PROCESSUS ASSOCIATIFS EN MÉMOIRE ÉPISODIQUE DANS LE VIEILLISSEMENT

NORMAL ET DANS LE TROUBLE COGNITIF LÉGER DE TYPE AMNÉSIQUE

Thèse

SARAH TARDIF

Doctorat en psychologie – Recherche et intervention (Orientation clinique)

Philosophiae Doctor (Ph.D.)

Québec, Canada

© Sarah Tardif, 2014

iii

Résumé

La présente thèse vise la caractérisation des processus mnésiques associatifs dans le

vieillissement normal et le trouble cognitif léger amnésique (TCLa). Dans la première étude

(Chapitre II), les performances de groupes de jeunes adultes (groupe contrôle) et d’adultes âgés

en bonne santé sont évaluées à l’aide d’une tâche expérimentale sollicitant la mémoire d’items,

de localisations et d’associations spatiales ou temporelles. Les résultats révèlent que les

participants âgés obtiennent de moins bonnes performances que les jeunes adultes dans toutes les

conditions de la tâche. Une interaction révèle toutefois que dans la condition impliquant des

associations spatiales, les participants âgés présentent un déficit accru par rapport aux autres

conditions. Des analyses des patrons d’erreurs confirment les difficultés des adultes âgés à

mémoriser des associations spatiales. Ces analyses révèlent aussi que malgré leurs difficultés à

mémoriser des associations temporelles, les sujets âgés peuvent utiliser l’information sur l’ordre

de présentation des items pour reconstruire les associations dont ils se souviennent. Dans la

deuxième étude (Chapitre III), les performances de groupes d’adultes âgés en bonne santé

(groupe contrôle) et de gens présentant un trouble cognitif léger de type amnésique (TCLa) sont

évaluées à l’aide de la même tâche expérimentale. Les participants du groupe TCLa montrent de

moins bonnes performances que le groupe contrôle dans les conditions sollicitant la mémoire

d’items, de localisations ou d’associations spatiales. Toutefois, lorsque des associations

temporelles doivent être mémorisées, les deux groupes sont comparables. Par ailleurs, aucune

interaction n’est obtenue entre les groupes et les conditions de la tâche. Enfin, l’analyse des

patrons d’erreurs révèle que les participants contrôles parviennent à utiliser implicitement

l’information sur l’ordre de présentation des items pour reconstruire des associations temporelles,

mais ce n’est pas le cas dans le groupe TCLa. Dans l’ensemble, les résultats obtenus dans l’Étude

1 suggèrent la non-universalité du déficit associatif attribuable au vieillissement. Dans l’Étude 2,

les résultats suggèrent: 1) que le TCLa n’est pas caractérisé par la présence d’un déficit associatif

en comparaison au vieillissement normal; mais 2) contrairement aux adultes âgés, les gens avec

TCLa n’ont pas la capacité d’associer implicitement des éléments d’information. Autrement dit,

l’analyse raffinée des patrons d’erreurs dans les tâches de mémoire associative pourrait

représenter une nouvelle façon d’identifier la MA prodromique et cette question mérite d’être

investiguée dans le futur. Enfin, cette thèse suggère de nouvelles pistes de recherche pour l’étude

raffinée des processus mnésiques associatifs au cours du prodrome de la MA.

v

Abstract

The present thesis aims to characterize associative memory processes in normal ageing and in

amnestic mild cognitive impairment (aMCI). In the first study (Chapter II), performances of

younger (control group) and healthy older adults were compared using an experimental task that

measures item memory, location memory, and spatial or temporal associative memory. Results

indicate that heatlhy older adults performed worse than young adults in all task conditions. A

significant interaction revealed a greater age-related difference regarding spatial associative

memory compared to item memory. Analyses of the pattern of errors confirmed the difficulty of

older adults to memorize associations with a spatial context. The analyses also revealed that

despite their difficulty to memorize associations with a temporal context, older adults can use

information regarding the temporal order of items at study phase in order to reconstruct temporal

associations. In the second study (Chapter III), performances of healthy older adults (control

group) and people with amnestic mild cognitive impairment (aMCI) were compared using the

same experimental task described above. Participants from the aMCI group performed worse than

healthy older adults in all task conditions except the one measuring temporal associative memory.

In addition, no interactions were found, indicating that the magnitude of differences between

groups was comparable between task conditions. The analysis of the pattern of errors revealed

that healthy older adults can implicitly use temporal information in order to reconstruct

associations with a temporal context, but not participants with aMCI. In sum, results from Study

1 suggest that associative deficit hypothesis is not universal. Results from Study 2 suggest 1) that

aMCI is not characterized by an associative memory deficit when compared to healthy older

adults; but 2) contrary to healthy older adults, aMCI subjects do not have the capacity to

implicitly bind pieces of information. In other words, the analysis of the pattern of errors in

associative memory tasks might represent a novel way to identify prodromal Alzheimer’s disease

(AD) and this question needs to be investigated in future work. To conclude, the present thesis

suggests directions for future research on associative memory in the prodromal phase of AD.

vii

Table des matières

Résumé ............................................................................................................................................. iii Abstract ............................................................................................................................................. v Remerciements ..............................................................................................................................xvii Avant-propos .................................................................................................................................. xix CHAPITRE I - Introduction ........................................................................................................... 1

Résumé de la problématique .................................................................................................................. 1 La mémoire épisodique ........................................................................................................................... 1 La mémoire épisodique dans le vieillissement normal ......................................................................... 3 Vieillissement pathologique .................................................................................................................... 6 Le trouble cognitif léger ......................................................................................................................... 7 Approche méthodologique ................................................................................................................... 11 Synthèse ................................................................................................................................................. 13 Objectifs et hypothèses ......................................................................................................................... 13

CHAPITRE II ................................................................................................................................. 17 Résumé ...................................................................................................................................... 19 Abstract .................................................................................................................................... 21 Introduction ............................................................................................................................. 23 Experiment 1 ............................................................................................................................ 26

Participants ............................................................................................................................................. 26 Materials ................................................................................................................................................. 27 Procedure ............................................................................................................................................... 28 Data analyses .......................................................................................................................................... 29 Results..................................................................................................................................................... 30 Discussion............................................................................................................................................... 34

Experiment 2 ............................................................................................................................ 36 Participants ............................................................................................................................................. 36 Materials ................................................................................................................................................. 36 Procedure ............................................................................................................................................... 36 Data Analyses ......................................................................................................................................... 37 Results..................................................................................................................................................... 37 Discussion............................................................................................................................................... 40

viii

General discussion .......................................................................................................................... 41 References ........................................................................................................................................ 45 Appendix A ...................................................................................................................................... 49 Appendix B ...................................................................................................................................... 51 CHAPITRE III ............................................................................................................................... 53 Résumé ...................................................................................................................................... 55 Abstract .................................................................................................................................... 57 Introduction ............................................................................................................................. 59 Experiment 1 ............................................................................................................................ 61

Participants ............................................................................................................................................. 61 Materials ................................................................................................................................................. 62 Procedure ............................................................................................................................................... 63 Data analyses .......................................................................................................................................... 64 Results ..................................................................................................................................................... 65 Discussion ............................................................................................................................................... 68

Experiment 2 ............................................................................................................................ 69 Participants ............................................................................................................................................. 69 Materials ................................................................................................................................................. 70 Procedure ............................................................................................................................................... 70 Data Analyses ......................................................................................................................................... 71 Results ..................................................................................................................................................... 71 Discussion ............................................................................................................................................... 74

General discussion .......................................................................................................................... 74 References ........................................................................................................................................ 77 Appendix A ...................................................................................................................................... 85 Appendix B ...................................................................................................................................... 87 CHAPITRE IV Conclusion générale ............................................................................................ 89

Rappel des études effectuées et des résultats obtenus ........................................................................ 91 Contributions de la thèse en lien avec les objectifs principaux ......................................................... 93 Contributions scientifiques ................................................................................................................... 94 Liens entre les données de la thèse et les changements cérébraux liés à l’âge ................................. 98 Contributions cliniques....................................................................................................................... 100 Contributions méthodologiques ......................................................................................................... 103 Au-delà de l’étude de la mémoire épisodique dans le vieillissement et le TCLa ........................... 103

ix

Forces et limites de la thèse ................................................................................................................ 105 Pistes de recherches futures ............................................................................................................... 106 En conclusion ....................................................................................................................................... 107

Annexe A ....................................................................................................................................... 109 Annexe B ........................................................................................................................................ 135 Références ...................................................................................................................................... 139

xi

Liste des tableaux

Chapitre 2 : Associative Memory Deficits in Older Adults: Time is less Vulnerable than

Space. Table 1. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult

participants in Experiment 1…………………………………………………………..31

Table 2. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult participants in Experiment 2…………………………………………………………..38

Chapitre 3 : Memory for spatial and temporal associations in older adults with amnestic

mild cognitive impairment. Table 1. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult

participants in Experiment 1……………………………………….………………….65 Table 2. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult

participants in Experiment 2…………………………………………….…………….71 Annexe A : Stimuli utilisés pour l’ensemble des conditions des tâches expérimentales de la

thèse Tableau 1. Sitmuli utilisés pour les conditions expérimentales de la thèse …………………….111

xiii

Liste des figures

Chapitre 2 : Associative Memory Deficits in Older Adults: Time is less Vulnerable than

Space. Figure 1. Mean proportions of correct recall/reconstruction score in the experimental

conditions of the task involving associations between items and their spatial context. The error bars represent standard error. * p<.05………………………………….………..…..32

Figure 2 Mean proportions of correct reconstruction score as a function of temporal migration for each group in the Location condition (left panel) and in the Item-Location condition (right panel). Error bars represent standard error………………………………..33

Figure 3. Mean distance (in pixels) of errors in the Location and Item-Location conditions

of the task. Error bars are standard error…………………………………………………...34 Figure 4. Mean proportions of correct recall/reconstruction score in the experimental

conditions of the task involving associations between items and their temporal context. The error bars represent standard error. * p<.05. ……………………………………………...39

Figure 5. Mean proportions of errors as a function of temporal migrations for each group in

the Item-Temporal condition. Error bars represent standard error…………………………40

Chapitre 3 : Memory for spatial and temporal associations in older adults with amnestic

mild cognitive impairment. Figure 1. Mean proportions of correct recall/reconstruction score for each group in the

experimental conditions of the task involving associations between items and their spatial locations. The error bars represent standard error. Note, aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients, HC = healthy controls. ……………………………………………...66

Figure 2. Mean proportions of correct recall/reconstruction score as a function of temporal

migration for each group in Location and Item-Location condition. Error bars represent standard error. Note, aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients, HC = healthy controls. ……………………………………………………………………………………67

Figure 3. Mean distance (pixels) of errors in Item-Location conditions of the task. Error bars represent standard error. ** p < .01. Note, aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients, HC = healthy controls. …………………………………………………………...68

Figure 4. Mean proportions of correct recall for each group in the experimental conditions

of the task involving associations between items and their temporal order. The error bars represent standard error. ** p < .01. Note, aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients, HC = healthy controls. …………………………………………………………...72

xiv

Figure 5. Mean proportions of errors as a function of temporal migration for each group in the Item-Time condition. Error bars represent standard error. Note, aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients, HC = healthy controls……………………………………..73

Annexe B : Migrations temporelles de 0 et de 1

Figure 1.Proportion de rappel correct aux conditions Localisation (figure de gauche) et Item-Localisation (figure de droite) en fonction des migrations temporelles de 0 et de1..137

xv

Liste des abbréviations et des sigles

ADH = Associative Deficit Hypothesis aMCI = Amnestic Mild Cognitive Impairment AD = Alzheimer’s Disease ANOVA = Analysis of variance BDI = Beck Depression Inventory BNT = 15-item Boston Naming Test; GDS = Geriatric Depression Scale HC = Healthy Control MA = Maladie d’Alzheimer MCI = Mild Cognitive Impairment MoCA = Montreal Cognitive Assessment PPTT = Pyramid and Palm Tree Test QPC = Questionnaire de plainte cognitive RL-RI = Rappel Libre/Rappel indicé à 16 items SD = Standard deviation TCL = Trouble cognitif léger TCLa = Trouble cognitif léger amnésique TMT = Trail Making Test WAIS-III = Wechsler Adult Intelligence Scale, Third Edition WMS-IV = Wechsler Memory Scale, Fourth Edition

xvii

Remerciements

D’abord, je tiens à remercier tout particulièrement mes directeurs de thèse : Sébastien

Tremblay et Carol Hudon. Sébastien, merci de m’avoir initiée à la recherche au sein de ton

laboratoire de psychologie cognitive. Je suis une meilleure scientifique grâce à toi. J’espère avoir

ne serait-ce qu’un dixième de ta rigueur et ton dévouement au travail. Carol, merci pour ton

appui constant, les opportunités offertes au cours de ma formation doctorale et pour ton courage

des dernières années. Merci à tous les deux pour votre temps et vos connaissances, qui m’ont

bien servies dans la réalisation de cette thèse.

Je tiens à remercier les membres des laboratoires de psychologie cognitive et de

neuropsychologie du vieillissement. Notamment, un immense merci à Katherine Guérard, qui

m’a appris, et grandement aidé, dans la programmation de la tâche expérimentale. Un merci

particulier à Isabelle Tremblay, professionnelle de recherche du laboratoire de neuropsychologie

du vieillissement pour le recrutement, l’évaluation des participants âgés et sur un plan plus

personnel, ton amitié.

Je désire également remercier les deux membres de mon comité de thèse, Philip Jackson

et Sophie Chantal, qui m’ont suivie durant tout mon parcours doctoral. Merci pour votre

ouverture, vos commentaires et le partage de connaissances.

Merci également à mes collègues doctorantes, plus particulièrement : Geneviève

Gaudreau et Mélissa Dion. Merci pour le partage de connaissances, les services rendus et pour

l’atmosphère de travail agréable.

Je ne pourrais oublier tous les participants qui ont généreusement accepté de contribuer à

ce projet en donnant de leur temps et en fournissant tous les efforts possibles. Plus

particulièrement, je remercie les patients et leurs familles qui m’ont laissé, si gentiment, entrer

dans leur réalité.

Je remercie également le Centre de recherche de l’Institut universitaire en santé mentale

de Québec, pour avoir mis à ma disposition toutes les ressources nécessaires à la réussite de ce

projet. Je remercie tous les professionnels que j’ai eu le plaisir de côtoyer durant ces années :

xviii

assistantes de recherche, secrétaires, personnel administratif et soutien informatique. Merci

également à l’École de psychologie de l’Université Laval.

Je tiens à souligner les organismes boursiers qui m’ont soutenue financièrement pendant

mes études supérieures, ce qui m’a permis de me consacrer à temps plein à mon doctorat :

l’IVPSA (2008-2009), le CRCN (2008-2009), le RQRV (2009-2012).

Un immense merci à mes précieux amis pour leur présence, leur appui, leur

compréhension et encouragements dans ce parcours universitaire et particulièrement en fin de

rédaction. À Guillaume, pour ta rigueur au travail et ton courage inspirant! Alexiane et Éric, deux

grands amis, mis sur ma route depuis quelques années. Votre amitié est très précieuse. Ma belle

amie Vicky, qui me suit depuis le secondaire. On en a vécu des choses au cours de ces années

universitaires... de tout ça je retiens que notre amitié est plus forte que tout! Merci à vous tous

pour votre amitié qui m’est si chère.

Sans ma famille, et en particulier mes parents, qui m’ont encouragée et soutenue dans

cette grande et longue aventure, rien n’aurait été possible. Vous avez su me transmettre

l’importance du travail bien accompli, du courage et de la ténacité. Pour m’avoir légué ces

valeurs, avoir respecté mes silences, et bien sûr pour votre présence durant ces années, Merci! Un

merci tout spécial à ma marraine Marthe, que j’ai eu le plaisir de côtoyer davantage ces dernières

années.

À ma famille de l’autre côté de l’océan, merci de vous être souciés de mon avancement et

de m’avoir encouragée.

Finalement, aux hommes de ma vie, Matthieu, merci d’avoir traversé l’océan et d’avoir

rendu tout ça possible. Je ne saurai jamais assez te remercier de ta présence, ton appui, ta patience

et surtout ton amour au cours de ces dernières années. Merci à mon grand garçon, Théo, qui m’a

donné le courage de mener à terme ce grand projet et qui a donné un autre sens à ma vie.

Finalement, à mon petit Tom qui a su me ramener les deux pieds sur terre quand je me laissais

emporter dans la tourmente des derniers moments de cette aventure. À mes deux garçons,

j’espère que cette grande étape, partagée avec vous dans les dernières années, saura vous inspirer

pour aller au bout de vos rêves.

xix

Avant-propos

Cette thèse comprend deux articles de nature empirique (Chapitres 2 et 3) rédigés en anglais. Les

autres chapitres sont rédigés en français et comprennent une introduction (Chapitre 1) et une

conclusion (Chapitre 4). Le premier chapitre réfère à l’introduction générale et fait état des

connaissances actuelles sur les changements cognitifs dans le vieillissement normal et

pathologique. La première étude empirique, présentée au deuxième chapitre, a pour objectif

principal de tester l’universalité de l’ADH auprès d’une population vieillissante normale, alors

que la deuxième étude, présentée au troisième chapitre, vise principalement à étudier l’intégrité

des processus associatifs chez des individus ayant un trouble cognitif léger de type amnésique

(TCLa). Enfin, le quatrième et dernier chapitre présente une discussion générale. Ce chapitre

permet un retour succinct sur les principaux résultats de la thèse, expose les limites et les forces

des études présentées ainsi que les contributions cliniques et méthodologiques potentielles.

Les deux articles ont été rédigés par l’auteure de cette thèse, qui a participé à toutes les

étapes de l’élaboration des manuscrits, soit la conception des études, le développement de la

tâche expérimentale, le recrutement et l’évaluation des participants, l’analyse des données et la

rédaction des manuscrits. Son nom apparaît ainsi en premier dans l’ordre des auteurs des articles.

Les noms des codirecteurs de la thèse apparaissent de la façon suivante : Sébastien Tremblay en

deuxième position et Carol Hudon, en tant que directeur du laboratoire de neuropsychologie du

vieillissement, en dernière position. La contribution des différents coauteurs est la suivante :

SARAH TARDIF, candidate au doctorat, École de psychologie, Centre de recherche de l’Institut

universitaire en santé mentale de Québec : Recension des écrits scientifiques, définition des

objectifs et hypothèses des études, élaboration de la méthodologie expérimentale, collecte de

données (groupes de jeunes adultes, d’adultes âgés et de patients), analyse et interprétation des

données, rédaction des manuscrits.

SÉBASTIEN TREMBLAY, professeur titulaire, École de psychologie, codirecteur de thèse :

Assistance dans toutes les étapes de la thèse, supervision de la démarche scientifique.

xx

CAROL HUDON, professeur agrégé, École de psychologie, Centre de recherche de l’Institut

universitaire en santé mentale de Québec, directeur de thèse : Assistance dans toutes les étapes de

la thèse, supervision de la démarche scientifique.

1

CHAPITRE I

Introduction

Résumé de la problématique

Dans le contexte démographique actuel, une proportion importante d’individus est âgée de

65 ans et plus. En fait, les personnes âgées représentent aujourd'hui 14% de la population

canadienne (Statistique Canada, 2011). Bien que le vieillissement soit synonyme de bonne santé

physique ou mentale pour un nombre important d'aînés, cette tranche de la population doit tout de

même composer avec de nombreux changements qui accompagnent le vieillissement. Des

changements concernant l’identité sociale, du fait de la survenue de la retraite, ainsi que des

modifications des capacités physiques et cognitives ne représentent que quelques-unes des

caractéristiques du vieillissement. Au plan cognitif, le vieillissement est marqué par un

ralentissement de la vitesse de traitement de l’information, des difficultés dans les sphères

langagière (ex., apparition de difficultés d'accès aux mots du lexique), attentionnelle (ex.,

diminution de la capacité à partager l'attention), mnésique (ex., difficultés à mémoriser les noms

de personne ou l'endroit où des objets ont été rangés) et exécutive (ex., diminution des capacités

d’inhibition)1. Dans la majorité des cas, ces changements cognitifs sont sans conséquence

majeure. Toutefois, la sévérité de certains déficits peut être le signe d'un déclin considéré

pathologique. C'est le cas notamment de la mémoire épisodique, dont l'atteinte peut refléter le

développement d'une démence dégénérative.

La mémoire épisodique

La mémoire épisodique permet de situer les souvenirs dans un contexte spatial, temporel et

émotionnel (Tulving, 2002). Concrètement, il s'agit de la forme de mémoire qui permet de se

souvenir de l'endroit où des clés ont été rangées, d'une liste d'articles à acheter ou de l’activité

effectuée la veille. La mémoire épisodique occupe actuellement une place importante dans les

recherches sur le vieillissement cognitif normal et pathologique. Un examen approfondi des

processus mnésiques atteints dans le vieillissement normal et dans le trouble cognitif léger

1 Dans un objectif de parcimonie, cette description du vieillissement est générale et ne rend pas compte de toutes les subtilités des changements cognitifs associés au vieillissement normal. Notamment, les processus cognitifs de nature exécutive ne sont pas affectés de la même manière par le vieillissement. Selon certains auteurs , les processus inhibitoires seraient atteints alors que les processus d’alternance de tâche le seraient dans certaines circonstances seulement.

2

(TCL2) est proposé dans la présente thèse. L'objectif général de la démarche est de mieux

comprendre les difficultés de mémoire associées au vieillissement cognitif normal et

pathologique. Pour parvenir à cet objectif, de jeunes adultes, des personnes âgées saines et des

aînés atteints de TCL seront comparés dans une tâche expérimentale inspirée des principes de

psychologie cognitive. Une telle étude est importante au plan scientifique afin de fournir des

connaissances approfondies sur le fonctionnement des processus mnésiques au cours du

vieillissement normal ou pathologique, ce qui contribuera par le fait même à une meilleure

distinction entre ces deux états.

La mémoire épisodique est un concept en neuropsychologie qui est souvent associée à la

mémoire de source ou la mémoire associative. Bien que les termes diffèrent, ces trois concepts

réfèrent à la capacité de mémoriser des informations situées dans un contexte. Les éléments

contextuels peuvent à la fois référer à un contenu spatial, temporel, émotionnel ou à tout autre

élement faisant partie de l’épisode à se rappeler, tel que la couleur de fond utilisée pour présenter

un item.

