléments épisodiques sont très importants pour simuler des évènements futurs pour lesquels il n’y a pas en mémoire d’expériences répétées. Cependant, des études sont encore nécessaires pour éclairer ces propositions. En effet, une question se pose : si des évènements futurs spécifiques peuvent être construits sans nécessairement faire appel aux contenus de la mémoire épisodique per se, pourquoi est-ce que les patients amnésiques ne réussissent pas à effectuer cette tâche ? Szpunar suggère que l’atteinte hippocampique caractéristique de ces patients les empêche de mettre en œuvre un ensemble de processus communs sous-tendant la pensée épisodique vers le futur et la mémoire épisodique (par exemple, l’intégration de plusieurs unités mnésiques, aussi bien sémantiques qu’épisodiques, dans une représentation cohérente unique d’un scénario spécifique). D’autres auteurs soutiennent également la proposition d’un engagement des représentations sémantiques dans la simulation d’évènements futurs [31, 36]. Ils soulignent que, tout comme ils le sont à l’encodage, les souvenirs épisodiques récupérés sont entremêlés avec des éléments de la mémoire sémantique et ce d’autant plus avec le temps. Suddendorf et al. [36] suggèrent que cela ne s’applique pas seulement à la reconstruction d’évènements passés, mais aussi à la construction d’évènements futurs. De plus, bien que le voyage mental dans un futur ou un passé éloigné du présent soit plus sémantique que lorsqu’il concerne un futur ou un passé proche [8, 9], les données montrent que cela est particulièrement vrai pour le futur. En effet, le voyage mental dans le temps vers le futur lointain est plus lié à des connaissances sémantiques (notamment les scripts de vie culturels) que le voyage mental dans le passé lointain. Berntsen et Jacobsen [8] soumettent l’hypothèse qu’un engagement plus important des représentations sémantiques dans le voyage mental vers le futur participerait à l’augmentation des activations cérébrales observées dans les études de neuro-imagerie en comparaison avec la récupération des souvenirs épisodiques, en particulier pendant la phase de construction [27] : la représentation de l’évènement serait alors associée à la conscience autonoétique épisodique tandis que le jugement qu’elle concerne un évènement futur possible pourrait avoir lieu sur la base de connaissances sémantiques liées au soi.

Ontogénèse du voyage mental dans le temps

En référence aux propositions de Tulving, la mémoire épisodique et, de ce fait, le voyage mental dans le temps subjectif, sont supposés émerger relativement tardivement chez l’enfant, vers 4 ans, en lien avec la maturation des régions préfrontales et décliner avec le vieillissement [1].

Le voyage mental à travers le temps chez l’enfant

Les aspects développementaux de cette fonction cognitive restent encore à être clairement élucidés, néanmoins les auteurs proposent que cette habileté émergerait dans l’enfance aux alentours de l’âge de 3-4 ans. Les études qui ont porté sur le voyage mental chez l’enfant se sont pour l’instant principalement intéressées aux jeunes enfants âgés de 3 à 6 ans. Elles ont montré que les capacités à évoquer des évènements du passé et du futur se développent en même temps, confirmant encore qu’elles sont intimement liées. Ainsi, Busby et Suddendorf [37] ont demandé à des enfants de 3, 4 et 5 ans de rappeler un évènement qu’ils ont effectué la veille et de fournir un évènement qu’ils pensent faire le lendemain. Ils devaient également évoquer un évènement qu’ils n’ont pas fait la veille et un évènement qu’ils ne feront pas le lendemain. Ces auteurs ont pu observer qu’une majorité des enfants de 4 et 5 ans, mais seulement une minorité des enfants de 3 ans, étaient capables de rapporter des évènements spécifiques qu’ils avaient vécus (ou non) la veille, et qu’ils vivraient (ou pas) le lendemain. De leur côté, Atance et O’Neill [38] ont utilisé un autre paradigme où les enfants devaient simuler la préparation d’une future excursion avec leurs parents. Les performances augmentaient significativement entre 3 et 5 ans. De plus, la mémoire de travail, la planification et la mémoire prospective étaient impliquées dans le voyage mental [39]. Ces données suggèrent que la capacité à voyager mentalement dans le temps se développe durant la période préscolaire et que les souvenirs épisodiques ainsi que la projection épisodique dans le futur sont des facultés cognitives qui émergent en tandem.