Les expériences vécues par une personne sont composées de plusieurs caractéristiques

telles que le moment ou l’endroit de la survenue de certains événements ou mêmes les émotions

ressenties lors de ces expériences. L’association des caractéristiques d’un événement permet la

différenciation des expériences qui caractérisent les souvenirs d’un individu. Ainsi, le fait de se

rappeler que le dernier film visionné a été vu au cinéma avec un membre de la famille permet de

distinguer ce souvenir précis de celui, plus sommaire, d’avoir vu un certain film. La mémoire

associative est donc sollicitée dans toute tâche nécessitant l’intégration en un souvenir unifié, de

diverses caractéristiques présentes lors de l’encodage, souvent présentés comme le ‘Quoi’, le

‘Où’ et le ‘Quand’ (Tulving, 1972, 2002 ; Underwood, 1969).

Dans la présente thèse, le terme mémoire associative sera utilisé tout au long du document.

La mémoire associative peut être distinguée de la mémoire de l’item, qui elle, réfère au rappel

d’une composante d’un événement en l’absence de liens avec les éléments contextuels (Johnson,

Verfaellie, & Dunlosky, 2008). Par exemple, la mémoire de l’item pourrait correspondre au fait

de se souvenir du dernier film visionné, mais ne pas être capable de se souvenir s’il a été vu au

cinéma ou à la maison et si nous étions accompagnés ou pas.

2 Le TCL est considéré par plusieurs chercheurs et cliniciens comme étant une phase prodromique de la maladie d'Alzheimer (Albert et al., 2011 ; Gauthier et al., 2006).

3

Composantes associative et stratégique de la mémoire épisodique. Les auteurs

intéressés par le fonctionnement de la mémoire épisodique distinguent deux composantes qui

opèrent en interaction et qui sont interdépendantes ; soit la composante associative et la

composante stratégique (Shing, Werkle-Bergner, Li, & Linderberger, 2008 ; Werkle-Bergner,

Müller, Li, & Lindenberger, 2006). D’abord, la composante associative fait référence aux

mécanismes déployés durant l’encodage, l’emmagasinage et la récupération de l’information et

qui permettent d’unifier les différentes caractéristiques d’un événement de façon à former un

souvenir cohérent et complet. En quelque sorte, cette composante peut être vue comme la colle

utilisée pour effectuer un bricolage, permettant ainsi de regrouper les éléments afin de former un

tout unifié et cohérent. La seconde composante, celle dite stratégique, réfère davantage à

l’organisation et la manipulation des éléments d’un souvenir lors de l’encodage, du stockage et de

la récupération de ladite information. L’organisation est possible, notamment, par l’établissement

de liens avec les connaissances sémantiques afin d’élaborer des relations entre les différents

éléments du souvenir. Notons que la composante stratégique peut être mise en branle par

l’individu qui effectue la tâche et donc survenir spontanément, à condition d’avoir les ressources

cognitives pour le faire. D’une autre façon, les stratégies peuvent être induites par les demandes

de l’environnement ou par des instructions claires à cet effet.

La mémoire épisodique dans le vieillissement normal

Les travaux de Bender, Naveh-Benjamin et Raz (2010) mettent en lumière le profil de

performances typiquement observé lorsqu’on compare des adultes jeunes et âgées en ce qui

concerne la mémoire de l’item et la mémoire associative. En effet, ces auteurs ont démontré, à

l’aide d’un large échantillon (n = 278) de personnes, âgées entre 18 et 85 ans, que la performance

en mémoire de l’item est généralement supérieure à celle obtenue à des tâches de mémoire

associative chez tous les partipants, mais que les personnes âgées présentent des déficits par

rapport aux jeunes dans les conditions où la mémoire associative est évaluée. Cette étude

supporte l’hypothèse du déficit associatif (en anglais, Associative deficit hypothesis : ADH),

initialement émise par Naveh-Benjamin (2000), pour expliquer les difficultés en mémoire

épisodique auprès des gens âgés en bonne santé. Selon cette hypothèse, tout épisode ou

événement est composé de différents types d’informations complexes et interreliées. Se rappeler

d’un événement nécessite au moins le rappel de certaines caractéristiques propres à cet

événement ainsi que les relations qui les unissent. Naveh-Benjamin (2000) suggère que les

4

déficits mnésiques des personnes âgées sont causés par la difficulté ou l’incapacité à créer et

retrouver les liens qui unissent les caractéristiques de l’événement. Dans une étude qui a mené à

la formulation de l'hypothèse ADH, Naveh-Benjamin (2000) a comparé les performances de

jeunes adultes et de personnes âgées à une tâche de mémoire dans laquelle des images étaient

présentées dans une matrice. À l’aide d’une tâche de reconnaissance, les sujets devaient

correctement identifier 1) les items présentés, 2) les localisations, et finalement 3) les bons items

aux bonnes localisations (cibles) parmi des distracteurs. Les comparaisons de performances

indiquent que les personnes âgées se comportent de façon similaire aux jeunes adultes lorsqu’ils

doivent rappeler les items présentés, mais qu’ils ont des difficultés importantes à réaliser les

tâches nécessitant le rappel des localisations et la reconnaissance des bons items aux bonnes

localisations. De plus, toujours en appui à l'ADH, le déficit observé en mémoire associative est

plus important que la difficulté à reconnaître les bonnes localisations parmi des distracteurs.

Les déficits de nature associative chez les personnes âgées ont été retrouvés et démontrés à

l’aide de paradigmes différents. Peu importe la nature des stimuli (p.ex., mots, images, visages),

des paradigmes expérimentaux (p.ex., rappel libre, reconnaissance) ou des modalités de

présentation (p.ex., auditive, visuelle), les auteurs observent généralement un déclin marqué de la

mémoire associative (Bastin & Van der Linden, 2006; Chalfonte & Johnson, 1996; Naveh-

Benjamin, 2000; Naveh-Benjamin, Hussain, Guez, & Bar-On, 2003; Naveh-Benjamin, Guez, &

Shulman, 2004) comparativement à la mémoire de l’item. D’autres chercheurs ont répliqué les

résultats initialement obtenus par Naveh-Benjamin (2000) en utilisant une méthodologie à valeur

plus écologique, soit celle de la mémorisation de paires de nom-visage (Bastin & Van der Linden,

2006; Naveh-Benjamin, Guez, Kilb, & Reedy, 2004). Ces travaux ont donné des résultats

semblables à ceux obtenus par Naveh-Benjamin (2000), appuyant aussi l’hypothèse ADH.

Finalement, une des premières études à avoir été menée dans ce domaine est celle de

Chalfonte et Johnson (1996), qui ont effectué des comparaisons entre les personnes âgées et les

jeunes adultes dans une tâche nécessitant des associations item-couleur. Les résultats obtenus

sont typiques de l’ADH. Leurs résultats suggèrent en effet que les adultes âgés ont des

performances similaires aux jeunes adultes lorsqu’ils doivent rappeler les items et les couleurs

uniquement. Cependant, lorsque les sujets doivent rappeler la couleur associée à un item, les

performances des personnes âgées sont significativement plus basses que celles des jeunes

adultes. Ainsi, le souvenir des caractéristiques seules sont intactes, tant chez les jeunes adultes

5

que chez les adultes, âgés, mais lorsque ces derniers doivent associer entre elles les

caractéristiques, ils sont moins performants que le groupe témoin, ici composé de jeunes adultes.

À la lumière des connaissances actuelles, l’ADH est l'une des explications les plus robustes

pour rendre compte des difficultés mnésiques des personnes âgées. Il est cependant important de

noter que peu de recherches ont étudié plus d’un type d’association au sein du même protocole,

limitant ainsi la formulation de conclusions solides sur l’universalité de l’ADH. Ceci est

particulièrement vrai pour les associations impliquant un contexte spatial ou temporel. De plus, la

littérature à ce sujet offre quelques résultats qui vont à l’encontre de l’universalité de l’ADH.

Notamment, certains auteurs (i.e., Parkin, Walter, & Hunkin, 1995 ; Troyer, D’Sousa,

Vandermorris, & Murphy, 2011) suggèrent que les difficultés en mémoire associative des

personnes âgées dépendent du type d’association à effectuer. L’équipe de Parkin et al. suggère

que les adultes âgés n’auraient pas plus de difficulté à associer l’information à un contexte spatial

que les jeunes adultes, alors que ce serait le cas pour associer à un contexte temporel. Quant à

eux, Troyer et ses collègues (2011) observent que les gens âgés présentent davantage de

difficultés à associer de l’information de diverses sources, telle que l’association d’un nom et

d’un visage plutôt que de se rappeler une paire de mots.

Par ailleurs, il est important de noter qu’un nombre moins important d’études s’attardent

aux associations entre des items dans leur contexte spatial ou temporel comparativement à

d’autres types d’associations (i.e., item + couleur ou nom + visage). De plus, les paradigmes

utilisés pour examiner les associations item-temps et item-spatial sont très différents d'une étude

à l'autre, rendant les comparaisons difficiles entre ces types d'associations. Par exemple,

l’association item-temps a surtout été testée à l’aide de tâches de jugement de récence, exigeant

du participant de déterminer, entre deux items, lequel a été vu le plus récemment. Ce type de

tâche est utile, mais limite les comparaisons possibles avec une tâche où le participant doit

repositionner des items dans une matrice par exemple. Pour ces raisons, il est nécessaire d'évaluer

la mémoire associative des personnes âgées en utilisant des paradigmes qui permettent une

comparaison directe de la capacité à former et rappeler différents types d'associations. Ce type

d'étude permettrait de tester de façon plus robuste l'hypothèse de l'universalité de l'ADH.

L'étude menée par Kessels, Hobel et Postma (2007) est une des seules, à notre

connaissance, à avoir comparé différents types d'associations avec une même et unique

procédure. En effet, les auteurs se sont intéressés aux performances de jeunes adultes et d’adultes

6

âgés sans trouble cognitif dans des tâches nécessitant le rappel de composantes uniques ou

d'items (identité des stimuli ou leur localisation) ainsi que l’association de ces composantes avec

un contexte spatial ou temporel. Les résultats de cette étude indiquent que comparativement aux

jeunes adultes, les difficultés en mémoire associative chez les personnes âgées touchent autant les

associations item-temps que les associations item-spatial. Cette étude est un appui important à

l’universalité de l’ADH, puisqu’elle utilise une méthodologie plus robuste que les études

précédentes, permettant ainsi une comparaison plus directe de ces deux types d’assocations.

Toutefois, Kessels et ses collaborateurs ont utilisé un paradigme de reconnaissance à choix forcé

pour évaluer la mémoire de l'item et un paradigme de rappel libre pour évaluer la mémoire

associative. Hors, les processus cognitifs impliqués dans ces deux paradigmes sont différents. En

effet, une tâche de rappel libre est beaucoup plus exigeante en terme de ressources cognitives

puisqu’elle nécessite 1) un encodage plus profond de l’information lors de la phase d’étude; 2)

une auto-initiation de stratégies de récupération lors de la phase de rappel, et 3) la mise en œuvre

de processus de remémoration consciente (i.e., recollection en anglais). Pour appuyer de façon

encore plus robuste l'idée de l'universalité de l'ADH, des travaux additionnels doivent être menés

pour comparer la mémoire de l'item et la mémoire associative des personnes âgées en s'appuyant

sur des paradigmes de rappel identiques, ou du moins, plus équivalents en termes de ressources

sollicitées.

Vieillissement pathologique

Plusieurs chercheurs se sont attardés à l’étude des performances en mémoire associative

dans le vieillissement cognitif pathologique puisque la mémoire épisodique représente un élément

central de la symptomatologie de plusieurs pathologies, mais peu se sont intéressés à caractériser

le fonctionnement de la mémoire de l’item et associative. Notamment, ce type de difficultés est

au cœur de la maladie d'Alzheimer (MA; American Psychiatric Association, 2003 ; Crowell,

Luis, Vanderploeg, Schinka, & Mullan, 2002; Greene, Baddeley, & Hodges, 1996), la démence

dégénérative la plus connue et la plus fréquente puisqu’elle représente les deux-tiers des cas de

démence (Étude canadienne sur la santé et le vieillissement, 1994).

La MA est caractérisée par une évolution progressive et irréversible affectant les fonctions

cognitives (p.ex., aphasie, agnosie, problèmes mnésiques) et intellectuelles et entraînant une perte

importante de l’autonomie fonctionnelle (American Psychiatric Association, 2003). Les

difficultés associées aux pertes et déclins causés par la MA ont d’importantes répercussions sur

7

les plans personnel, social et économique. En 2008, les estimations effectuées suggèrent que les

coûts totaux (frais directs et indirects) de la MA au Canada représentaient 15 milliards de dollars

annuellement. Encore plus inquiétant, cette somme devrait décupler d’ici les 25 prochaines

années en raison du vieillissement de la population (Organisation Mondiale de la Santé, 2012 ;

Société Alzheimer du Canada, 2009). La détection précoce des démences dégénératives

représente donc un enjeu important dans le contexte socio-économique et socio-démographique

actuel. En effet, la détection précoce de la MA permet d'envisager la mise en place

d’interventions précoces ayant pour objectif de retarder le déclin cognitif ou, du moins, de le

stabiliser. Selon Brookmeyer, Gray et Kawas (1998), le simple fait de retarder le déclin cognitif

de 5 ans pourrait entraîner une diminution de la prévalence de la MA d’environ 50%.

C’est dans ce contexte que de nombreuses études se sont attardées à l’évaluation cognitive,

fonctionnelle et comportementale d’une forme présumément prodromique de la MA,

principalement connue sous le concept de trouble cognitif léger (TCL) (mild cognitive

impairment [MCI]) (Crowell, et al., 2002; Gauthier, Reisberg, Zaudig, Petersen, Ritchie, Broich,

et al., 2006).

Le trouble cognitif léger

Le TCL est un concept défini comme l’état transitoire entre le vieillissement normal et la

démence. Ce syndrome est caractérisé par un déclin cognitif plus important que celui retrouvé

auprès d’une population vieillissante normale, mais qui n’interfère pas avec les activités de la vie

quotidienne (Petersen, 2000). De façon plus précise, le concept de TCL se caractérise par : i) une

plainte mnésique subjective de la part du patient et qui est habituellement corroborée par un

proche; ii) une objectivation d'un trouble cognitif (-1,5 écart-type) sur la base de normes pour

l’âge et la scolarité; iii) une préservation du fonctionnement cognitif général; iv) une préservation

relative de l’autonomie fonctionnelle; et, v) une absence de démence (Petersen, 2004). Quatre

sous-types de TCL3 peuvent être distingués selon le nombre et le type de domaines cognitifs

atteints. Lorsqu’uniquement la mémoire épisodique est atteinte, on parle de TCL amnésique à

domaine unique (TCLa). Il est possible que la mémoire ainsi que d’autres domaines cognitifs

soient atteints, dans ce cas, on parle de TCL amnésique à domaines multiples. Le TCL peut aussi

3 Dans ce document, l’abréviation TCL sera utilisée pour parler du concept général de trouble cognitif léger, sans égard à ses sous-types.

8

être de type non amnésique à domaine unique (un seul domaine non mnésique atteint) ou non

amnésique à domaines mulitples (plusieurs fonctions non mnésiques déficitaires)4.

L’absence de consensus quant aux critères utilisés pour un diagnostic adéquat de TCL et la

multiplicité des termes utilisés pour décrire les changements cognitifs associés au vieillissement

contribuent à la controverse entourant l’utilité du concept de TCL (Reisberg, Ferris, Kluger,

Franssen, Wegiel, & Leon, 2008). Certains spécialistes du domaine de la santé ne voient pas la

nécessité d'utiliser le concept de TCL puisque cet état n’est qu’une des nombreuses

manifestations du spectre de la MA (Whitehouse & Moody, 2006). De plus, l’hétérogénéité de la

progression vers divers types de démences (Gauthier et al., 2006; Ritchie, Artero, & Touchon,

2001), ainsi que la proportion relativement importante (jusqu'à 20%) d’individus qui demeurent

dans un état stable, ou pour qui, les performances cognitives se normalisent, sont des éléments

qui suggèrent que le TCL n'est pas nécessairement synonyme de prodrome de la MA (Bäckman,

Small, & Fratiglioni, 2001). Ceci étant dit, bien que le concept ne fasse pas l’unanimité, la vaste

majorité des études révèlent que le TCL n'est pas qu’une simple manifestation du vieillissement

normal, mais qu'il représente bel et bien une condition pathologique en développement.

Notamment, des études indiquent que les gens présentant un TCL progressent plus rapidement

vers la MA et qu’ils ont un taux de mortalité plus élevé que les personnes sans TCL (Bennett,

Wilson, Schneider, Evans, Beckett, Aggarwal, et al., 2002).

Récemment, de nouveaux critères ont vu le jour afin d’améliorer le diagnostic du TCL

(Albert, DeKosky, Dickson, Dubois, Fox, Gamst, et al., 2011). Le groupe de travail ayant défini

ces nouveaux critères s’est affairé à les rendre utiles et accessibles à la pratique clinique. Des

critères spécifiques pour la recherche, qui incluent l’utilisation des biomarqueurs, ont aussi été

proposés. Les critères cliniques d'Albert et al. (2011) sont très similaires à ceux de Petersen

(2004). Quant aux critères de recherche, ils sont également similaires à ceux de Petersen, mais ils

incluent une investigation plus exhaustive de l’étiologie possible des difficultés mnésiques

rapportées et observées. Dans le cadre de la présente thèse, les critères de Petersen (2004) ont été

utilisés puisque le recrutement des études présentées dans les Chapitres 2 et 3 était déjà terminé

lors de la parution des critères d'Albert et al. (2011). De plus, aucun biomarqueur n'a été mesuré

chez les participants inclus dans la présente thèse. Il n’aurait donc pas été possible d’utiliser les

4 Les critères du TCL amnésique (domaines unique ou multiples) de Petersen (2004) sont utilisés dans les études présentées aux Chapitres 2 et 3 de la présente thèse.

9

critères de recherche du TCL tels que définis par Albert et al. Néanmoins, comme les critères

cliniques d'Albert et al. (2011) sont très similaires à ceux de Petersen (2004), les résultats obtenus

dans le cadre de la présente thèse pourront s'appliquer aux deux types de définitions du TCL.

Ainsi, le TCL amnésique (TCLa) représente une condition d’intérêt dans l’étude des

marqueurs précoces de la MA. En effet, les individus ayant ce syndrome ont un profil cognitif qui

ressemble aux patients atteints de la MA, caractérisé entre autres par des déficits mnésiques qui

peuvent être distingués du vieillissement normal (Bennett et al., 2002; Crowell et al. 2002;

Hudon, Belleville, & Gauthier, 2009 ; Hudon, Belleville, Souchay, Gély-Nargeot, Chertkow, &

Gauthier, 2006 ; Hudon, Villeneuve, & Belleville ; Petersen, Smith, Waring, Ivnik, Tangalos, &

Kokmen, 1999). Les déficits en mémoire épisodique représentent l’atteinte la plus typique du

TCLa. Ces individus ont, par exemple, des difficultés à se souvenir où ont été posés certains

objets. Des travaux visant à caractériser les déficits en mémoire épisodique ont démontré que les

individus présentant un TCLa ont des difficultés aux plans verbal et non verbal ainsi que dans

différentes conditions de récupération, soit le rappel libre, le rappel indicé et la reconnaissance

(Bäckman, et al., 2001). Outre les difficultés mnésiques, un ralentissement de la vitesse de

traitement de l’information (Bennett et al., 2002), des déficits de la mémoire sémantique (Joubert,

Felician, Barbeau, Didic, Poncet, & Ceccaldi, 2008; van der Meulen, Lederrey, Rieger, van

Assche, Schwartz, Vuilleumier, et al., 2012) et des difficultés langagières de nature lexico-

sémantique (Taler & Philips, 2008) sont souvent observées auprès de cette population. Au plan

exécutif, les gens présentant un TCLa ont davantage de difficultés à alterner entre deux tâches

(Belleville, Bhérer, Lepage, Chertkow, & Gauthier, 2008) et à inhiber une réponse automatique

(Bélanger & Belleville, 2009; Bélanger, Belleville, & Gauthier, 2010). Il existe par ailleurs

quelques contradictions quant à la préservation ou l'atteinte d'autres fonctions cognitives. Par

exemple, Bennett et al. (2002) ont démontré le maintien des habiletés visuospatiales ainsi que de

la mémoire de travail auprès d’un groupe de TCLa, alors que d’autres chercheurs suggèrent que

les processus responsables du contrôle attentionnel, dont la mémoire de travail fait partie, seraient

atteints relativement tôt dans le développement d’un TCLa (Belleville et al., 2007).

Avec un tel profil cognitif, les patients avec un TCLa présentent un risque élevé de

développer ultérieurement la MA, soit 12-15% annuellement, comparativement à 1-2% dans la

population générale (Bennett et al., 2002; Petersen, 2004). Ces données confortent l'idée que le

TCLa représente une cible de choix pour effectuer un diagnostic précoce de la MA.

10

Bien que les difficultés en mémoire épisodique soient largement reconnues et observées

dans le TCLa, il demeure que des études doivent être poursuivies afin de mieux comprendre et

caractériser les processus sous-tendant ces difficultés. Notamment, les données neuroanatomiques

obtenues jusqu’à présent suggèrent que les changements observés dans le TCLa concernent des

structures (i.e., hippocampe, cortex entorhinal) fortement impliquées dans les tâches de mémoire

associative (Braskies, Small, & Bookheimer, 2009; Hanseeuw, Dricot, Kavec, Grandin, Seron, &

Ivanoiu, 2011; Sperling, 2007). Plus spécifiquement, la perte de volume de ces structures

représente un des premiers changements structuraux observés dans le TCLa (Masdeu, Zubieta, &

Arbizu, 2005) et l’atrophie grandissante de ces structures est un signe d’évolution du

vieillissement normal vers le TCLa et ultimement, vers la MA. Ainsi, il est logique de croire que

les déficits associatifs représentent potentiellement un marqueur précoce de la MA chez les

TCLa.

Peu d’études, encore aujourd’hui, se sont attardées à évaluer l’importance du déficit en

mémoire associative avec l’objectif de caractériser les processus impliqués auprès d’une

population atteinte de TCL. De celles-ci, mentionnons les travaux menés par Troyer, Murphy,

Anderson, Hayman-Abello, Craik, & Moscovitch (2008; Troyer, Murphy, Anderson, Craik,

Moscovitch, Maione, et al., 2012) qui ont évalué la mémoire de l’item et la mémoire associative

auprès d’une population TCLa. Dans l'étude de 2008, les auteurs ont investigué la mémoire de

l’item et associative à l’aide de tests cliniques standardisés. D'une part le Brief Visuospatial

Memory Test – Revised (Benedict, 1997) a servi à mesurer le rappel d’associations item-

localisation. D'autre part, le rappel incident du Digit symbol de l’échelle de Wechsler (1997) a été

utilisé comme mesure de rappel d’associations item-item. Pour chacun des tests, un indice de la

mémoire de l’item a aussi été mesuré. Les résultats obtenus suggèrent que les gens présentant un

TCLa ont plus de difficulté à rappeler des associations et des items seuls comparativement aux

aînés sans trouble cognitif et que même en contrôlant pour la mémoire de l’item, la mémoire

associative est plus atteinte chez les TCLa. Selon Troyer et al., (2008), ces résultats suggèrent que

le déficit de mémoire associative pourrait correspondre à un marqueur distinctif du TCLa

comparativement au vieillissement cognitif normal. Dans une étude subséquente, Troyer et al.

(2012) ont utilisé des paradigmes expérimentaux mieux contrôlés au plan méthodologique

(associations mot-mot et associations nom-visage) et les auteurs ont confirmé que la mémoire

associative est plus atteinte que la mémoire de l'item chez les individus avec un TCLa. Qui plus

11

est, la performance en mémoire associative, mais pas celle en mémoire de l'item, était corrélée

avec le volume hippocampique des participants TCLa. Ces données renforcent l'hypothèse que

l'évaluation de la mémoire associative contribue au diagnostic précoce de la MA car l'atrophie

hippocampique est typique dans le TCLa et cette atrophie prédit une évolution subséquente des

individus vers la MA (Masdeu, et al., 2005).

Les résultats des études antérieures (Algabarel, Fuentes, Escudero, Pitarque, Peset, Mazon

et al., 2012; Troyer et al., 2008; 2012) sont intéressants, mais des travaux supplémentaires

doivent porter sur l'investigation des mémoires de l'item et associative chez les individus TCLa.

D'une part, bien que l’utilisation de tests standardisés soit pertinente dans le milieu clinique, il

n’en reste pas moins que les différentes conditions d’associations utilisées par certains chercheurs

(Troyer et al., 2008; Wang, Li, Li, & Zhang, 2013) manquent d’équivalence à plusieurs niveaux.

Notamment, dans le cadre de l’étude menée par Troyer et al. (2008) des distinctions importantes

sont présentes aux plans du temps de présentation des items, du caractère implicite et explicite

des deux tests choisis et des procédures d’administration de chaque tâche. D'autre part, bien que

l'étude de Troyer et al. (2012) ait utilisé des paradigmes mieux contrôlés au niveau

méthodologique, il n'est pas encore possible d'exclure la possibilité que les déficits associatifs

sont en soi un marqueur du vieillissement cognitif plutôt qu'un marqueur de MA prodromique.

En effet, les déficits associatifs sont typiques dans le vieillissement normal (Naveh-Benjamin,

2000) et une réduction du volume hippocampique est observée chez les aînés en bonne santé

comparativement aux jeunes adultes (Kalpouzos, Chételat, Baron, Landau, Mevel, Godeau et al.,

2009). En somme, pour mieux soutenir l'hypothèse que les déficits associatifs représentent un

marqueur distinctif du TCLa comparativement au vieillissement cognitif normal, des travaux

additionnels doivent être menés pour comparer la mémoire de l'item et la mémoire associative de

ces individus en utilisant des paradigmes dans lesquels les stimuli et les procédures de rappel sont

identiques. Finalement, dans le but de mieux caractériser les processus associatifs, il semble

important d’évaluer le fonctionnement des TCLa au sein de tâches évaluant divers types

d’association, comme le propose la présente thèse. À l’heure actuelle, un bon nombre d’études

utilisent une tâche de paires de mots (Algabarel, et al., 2012; Braskies et al., 2009; Pike, Rowe,

Moss, & Savage, 2008), ce qui limite la généralisation et par la même occasion, la

compréhension du fonctionnement mnésique au sein du prodrome de la MA.

Approche méthodologique

12

La présente thèse propose l’utilisation d’un paradigme issu de l’approche de la

psychologie cognitive expérimentale. Une telle approche permet l’acquisition de connaissances et

l’élaboration de théories par l’utilisation de méthodes expérimentales rigoureuses.

Traditionnellement, cette approche est utilisée pour comprendre le fonctionnement cognitif

normal ainsi que ses limites fonctionnelles. Selon l’approche du traitement de l’information,

perspective largement adoptée depuis plusieurs années en psychologie cognitive, les processus

mentaux impliqués dans les diverses activités cognitives sont vus comme étant une succession

d’étapes. Chaque étape est nécessaire et est dédiée à l’exécution d’une fonction particulière

(Fortin & Rousseau, 2004). Ainsi, l’élaboration d’une méthodologie au sein de l’approche de la

psychologie cognitive vise à cibler une de ces étapes où, selon la problématique choisie, il y a de

fortes chances d’observer un déficit. L’approche de la psychologie cognitive expérimentale est la

méthode préférentielle, communément adoptée dans l’étude de diverses psychopathologies, telle

que la schizophrénie ou la dépression majeure (Deldin, Shestyuk, & Chiu, 2002). Celle-ci permet,

entre autres, de mieux comprendre la relation entre le cerveau, le traitement de l’information et

les comportements observés au sein des psychopathologies. Elle permet de consigner des données

qui ne pourraient être recueillies autrement et sert notamment à bonifier ou contredire les

modèles théoriques explicatifs de la maladie. C’est le cas, entre autres, de l’utilisation

grandissante et nécessaire de tâches cognitives expérimentales afin de mieux définir et raffiner le

fonctionnement cognitif de gens atteints de schizophrénie (Cellard, Tremblay, Lefèbvre,

Laplante, Achim, Bouchard et al., 2009; MacDonald III & Carter, 2002).

Un des avantages de cette approche est le contrôle possible sur les variables d’intérêt, ce

qui a pour conséquence d’augmenter la validité de la tâche. En d’autres termes, il est possible

d’isoler un processus ou un effet souhaité en manipulant les variables de la tâche administrée.

D’un autre côté, un des désavantages de cette l’approche est le manque de données normatives.

Ainsi, à défaut de comparer les résultats obtenus à des normes stratifiées selon les caractéristiques

des individus (p.ex., âge, scolarité et sexe), comme c’est le cas pour la plupart des tests

neuropsychologiques classiques, le chercheur utilise un groupe de comparaison, habituellement

un groupe contrôle, afin de déterminer les profils de performance. Une autre façon de faire est

d’ajouter une condition contrôle dans la structure de la tâche expérimentale afin de raffiner les

conclusions possibles à la suite de l’exécution de la tâche par les groupes d’intérêt (MacDonald

III & Carter, 2002).

13

Dans le cas de la présente thèse, un groupe de comparaison ainsi qu’une condition

contrôle sont utilisés, permettant ainsi une caractérisation des processus mnésiques dans le

vieillissement normal et pathologique. La caractérisation du profil cognitif des participants

permet d’aller au-delà de la simple mesure de performance déficitaire ou non et vise plutôt à

préciser l’origine des déficits cognitifs observés dans le vieillissement normal et pathologique (c-

à-d, le TCL).

Synthèse

En bref, le vieillissement cognitif amène son lot de changements. Plus particulièrement, les

gens âgés en bonne santé se plaignent et présentent des difficultés en mémoire épisodique. La

littérature indique que les processus responsables d’unifier les composantes d’un souvenir sont

atteints et ce, peu importe le type d’informations à associer, les personnes âgées présentent des

problèmes de mémoire lorsqu'une information doit être associée à une autre information ou à un

élément contextuel. Cependant, les devis expérimentaux utilisés au sein des études font que les

comparaisons demeurent parfois difficiles et supportent l’idée que d'autres études sont

nécessaires pour appuyer l'universalité de l'ADH.

De plus, peu d’études se sont attardées à l’évaluation de la mémoire associative dans une

perspective expérimentale auprès des patients présentant un TCLa. Les travaux réalisés à ce jour

suggèrent que l'évaluation de la mémoire associative pourrait constituer un marqueur de MA

prodromique, mais des études additionnelles sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.

Objectifs et hypothèses

La présente thèse a pour objectif général de caractériser le fonctionnement des processus

associatifs en mémoire épisodique dans le vieillissement normal et dans le TCLa. Cette

caractérisation s'effectuera à l'aide de paradigmes expérimentaux et permettra de tester

l’universalité de l’ADH dans le vieillissement normal. Cette caractérisation permettra également

de générer des données utiles en ce qui concerne l'hypothèse générale que les déficits de mémoire

associative représentent un marqueur cognitif du TCLa.

Dans une première étude (Chapitre 2), une tâche expérimentale a été spécialement

développée pour mesurer les processus associatifs en jeu lors d’associations d’items avec un

contexte spatial ou temporel auprès d’une population vieillissante et de jeunes adultes. Il est

prédit que les performances seront meilleures en mémoire de l'item comparativement à la

mémoire associative chez tous les participants, mais que cette différence sera plus importante

14

chez les personnes agées que chez les jeunes adultes. Si tel est le cas, les résultats appuieront

l’ADH, hypothèse largement utlisée pour expliquer les difficultés en mémoire épisodique auprès

d’adultes âgés en bonne santé. Par ailleurs, une caractérisation des performances des participants

sera effectuée à l’aide d’analyses de migrations temporelles des réponses5 et de l’analyse spatiale

des erreurs6. Le choix de ces indices permet un examen approfondi des processus en jeu dans une

tâche sollicitant la mémoire épisodique, en allant au-delà de la performance en termes de

proportion correcte.

Dans une seconde étude (Chapitre 3), la même tâche expérimentale est administrée à des

personnes avec un TCLa pour comparer leurs performances à celles d’un groupe de personnes

âgées sans problème cognitif (contrôles). Dans cette étude, il est prédit que comparativement au

groupe contrôle, les personnes avec un TCLa auront des difficulés dans toutes les conditions de la

tâche. Cependant, les difficultés seront plus importantes en mémoire associative qu’en mémoire

de l’item. Ici, l’objectif premier est de vérifier si la mémoire associative est un bon candidat pour

identifier un marqueur cognitif du TCLa, telle qu’évaluée par la présente tâche. Un second

objectif vise à comparer les performances de groupes TCLa et contrôles sur différents types

d’association (item-spatial et item-temps). Finalement, à l’aide de l’analyse spatiale des erreurs et

des migrations temporelles, la deuxième étude permet d’observer les patrons de réponses données

par les groupes afin, peut-être, de recommander l’utilisation de ce type de variable dans un

contexte de diagnostic de TCLa.

5 La mesure de migration temporelle indique la transposition entre la position sérielle d’un item lors de sa présentation en phase d’étude et sa position sérielle lors du rappel effectué par le participant. Il s’agit d’une mesure implicite de stratégie de rappel temporel (même dans les tâches spatiales). 6 L’analyse spatiale des erreurs fournit une mesure concernant la distribution des erreurs dans l’espace.

15

17

CHAPITRE II

Associative Memory Deficits in Older Adults: Time is less Vulnerable than Space

Sarah Tardif, B.A.,1,2 Sébastien Tremblay, Ph.D., 2 & Carol Hudon, Ph.D. 1,2

1 Centre de recherche de l’Institut universitaire en santé mentale de Québec (Québec, Canada) 2 École de psychologie, Université Laval (Québec, Canada)

Acknowledgements

This study was supported by a research grant (#10 59) from the Alzheimer Society of Canada and a Chercheur-boursier, Junior 2 salary award from the Fonds de la recherche du Québec - Santé (CH) as well as by a doctoral scholarships from the Institut sur le vieillissement et la participation sociale des aînés, the Centre de recherche surle cerveau, le comportement et la neuropsychiatrie and the Réseau québécois de recherche sur le vieillissement (ST). The authors thank Katherine Guérard for assistance with E-Prime, Isabelle Tremblay for assistance with the testing of participants as well as Helen Hodgetts for editing assistance.

Abbreviated title: Associative memory in normal aging Keywords: healthy elderly, episodic memory, associative processes 7342 words

Corresponding author: Carol Hudon, Ph.D., École de psychologie, Pavillon Félix-Antoine Savard, 2325 rue des Bibliothèques, local 1116, Université Laval, Québec, QC, Canada, G1V 0A6; Phone: +1 418-656-2131, ext. 3745; Fax: +1 418-656-3646; E-mail: Carol.Hudon@psy.ulaval.ca

* Ce manuscrit est présentement en révision dans la revue Psychology and Aging.

19

Résumé

Selon l’hypothèse du déficit associatif (associative deficit hypothesis (ADH; Naveh-Benjamin,

2000)), les mécanismes responsables de lier l’information en mémoire épisodique, et ce, peu

importe la nature des stimuli, sont moins efficaces chez les personnes âgées que chez les jeunes

adultes. La présente étude évalue, chez des personnes âgées (55-80 ans) et des jeunes adultes (18-

35 ans) , la mémoire d’associations entre des items et leur positions spatiales (Expérience 1) et la

mémoire d’associations entre des items et leur ordre dans une séquence (Expérience 2). Les

participants ont effectué une tâche expérimentale permettant de comparer les performances dans

des conditions de mémoire de l’item (items seulement et localisations seulement) ou de mémoire

associative (i.e, Item-Localisation et Item-Temps). Les résutlats suggèrent que la capacité à

associer des stimuli avec leur contexte temporel est moins vulnérable aux effets liés à l’âge que la

capacité à associer des items avec leur contexte spatial. De plus, l’information temporelle, telle

que l’ordre de présentation, est utilisée de manière aussi efficace dans les deux groupes. De tels

résultats remettent en question l’universalité de l’hypothèse du déficit associatif pour expliquer

les changements mnésiques associés au vieillissement normal.

21

Abstract

Despite previous studies providing empirical evidence for the role of associative deficits

in the decline of memory with normal ageing, the specificity and the nature of this relationship

remain uncertain. According to the Associative Deficit Hypothesis (ADH; Naveh-Benjamin,

2000), the mechanisms responsible for binding information in episodic memory – regardless of

the type of stimuli – are less efficient in older adults compared to younger adults. The present

study investigates, in a systematic manner, memory for associations between items and their

spatial location (Experiment 1), and between items and their temporal order in a sequence

(Experiment 2) in younger and older adults. Throughout the present study, young (18-35 years

old) and older (55-80 years old) adults performed memory tasks in which conditions allowed the

comparison of item and location recall, with that of Item-Location and Item-Temporal associative

reconstruction. The pattern of results suggests that the association of an item to its temporal order

is less vulnerable to ageing than the association with its spatial location. Moreover, temporal

information could be used to support recall in older as well as in younger adults. Such findings

are counter to the view that the decline in associative processing in memory is universal across all

types of associations.

23

Introduction

Memory for an episode is a complex cognitive endeavour. An episode contains component

features and contextual features. In the present study, our main concern is with the processing and

active maintenance of the association of item and context in episodic memory. Item memory can

be distinguished from associative memory in the sense that the former is a memory for a specific

element of an episode, whereas the latter is composed of the conjunction of an element (item) and

its context (e.g., spatial or temporal position) at encoding. The systematic examination of the

capacity of older adults to bind information to a spatial or a temporal context is of particular

relevance to the study of memory, and of its decline with age. Indeed, both spatial and temporal

information is essential in the construction of memories in everyday life. Also, the nature and

frequency of memory complaints in elderly people most often relate to associations with space

and time (e.g., “I forgot where I put my keys” or “When did I see that movie”).

There seems to be ample empirical evidence to suggest that associative memory is impaired

to a greater extent than item memory in ageing (Cabeza, 2006; Chalfonte & Johnson, 1996;

Kessels, Hobbel, & Postma, 2007; Old & Naveh-Benjamin, 2008; Spencer & Raz, 1995). Some

researchers suggest that even when individual elements from an episode are well remembered,

the memory for the bound unit (composed of the same elements) is impaired in ageing (e.g.,

Chalfonte & Johnson, 1996). Naveh-Benjamin (2000) developed this idea further and proposed

the Associative Deficit Hypothesis (ADH). Basically, the ADH stipulates that the processes

responsible for linking together the various elements of an episode are not as efficient in older

adults as those same processes are in younger adults. Attributes of the episode can be retained

independently, but processes that allow the binding of these attributes into a cohesive unit would

grow weaker in old age (Cabeza, 2000; Chalfonte & Johnson, 1996; Naveh-Benjamin, 2000).

Two meta-analyses provide support for this account by showing greater deficits in associative

memory than item memory in older adults (Old & Naveh-Benjamin, 2008; Spencer & Raz,

1995).

Another assumption of the ADH is that the age-related associative deficit should be

universal across all different contexts; that is, whether the association is with a spatial location, a

color, or a temporal position within a sequence. Several studies report associative deficits in older

adults with a variety of attributes such as images/colors, images/location and words/font

(Chalfonte & Johnson, 1996; Kessels, et al., 2007), name-face pairs (Naveh-Benjamin, Guez,

24

Kilb, & Reedy, 2004; Naveh-Benjamin, Shing, Kilb, Werkle-Bergner, Lindenberger, & Li,

2009), people/actions (Old & Naveh-Benjamin, 2008) and face/spatial location pairs (Bastin &

Van der Linden, 2006). These studies taken together suggest that associative deficits are

measurable in older adults regardless of the features that must be bound together. However, other

studies seem to challenge the ADH. Indeed, elderly people do not systematically show greater

difficulty in remembering associations compared to components alone (Perlmutter, Metzger,

Nezworski, & Miller, 1981; Parkin, Walter, & Hunkin, 1995). In particular, Perlmutter et al.

found an age-related decline in performance on the spatial task but not on the temporal task,

while Parkin et al. found exactly the opposite. Thus, a deeper analysis is required to understand

the differences between those studies that show an associative deficit and those that do not.

The capacity to maintain associations with a spatial context is commonly assessed by

asking participants to locate a set of stimuli in a fixed matrix (e.g., Bastin & Van der Linden,

2006; Chalfonte & Johnson, 1996; Kessels et al., 2007; Perlmutter et al., 1981). The matrices can

vary in form and complexity, from using the four quadrants of the screen to more ecological

paradigms using maps. Moreover, in most studies, participants’ responses are collected in a

binary fashion: Either correct or incorrect (i.e., item in the correct or incorrect location). Studies

interested in the assessment of associative temporal memory generally rely on recency

judgements (Fabiani & Friedman, 1997; Kausler & Wiley, 1990; Perlmutter et al., 1981), cued

recall (Cabeza, Anderson, Houle, Mangels, & Nyberg, 2000), or reconstruction of order (Dumas,

& Hartman, 2003; Kessels et al., 2007). In other words, studies vary considerably regarding the

materials and procedures used to investigate spatial or temporal associative memory. This might

account for some discrepancies among the previous results. Let us illustrate this further by

considering the variability of temporal order paradigms. On the one hand, recency judgment tasks

involve a choice between only two possible alternatives and it could be assumed that

performance relies significantly on chance or on familiarity processes. On the other hand, in

order reconstruction tasks, recollection processes are presumably necessary and the probability of

providing correct answers based on chance is quite low. Such differences between paradigms are

important given that recollection declines more than familiarity in normal cognitive ageing

(Jennings & Jacoby, 1997), and that the extent to which tasks rely on familiarity vs. recollection

processes can modulate the capacity of older adults to perform associative memory tasks (Troyer,

D’Souza, Vandermorris, & Murphy, 2011).

25

Another key methodological aspect to be considered is that most studies on the

associative deficit either looked at memory for associations with a spatial or with a temporal

context. Only a few authors have examined associative memory by testing both temporal and

spatial contexts and using similar task procedures. To our knowledge, only the study of Kessels,

et al. (2007) assessed memory for different types of associations using similar materials and

procedures. The principal aim of Kessels et al.’s study was to evaluate the effect of normal aging

on target memory (objects only), contextual memory (positions only), and the binding of two

features (target-context or context-context features) among object, space and temporal order

information. The authors evaluated spatial and temporal contexts within the same experiment,

whilst controlling for item recall. Overall, their results suggest that older people, compared to

younger people, have poorer contextual memory than item memory, and this affects all types of

binding (e.g., spatial location and temporal order). From a methodological viewpoint, the study of

Kessels et al. (2007) is strong because spatial and temporal associations were assessed using very

similar procedures while controlling for item memory and other features. However, the use of a

fixed and regular matrix might have supported the use of strategies based on verbal recoding (see

Jones, Farrand, Stuart, & Morris, 1995) or path configuration (see Berch, Krikorian, & Huha,

1998). Moreover, Kessels et al. used a forced choice recognition procedure to assess item

memory but a free recall procedure to assess associative memory. Thus, the cognitive processes

(familiarity vs. recollection) involved in each condition might have varied. To better ascertain

whether spatial and temporal associative memories are more impaired than item memories in

older adults, future experiments should use irregular matrices as well as similar retrieval

procedures across task conditions.

In light of the evidence described above, the universality of the ADH is a key issue that is

not yet resolved; particularly regarding the temporal context. The aim of the present study is to

characterize the associative processes (item-location and item-temporal order) in normal aging

using experimental tasks that are highly comparable in terms of methodological parameters (e.g.,

similar stimulus presentation or retrieval conditions). Two experiments are designed to allow

comparisons between spatial and temporal associative conditions (see the next paragraph and

methods). A related objective is to test the universality of the ADH (at least regarding spatial and

temporal contexts). It is first predicted that older participants will perform worse than younger

participants in both item and associative memory conditions, but the deficit will be greater in the

26

associative condition. Second, if the ADH is universal, the pattern of performance described in

the latter hypothesis should be observed in both spatial and temporal associative conditions.

The experiments of this study use a memory task designed to ensure that the processing of

temporal associations is fully comparable with that of spatial associations, and that associative

memory can be easily separated from item memory. Great care was taken to equate the spatial

and temporal versions of the task on several parameters and retrieval was assessed using either a

free recall (item memory) or a reconstruction (associative memory) procedure. In addition to

correct recall/reconstruction scores, errors were further investigated using temporal migration

analyses in order to pinpoint the nature of the associative memory impairment in ageing.