Le voyage mental à travers le temps chez l’adulte

Les recherches chez le jeune adulte ont montré que les capacités de voyage mental dans le passé et le futur sont comparables à différents points de vue. Des études se sont intéressées à la distance temporelle du voyage mental par rapport au présent, c’est-à-dire à « l’âge » des souvenirs ou des projections futures. Par exemple, Spreng et Levine [10] ont proposé à 349 étudiants en première année de psychologie un matériel constitué de mots indices extraits du Modified future Crovitz test (MFCT) à partir desquels ils devaient rapporter un évènement spécifique « qui leur était arrivé dans leur passé » ou bien un évènement qui était « susceptible de leur arriver dans l’avenir ». Les sujets devaient ensuite dater chaque évènement en minutes, heures, jours, mois ou années qui séparaient l’évènement en question du présent. Les auteurs ont observé que la fréquence des évènements spécifiques personnels tant passés que futurs, générés en réponse aux mots indices, était plus importante pour les évènements proches du présent et déclinait en fonction de la distance temporelle. La distribution temporelle des évènements rapportés pour le passé et pour le futur était très centrée autour du présent. La fonction de rétention observée pour les évènements passés trouvait son miroir dans une fonction d’intention pour les évènements autobiographiques futurs. Conway [7] a également observé ce phénomène chez des adultes jeunes, avec une diminution régulière du nombre de souvenirs listés en fonction de l’augmentation de l’intervalle de rétention ou d’intention. Par ailleurs, en comparant trois groupes d’âge (adultes jeunes (25 ans), adultes d’âge moyen (50 ans) et âgés (72,5 ans)), Spreng et Levine [10] ont observé que les distributions de fréquence des évènements dans le temps depuis le présent semblent rester largement constantes au cours de toute la vie. Malgré les différences liées au fait que les sujets jeunes ont une perspective du futur plus étendue et une perspective du passé plus réduite que les sujets âgés, la temporalité du voyage mental était centrée autour du moment présent quel que soit l’âge des sujets.

Chez les sujets âgés, l’étude de Viard et al. [25] a montré que les évènements épisodiques rapportés pour le passé récent (12 derniers mois) étaient plus détaillés que les évènements susceptibles d’arriver dans le futur proche (12 prochains mois). De leur côté, Addis et al. [40] ont observé que les adultes âgés génèrent moins de détails internes (épisodiques) que les sujets jeunes pour des évènements passés et futurs. Plus précisément, ces auteurs ont observé un déficit lié à l’âge, pour la recombinaison des détails épisodiques en de nouveaux évènements spécifiques [41]. Ces résultats suggèrent donc que les déficits liés à l’âge peuvent être imputés à des difficultés de production et de recombinaison de détails épisodiques en un évènement cohérent, qu’il s’agisse du passé ou du futur.

Conclusion

Selon Tulving, la mémoire épisodique implique un voyage mental dans le temps associé à la conscience autonoétique qui permet de percevoir le présent comme une continuité du passé, mais également un prélude du futur : elle est la clé de la continuité phénoménologique de soi et facilite ainsi l’intégration des changements au cours du temps et l’anticipation d’évènements futurs ou l’imagination de ’sois’ possibles. Le système épisodique permet d’avoir une représentation stable de soi dans le temps subjectif et de s’adapter à l’environnement et aux situations futures en s’appuyant sur nos expériences passées. Or, comme nous l’avons exposé, la projection épisodique dans le futur est particulièrement sensible aux dysfonctionnements liés à l’âge ou dans la pathologie. Ces résultats nous invitent à considérer avec plus d’attention l’atteinte des capacités de voyage mental dans le temps dans le vieillissement et chez les patients cérébrolésés pour cibler davantage les programmes de remédiation cognitive.

Enfin, la littérature en plein essor sur le voyage mental dans le temps que nous avons passée en revue ponctue les similitudes et révèle également quelques différences observées selon la direction temporelle du voyage. Les données tant expérimentales, neuropsychologiques, que neurofonctionnelles sont, dans leur ensemble, en accord avec l’idée que le voyage mental dans le temps s’effectue au sein d’un même système et met en œuvre les mêmes processus, qu’il soit dirigé vers le passé ou le futur. Parmi les différences qui apparaissent entre souvenir du passé et imagination du futur, la contribution plus importante des représentations sémantiques personnelles dans la construction du futur est une nouvelle donnée très intéressante du point de vue théorique. Des futures recherches permettront d’envisager le concept de chronesthésie lié à la mémoire épisodique dans le cadre plus large de la mémoire autobiographique, qui intègre à la fois des aspects épisodiques et sémantiques, et de mieux distinguer du point de vue fonctionnel le rôle de l’hippocampe et celui du lobe préfrontal dans le voyage mental dans le temps subjectif.

Points clés

• •. Le voyage mental dans le temps subjectif nous permet de se souvenir de notre passé et d’imaginer notre futur.
• •. Cette capacité, dépendante de la mémoire épisodique, émerge tardivement chez l’enfant et décline dans le vieillissement.
• •. On observe un mécanisme de sémantisation des projections épisodiques avec la distance par rapport au moment présent aussi bien vers le passé que vers le futur.
• •. Se souvenir du passé et imaginer le futur impliquent des mécanismes neurocognitifs communs.
• •. Trois hypothèses distinctes ont été proposées pour expliquer les similitudes entre les projections dans le passé et le futur : la simulation épisodique constructive, la projection de soi, la construction de scènes complexes.

Conflits d’intérêts: aucun.

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