Temporal migration is a measure of transpositions between the presentation and reconstruction

order of stimuli (see Appendix A) and it can serve as an index of the implicit use of a temporal

recall strategy (see Farrell & Lewandowsky, 2004) even in spatial tasks or when serial recall is

explicitly required. The other analysis of errors in this study is the calculation of distance (in

pixels) between the location of a stimulus at the study phase and the participant’s response at the

test phase. This analysis provides information about the distribution of errors in space.

Experiment 1

Experiment 1 was designed to test the association of stimuli to spatial locations, while

assessing item memory; that is, we measured memory for items only, for locations only, and for

the association of items to their locations.

Participants

Thirty participants were recruited for this experiment, of which 15 were younger adults (8

females and 7 males) and 15 were older adults (10 females and 5 males). Younger and older

adults were healthy volunteers recruited from the community. Whenever possible, older adults

were matched according to sex and education with younger adults. Participants were assessed at

home or at the research center, the latter receiving a small stipend (20$ per session) to

compensate for their travel and parking fees. The study was approved by the Ethics Research

Board of the Institut universitaire en santé mentale de Québec.

Younger and older adults were aged between 18-35, and 55-80, respectively. Both groups

had normal cognitive functioning (performance above -1.5 standard deviation according to

normative data) based on standardized neuropsychological tests (see below). Exclusion criteria

for all participants were: 1) presence of medical problems that might impair cognitive functioning

27

(e.g., neurological disorder); 2) significant vascular risks factors based on Hachinski scale (score

> 4; Hachinski, Iliff, Zilhka, Du Boulay, McAllister, Marshall et al., 1975); 3) history of

delirium; 4) oncological treatments in the last 12 months; 5) general anesthesia in the last 12

months; 6) history of brain surgery; 7) untreated metabolic condition (e.g., diabetes); 8) history of

moderate to severe traumatic brain injury; 9) history of psychotic symptoms; 10) uncorrected

earing or vision problems; 11) current use of psychotropic medications; and 12) alcohol or

substance abuse.

Materials

Clinical and neuropsychological measures. Neuropsychological tests were used to

evaluate the cognitive functioning of participants who took part in the study, and to confirm their

eligibility to participate. The neuropsychological battery included measures of general cognitive

functioning (Montreal Cognitive Assesment: Nasreddine et al., 2005), intellectual functioning

(Mill Hill: Deltour, 1993), episodic memory (Rappel libre rappel indicé à 16 items [RL/RI-16]:

Van der Linden, Coyette, Poitrenaud, Kalafat, Calicis, Wynsm, et al., 2004; immediate recall of

Rey Complex Figure: Rey, 1941), semantic memory (Pyramids and Palm Tree Test [PPTT]:

Howard & Patterson, 1992), executive functions (Stroop and Trail Making Test [TMT]: Delis,

Kaplan, Kramer, 2001), language (Boston Naming Test-15 items: Mack, Freed, Williams, &

Henderson, 1992; letter and semantic verbal fluency: Étude Santé et Vieillissement du Canada,

1996), visuoconstruction (Copy of the Rey Complex Figure: Rey, 1941) and information

processing speed (Digit-Symbol: Wechsler, 1997).

Clinical measures were also used in order to evaluate the subjective cognitive complaint

(Questionnaire de plainte cognitive: Thomas-Antérion, Honoré-Masson, Berne, Ruel, & Laurent,

2003, only administered to older adults), depressive symptoms (Beck Depressive Inventory for

younger adults: Beck, Steer, Ball, & Ranieri, 1996 and Geriatric Depression Scale: Yesavage,

Brink, Rose, Lum, Huang, Adey et al., 1983 for older adults), and vascular risk factors

(Hachinski ischaemic scale: Hachinski, et al., 1975).

Experimental task. Visual stimuli from Snodgrass and Vanderwart’s (1980) standardized

set of 260 pictures were used. A pilot study was conducted in order to: 1) select the stimuli used

in the experiments of the present study among the 260 pictures of Snodgrass and Vanderwart’s

set; and 2) determine the stimulus presentation time in the study phase of the experiments.

Participants for this pilot study were four young adults (mean age (SD) = 24.0 (0.8)) and six older

28

adults (mean age (SD) = 61.0 (5.0)). They were asked to name, as quickly as possible, the 260

stimuli that were presented on the computer screen using E-Prime 2.0 (Psychology Software

Tools, Sharpsburg, PA). Reaction time (in ms) was recorded by E-Prime and verbal responses

were noted manually. Then, the stimuli that were most rapidly recognized and named by the

participants were selected for the experiments described below. Familiarity and visual complexity

of the pictures were also taken into account in selecting the stimuli for the experiment. The

intention was to select pictures having a low degree of visual complexity, a high degree of

familiarity and that were rapidly identified. One hundred and seventy stimuli were selected to

devise the task conditions of the present study. The mean familiarity level of the selected stimuli

was 3.56/5 (5 represents a very familiar stimulus), and the mean complexity level was 3.00/5 (5

represents a very complex stimulus) (Snodgrass & Vanderwart, 1980). Finally, the mean reaction

time to identify the selected stimuli was 1077.38 ms (SD = 808.11).

Procedure

In young adults’ participants, one session lasting 2 hours was required to 1) confirm

healthy cognitive functioning; and 2) administer the experimental task. A break was taken

between the neuropsychological assessment of participants and the administration of the

experimental task. Regarding older participants, two sessions of one and a half hours were

required to 1) confirm normal cognitive aging; and 2) administer the experimental task. In older

adults, the experimental task was always administered at the beginning of the second session. The

sequence of clinical and neuropsychological tests was determined to avoid interference and to

minimize fatigue in the participants. All subjects were evaluated individually.

The computer-based (E-Prime 2.0) experimental task comprised three conditions, in which

16 sequences of six stimuli were presented (total of 96 stimuli presented including practice). The

first two sequences served as practice trials. In each sequence, six visual stimuli (Snodgrass &

Vanderwart, 1980) were presented, in a fixed order for each participant, in an irregular matrix of

16 fixed squares similar to the Corsi’s blocks presentation, and based on a method used by

Chuah, Maybery, & Fox (2004) (see Appendix B).

Participants were instructed that they would be presented with different stimuli in different

locations on the computer screen and that their memory for these stimuli and locations would

then be assessed. Based on the results of the pilot study, the sequence of stimuli was presented for

2 sec/stimulus with an inter-stimulus interval of 500 ms. Every stimulus in a sequence was

29

presented at different locations in the matrix. After presentation of the sixth stimulus, a recall

(Item condition) and a reconstruction (Location and Item-Location conditions) procedure was

initiated. All three conditions were blocked and randomly administered across the participants. In

the Item condition, participants were instructed to recall the stimuli verbally. In the Location

condition, only the filled locations during the study phase were to be recalled. Finally, in the

Item-Location association condition, participants were instructed to recall the stimuli in their

respective locations. For the Location and Item-Location conditions, the matrix was presented

and all responses were registered on a touch screen. In the Location condition, once the

participant touched a location on the computer screen, an ‘X’ appeared in order to indicate that

the response was registered. In the Item-Location condition, in addition to the matrix, the six

stimuli appeared at the bottom of the monitor. Participants were instructed to touch a stimulus,

which activated a black border around it to indicate that it had been selected. After the selection,

participants were to touch the box of the matrix where the stimulus appeared at encoding. The

selected stimulus then appeared in the selected location. The images remained in the selected

locations until the participant finished locating the six stimuli of a sequence.

Data analyses

For both experiments in this study, the statistical analyses were performed using SPSS

18.0. Groups were compared based on several demographic, neuropsychological and

experimental variables. The distribution of gender in the groups was compared using a Pearson

Chi-Square test, while t-tests were computed on raw scores for neuropsychological variables in

order to compare younger and older adults. For experimental data, mean proportion of correct

recall/reconstruction score was computed in each group for each task condition. Then, a Group

(Younger, Older adults) X Condition (Item, Location, Item-Location association) analysis of

variance (ANOVA), with repeated measures for the second factor, was calculated. Finally, post-

hoc were used when necessary with Bonferroni adjustment. Temporal migrations were compared

to a fixed chance level of .33 (migration of 1) using t-tests. Temporal migrations were examined

in the Location and Item-Location conditions. Performance above chance level (i.e., .33) for a

temporal migration of 1 means that participants integrated temporal order into their responses.

Distance in pixels between the location where items were originally presented and the

response given by participants was calculated for the Location and Item-Location conditions

using t-tests. An alpha level of .05 was used in all statistical comparisons.

30

Results

Firstly, the proportion of female participants was comparable between groups (χ2 (2, N =

30 = 0.56, p = .46)); the groups were also similar regarding education level. Secondly, older

adults performed worse than young adults on most neuropsychological measures, with the

exception of RL/RI-16 delayed total recall and verbal fluency (T-N-P) scores. The differences

observed between the two groups are not surprising since the results consist of raw scores, that is,

data are not adjusted for age. Moreover, the differences observed between groups are related to

cognitive functions known to decline with age. Demographic and neuropsychological

characteristics of participants are presented in Table 1.

Performance of the two groups in the experimental task is presented in Figure 1. The

ANOVA indicated that there was a significant main effect of Group F(1, 28) = 83.81, p < .01, η2p

= 0.75, showing that overall, young adults performed better than older adults. There was also a

significant main effect of Condition, F(2, 56) = 128.64, p < .01, η2p = 0.82, indicating that

memory for locations was better than the two other conditions (i.e., Item (p < .01) and Item-

Location (p < .01)) and that Item memory was better than memory for Item-Location

associations. More importantly, there was a significant Group X Condition interaction, F(2, 56) =

13.81, p < .01, η2p = 0.33, suggesting that the significant difference between young and older

adults was accentuated in the Item-Location condition (p < .01).

Since the younger and older adult participants were not equated on Item and Location

memory, this could have contributed to the larger age-related differences in the Item-Location

condition. To rule out this possibility, two analyses of covariance (ANCOVA) were performed

with Item or Location performance as covariates. Results still indicate significant differences

between groups in the Item-Location condition when performance in the Item and Location

conditions are taken into account, F(1, 30) = 12.91, p < .01. These results indicate that older

adults had a deficit in the associative test above and beyond that observed in the conditions

evaluating item or location memory.

31

Table 1. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult participants in Experiment 1. Variables Young adults

(n=15) Older adults

(n=15) t-test t(1,28) p

Participants’ characteristics

Age (years) 24.33 (4.59) 67.47 (5.83) -22.51 <0.01 Education (years) 16.00 (3.30) 14.73 (3.90) 0.96 0.35 Sex (W/M) 8W/7M 10W/5M Depressive symptoms GDS (30-items) (/30) --- 4.07 (5.26) --- --- BDI (/63) 3.67 (3.90) --- --- --- Subjective cognitive complaint QPC (/10) --- 1.80 (2.57) --- --- Vascular burden Hachinski ischaemic scale --- 0.77 (0.93) --- --- General cognitive state MoCA (/30) 27.13 (1.96) Information processing speed Digit Symbol (WAIS-III) 90.13 (17.62) 60.20 (16.64) 4.78 <0.01 Visuo-constructive abilities Copy of Rey Complex Figure 32.73 (1,83) 31.40 (2.47) 0.94 0.34 Language and semantic memory BNT PPTT (/52) Verbal fluency (T-N-P) Verbal fluency (Animals) Episodic memory

--- ---

41.60 (8.80) 22.20 (5.19)

14.33 (0.90) 50.07 (1.33) 37.90 (6.84) 18.40 (4.07)

--- ---

1.30 2.23

--- ---

0.43 0.03

RL/RI-16 free recall 12.73 (1.35) 10.38 (2,22) 3.51 <0.01 RL/RI-16 total recall 15.80 (0.33) 15.22 (0,82) 2.53 0.02 RL/RI-16 delayed free recall 14.80 (1.42) 12.53 (2,42) 3.13 <0.01 RL/RI-16 delayed total recall 16.00 (0.00) 15.80 (0,41) 1.87 0.07 Recall of Rey Figure (3 min) 25.90 (6.50) 17.37 (6,79) 3.51 <0.01 Executive functions Stroop_Inhibition (time in sec.)

40.13 (7.88)

62.87 (18.95)

-4.29

<0.01

Stroop_Flexibility (time in sec.) 48.20 (9.42) 75.00 (31.67) -3.14 <0.01 TMT_Switching (time in sec.) 52.47 (14.07) 113.60 (37.16) -5.96 <0.01 Note : BDI; Beck Depression Inventory ; BNT : 15-item Boston Naming Test; Digit-Symbol : Digit-Symbol subtest of the Wechsler Adult Intelligence Scale, 3rd edition; MoCA: Montreal Cognitive Assessment; GDS : Geriatric Depression Scale; PPTT : Pyramids and Palm Tree Test; QPC; Questionnaire de plainte cognitive; RL/RI-16 : Rappel libre et rappel indicé à 16 items; Stroop : Stroop test of the Delis-Kaplan Executive Function System; TMT : Trail Making Test of the Delis-Kaplan Executive Function System; Verbal fluency : lexical fluency with T, N and P.

32

Figure 1. Mean proportions of correct recall/reconstruction score in the experimental conditions of the task involving associations between items and their spatial context. The error bars represent standard error (standard errors are very small and as a consequence, the error bars are barely visible on the graph). Temporal migrations and errors were analyzed in the Location and Item-Location

conditions. These measures cannot be reported for the Item condition since the type of responses

(verbal free recall without computerized registration of responses) differed from the other two

conditions (computer-based registration of responses). Regarding temporal migrations (Figure 2),

even if all temporal migrations are presented on the graph, the important variable to consider in

the present analysis is the migration of 1. Indeed, performance above chance level for a temporal

migration of 1 suggests that participants integrated temporal order into their recall responses. The

t-test analyses revealed that young adults differed significantly from chance in the Location, t

(14) = 2.14, p < .05, and in the Item-Location, t (14) = 2.93, p < .01, conditions. In the same way,

older adults differed significantly from chance in the Location, t (14) = 2.69, p < .01, and in the

Item-Location, t (14) = 2.92, p < .01, conditions.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Item Location Item-Location

Mea

n pr

opor

tion

of c

orre

ct re

call

Conditions

Young adults

Older adults

* *

*

33

Figure 2. Mean proportions of correct reconstruction score as a function of temporal migration for each group in the Location condition (left panel) and in the Item-Location condition (right panel). Error bars represent standard error. …** p < .01

The errors made by participants were analyzed in terms of mean distance between

participants’ responses and the correct location of stimuli (Figure 3). This distance is given in

pixels. It is important to note that one data point was excluded from the younger adult group

since it was an extreme score (i.e., > 2 SD). The repeated measures ANOVA revealed a

significant effect of Condition, F (1, 28) = 34.87, p <.01, η2p = .55, indicating that errors made by

participants were closer to the correct position in the Location condition than in the Item-

Location condition. The effect of Group, F(1, 28) = 1.41, p = .25, and the interaction, F(1, 28) =

0.001, p = .98, were not significant.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 2 3 4 5

Mea

n po

ropo

rtio

n of

cor

rect

rec

onst

ruct

ion

Temporal migrations

**

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 2 3 4 5M

ean

prop

ortio

n of

cor

rect

rec

onst

ruct

ion

Temporal migrations

Young adults

HC

Chance

**

34

Figure 3. Mean distance (in pixels) of errors in the Location and Item-Location conditions of the task. Error bars are standard error.

Discussion

The results of Experiment 1 indicate that compared to younger adults, older adults

remember significantly fewer items, locations and Item-Location associations. Importantly, older

adults’ memory for associative information is poorer than that of item information. These

findings thus corroborate the ADH for associations by implicating a spatial context (Naveh-

Benjamin, 2000; Chalfonte & Johnson, 1996). The present results also extend the applicability of

the ADH to a recall/reconstruction paradigm, since most previous studies have used a recognition

paradigm (Naveh-Benjamin, 2000; Naveh-Benjamin, Hussain, Guez, & Bar-On, 2003; Bastin, &

Van der Linden, 2006; Naveh-Benjamin, Guez, Kilb, Reedy, 2004). While all conditions of the

present experiment do not implicate free recall only, free recall and reconstruction are seen as

more effortful than recognition.

Results of temporal migration analyses suggest that both groups can implicitly encode the

temporal order in which stimuli were presented even if they were not instructed to do so. This

finding suggests that elderly people are as able as young adults to implicitly bind together pieces

of information (La Voie, & Light, 1994). Thus, results suggest that the processes responsible for

binding information together are not completely deficient in the elderly, but rather that efficiency

may depend on the type of demand (e.g., explicit or implicit memory task) or on the type of

information that must be bound together (temporal or spatial information).

0

50

100

150

200

250

300

Location Item-Location

Mea

n di

stan

ce (i

n pi

xels

)

Conditions

Young adults

Older adults

35

In both groups, reconstruction of spatial information only was significantly better than

recall of item information only. This result is contrary to that found in the literature pertaining to

spatial location (Chalfonte & Johnson, 1996; Naveh-Benjamin, 1988). However, there are

differences between the methods and procedures used in previous studies compared to those in

the present study: 1) the number of stimuli presented (6 in the present study, compared to 30 in

some experiments); and 2) the presentation mode of stimuli (sequential in the present study,

compared to simultaneous in the majority of previous studies). These differences might have

allowed participants in the present study to perform better in the Location condition. For instance,

it may have been easier for participants to recall six items rather than needing to remember

locations among 16 possibilities. Regarding the presentation mode of stimuli, one could

hypothesize that simultaneous presentation (Chalfonte & Johnson, 1996; Naveh-Benjamin, 1990)

would increase the difficulty of the task in terms of organization of to-be-remembered

information, especially in the Location condition. For example, the simultaneous presentation of

stimuli throughout the matrix might have prevented participants from having sufficient time to

efficiently encode all stimuli presented. Thus, in Experiment 1 of the present study,

reconstruction of locations might have been easier than recall of items because stimuli were

presented sequentially during the study phase. Experiment 2 was designed to test the possible

effect of stimulus presentation on task performance.

Finally, the analysis of distance of errors between the location of a stimulus at study and

the participants’ responses during the test phase confirms that remembering Item-Location

associations is more demanding than remembering locations only. In the Location condition,

where only spatial information had to be reconstructed, the errors made by both groups were

located nearer to the correct response location compared to the Item-Location condition. This

finding suggests that for the less cognitively demanding condition (Location), participants had a

better idea of the positions in space where stimuli were presented compared to the more

demanding condition (Item-Location), where participants made more distant errors when

associating a given stimulus to its correct position in space.

36

Experiment 2

Experiment 2 used an order reconstruction paradigm to test memory for the association

between an item and its temporal position in a sequence. For item memory, two presentation

modes were used: Simultaneous and sequential.

Participants

Thirty participants were recruited for this experiment, of which 15 were younger adults (12

females and 3 males) and 15 were older adults (11 females and 4 males). Participants were

different from those who took part in Experiment 1.

Materials

Clinical and neuropsychological measures. These measures were identical to those

used in Experiment 1.

Experimental task. Visual stimuli from Snodgrass and Vanderwart’s (1980) standardized

set of 260 pictures were used. With the exception of the stimuli used in the Simultaneous

Condition (Item-Sim condition, see below), all stimuli in Experiment 2 were different from those

used in Experiment 1. Stimuli were selected based on the same criteria that were used in

Experiment 1. The characteristics of the stimuli (time taken to identify the stimuli as well as

familiarity and visual complexity of the images) were comparable between Experiment 1 and 2.

Procedure

The procedure for neuropsychological assessment of the participants was identical to that of

Experiment 1. Regarding the experimental task, the computer-based (E-Prime 2.0) paradigm

comprised three conditions, in which 27 different sequences of six stimuli were presented (total

of 162 stimuli presented including practice, among which 72 images were the same as those used

in the Item condition of Experiment 1). The first two sequences of each condition used the same

six stimuli and served as practice trials. In each test sequence, the six visual stimuli were

presented in a matrix identical to that of Experiment 1.

Participants were instructed that they would be presented with different stimuli in different

locations on the computer screen and that their memory for these stimuli (Item-Sim and Item-Seq

conditions) and their temporal order (Item-Temporal condition) would then be assessed. All

three conditions were blocked and counterbalanced across participants. In the Item-Sim

condition, all six stimuli were presented during 12 seconds. In the Item-Seq condition, the

37

stimulus presentation time and inter-stimulus interval were the same as in Experiment 1.In the

Item-Temporal association condition, stimuli were represented in a randomly defined order and

participants were asked to reconstruct the same order as they studied. Responses in the Item-Sim

and Item-Seq conditions were noted manually by the examiner. In the Item-Temporal condition,

all responses were registered on a touch screen. Participants had to touch the stimuli sequentially

in the order they remembered they were presented. When participants touched a stimulus, a black

border appeared around it to indicate that it had been selected. The order of responses was

recorded.

Data Analyses

Analyses for demographic and neuropsychological data were similar as those of

Expriment 1. In the experimental task, a Group (Younger, Older adults) X Condition (Item-Sim,

Item-Seq, Item-Temporal) repeated measures ANOVA was computed. The .05 level of

significance was used in all analyses.

Results

Demographic and neuropsychological characteristics of participants are presented in

Table 2. Firstly, the proportion of females was comparable between groups (χ2 (1, N = 30 = 0.19,

p = .67)). Older adults differed significantly from younger adults on education and most

neuropsychological measures except the RL/RI-16 delayed total recall and lexical verbal fluency

task. Again, the differences observed between the two groups are not surprising since the results

consist of raw scores, that is, data are not adjusted for age. Moreover, the differences observed

between groups are related to cognitive functions known to decline with age.

Since education level was significantly different between groups, correlations between this

particular variable and experimental task performance were computed. A significant positive

correlation was found, r(45) = .55, p < .01, whereby higher levels of education were associated

with higher levels of performance in the experimental task. Since education level might confound

the results of this study, ANCOVAs were performed using education level as a covariate.

However, these analyses did not yield results different from those presented below.

38

Table 2. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of young and older adult participants in Experiment 2

Note. BDI; Beck Depression Inventory ; BNT: Boston Naming Test -15 items; Digit-Symbol (WAIS-III) : Digit-Symbol from Wechsler Adult Intelligence Scale, 3rd edition; GDS : Geriatric Depression Scale; MoCA : Montreal Cognitive Assessment; PPTT: Pyramids and Palm Trees Test; QPC; Questionnaire de plainte cognitive; RL/RI-16: Rappel Libre/Rappel Indicé à 16 items; Stroop : Stroop of the Delis-Kaplan Executive Function System; TMT : Trail Making Test of the Delis-Kaplan Executive Function System; Verbal fluency: Lexical fluency with T-N-P.

Performance of the two groups in the experimental conditions is presented in Figure 4.

There was a main effect of Group, F (1, 28) = 49.39, p < .01, η2p = .64, showing that the younger

Variables Young adults (n=15)

Older adults (n=15)

t-test t(1,28) p

Participants’ characteristics

Age (years) 23.27 (3.92) 77.33 (6.55) -27.42 <0.01 Education (years) 15.97 (1.59) 11.93 (2,96) 4.65 <0.01 Sex (W/M) 12F/3H 11F/4H Depressive symptoms GDS (30-items) (/30)

---

2.93 (3.25)

---

---

BDI (/63) 5.60 (7.17) --- --- --- Subjective cognitive complaint QPC (/10) Vascular burden Hachinski ischaemic scale

---

---

1.07 (1.38)

0.87 (0.64)

---

---

---

---

General cognitive state MoCA (/30) Information processing speed Digit Symbol (WAIS-III) Visuo-constructive abilities Copy of Rey Complex Figure Language and semantic memory BNT PPTT (/52) Verbal fluency (T-N-P) Verbal fluency (Animals)

---

88.49 (9.75)

33.53 (1.77)

--- ---

34.53 (9.16) 22.87 (4.93)

26.13 (3.09)

49.40 (7.98)

31.47 (2.84)

13.00 (1.51) 49.20 (2.08) 31.67 (7.33) 16.87 (4.03)

---

11.99

1.68

--- ---

0.95 3.65

---

<0.01

0.10

--- ---

0.35 <0.01

Episodic memory RL/RI-16 free recall 12.33 (1.56) 9.44 (1.70) 4.84 <0.01 RL/RI-16 total recall 15.78 (0.21) 15.16 (0.81) 2.90 <0.01 RL/RI-16 delayed free recall 14.33 (1.95) 12.00 (2.04) 3.21 <0.01 RL/RI-16 delayed total recall 16.00 (0.00) 15.53 (0.92) 1.97 0.06 Recall of Rey Figure (3 min) 23.37 (4.93) 15.50 (1.85) 5.79 <0.01 Executive functions Stroop_Inhibition (time in sec.)

45.20 (8.90)

65.24 (21.74)

-3.31

<0.01

Stroop_Flexibility (time in sec.) 52.53 (10.89) 83.24 (52.24) -2.23 <0.05 TMT_Switching (time in sec.) 55.87 (13.26) 116.47 (60.75) -3.78 <0.01

39

adults performed better than the older adults. There was a significant main effect of Condition, F

(2, 56) = 357.66, p < .01, η2p = .93. Post hoc comparisons indicated that there was no significant

difference between the two conditions evaluating item memory (p =1.00); however, these two

conditions (p < .01 in both cases) were performed significantly better than the Item-Temporal

condition. There was no interaction between Group and Condition, F (2, 56) = 1.96, p = .15, η2p =

.07.

Figure 4. Mean proportions of correct recall/reconstruction score in the experimental conditions of the task involving associations between items and their temporal context. The error bars represent standard error. * p < .05.

Temporal migrations of the stimuli were examined in the Item-Temporal condition

(Figure 5). The major difference with Experiment 1 is that in this experiment participants were

explicitly instructed to reconstruct the temporal order of stimuli. In this case, participants knew in

advance that they had to remember the order of presentation, and as a result, they knew explicitly

that temporal order needed to be considered at the test phase. T-tests were computed for

migration of 1 in each group. We observed that the two groups performed above the chance level

(young adults: t (14) = 13.48, p < .01; older adults: t (14) =11.72, p < .01), meaning that each

group had the capacity to encode explicitly the temporal proximity of stimuli, since they

remembered a higher proportion of stimuli immediately after or before the correct order position.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Item-Sim Item-Seq Item-Temporal

Mea

n pr

opor

tions

of c

orre

ct re

call

Conditions

Young adults

Older adults

*

*

*

40

Figure 5. Mean proportions of errors as a function of temporal migrations for each group in the Item-Temporal condition. Error bars represent standard error. ** p < .01.

Discussion

The results of Experiment 2 suggest that the stimulus presentation mode has no influence

on recall of item information, since results were equivalent for both sequential and simultaneous

presentation. Moreover, neither type of presentation favoured older adults, which is in keeping

with previous studies of item memory (Chalfonte & Johnson, 1996; Dumas, & Hartman, 2003).

The pattern of results from the Item-Temporal condition does not seem to support the ADH.

While participants performed less well in the Item-Temporal condition compared to the two other

conditions – those in which only item information was recalled – the age-related difference was

no greater in the former condition. Such a finding is in line with previous studies suggesting that

the healthy elderly are not worse at remembering temporal associations than item information

(Cabeza, et al., 2000; Fabiani, & Friedman, 1997; Perlmutter et al., 1981). On the other hand,

some studies have reported a greater age difference in temporal associative memory compared to

item memory (Bastin, & Van der Linden, 2006; Kausler, & Wiley, 1990; Kessels, et al., 2007;

Parkin et al., 1995; Naveh-Benjamin, 1990), suggesting that temporal associative memory is age-

sensitive; however, these studies also used different procedures and different types of memory

task, and were not all originally intended to test the ADH. The present study used a robust

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1 2 3 4 5

Mea

n pr

opor

tion

of c

orre

ct r

econ

stru

ctio

n

Temporal migrations

Young adults

HC

Chance**

41

method to assess item and associative memory under free recall and reconstruction procedures.

Thus, the design of the present study addressed a methodological flaw of previous work, and as

such sheds light on the conflicting results in the literature. However, there is still a need to

pinpoint the precise source of this contradiction and explain why in some cases the healthy

elderly are able – just like young adults – to bind to temporal context, while in other cases they

cannot. Also, results from temporal migration analyses suggest that both groups were somewhat

able to explicitly encode the temporal order in which stimuli were presented. Both groups of

participants could keep track of the approximate order in which the stimuli were presented (e.g.,

migration of 1).

General discussion

According to the ADH (Naveh-Benjamin, 2000), episodic memory problems in healthy

older adults can be accounted for by difficulties in associating memory units to a contextual

component. In two experiments we examined the capacity of healthy older adults, compared to

that of younger adults, to encode and remember over the short term, associations of visual stimuli

with spatial (Experiment 1) and temporal (Experiment 2) contexts using very comparable task

procedures. Results revealed that while the ADH could account for memory difficulties in aging

when the task entailed associations with a spatial context, there was no difference between older

and younger adults in using the temporal context. In relation to memory for items or locations

only, older adults had greater difficulties than younger adults to remember items based on their

spatial positions. However, temporal order seemed to provide support for remembering list items

for younger as well as older adults. Here, using methodologies that are identical – except for the

type of context (spatial vs. temporal) – the observed pattern of results is unequivocal in showing

that the ADH is not universal across all types of contexts.

With regards to spatial associative memory, our results are in line with the predominant

view that aging seems to come with a decline in the encoding and retention of bound

representations of to-be-remembered items and their spatial context (e.g., Chalfonte & Johnson,

1996; Naveh-Benjamin, 2000). Using a well-established short-term recall/reconstruction

paradigm, we provide further evidence of the greater difficulty of the healthy elderly to bind

information to a spatial context compared to young adults. Contrary to several previous studies

that used a recognition procedure, the present experiments used a free recall and reconstruction

paradigm. Thus, to some extent, tasks in Experiments 1 and 2 were more demanding than those

42

used in previous work. One should note that the use of a free recall or reconstruction procedure

did not overly disadvantage older adults compared to younger adults given that 75% and 84% of

older participants provided correct responses in the Item and Location condition, respectively.

These levels of performance indicate that older participants were quite good in remembering item

or spatial information even using free recall, but had difficulty in making associations between

these pieces of information.

The analysis of spatial errors showed that older adults make a greater number of errors

compared to younger adults but that they produce the same types of errors as younger adults,

insofar as they misplace items to a greater distance in the Item-Location condition compared to

the Location condition. That is to say that when associative information must be remembered,

regardless of age, one is more prone to forgetting information and even losing any sense of

familiarity one might have had about such information. Such a pattern is illustrated here by the

difference between Location and Item-Location conditions when looking at the distance between

the stimuli presented and remembered between groups. Thus, such results can be explained by

the quantity of information that must be remembered, rather than a consequence of ageing.

The results pertaining to temporal context associations are supported by a number of

previous studies (Cabeza, et al., 2000; Fabiani, & Friedman, 1997; Perlmutter et al., 1981) which

find no difference between younger and older adults in their ability to link information to

temporal order. Importantly, the use of temporal migration allows us to explore the processes

behind memory performance. Temporal migrations, from Experiment 1, provide convincing

evidence to support the performance of the healthy elderly in the temporal condition of

Experiment 2. The healthy elderly use the order of stimulus presentation to reconstruct spatial

information in the same way that young adults do; when spatial information must be

remembered, all participants, regardless of age (young and older adults) use temporal information

to support retrieval. That is to say, the healthy elderly do not show greater difficulty in

reconstructing associative temporal information than item information when their performance is

compared to that of young adults.

A key addition to the interpretation of temporal information processing is the analysis of

temporal migrations. The results of this analysis suggest that both younger and older adults can

use, even implicitly (Experiment 1), the temporal order of the presented information for use at

reconstruction phase. Taken together, results from Experiment 1 and 2 suggest that even when

43

they are not instructed to encode temporal order, older adults are able to encode such information

just as well as younger adults, as indicated by the greater proportion of items remembered given a

relative temporal proximity (migration of 1) of a specific item. Such converging evidence, taken

from explicit and implicit paradigms, provides strong empirical support to the notion that

associative processes might not be entirely impaired with advancing age.

The question remains of how to reconcile the present findings with those of past

researches that report an associative deficit in older adults for the processing of items and their

temporal context. One hypothesis might be that binding to temporal information is less effortful

and does not tap the same processes as those implied in binding of spatial information in older

adults. In other words, associative processes could be dependent on the type of information

processed. Moreover, these results support studies suggesting that temporal information can be

part of the automatic-deliberate processes continuum (e.g., Hasher & Zacks, 1979; Hintzman &

Block, 1971; Jennings, & Jacoby, 1993). Finally, the present study used a similar paradigm to

that of Kessels et al. (2007), but the findings and conclusions differ. In Kessels et al., the authors

concluded that 1) contextual memory (i.e., memory for spatial location and temporal order)

declines as a result of aging and that 2) memory for temporal order and spatial location

deteriorate to the same extent. Notwithstanding the similarities, there are some differences

between the work of Kessels et al. and the present study. First, the matrix used in Kessels’ study

had 20 regular locations while the present matrix included 16 irregular locations in an irregular

presentation, a difference which might have somewhat prevented participants from using verbal

strategies to support memory (see Couture & Tremblay, 2006, for a discussion). Also, Kessels et

al. used forced choice recognition and free recall paradigms to assess item and associative

memory, respectively. With this type of procedure, one might expect the item memory condition

to be easier than the associative one. Hence, compared to the present study, which used free recall

and reconstruction in both conditions, the probability of finding a significant Group x Condition

interaction was greater in Kessels et al.

There are a number of strengths to the present study such as the control for item memory;

also the use of cognitive measures such as the profile of spatial errors and temporal migrations

allowed us to go beyond the usual pure and strict variables of correct performance. Among the

limitations, the sample size was rather small and this might have impacted power to detect a

significant interaction in Experiment 2. Moreover, different participants were assessed in each

44

experiment. Future work should compare spatial and temporal associations more directly among

the same individuals.

In sum, the ADH can account for findings in Experiment 1 (spatial context) but not

Experiment 2 (temporal context). The results suggest that older adults’ deficient episodic memory

is variable and depends on the type of associations that must be remembered. Further studies are

needed to replicate the present findings, and future work should also examine more thoroughly

associative memory in older adults with mild cognitive impairment. Indeed, the findings of

Troyer, Murphy, Anderson, Hayman-Abello, Craik, and Moscovitch (2008), suggest that

associative memory impairment could be a sensitive and specific cognitive marker of incipient

Alzheimer’s disease, but the standardized neuropsychological tasks they used were rather

multidetermined. In order to support their conclusion, it would be valuable to administer to older

adults with mild cognitive impairment a more controlled task paradigm that was similar to that of

the present study.

45

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L’épreuve de rappel libre/rappel indicé à 16 items (RL/RI-16). Solal (Ed.), L’évaluation des troubles de la mémoire: Présentation de quatre tests de mémoire épisodique avec leur étalonnage. (pp.25-47). Marseille.

Wechsler, D. (1997). Wsechler Adult Intelligence Scale – Third Edition. San Antonio : TX. The

Psychological Corporation. Yesavage, J. A., Brink, T. L., Rose, T. L., Lum, O., Huang, V., Adey, M. et al. (1983).

Development and validation of a geriatric depression screening scale: A preliminary report. Journal of Psychiatry Research, 17, 37-49. doi: 10.1016/0022-3956(82)90033-4

49

Appendix A

Order in which items appeared during the study phase

1 2 3 4 5 6

Ord

er in

whi

ch it

ems a

re re

cons

truct

ed

Migration = 1

Migration = 2

Migration = 4

Migration = 3

Migration = 5

Migration = 1

51

Appendix B

Representation of the matrix used in the experimental tasks of Experiment 1 and 2.

53

CHAPITRE III

Memory for spatial and temporal associations in older adults with amnestic mild cognitive

impairment

Sarah Tardif, B.A.,1,2 Sébastien Tremblay, Ph.D., 2 & Carol Hudon, Ph.D. 1,2

1 Centre de recherche de l’Institut universitaire en santé mentale de Québec (Québec, Canada) 2 École de psychologie, Université Laval (Québec, Canada)

Abbreviated title: Associative memory in aMCI Keywords: associative memory, item memory, binding, mild cognitive impairment, Alzheimer’s disease Acknowledgements

This study was supported by a research grant (#10 59) from the Alzheimer Society of Canada and a Chercheur-boursier, Junior 2 salary award from the Fonds de la recherche du Québec - Santé (CH) as well as by a doctoral scholarships from the Institut sur le vieillissement et la participation sociale des aînés, the Centre de recherche sur le cerveau, le comportement et la neuropsychiatrie and the Réseau québécois de recherche sur le vieillissement (ST). The authors thank Katherine Guérard for assistance with E-Prime and Isabelle Tremblay for assistance with the testing of participants. Corresponding author: Carol Hudon, Ph.D., École de psychologie, Pavillon Félix-Antoine Savard, 2325 rue des Bibliothèques, local 1116, Université Laval, Québec, QC, Canada, G1V 0A6; Phone: +1 418-656-2131, ext. 3745; Fax: +1 418-656-3646; E-mail: Carol.Hudon@psy.ulaval.ca

* Ce manuscrit sera soumis pour publication.

55

Résumé

Plusieurs études suggèrent que les déficits en mémoire associative constitueraient un

marqueur cognitif du prodrome de la maladie d’Alzheimer (MA). La présente étude a pour

objectif d’examiner la nature et l’étendue des déficits en mémoire associative auprès de gens

présentant un trouble cognitif léger de type amnésique (TCLa). Une tâche expérimentale a été

développée pour mesurer la mémoire des associations entre des items et leurs positions spatiales

(Expérience 1) et la mémoire des associations entre des items et leur ordre d’apparition dans une

séquence (Expérience 2). Trente participants (15 TCLa et 15 personnes âgées en bonne santé) ont

effectué la tâche mnésique. Les résultats indiquent que dans toutes les conditions, les gens

présentant un TCLa ont de moins bonnes performances que le groupe contrôle. Des analyses

additionnelles révèlent que contrairement au groupe contrôle, les participants du groupe TCLa

n’utilisent pas implicitement l’ordre de présentation des items pour supporter la reconstruction

d’associations entre des items et leurs localisations. Toutefois, les gens atteints d’un TCLa

utilisent l’information temporelle lorsque la tâche exige explicitement la reconstruction

d’associations entre des items et leur ordre de présentation dans une séquence. En résumé, les

présents résutlats suggèrent que l’examen quantitatif et qualitatif de la mémoire associative

pourrait aider à distinguer le vieillissement cognitif normal et le TCLa.

57

Abstract

Previous studies suggested that impaired associative memory could represent a cognitive

marker of prodromal Alzheimer’s disease (AD) in older adults with amnestic mild cognitive

impairment (aMCI). The present study aims to examine the nature and extent of associative

memory deficits in aMCI by testing memory for associations between items and their spatial

location (Experiment 1), and between items and their temporal order in a sequence (Experiment

2). In each experiment, 15 aMCI and 15 age- and education-matched healthy control (HC)

participants performed a memory task in which the conditions allowed the comparison of item

recall with that of Item-Location and Item-Temporal associative reconstruction. Results suggest

that in all task conditions, aMCI participants perform significantly worse than HC. Additional

analyses on error patterns reveal that contrary to HC participants, the aMCI group does not use

implicitly a temporal ordering strategy to reconstruct associations between items and their spatial

locations. However, individuals with aMCI use such a strategy when task instructions explicitly

require reconstruction of associations between items and their temporal order. Overall, these

results suggest that quantitative and qualitative examination of associative memory in older

adults may help to distinguish between normal cognitive aging and aMCI.

59

Introduction

Considering the aging of the population in industrialized countries, Alzheimer’s disease

(AD) has become a major public health issue. It is now widely accepted that AD is preceded by a

prodromal period during which individuals experience mild cognitive decline, and more

particularly mild memory deficits (Albert, DeKosky, Dickson, Dubois, Feldman, Fox, et al.,

2011). One key research endeavour is to characterize the symptomatology of prodromal AD in

order to diagnose the disease as early as possible, which is a prerequisite for the implementation

of early preventive or therapeutic interventions.

Amnestic mild cognitive impairment (aMCI) has been the most studied prodromal AD

condition. It is defined as an early and abnormal state of cognitive impairment (Gauthier,

Reisberg, Zaudig, Petersen, Ritchie, Broich, et al., 2006; Petersen, 2004) and it represents a mid-

stage on a continuum between normal cognitive aging and AD. Older adults with aMCI are

identified using the following criteria: 1) Memory complaint about cognitive decline, usually

corroborated by an informant; 2) Objective memory impairment for age; 3) Essentially preserved

general cognitive function; 4) Largerly intact functional activities; and 5) Not demented

(Petersen, 2004). Elderly people identified using these criteria develop AD at an approximate

yearly rate of 12-15% (Petersen, Doody, Kurz, Mohs, Morris, Rabins et al., 2001).

By definition, episodic memory impairment is the core symptom of aMCI. The deficit

encompasses several memory processes including encoding, consolidation, retrieval, recollection

and familiarity (Belleville, Sylvain-Roy, de Boysson, & Ménard, 2008; Hudon, Belleville &

Gauthier, 2009; Moulin, James, Freeman, & Jones, 2004; Wolk, Signoff, & DeKosky, 2008).

Some authors (Troyer, Murphy, Anderson, Hayman-Abello, Craik, & Moscovitch, 2008; Troyer,

Murphy, Anderson, Craik, Moscovitch, Maione et al., 2012) have also shown that older adults

with aMCI have impaired memory for specific elements of an episode (item memory) as well as

an impaired capacity to remember the conjunction of an item and its context (associative

memory). Other authors (Ahmed, Mitchell, Arnold, Nestor, & Hodges, 2008; Troyer et al., 2008;

2012) have further suggested that associative memory deficits may be a sensitive cognitive

marker of incipient AD in the aMCI phase. In support of this hypothesis, associative but not item

memory has been correlated with hippocampal volume and activation in aMCI participants

(Hanseeuw, Dricot, Kavec, Grandin, Seron, & Ivanoiu, 2011; Sperling, 2007; Troyer et al.,

2012). This reinforces the idea that assessment of associative memory may contribute to early

60

diagnosis of AD because hippocampal atrophy is typical in aMCI and it is predictive of

subsequent evolution towards AD (Ahmed, et al., 2008; Masdeu, Zubieta, & Arbizu, 2005).

In the study of Troyer et al. (2008), item and item-location (associative) memory indices

were derived from the Brief Visuospatial Memory Test – Revised (BVMT-R; Benedict, 1997).

Furthermore, item and item-item (associative) memory was assessed using incidental recall of the

Digit symbol subtest of the Wechsler Adult Intelligence Scale (Wechsler, 1997). Results

indicated that both item and associative memory are not as efficient in aMCI as in healthy aging,

and that associative memory is more impaired than item memory in aMCI. However, the BVMT-

R and the Digit Symbol tasks are standardized clinical tests and they differ importantly in terms

of methodological parameters (e.g., number and nature of stimuli, answer modality). This

somewhat limited the findings of Troyer et al. (2008). More precisely, comparison between tasks

is rather difficult. In a subsequent study, Troyer et al. (2012) used word-word and face-name

association tasks and concluded that the impairment in aMCI implicates poorer associative

memory than item memory. The authors concluded that associative memory impairment is robust

in aMCI and that the deficit is not dependent on the nature of information to be learnt. More

precisely, the associative deficit in aMCI would be universal across different contexts.

Further investigation of associative memory in aMCI is still warranted. Indeed, associative

memory is less efficient than item memory not only in aMCI, but also in healthy aging (Naveh-

Benjamin, 2000). Hence, one cannot totally exclude that associative impairment is simply a

marker of aging rather than a specific marker of prodromal AD. In a recent study, our team

showed that the association of an item to its temporal order is less vulnerable to normal aging

than the association of an item to its spatial location (Tardif, Hudon, & Tremblay, 2013), thus

suggesting that the decline in associative memory is not totally universal across all types of

associations. To further test the hypothesis that an associative deficit represents a cognitive

marker of prodromal AD, it is necessary to examine to what extent healthy older adults and aMCI

participants differ regarding their memory for associations between items and their temporal

order, on the one hand, and between items and their spatial location, on the other hand. It is also

mandatory to confirm that associative memory is more impaired than item memory in aMCI.

Should aMCI participants be impaired compared to healthy elderly subjects in both item-spatial

and item-temporal associations, and should the associative impairment be of greater magnitude

than that of item memory, this would reinforce the hypothesis that associative impairment is

61

potentially a marker of pathological cognitive decline among elderly people. At least, this would

mean that likely all associative processes are affected in aMCI, contrary to healthy aging. Such a

demonstration could help clinicians distinguishing between normal and pathological cognitive

aging when assessing episodic memory.

The main objective of the present study is to compare item and associative memory

between aMCI and healthy control (HC) participants using Item-Location (Experiment 1) and

Item-Temporal (Experiment 2) associations. A secondary objective of the study is to examine the

pattern of errors of participants in order to characterize finely the nature of associative memory

impairment in the participants. To this end, the transpositions between the presentation and recall

order of stimuli (i.e., temporal migrations, see Appendix A) are examined in both experiments.

Temporal migrations can be considered as an estimate of the implicit use of a temporal recall

strategy (see Farrell & Lewandowsky, 2004) even in spatial tasks. In Experiment 1, the

distribution of errors in space is also considered by calculating the distance (in terms of pixels)

between the location of a stimulus at the study phase and the participant’s response at the test

phase. Across experiments, the task design ensures that measures of associative memory can be

easily detached from measures of item memory. It is hypothesized that both item and associative

memory will be impaired in aMCI compared to HC in both experiments, but that the impairment

will be of greater magnitude regarding associative memory. Behaviourally, the associative deficit

in aMCI will be explained to some extent by difficulties in using an implicit temporal recall

strategy and by more distributed errors in space compared to HC.

Experiment 1

Experiment 1 examined the association of stimuli to spatial locations, while assessing

item as well as spatial memory. The task tested memory for items only, for locations only, and

for the association of items to their locations.

Participants

Thirty participants were recruited, of which 15 were HC (10 females and 5 males), and 15

were aMCI (8 females and 7 males). Participants were all aged 55 years or more. They were

assessed at home or at the research center. In the latter case, participants received a small stipend

(20$ per session) to compensate for their travel and parking fees. The study was approved by the

Ethics Research Board of the Institut universitaire en santé mentale de Québec.

Participants in the HC group were recruited through public advertisements. They had

62

normal cognitive functioning (performance above -1.5 standard deviation from mean) as

measured by standardized neuropsychological tests (see below). Whenever possible, HC

participants were matched according to age, education and sex with individuals of the aMCI

group. Participants of the aMCI group met Petersen’s (2004) criteria, for either single or multiple

domains. They also had a knowledgeable informant in order to respond to some questionnaires

regarding the nature, severity and evolution of their symptoms.

Exclusion criteria for all participants were: 1) medical problem that might impair cognitive

functioning; 2) significant vascular risks factors based on Hachinski scale (score > 4) (Hachinski,

Iliff, Zilhka, Du Boulay, McAllister, Marshall et al., 1975); 3) history of delirium; 4) oncological

treatments in the last 12 months; 5) general anesthesia in the last 12 months; 6) history of brain

surgery; 7) untreated metabolic condition (e.g., diabetes, hypothyroidism); 8) history of moderate

or severe traumatic brain injury; 9) history of psychotic symptoms; 10) uncorrected earing or

vision problems; and 11) alcohol/substance abuse.

Materials

Clinical and neuropsychological measures. Participants were assessed using clinical

and neuropsychological instruments to confirm their eligibility to participate in the study. The

neuropsychological battery included tests of general cognitive functioning (Montreal Cognitive

Assesment: Nasreddine et al., 2005), intellectual functioning (Mill Hill: Deltour, 1993), episodic

memory (Rappel libre rappel indicé à 16 items [RL/RI-16]: Van der Linden, Coyette, Poitrenaud,

Kalafat, Calicis, Wynsm, et al., 2004; Immediate recall of Rey Complex Figure: Rey, 1941),

semantic memory (Pyramids and Palm Tree Test [PPTT]: Howard & Patterson, 1992), executive

functions (California Stroop and Trail Making Test [TMT]: Delis, Kaplan, Kramer, 2001),

language (Boston Naming Test-15 items: Mack, Freed, Williams, & Henderson, 1992; letter and

semantic verbal fluency: Canadian Study on Health and Aging, 1994), visuoconstructive abilities

(Copy of the Rey Complex Figure: Rey, 1941), and information processing speed (Digit-Symbol:

Wechsler, 1997). Clinical measures included questionnaires and scales assessing the subjective

cognitive complaint (Questionnaire de plainte cognitive: Thomas-Antérion, Honoré-Masson,

Berne, Ruel, & Laurent, 2003), depressive symptoms (Geriatric Depression Scale: Yesavage,

Brink, Rose, Lum, Huang, Adey et al., 1983), and vascular risk factors (Hachinski ischaemic

scale: Hachinski, et al., 1975).

63

Experimental task. Visual stimuli were taken from Snodgrass and Vanderwart’s (1980)

standardized set. A pilot study was conducted in order to select the experimental stimuli among

the 260 pictures of Snodgrass and Vanderwart and to determine the stimulus presentation time in

the study phase of the experiment. Participants for this pilot study were six healthy older adults

(mean age (SD) = 61.0 (5.0)). They were asked to identify, as quickly as possible, the 260 stimuli

that were presented on the computer monitor using E-Prime 2.0 (Psychology Software Tools,

Sharpsburg, PA). Reaction times (in ms) were recorded by E-Prime and verbal responses were

recorded manually. The most rapidly identified stimuli were chosen for Experiment 1 and 2

taking into account familiarity and complexity of each visual stimulus. More precisely, the

selected pictures had a low degree of visual complexity, a high degree of familiarity and were

rapidly identified by the participants in the pilot study. This yielded selection of one hundred and

seventy stimuli. The mean familiarity level of the stimuli chosen was 3.56/5 (5 represents a very

familiar stimulus), and the mean complexity level was 3.00/5 (5 represents a very complex

stimulus) (Snodgrass & Vanderwart, 1980). Furthermore, the mean reaction time to identify the

selected stimuli was 1077 ms (SD = 808).

Procedure

Clinical and neuropsychological assessment. Clinical and neuropsychological

instruments were administered over two sessions of one and a half hour. The sequence of tests

and scales was determined to avoid interference and to minimize fatigue in the participants. All

participants were evaluated individually.

Experimental task. The computer-based experimental task comprised three conditions

(see below) and a total of 16 sequences of six stimuli (total of 96 stimuli). Two sequences were

used in practice trials, 12 were used in the Item condition, one was used in the Location condition

and one was used in the Item-Location condition. All sequences were comparable in terms of

stimulus familiarity and complexity. In each sequence, the six visual stimuli were presented in a

fixed order in an irregular matrix of 16 fixed squares, similar to the Corsi’s blocks presentation,

and based on a method used by Chuah, Maybery, & Fox (2004) (see Appendix B).

The stimuli of each sequence were presented in different locations on the computer screen

and participants were instructed that their memory for these stimuli and locations would then be

assessed. Based on the pilot study described above, each stimulus was presented for 2 sec and

there was an inter-stimulus interval of 500 ms. Following the presentation of the sixth stimulus in

64

a given sequence, a recall procedure was initiated. In the Item condition, participants had to recall

verbally as much stimuli as possible. In the Location condition, the filled locations during the

study phase were to be reconstructed. Finally, in the Item-Location association condition,

participants were asked to reconstruct the stimuli in their respective locations. All three

conditions were blocked and randomly administered to the participants. For the Location and

Item-Location conditions, the matrix was presented and all responses were registered using the

touch screen. In the Location condition, ‘X’s appeared in the matrix’ boxes touched by the

participant in order to indicate that their responses were registered. In the Item-Location

condition, the six stimuli appeared at the bottom of the monitor and below the matrix.

Participants were instructed to touch a stimulus, which activated a black border around it to

indicate that it had been selected. After the selection, participants were to touch the square of the

matrix where the stimulus appeared at encoding. The selected stimulus then appeared in the

selected location and remained until the participant finished locating the six stimuli.

Data analyses

The statistical analyses were performed using IBM SPSS 18.0. Demographic,

clinical/neuropsychological and experimental variables were compared between groups. The

distribution of gender was compared using a Pearson Chi-Square test, while t-tests were

computed on raw scores for clinical and neuropsychological variables. For experimental data,

mean proportion of correct recall/reconstruction was computed in each group for each task

condition. Then, a Group (HC, aMCI) X Condition (Item, Location, Item-Location) analysis of

variance (ANOVA), with repeated measures for the second factor, was calculated. Finally,

follow-up t-tests were used when necessary with Bonferroni adjustment. In the Location and

Item-Location conditions, temporal migrations were compared to a fixed chance level of .33

(migration of 1) using t-tests. Performance above chance level for a temporal migration of 1

suggests that participants integrated temporal order into their responses. Finally, distances in

pixels between the location where items were presented and the response given by the participant

was calculated for the Location and Item-Location conditions and then, these distances were

compared between groups using t-tests. An alpha level of .05 was used in all statistical

comparisons.

65

Results

Demographic and neuropsychological characteristics of participants are presented in

Table 1. The proportion of female participants was comparable between groups, χ2 (1, N = 30) =

0.56, p = .46.

Table 1. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of healthy controls (HC) and aMCI participants in Experiment 1.

Variables HC

(n=15)

aMCI

(n=15)

t-test

t(1,28) p MCI Participants’ characteristics Age (years) 67.47 (5.83) 71.80 (5.75) -2.05 0.05 Education (years) 14.73 (3.90) 15.00 (5.86) -0.15 0.88 Sex (W/M) 10W/5M 8W/7M Depressive symptoms GDS (/30) 4.07 (5.26) 7.93 (4.65) -2.13 0.04* Subjective cognitive complaint QPC (/10) 1.80 (2.57) 3.87 (2.03) -2.44 0.02* Vascular burden Hachinski ischaemic scale 0.77 (0.93) 1.50 (1.40) -1.59 0.13 General cognitive state MoCA (/30) 27.13 (1.96) 24.13 (3.66) 2.79 <0.01† DRS-II (/144) 140.27 (3.77) 134.80 (6.68) 2.76 <0.01† Information processing speed Digit Symbol (WAIS-III) 60.20 (16.64) 51.87 (9.49) 1.69 0.10 Visuo-constructive abilities Copy of Rey Figure (/36) 31.40 (2.47) 28.83 (4.25) 2.69 0.11 Language and semantic memory BNT (/15) PPTT (/52) Verbal fluency (T-N-P) Verbal fluency (Animals) Episodic memory

14.33 (0.90) 50.07 (1.33) 37.90 (6.84) 18.40 (4.07)

12.67 (1.40) 48.93 (2.52) 30.73 (7.00) 13.93 (4.15)

3.88 1.54 2.82 2.98

0.11 0.14 0.98

0.01*

RL/RI-16 free recall (/16) 10.38 (2,22) 6.20 (2.23) 4.90 <0.01† RL/RI-16 total recall (/16) 15.22 (0,82) 12.71 (1.33) 6.21 <0.01† RL/RI-16 delayed free recall (/16) 12.53 (2,42) 6.60 (3.02) 5.94 <0.01† RL/RI-16 delayed total recall (/16) 15.80 (0,41) 13.27 (1.44) 6.56 <0.01† Recall of Rey Figure (/36) 17.37 (6,79) 11.43 (5.88) 2.56 0.02* Executive functions Stroop_Inhibition (time in sec.)

62.87 (18.95)

73.40 (11.20)

-1.85

0.07

Stroop_Flexibility (time in sec.) 75.00 (31.67) 85.80 (23.76) -1.06 0.30 TMT_Switching (time in sec.) 113.60 (37.16) 131.00 (50.40) -1.08 0.29

Note. t-tests were used; * p < 0.05 and † p < 0.01 ; aMCI: participants with amnestic mild cognitive impairment; BNT : Boston Naming Test-15 items; Digit-Symbol (WAIS-III): Digit Symbol subtest of the Wechsler Adult Intelligence Scale, 3rd edition; DRS-II : Dementia Rating Scale-II; MoCA: Montreal Cognitive Assessment; GDS : Geriatric Depression Scale; HC: healthy control participants; PPTT : Pyramids and Palm Tree Test; QPC; Questionnaire de plainte cognitive; RL/RI-16 : Épreuve de rappel Libre/Rappel Indicé à 16 items; Stroop : California Stroop test; TMT : California Trail Making Test.

66

The groups were similar regarding age and education level. On a cognitive viewpoint,

aMCI participants performed worse than participants in the HC group on most

neuropsychological measures, with the exception of information processing speed, visuo-

constructive abilities, confrontation naming, verbal fluency (T-N-P), semantic memory and

executive functions. On clinical measures, the groups differed significantly regarding the

presence of subjective cognitive complaint and depressive symptoms.

Group performance in the experimental task is presented in Figure 1. The ANOVA

indicated a significant main effect of Group F(1, 28) = 34.26, p < .01, η2p = 0.55, revealing that

HC participants (M = .66, SD = .02) performed better than aMCI patients (M = .53, SD = .02).

Moreover, there was a significant main effect of Condition, F(2, 56) = 236.21, p < .01, η2p = 0.89,

indicating that memory for locations (M = .78, SD = .02) was better than memory for items (M =

.68, SD = .01) and that memory for items was better than memory for Item-Location associations

(M = .32, SD = .02). The Group X Condition interaction did not reach significance, F(2, 56) =

0.14, p = .87, η2p = 0.05.

Figure 1. Mean proportions of correct recall for each group in the experimental conditions of the task involving associations between items and their spatial locations. The error bars represent standard error. Note: aMCI = amnestic mild cognitive impairment; HC = healthy controls.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Item Location Item-Location

Mea

n pr

opor

tion

of c

orre

ct re

call

Conditions

HCaMCI

* *

*

67

Temporal migrations were analyzed in the Item-Location conditions (Figure 2). The

analyses examined to what extent the participants used temporal organization of the stimuli while

retrieving information. The analysis focused on the migration of one position between the

presentation and recall order of stimuli. Migration of one position is the most frequent pattern of

response when temporal processing of information is not random and when participants use

temporal organization of stimuli. Results revealed that in HC participants, migration of 1 differed

significantly from chance, t (14) = 2.92, p < .01. However, the aMCI group did not differ from

chance level, t (14) = 0.92, p = .19.

Figure 2. Mean proportions of correct recall as a function of temporal migration for each group in the Item-Location condition. Error bars represent standard error. Note: aMCI = amnestic mild cognitive impairment; HC = healthy controls.

The mean distance (in pixels) between participants’ responses and the correct location of

stimuli were also analyzed in the Location and Item-Location conditions (Figure 3). This measure

cannot be reported for the Item condition since estimation of the distribution of errors in space is

only possible using computerized registration of responses. The repeated measures ANOVA

revealed a significant effect of Condition, F (1,28) = 130.21, p < .01, η2p = .82, revealing that

errors made by participants were closer to the correct position in the Location condition than in

the Item-Location condition. The effect of Group, F (1,28) = 2.24, p = .14, η2p = .07, and the

interaction, F (1,28) = 0.91, p = .35, η2p =.03, were not significant.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

1 2 3 4 5

Mea

n pr

opor

tion

of c

orre

ct re

call

Temporal migrations Item-Location condition

HCaMCIChance

68

Figure 3. Mean distance (pixels) of errors in Location and Item-Location conditions of the task. Error bars represent standard error. ** p < .01. Note: aMCI = amnestic mild cognitive impairment patients; HC = healthy controls.

Discussion

The findings of Experiment 1 indicate that compared to the HC group, individuals with

aMCI recall significantly fewer items, locations and Item-Location associations. Both patients

with aMCI and elderly controls show greater difficulty to remember associative information than

item information, but no significant Group x Condition interaction was found. In other words, the

memory decline in aMCI affects recall of both item and associative information and the

magnitude of impairment is similar between the task’s conditions. The absence of a significant

Group x Condition interaction is somehow surprising considering the previous work of Troyer et

al. (2012), which showed greater impairment in associative than item memory in aMCI. One

possible explanation for the difference between the present results and those of Troyer et al.

might relate to the paradigm used in each study. Troyer et al. used recognition while the present

experiment used free recall or reconstruction. This difference might have impacted item memory

in the present study, thus lowering the probability to find a significant Group x Condition

interaction. The present results might suggest that memory for item information is already greatly

impaired in aMCI patients as indicated by performance at free recall, which might explain the

absence of difference between item and associative information. An alternative explanation may

be that in normal aging the processes necessary to recall item information are also weakened to

0

50

100

150

200

250

300

350

Location Item-Location

Mea

n di

stan

ce

Conditions

HC

aMCI

**

69

some extent, again lowering the probability to find a Group x Condition interaction. The latter

hypothesis is supported by a previous study using the exact same paradigm as in the present study

and which results showed impaired item memory in healthy older adults compared to younger

participants (Tardif, Tremblay, & Hudon, 2013).

The outcome of the analysis of temporal migration suggests that HC participants can

encode the temporal order in which stimuli were presented even in the absence of specific

instructions to do so. However, the present results reveal that aMCI do not seem to use temporal

information to structure their processing and support recall. In regards to this result, one possible

explanation would need to be explored. Namely, the finding may rely on a lack of strategic

initiative in aMCI, which would prevent optimal use of a temporal strategy to support recall.

Future work is needed to test this hypothesis and to examine whether the observation of

unstructured (or random) patterns of information processing in memory tasks could be a

cognitive marker of aMCI or prodromal AD.

Analysis of the transposition of errors between the location of a stimulus at study and the

participants’ responses during the test phase confirms that, in both HC and aMCI groups,

remembering Item-Location associations is more difficult than remembering locations only.

When only spatial information had to be recalled, the errors made by both groups were located

nearer to the correct response location compared to when task performance relied on

remembering the association between items and their spatial positions. In sum, in the less

cognitively demanding condition (Location), participants had a better idea of the positions in

space where stimuli were presented compared to the more demanding condition (Item-Location).

Experiment 2

To ensure that results of Experiment 1 are not dependent on the nature of information to

be learnt, Experiment 2 used an order reconstruction paradigm to test memory for the association

between an item and its temporal position in a sequence.

Participants

Thirty participants were recruited, of which 15 were HC (11 females and 4 males) and 15

were aMCI (10 females and 5 males). Participants were different from those who took part in

Experiment 1. However, the inclusion/exclusion criteria were the same as those employed in

Experiment 1.

70

Materials

Clinical and neuropsychological measures. These measures were identical to those

used in Experiment 1.

Experimental task. Again, visual stimuli from Snodgrass and Vanderwart’s (1980)

standardized set of pictures were used. All stimuli in Experiment 2 were different from those

used in Experiment 1. Stimuli were selected based on the same criteria that were used in

Experiment 1. The sequences were comparable in terms of stimulus familiarity and complexity.

Moreover, familiarity and complexity of the stimuli in Experiment 2 were comparable to

Experiment 1.

Procedure

Clinical and neuropsychological assessment. The procedure for clinical and

neuropsychological assessment was identical to that of Experiment 1.

Experimental task. The computer-based (E-Prime 2.0) experimental task comprised two

conditions (see below) and a total of 15 different sequences of six stimuli (total of 90 stimuli

presented). Two sequences were used in practice trials, 12 were used in the Item condition and

one was used in the Item-Temporal condition. In each sequence, the visual stimuli were presented

sequentially in a matrix identical to that of Experiment 1. The stimulus presentation time and

inter-stimulus interval were the same as in Experiment 1. The Item and Item-Temporal conditions

were blocked and randomly administered to the participants.

Participants were instructed that their memory for the presented stimuli and their temporal

order would later be assessed. In the Item condition, participants had to recall verbally as much

stimuli as possible. In the Item-Temporal association condition, stimuli were represented in a

fixed order and all responses were registered on a touch screen. Participants had to touch the

stimuli sequentially in the order they were presented in the study sequence. When participants

touched a stimulus, a black border appeared around it to indicate that it had been selected. The

order of responses was recorded.

71

Data Analyses

Demographic and neuropsychological data was analyzed as in Experiment 1. In the experimental

task, a Group (HC, aMCI) X Condition (Item, Item-Temporal) repeated measures ANOVA was

computed. The alpha level used in all analyses was .05.

Results

Demographic and neuropsychological characteristics of participants appear in Table 2.

The proportion of female participants was comparable between groups, χ2(1, N = 30) = 0.16, p =

.69.

Both groups were also comparable in terms of years of education and age. In

neuropsychological tasks, aMCI participants performed worse than the HC group on tests

assessing general cognitive functioning, information processing speed, confrontation naming,

semantic memory, semantic verbal fluency, episodic memory, and executive functions. On

clinical measures, the aMCI group presented higher scores in the questionnaires assessing the

presence of subjective cognitive complaint, depressive symptoms and vascular burden.

Group performance in the experimental task is presented in Figure 4. The ANOVA indicated a

significant main effect of Group, F(1,28) = 9.30, p < .01, η2p = .25, revealing that HC participants

(M = .55, SD = .02) performed better than individuals with aMCI (M = .46, SD = .02). There was

a significant main effect of Condition, F(1,28) = 285.65, p < .01, η2p = .91, suggesting that item

memory (M = .63, SD = .02) was better than memory for Item-Temporal associations (M = .26,

SD = .01). Finally, the interaction Group X Condition was marginally significant, F(1,28) = 0.31,

p = .05, η2p = .13, indicating that the difference between groups was greater in the Item condition

(p < .01) than in the Item-Temporal condition (p = .15).

72

Table 2. Demographic and clinical characteristics (raw scores) of healthy controls (HC) and aMCI participants in Experiment 2.

Variables HC (n=15)

aMCI (n=15)

t-test

t(1,28) p MCI Participants’ characteristics Age (years) 77.33 (6.55) 78.00 (5.44) -0.30 0.76 Education (years) 11.93 (2,96) 10.33 (3.22) 1.42 0.17 Sex (W/M) 11F/4H 10F/5H Depressive symptoms GDS (/30)

2.93 (3.25)

5.80 (3.69)

-2.22

<0.05*

Subjective cognitive complaint QPC (/10) Vascular burden Hachinski ischaemic scale

1.07 (1.38)

0.87 (0.64)

2.93 (2.02)

1.79 (1.42)

-2.88

-2.22

<0.01**

0.04*

General cognitive state MoCA (/30) DRS-II (/144) Information processing speed Digit-symbol (WAIS-III) Visuo-constructive abilities Copy of Rey Complex Figure (/36) Language and semantic memory BNT (/15) PPTT (/52) Verbal fluency (T-N-P) Verbal fluency (Animals)

26.13 (3.09) 138.07 (4.20)

49.40 (7.98)

31.47 (2.84

13.00 (1.51) 49.20 (2.08) 31.67 (7.33) 16.87 (4.03)

21.40 (3.38)

128.40 (7.33)

35.73 (12.20)

27.40 (6.06)

11.53 (1.60) 47.40 (2.44)

25.33 (11.03) 12.47 (4.07)

4.01 4.43

3.63

2.02

2.58 2.17 1.85 2.98

<0.01** <0.01**

<0.01**

0.05

<0.05* <0.05*

0.08 <0.01**

Episodic memory RL/RI-16 free recall (/16) 9.44 (1.70) 4.33 (2.58) 6.41 <0.01** RL/RI-16 total recall (/16) 15.16 (0.81) 10.00 (3.22) 6.02 <0.01** RL/RI-16 delayed free recall (/16) 12.00 (2.04) 3.53 (3.62) 7.89 <0.01** RL/RI-16 delayed total recall (/16) 15.53 (0.92) 10.53 (4.19) 4.52 <0.01** Recall of Rey Figure (/36) 15.50 (1.85) 8.14 (6.01) 4.52 <0.01** Executive functions Stroop_Inhibition (time in sec.)

65.24 (21.74)

109.85 (26.93)

-4.85

<0.01**

Stroop_Flexibility (time in sec.) 83.24 (52.24) 129.42 (30.66) -2.71 <0.05* TMT_Switching (time in sec.) 116.47 (60.75) 182.79 (50.15) -3.19 <0.01**

Note. t-tests were used; * p < 0.05 and ** p < 0.01 ; aMCI: participants with amnestic mild cognitive impairment; BNT : Boston Naming Test-15 items; Digit-Symbol (WAIS-III): Digit Symbol subtest of the Wechsler Adult Intelligence Scale, 3rd edition; DRS-II : Dementia Rating Scale-II; MoCA: Montreal Cognitive Assessment; GDS : Geriatric Depression Scale; HC: healthy control participants; PPTT : Pyramids and Palm Tree Test; QPC; Questionnaire de plainte cognitive; RL/RI-16 : Épreuve de rappel Libre/Rappel Indicé à 16 items; Stroop : California Stroop test; TMT : California Trail Making Test.

73

Figure 4. Mean proportions of correct recall for each group in the experimental conditions of the task involving associations between items and their temporal order. The error bars represent standard error. ** p < .01. Note: aMCI = amnestic mild cognitive impairment; HC = healthy controls.

Visual inspection of temporal migrations in the Item-Temporal condition suggest that

when participants are explicitly asked to recall the temporal order of stimuli, both groups can use

successfully temporal information (Figure 5). The analyses confirmed that HC, t(14) =11.72, p <

.01, and aMCI, t(14) = 5.70, p < .01, participants differed significantly from chance level.

Figure 5. Mean proportions of errors as a function of temporal migration for each group in the Item-Time condition. Error bars represent standard error. Note: aMCI = amnestic mild cognitive impairment; HC = healthy controls.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

Item Item-Temporal

Mea

n co

rrec

t pro

port

ion

Conditions

HC

aMCI

**

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

1 2 3 4 5

Mea

n pr

opor

tion

of c

orre

ct re

call

Temporal migration Item-Temporal condition

HCaMCIChance

*

74

Discussion

The results of Experiment 2 indicate that both HC and aMCI participants have better

memory for item information than for associative information. Moreover, aMCI participants

have poorer item and associative memory than the HC group and the difference mostly concern

item memory. The latter result is rather surprising considering the literature on associative

deficits in aMCI (Troyer et al., 2008; 2012). More precisely, the studies of Troyer et al. showed

that compared to healthy older adults, the memory impairment in aMCI is greater in the

associative condition than in the item condition. A possible explanation for the discrepancy is

that memory for Item-Temporal associations in the present study was very poor in the HC group.

Hence, the probability to find greater associative than item memory impairment in the aMCI

group was low. Another explanation might relied on the type of association that was tested. In

explicit associative conditions, temporal information is vulnerable to aging and this might be

linked to the age-related neuranatomical changes occuring in the frontal and the medial temporal

lobe. Frontal and medial temporal lobes are brain regions involved in temporal order judgment

(Kopelman, Stanhope, & Kingsley, 1997; Shimamura, Janowsky, & Squire, 1990). The present

results confirmed partially previous studies interested in temporal order recall. Such difficulties to

remember temporal contextual information observed in aging and prodromal AD could be caused

by structural and functional brain changes appearing in both medial temporal and frontal lobes.

But this hypothesis would have to be tested in future work.

General discussion

The main objective of the present study was to compare item and associative memory

between aMCI and HC participants using Item-Location (Experiment 1) and Item-Temporal

(Experiment 2) associations. The secondary objective was to examine the pattern of errors

(temporal migrations and distribution of errors in space) of participants. The task procedures

were well comparable between experiments, thus allowing direct comparisons of memory

performances when associations involve either a spatial or a temporal order context. Overall, the

results of this study revealed that compared to HC participants, individuals with aMCI present

impairment in remembering item and associative information. In Experiment 1, the magnitude of

impairment in aMCI participants was similar between the item and associative (Item-Location)

conditions. In Experiment 2, the impairment was greater in the item compared to the associative

(Item-Temporal) condition. The analyses of temporal migrations revealed that in the absence of

75

specific instructions to encode the temporal order in which stimuli were presented, aMCI

participants did not use temporal information to support recall of information. However, they

were able to do so when instructions asked explicitly to recall the temporal order of stimuli.

Finally, the analysis of the transposition of errors between the location of a stimulus at study and

the participants’ responses during the test phase confirmed that both groups had more difficulty

remembering Item-Location associations than remembering locations only.

Regarding item and associative memory performance of aMCI participants, results from

both experiments are not in line with those of similar studies like those conducted by Troyer et al.

(2008; 2012). Indeed, these authors found in aMCI greater associative memory impairment

compared to item memory. However, in Troyer et al. (2008), the use of standardized

neuropsychological tests not originally intended to test associative memory may have blurred the

understanding of the mechanisms interplayed in the processes responsible for such deficit, since

there is relatively weak control over the variable of interest. Furthermore, Troyer et al. (2012)

used a recognition paradigm whereas in the present study either recall or reconstruction

procedures were used. It is well known that recognition is more easy than recall and this might

account for the differences between the results of this study and those of Troyer et al. (2012). In

sum, results of the present study are not entirely consistent with the idea that poorer associative

memory than item memory may represent a cognitive marker of aMCI. Longitudinal studies are

warranted to examine this question more systematically.

The results of temporal migration analyses indicated that both groups used successfully

temporal information when they were asked explicitly to recall the temporal order of stimuli

(Experiment 2). When instructions asked participants to recall the associations between items

and their location in space (Experiment 1), the HC group used implicitly temporal order

information to support reconstruction recall, but not aMCI participants. This finding could be

interpreted as an inability of aMCI individuals to initiate and/or use implicit cognitive strategies

(Farrell & Lewandowsky, 2004) in cognitively demanding tasks such as associative memory

conditions.

Participants with aMCI recalled fewer locations and fewer Item-Location associations

compared to the HC group. However, the analysis of spatial errors in Experiment 1 revealed that

the mean distance of errors did not differ between groups. This finding is interesting because

despite the decline of memory in aMCI, to some extent these participants can still encode and

76

recall spatial information.

The strengths of the present study include the systematic and rigorous differentiation

between item and associative memory capacities. Moreover, examination of temporal migrations

and the profile of spatial errors allowed us to go beyond the usual pure and strict variables of

correct performance. Among the limitations, the sample size was rather small and different

participants were assessed in each experiment. This may impact the generalization of results to all

aMCI cases. Moreover, participants in Experiment 2 were older and less educated than

participants in Experiment 1 and the aMCI group of Experiment 2 presented more extensive

neuropsychological deficits than the group included in Experiment 1. These differences limit to

some extent the comparison of findings between both experiments. In the future, recall of

associations implicating spatial and temporal contexts should be compared among the same

individuals.

In sum, the present study is part of the studies interested in the investigation of associative

processes in aMCI. The results support the presence of a deficit in binding together pieces of

information in aMCI. However, the associative deficit is not more severe than item memory

impairment and this questions the hypothesis that associative memory impairment represents a

cognitive marker of prodromal AD in older adults. Interestingly, the present study suggests that

aMCI could be distinguished from HC by the inability of the former individuals to implicitly use

a temporal order strategy to support recall. Future work should examine in what task conditions

associative memory is more impaired than item memory in aMCI. In addition, it would be

valuable to investigate to what extent the incapacity to use implicit temporal strategies to support

memory could represent a cognitive marker of aMCI. This could help identify AD more early and

more accurately.

77

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85

Appendix A

Order in which items appeared during study phase

1 2 3 4 5 6

Ord

er in

whc

ih it

ems a

re re

calle

d

Migration = 1

Migration = 2

Migration = 4

Migration = 3

Migration = 5

87

Appendix B

Representation of the matrix used in the experimental tasks of Experiment 1 and 2.

89

CHAPITRE IV

Conclusion générale

La présente thèse s’inscrit dans un désir d’approfondir les connaissances concernant les

changements cognitifs normaux liés au vieillissement ainsi qu’à la symptomatologie du trouble

cognitif léger de type amnésique (TCLa). Cet objectif général visait à enrichir les connaissances

sur le déclin cognitif normal des personnes âgées de même que le déclin cognitif associé à la

phase prodromique de la maladie d’Alzheimer (MA). Par le fait même, cette thèse a produit des

données visant à faciliter et raffiner le diagnostic précoce de la MA. En effet, les travaux réalisés

dans cette thèse favoriseront le développement d’outils de dépistage sensibles et spécifiques,

faciles d’utilisation et accessibles.

Deux études ont été réalisées afin de caractériser le fonctionnement de la mémoire

épisodique chez des aînés en bonne santé de même que des individus avec un TCLa. La

réalisation de ces deux études s’est inscrite dans un contexte démographique caractérisé par le

vieillissement important de la population canadienne. Ce vieillissement démographique

s’accompagne d’une augmentation importante des cas de MA au sein de la population.

Considérant le fardeau qu’engendre la MA, il est impératif de poursuivre l’approfondissement

des connaissances quant aux signes et symptômes précurseurs de la maladie. En effet, cet

enrichissement des connaissances est nécessaire pour effectuer un diagnostic précoce de la MA et

il s’agit d’une étape nécessaire au développement d’interventions ciblées et efficaces pour

prévenir le déclin cognitif pathologique.

La mémoire épisodique est une des fonctions cognitives les plus étudiée dans un contexte

de vieillissement puisqu’elle est généralement victime des premiers changements observés par les

aînés (p.ex., « Je reconnais cette personne, mais quel est son nom ? » ; « Où sont mes clés ? »).

De nombreux chercheurs ont tenté de mieux comprendre les difficultés mnésiques vécues par les

gens âgés. Dans le contexte du vieillissement normal, l’hypothèse du déficit associatif (en anglais

Associative Deficit Hypothesis - ADH) (Naveh-Benjamin, 2000) est actuellement l’explication

prédominante pour expliquer l’affaiblissement des capacités de mémoire des personnes âgées.

Cette hypothèse stipule que les processus responsables de lier (ou associer) les différents

éléments composant un souvenir sont déficitaires et ce déficit est plus important que la

diminution de la capacité à mémoriser des éléments (ou items) indépendamment de leurs

caractéristiques associées. Les travaux de Chalfonte et Johnson (1996) et de Naveh-Benjamin

90

(2000 ; Naveh-Benjamin, Guez, Kilb, & Reedy, 2004) ont largement contribué à la

reconnaissance d’un déclin de l’efficience des processus associatifs en mémoire au cours du

vieillissement normal. Cependant, il demeure encore incertain si les difficultés associatives sont

présentes peu importe le type d’association à mémoriser. Plus particulièrement, il existe des

lacunes quant aux connaissances sur l’intégrité des associations qui impliquent un contexte

spatial ou temporel, alors que ce type d’information contextuelle est omniprésent au quotidien.

Pour ce qui est de la compréhension des difficultés en mémoire épisodique dans le

vieillissement pathologique, et plus particulièrement au sein de la population TCLa, seulement

quelques études se sont attardées à une caractérisation approfondie des processus mnésiques

associatifs de ces individus (Algabarel, Fuentes, Escudero, Pitarque, Peset, Mazon, et al., 2012;

Pike, Rowe, Moss, Savage, 2008; Troyer, Murphy, Anderson, Craik, Hayman-Abello, &

Moscovitch, 2008 ; Troyer, Murphy, Anderson, Craik, Moscovitch, Maione et al., 2012). Les

études effectuées proposent qu’un déficit de mémoire associative pourrait être un bon prédicteur

du développement subséquent de la MA (Ahmed, Mitchell, Arnold, Nestor, & Hodges, 2008) et

pourrait constituer un marqueur de phase prodromique (Troyer et al., 2012; Wang, Li, Li, &

Zhang, 2013). Ces travaux suggèrent que les gens atteints de TCLa ont des difficultés plus

importantes en mémoire associative qu’en mémoire de l’item, malgré le fait que cette dernière

soit aussi déficitaire. Ainsi, au plan qualitatif, ce profil est similaire à celui des gens âgés en

bonne santé mais au plan quantitatif, le TCLa cause de plus importants déficits que ceux déjà

observés dans le contexte du vieillissement normal. Ces résultats ont été démontrés autant avec

des tests neuropsychologiques standardisées (Troyer et al., 2008; Wang et al., 2013) qu’avec des

tâches expérimentales spécialement conçues pour l’évaluation de la mémoire associative (Pike,

Kinsella, Ong, Mullaly, Rand, Storey, et al., 2012). Toutefois, des lacunes importantes demeurent

quant à l’état des connaissances sur l’intégrité, dans le TCLa, des processus responsables de

l’association entre un souvenir et son contexte spatial ou temporel.

Le premier objectif spécifique de la présente thèse consistait à mesurer, à l’aide de

paradigmes expérimentaux, les processus associatifs mis en jeu lors d’associations entre un item

et son contexte spatial ou temporel et ce, auprès d’adultes âgés et jeunes en bonne santé. Le

second objectif spécifique visait à comparer les performances de participants âgés en bonne santé

et de personnes avec un TCLa quant à leur capacité à rappeler des associations entre un item et

un contexte spatial ou temporel. En complément à l’atteinte de ces objectifs, une analyse

91

approfondie des patrons d’erreurs spatiales ainsi qu’une analyse de migrations temporelles des

réponses ont été effectuées. Ces analyses supplémentaires visaient une caractérisation plus

approfondie des déficits mnésiques à des niveaux qualitatif et quantitatif.

Deux articles scientifiques ont composé le corps de cette thèse. Le premier article a

rapporté les résultats d’une étude conçue spécialement pour répondre au premier objectif

spécifique de la thèse. Quant au deuxième article, il correspond à une étude visant à répondre au

second objectif spécifique. Un rappel des deux études et de leurs résultats est présenté dans la

section suivante, après quoi une discussion générale sera proposée quant aux contributions des

résultats de la thèse aux plans théorique, clinique et empirique. Ce dernier chapitre comprendra

enfin une brève discussion portant sur le développement de la recherche sur le prodrome de la

MA.

Rappel des études effectuées et des résultats obtenus

Chapitre 2 (Étude 1). Le premier article, de nature empirique, a décrit une étude visant la

comparaison des performances de jeunes adultes et de personnes âgées en bonne santé dans des

tâches de mémoire associative impliquant un contexte spatial (Expérience 1) ou temporel

(Expérience 2). Plus précisément, 15 jeunes adultes et 15 personnes âgées ont d’abord effectué

une tâche évaluant la mémoire des associations spatiales, la mémoire de l’item et la mémoire des

localisations. Ensuite, deux autres groupes de participants jeunes et âgés ont effectué une tâche

mesurant la mémoire des associations temporelles de même que la mémoire de l’item. Les tâches

utilisées ont été développées en prenant soin de contrôler une série de paramètres

méthodologiques7 pouvant influencer la performance sur les variables d’intérêts. Les résultats ont

confirmé que la mémoire associative est plus vulnérable que la mémoire de l’item chez les

adultes âgés comparativement aux jeunes. Par ailleurs, l’atteinte accrue de la mémoire

associative est manifeste lorsque l’association implique un contexte spatial, mais pas lorsque le

contexte à associer comporte des informations temporelles. Ainsi, ces résultats supportent en

partie l’hypothèse du déficit associatif (Naveh-Benjamin, 2000), mais remettent en question

l’universalité de cette hypothèse. 7 Parmi les paramètres contrôlés, nous retrouvons notamment une procédure de présentation des stimuli similaire d’une condition à l’autre, l’équivalence des stimuli quant à leur niveau de familiarité et de complexité et l’utilisation d’un paradigme de rappel/reconstruction comparable entre les conditions de la tâche.

92

Les analyses de migrations temporelles des réponses ont indiqué que tant les jeunes

adultes que les personnes âgées sont capables d’utiliser, de manières spontanée et implicite, une

stratégie de rappel utilisant l’ordre de présentation des items lors de la phase d’étude. Ces

résultats suggèrent que malgré la diminution des capacités à rappeler des items ou des

associations, les personnes âgées ne perdent pas la capacité à utiliser implicitement l’ordre

temporel pour supporter le rappel et ce, même lorsque la tâche n’exige pas explicitement

l’utilisation des informations temporelles. Finalement, les analyses spatiales des erreurs

effectuées au sein des conditions Localisation et Item-Localisation suggèrent que les groupes

d’adultes sains (jeunes et âgés) répondent de façon similaire quant à la distance de

repositionnement des stimuli.

Chapitre 3 (Étude 2). Dans le second article, aussi de nature empirique, la même tâche

expérimentale que celle développée pour l’Étude 1 a été utilisée pour comparer les performances

mnésiques de personnes âgées en bonne santé et d’individus avec un TCLa. Des groupes

indépendants ont effectué les tâches nécessitant le rappel d’associations impliquant un contexte

spatial (Expérience 1) ou temporel (Expérience 2). Les résultats de ces deux expériences ont mis

en lumière d’importantes difficultés, chez les participants du groupe TCLa, tant pour le rappel

d’items que pour le rappel d’associations. En fait, les personnes TCLa ont rappelé moins

d’associations que d’items seuls mais comparativement au groupe de personnes âgées contrôles,

le déficit de mémoire associative n’est pas accentué par rapport au déficit de mémoire de l’item.

Or, le contraire était attendu compte tenu des connaissances sur les déficits cognitifs rapportés

dans le prodrome de la MA. En effet, si un déficit associatif constitue un marqueur de MA

prodromique, une interaction Groupe (Contrôle, TCLa) X Condition (item, association) aurait dû

être observée (voir par exemple Troyer et al., 2012). Toutefois, aucune interaction significative

n’a été obtenue dans l’Étude 2. Il est possible que les paradigmes de rappel et de reconstruction

utilisés dans le cadre de la présente thèse aient un rôle à jouer dans l’obtention d’un tel résultat,

puisque la plupart des études antérieures utilisaient généralement la reconnaissance (Troyer et al.,

2012; van der Meulen, Lederrey, Rieger, van Assche, Schwartz, Vuilleumier, et al., 2012; Wang

et al., 2013). La tâche utilisée dans cette thèse étant plus exigeante en termes de ressources

cognitives (à la fois mnésiques et exécutives), il est possible que la performance dans la condition

Item ait été fortement diminuée. Par la même occasion, la probabilité d’observer une interaction

significative entre les facteurs Groupe et Condition a pu être réduite. Une autre explication

93

possible de ce résultat pourrait résider dans le fait que la mémoire associative est déjà largement

affectée dans le vieillissement normal, rendant ainsi moins probable la mise en évidence d’une

interaction lorsque des aînés sains sont comparés à des personnes avec un TCLa. Cependant, si

un déficit associatif ne semble pas une caractéristique du TCLa (du moins tel que mesuré par les

tâches expérimentales de l’Étude 2), l’analyse des migrations temporelles suggère que la non-

utilisation implicite de l’information temporelle pour supporter le rappel en mémoire associative

pourrait constituer un marqueur cognitif du prodrome de la MA. En effet, les personnes TCLa

n’ont pas utilisé implicitement l’ordre de présentation des items lorsqu’est venu le temps de les

rappeler dans un contexte spatial. Cette façon de rappeler l’information est pourtant utilisée par

les personnes âgées en bonne santé (Cf. Étude 1 ; voir aussi des résultats similaires obtenus par

La Voie & Light, 1994) et il s’agit d’ailleurs d’une tendance naturelle chez les gens ayant une

cognition dite normale (Farrell & Lewandosky, 2004). Des études supplémentaires sont

nécessaires pour vérifier l’hypothèse avancée ici.

Finalement, il est nécessaire de signaler les différences observées au sein de profils

cognitifs des participants à qui les tâches ont été administrées. Plus particulièrement, les

participants du groupe TCLa dans l’Étude 2 se distinguent de ceux de l’Étude 1 sur plusieurs

caractéristiques. Notamment, les participants à l’Expérience 2 sont plus vieux, moins scolarisés,

présentent davantage de symptômes dépressifs, ont un fonctionnement cognitif général plus

faible et sont plus lents à traiter l’information que les participants de l’Expérience 1. Ces

différences ont pu avoir un effet sur les résultats obtenus et représentent une explication

alternative à l’absence d’interaction, dans l’Étude 2, entre le facteur groupe et les conditions de la

tâche.

Contributions de la thèse en lien avec les objectifs principaux

La mise en commun des résultats et conclusions des deux études de la présente thèse (a)

confirme, chez tous les groupes, que la performance en mémoire associative est plus faible que

celle en mémoire de l’item, et ce, peu importe le type d’association à rappeler ; (b) réfute

l’universalité de l’hypothèse du déficit associatif lié à l’âge ; et (c) révèle que les personnes âgées

en bonne santé présentent la tendance naturelle à utiliser l’ordre temporel de présentation des

informations à rappeler, ce qui n’est pas le cas chez les gens présentant un TCLa.

94

Contributions scientifiques

La non-universalité du déficit associatif chez les adultes âgés sains. Les résultats

décrits dans la première étude (Chapitre 2) suggèrent que selon la nature de l’information à

associer, l’intensité et l’étendue des difficultés varient au sein d’un échantillon d’adultes âgés en

bonne santé. En effet, le déficit associatif, soit la perte d’efficience des processus responsables de

lier les différents éléments d’information de façon à former un souvenir unifié et complet, est

observé dans un contexte où l’information est de nature spatiale, mais pas avec l’information de

nature temporelle. À notre connaissance, ce sont les premiers résultats du genre à suggérer la

non-universalité de cette hypothèse largement démontrée dans la littérature (Bastin & Van der

Linden, 2006 ; Chalfonte & Johnson, 1996 ; Dumas & Hartman, 2003 ; Naveh-Benjamin, 2000 ;

Naveh-Benjamin, Guez, & Shulman, 2004). Des raisons méthodologiques peuvent en partie

expliquer la non-universalité du déficit associatif tel qu’observé dans l’Étude 1. Notamment, la

présente thèse visait l’étude des performances dans des paradigmes de rappel libre et de

reconstruction alors que la majorité des études utilisent davantage des paradigmes de type

jugement de récence ou à choix forcé.

Les résultats d’analyses complémentaires des migrations temporelles (i.e., analyse des

migrations de 08) ajoutent à la caractérisation des performances lors du vieillissement normal et

appuient davantage la possibilité de la non-universalité de l’hypothèse du déficit associatif (voir

la Figure 1 présentée en annexe B). L’analyse a considéré les données de migrations temporelles

de 0 (rappel effectué à la même position temporelle que celle lors de la phase de présentation,

représentant ici une absence de migration) et de 1 (rappel effectué à la position temporelle

adjacente à celle lors de la phase de présentation). Deux ANOVAs Groupe (jeunes, âgés) x

Migration (0, 1), avec mesures mesures répétées sur le facteur Migration, ont été effectuées

séparément pour les conditions Localisation et Item-Localisation. L’ANOVA réalisée sur les

données de la condition Localisation révèle l’absence d’un effet du facteur Groupe, F (1,28) =

0.43, p = .52, η2p = .02, suggérant que les deux groupes sont capables et comparables quant à leur

capacité d’intégrer l’information temporelle et de l’utiliser comme stratégie de rappel. Notons

8 Une migration de 0 réflète en fait l’absence de migration. Elle illustre la proportion d’items rappelés à la même position temporelle que lors de sa présentation. Par exemple, si une fleur a été présentée en premier, le participant débute par nommer la fleur, ceci correspond à une migration de 0, ou plutôt à une absence de migration.

95

toutefois un effet du facteur Migration, F (1,28) = 70,43, p < .01, η2p = .72, indiquant que les

migrations temporelles de 1 sont davantage utilisées par les participants. L’analyse révèle par

ailleurs une interaction Groupe x Migration significative F (1,28) = 8,30, p < .01, η2p = .23. Cette

interaction indique que le groupe de jeunes adultes a davantage tendance à utiliser exactement le

même ordre de présentation lorsque vient le temps de rappeler les items, comparativement au

groupe de participants âgés, p < .05, alors que les deux groupes sont comparables dans

l’utilisation des migrations de 1. Pour ce qui est de la condition Item-Localisation, aucun effet

significatif des facteurs Groupe F (1,28) = 2,88, p = .10, η2p = .09, et Migration, F (1,28) = 1,46,

p = .24, η2p = .05, n’a été observé. De plus, l’interaction n’est pas significative, F (1,28) = 0,15, p

= .71, η2p = .0. Cette absence généralisée d’effet suggère que les deux groupes de participants se

comportent de la même façon dans la condition associative de la tâche et donc, que les deux

groupes utilisent implicitement l’information temporelle lorsque vient le temps du rappel. Ainsi,

ces résultats offrent un appui complémentaire à la non-universalité du déficit associatif qui

expliquerait les difficultés en mémoire des gens âgés, puisque dans un contexte implicite, les

gens âgés en bonne santé, autant que les jeunes adultes, démontrent la capacité à intégrer le

contexte temporel exact (migration de 0) et le contexte temporel proximal (migration de 1) à leurs

stratégies de réponses.

Compréhension de la mémoire associative dans le prodrome de la MA. La présente

thèse aura permis l’exploration et la description, chez les personnes TCLa, du fonctionnement des

processus mnésiques responsables du rappel d’items et d’associations. Les résultats obtenus

indiquent que les performances du groupe TCLa sont diminuées par rapport aux personnes âgées

en bonne santé, mais l’absence d’interaction Groupe X Condition suggère que le TCLa n’est pas

caractérisé par un déficit mnésique principalement associatif. Ainsi, à la lumière des résultats

obtenus, il est difficile d’affirmer qu’un trouble de la mémoire associative constitue un marqueur

de MA prodromique. Les résultats de la présente thèse vont à l’encontre de plusieurs autres

travaux (Troyer et al., 2008 ; 2012) et des facteurs liés à la méthode de l’Étude 2 de cette thèse

pourraient expliquer les résultats négatifs obtenus (voir plus haut). Ainsi, des études

supplémentaires sont nécessaires pour répliquer les résultats de cette thèse et pour poursuivre les

efforts en vue de l’identification d’un marqueur cognitif du TCLa.

Malgré le fait que l’hypothèse initiale n’ait pas été confirmée, les analyses de migrations

temporelles apportent un éclairage nouveau et fort utile dans la quête d’un marqueur cognitif du

96

TCLa. D’abord, il est pertinent de rappeler ce que les migrations temporelles permettent de

mesurer. Ainsi, les migrations temporelles, habituellement utilisées pour quantifier les erreurs de

transposition en rappel sériel, ont été utilisées dans cette thèse comme une mesure implicite de la

capacité à utiliser l’ordre de présentation des stimuli lors de la phase d’étude pour supporter le

rappel lors de la phase de test. En plus d’être considérées comme une mesure implicite de

mémoire associative, les migrations temporelles renseignent sur la tendance naturelle des

individus à utiliser l’ordre de présentation comme stratégie de rappel (Farrell & Lewandowsky,

2004). Les résultats de l’Étude 2 révèlent que contrairement aux adultes âgés en bonne santé, les

gens atteints de TCLa ne présentent pas de patrons de réponses organisés temporellement. Plus

précisément, ils n’utilisent pas l’ordre de présentation des items lors de la phase d’étude comme

stratégie de rappel dans la phase de test. C’est donc dire que la capacité implicite ou inconsciente

d’associer l’information à un contexte temporel, même si la tâche ne l’exige pas, est perdue dans

le TCLa alors qu’elle est préservée dans le vieillissement normal. Ceci pourrait constituer un

marqueur cognitif de la MA prodromique. Des études futures devront être réalisées pour

déterminer dans quelles circonstances ce déficit se manifeste. Des mesures en neuroimagerie

fonctionnelle pourraient également être utilisées pour identifier les corrélats cérébraux de cette

forme d’atteinte mnésique chez les individus TCLa. Enfin, il serait intéressant d’inclure un

groupe de personnes avec une MA débutante afin de bien situer le TCLa sur le continuum de

déclin cognitif allant du vieillissement normal à la MA.

Concept de TCLa et son utilité. À la lumière des résultats obtenus dans la présente

thèse, le phénotype du TCLa recherché au départ (c-à-d, la présence d’un déficit associatif) n’a

pu être observé. L’absence de déficit mnésique clairement associatif dans le TCLa peut soulever

des questions quant à l’existence d’une symptomatologie distinctive et spécifique au prodrome de

la MA. D’ailleurs, certains auteurs se sont questionnés à savoir si le concept de TCLa a sa place

dans l’univers médical (Ames, Petersen, Knopman, Visser, Brodaty, & Gauthier 2006).

Notamment, l’absence de consensus quant aux critères utilisés pour un diagnostic adéquat de

TCLa et la multiplicité des termes utilisés pour décrire les changements cognitifs associés au

vieillissement (i.e., en anglais, benign senescent forgetfulness, age-associated memory

impairment, age-associated cognitive decline, cognitive impairment no dementia) contribuent à la

controverse entourant le concept de TCLa (Reisberg, Ferris, Kluger, Franssen, Wegiel, & Leon,

2008). Certains spécialistes ne voient pas la nécessité d’utiliser le TCLa à titre de nouvelle entité

97

clinique puisque ce syndrome ne représenterait qu’une des nombreuses manifestations du spectre

du vieillissement cérébral (Whitehouse & Moody, 2006). De plus, l’hétérogénéité de la

progression vers divers types de démences (Gauthier et al., 2006; Ritchie, Artero, & Touchon,

2001), ainsi que le nombre important d’individus TCLa qui demeurent dans un état stable, ou

pour qui les performances cognitives se normalisent, sont des éléments qui suggèrent que le

TCLa ne corresponde pas nécessairement au prodrome de la MA (Bäckman et al., 2001).

À ceux qui s’interrogent ou qui dénoncent l’existence et la pertinence du syndrome de

TCLa, Petersen et Knopman (2006) répondent que ce syndrome décrit une portion importante de

la population âgée ne rencontrant pas les critères de la démence. Bien sûr, une certaine

hétérogénéité existe dans les manifestations et dans l’évolution possible du TCLa, mais les

recherches se poursuivent et s’efforcent afin de mieux circonscrire les symptômes de ce trouble,

notamment ceux qui prédisent un déclin ultérieur vers la MA. De plus, dans une perspective de

prévention secondaire du déclin cognitif, un diagnostic précoce de la MA lors de sa phase

prodromique demeure pertinent. Notamment, en phase prodromique il est encore envisageable de

mettre en place une intervention qui préviendra ou ralentira le déclin cognitif menant à la MA.

Enfin, il est important de souligner qu’en raison de l’hétérogénéité du syndrome, il n’est

pas encore recommandé de formuler un diagnostic de TCLa chez les personnes âgées9.

Toutefois, plusieurs personnes âgées savent que la présence d’un trouble cognitif léger accroît le

risque de développer la MA. Lorsque la situation survient en clinique, la psychoéducation est

particulièrement nécessaire. Notamment, il est important de faire état des connaissances actuelles

quant au risque de développer la MA, mais aussi de mentionner le nombre important de gens,

pour qui, le fonctionnement se stabilise, voire même s’améliore au fil des années. Il est également

important, lorsque ça s’applique, d’informer les personnes TCLa que leurs difficultés mnésiques

pourraient être expliquées par une autre condition qu’une MA précoce (p.ex., un contexte

psychosocial difficile, la présence de dépression, une hypothyroïdie mal contrôlée, etc). Ce type

d’information peut permettre de rassurer certaines personnes aux prises avec des difficultés

mnésiques légères.

9 À cet effet, voir les recommandations des troisième et quatrième conférences canadiennes consensuelles sur la démence : http://www.cccdtd.ca/.

98

Liens entre les données de la thèse et les changements cérébraux liés à l’âge

Bien qu’aucune donnée neuroanatomique n’ait été recueillie dans le cadre de la présente

thèse, il est possible de faire le pont entre les résultats obtenus et les connaissances actuelles en

neuroanatomie structurelle et fonctionnelle. En effet, il est bien admis que des relations existent

entre les performances cognitives et certains facteurs neurobiologiques, tels que le volume et

l’intégrité de structures cérébrales (Kaup, Mirzakhanian, Jeste, & Eyler, 2011).

Neuroanatomie de la mémoire épisodique. Le lobe temporal médian (LTM) est une

région corticale largement impliquée dans le fonctionnement de la mémoire épisodique (Uylings,

& Brabander, 2002). Plus précisément, l’hippocampe, le cortex entorhinal et le cortex

parahippocampique sont les principales régions du LTM impliquées dans l’encodage et le rappel

de souvenirs de nature épisodique. Différents modèles explicatifs ont tenté de lier les données

neuroanatomiques au fonctionnement de la mémoire épisodique chez l’humain. Une partie des

études a été réalisée chez des patients présentant des lésions bilatérales de l’hippocampe. Les

résultats de ces études mènent à des conclusions plus ou moins mitigées quant à l’implication

précise de l’hippocampe dans les différents processus de mémoire épisodique. En effet, certaines

études suggèrent que les lésions de l’hippocampe entraînent des déficits autant au sein des

processus de rappel libre que de reconnaissance (Cipolotti, Shallice, Chan, Fox, Scahill, Harrison,

et al., 2001 ; Manns, Hopkins, Reed, Kitchener, & Squire, 2003 ;Reed, & Squire, 1997), alors que

d’autres travaux suggèrent que l’hippocampe lésée affecte essentiellement le processus de rappel

libre (Holdstock, Mayes, Isaac, Gong, & Roberts, 2002 ; Holdstock, Mayes, Roberts, Cezayirli,

Issa, O’Reilly, & Norman 2002 ; Mayes, Holdstock, Isaac, Hunkin, & Roberts, 2002). À tout le

moins, la majorité des chercheurs s’accordent à dire que l’hippocampe est grandement sollicité

lors de tâche de mémoire épisodique, plus particulièrement lors de la mise en place de stratégies

de récupération de l’information, et que son altération provoque d’importantes difficultés

mnésiques.

Une étude récente a montré que les différentes régions du LTM contribuent de façon

différente au fonctionnement adéquat de la mémoire épisodique (Hannula, Libby, Yonelinas, &

Ranganath, 2013). En effet, cette étude menée auprès d’une vingtaine de participants adultes

suggèrent que : 1) le cortex parahippocampique est davantage sollicité lors de tâches exigeant la

récupération d’informations dites contextuelles; 2) l’hippocampe est davantage sollicité lors de

tâches exigeant la récupération de l’association du contenu à l’étude ainsi que son contexte; et 3)

99

le cortex périrhinal est sollicité peu importe le type d’information à récupérer en mémoire, soit le

contenu ou le contexte. Bien que ces résultats demeurent à être confirmés avec de plus larges

échantillons et éventuellement auprès de populations d’âges distincts, il demeure que l’intégrité

du LTM et ses sous-régions est un élément essentiel au bon fonctionnement de la mémoire

épisodique.

Une autre région cérébrale essentielle au bon fonctionnement des processus impliqués en

mémoire épisodique est le cortex préfrontal (CPF), qui est notamment impliqué dans la mise en

place de stratégies lors de l’encodage de l’information (Cabeza, 2002). Par ailleurs, le CPF est en

constante communication avec le LTM quand vient le temps de récupérer l’information

emmagasinée en mémoire.

En somme, la capacité à encoder et récupérer des informations associées au sein d’un

même souvenir repose sur un réseau cérébral comprenant l’hippocampe, les mécanismes du LTM

responsables des processus de « binding » ou d’association des informations, ainsi que les

mécanismes stratégiques sous-tendus par le CPF (Miller & Cohen, 2001; Simons & Spiers,

2003).

Neuroanatomie du vieillissement normal et pathologique. Des études s’intéressant aux

changements cérébraux observés au cours du vieillissement révèlent une diminution du volume

de la matière grise, notamment au sein de l’hippocampe et des aires associatives dans le CPF

(Juraska, & Lowry, 2012). Par ailleurs, l’avancement en âge est associé à une accumulation de

plaques amyloïdes et d’enchevêtrements neurofibrillaires au sein des structures largement

impliquées dans le fonctionnement mnésique, tel que le cortex entorhinal (Venderberghe, &

Tournoy, 2005). La matière blanche subit aussi des modifications, notamment dans les régions

frontales (Juraska, & Lowry, 2012). Ainsi, les changements dus à l’âge affectent de façon

prédominante les régions largement impliqués dans la mémoire épisodique, soit le CPF et le

LTM, supportant ainsi les changements observés au plan comportemental lorsque les adultes âgés

sont confrontés à des tâches cognitives de nature mnésique.

Bien que l’élaboration de la présente thèse ne permette pas de confirmer les liens existants

entre les structures nommées ci-haut et les résultats obtenus, compte tenu de l’absence de

données d’imagerie, il appert que les difficultés observées auprès du groupe d’adultes âgés

correspondent aux changements anatomiques et fonctionnels reconnus dans le vieillissement. En

effet, les difficultés observées au plan de la récupération de l’information (i.e., plus faible

100

performance des adultes âgés comparativement aux jeunes adultes dans toutes les conditions)

appuient un dysfonctionnement ou une perte d’efficacité des structures temporales médianes et

préfrontales, telle que rapportée dans de nombreuses études (Hannula et al., 2013 ; Lepage,

Habib, & Tulving, 1998). De plus, les plus grandes difficultés que présentent les adultes âgés

dans la condition associative peuvent être expliquées par les modifications structurelles et

fonctionnelles au sein du CPF, davantage sollicité lors de l’élaboration de stratégies mnésiques

auto-initiées, telles que l’exigent les tâches de rappel ou de reconstruction d’associations.

Pour ce qui est des changements neuroanatomiques observés dans la phase prodromique

de la MA, les études à ce sujet mentionnent une atrophie de l’hippocampe associée à déficit

d’encodage et récupération (Chételat, Desgranges, de la Sayette, Viader, Berkouk, Landeau, et

al., 2003 ; Leube, Weis, Freymann, Erb, Jessen, Heun et al., 2008), ainsi qu’une quantité

importante d’enchevêtrements neurofibrillaires, intermédiaire en nombre comparativement à ce

qui est normalement retrouvée auprès d’échantillons d’adultes âgés contrôles et de gens atteints

de la MA. De plus, leur distribution serait hiérarchisée et suivrait une certaine organisation, avec

une présence prédominante au sein du cortex entorhinal et de manière plus importante que chez

les adultes âgés sans problème cognitif (Guillozet, Weintraub, Mash, & Mesulam, 2003). Ainsi,

les données actuelles obtenues grâce à la neuroimagerie supportent les données

comportementales typiques du TCL, c’est-à-dire que les gens présentant une telle problématique

se situent, aux tâches neuropsychologiques, à l’intermédiaire entre le vieillissement normal et la

MA (Petersen, Smith, Waring, Ivnik, Tangalos, & Kokmen, 1999). Dans le cas des résultats

obtenus dans cette thèse, les performances du groupe TCLa ne peuvent pas être situées sur le

continuum entre le vieillissement cognitif normal et pathologique car le devis n’a inclus aucun

participant avec la MA. Néanmoins, il est possible de souligner que la phase prodromique de la

MA (i.e., le TCLa) entraîne de moins bonnes performances mnésiques que les individus

présentant un vieillissement cognitif normal.

Contributions cliniques

Rôle de la cognition dans l’identification du TCLa. L’ère actuelle est marquée par un

intérêt grandissant pour l’utilisation des biomarqueurs afin d’identifier les personnes avec un

TCLa susceptibles d’évoluer vers la MA. Les recherches récentes ont notamment montré

que l’atrophie des structures du LTM, de faibles taux de Aβ42 dans le liquide céphalo-rachidien,

des taux élevés de protéine tau dans les régions corticales, la présence de plaques amyloïdes au

101

niveau cérébral, le ralentissement du métabolisme dans les régions temporopariétales ainsi que de

la présence du gène APOE ε4 peuvent tous prédire une future MA chez une personne ayant un

TCLa (Gauthier &t Leuzy, 2010; Guillozet et al., 2003). Or, bien que ces marqueurs soient utiles

pour détecter la présence ou la probabilité de développer une démence, il demeure

qu’actuellement ils ne font pas partie de tous les examens cliniques de routine et sont, pour

certains (p.ex., ponction lombaire), obtenus de manière invasive. En ce sens, l’évaluation

cognitive des processus atteints et préservés chez une personne âgée représente encore une façon

sécuritaire et non invasive d’obtenir des informations en vue d’un diagnostic de MA

prodromique. L’évaluation cognitive est également utile pour la mise en place d’interventions

afin de stabiliser ou ralentir le déclin cognitif d’une personne âgée (Belleville, 2008 ; Belleville,

Gilbert, Fontaine, Gagnon, Ménard, & Gauthier, 2006). En effet, c’est sur la base d’une

évaluation cognitive que le neuropsychologue peut ensuite élaborer une intervention de

remédiation cognitive qui tient compte des processus cognitifs atteints et préservés chez le

patient. Ce type d’information ne peut pas être obtenu par l’intermédiaire des résultats de

laboratoire et demeure importante puisque les atteintes cognitives et fonctionnelles sont variables

et la trajectoire empruntée par les gens ayant un TCLa varie aussi.

Une étude récente (Peters, Villeneuve & Belleville, 2013) suggère que l’utilisation de

mesures neuropsychologiques standards, et plus précisément un test de mémoire épisodique10,

permettrait un pronostic correct chez 82,5% des personnes avec un TCLa (sensibilité : 72,7% ;

spécificité : 90,9%), alors que les mesures d’atteintes cérébrales11 permettraient un pronostic

correct dans 75% des cas (sensibilité : 61,6% ; spécificité : 86,4%). En d’autres termes, lorsque

considérées séparément, les mesures cognitives permettent de mieux prédire le pronostic des

personnes TCLa comparativement aux mesures d’atteintes cérébrales. Cependant, selon l’étude

de Peters et al. (2013), dans l’avenir il sera important de combiner les mesures cognitives et

cérébrales dans une perspective de diagnostic précoce de la MA. En effet, une telle combinaison

permet l’établissement d’un meilleur pronostic, soit une classification correcte de 87,5% des

individus avec un TCLa (sensibilité : 83,3% ; spécificité : 90,9%). En somme, le développement

de méthodes diagnostiques sensibles et spécifiques de la MA prodromique reposera sur le

10 Les mesures les plus prédictives se sont avérées être les mesures de rappel libre immédiat et de reconnaissance immédiate. 11 Les mesures corticales comprennent le gyrus cingulaire antérieur droit et le gyrus frontal moyen.

102

mariage des approches biomédicale et neuropsychologique afin de cibler les gens qui nécessitent

une prise en charge précoce adaptée à leurs capacités cognitives et fonctionnelles.

Futurs outils pour le neuropsychologue clinicien. Le neuropsychologue peut sans

contredit bénéficier des tâches expérimentales développées en recherche puisque la

neuropsychologie clinique et la psychologie cognitive expérimentale sont complémentaires. En

effet, certaines tâches développées en psychologie cognitive expérimentale ont été importées et

validées à l’aide d’échantillons normatifs (p.ex., paradigme du Stroop) dans le but d’être utilisées

en neuropsychologie clinique à des fins diagnostiques (McDonald III & Carter, 2002).

La tâche expérimentale utilisée au sein de la présente thèse pourrait s’avérer un outil utile

pour le neuropsychologue qui désire faire la lumière sur le fonctionnement de la mémoire

associative auprès d’une clientèle soupçonnée de troubles cognitifs. Quelques études récentes

suggèrent que la mémoire associative serait une variable sensible et un bon prédicteur des gens

qui progressent vers la MA, notamment lorsqu’on observe le type d’erreurs à une tâche

d’apprentissage nécessitant l’association d’informations (sensibilité : 100% et spécificité : 55%)

(Ahmed et al., 2008). À la lumière des récents écrits scientifiques et des données de la présente

thèse, les variables dépendantes d’erreurs et de l’utilisation implicite de stratégies de rappel

fondées sur l’organisation temporelle des informations semblent être des variables pertinentes à

étudier et valider à des fins diagnostiques auprès d’une clientèle vieillissante avec un TCLa.

Il demeure que l’absence de normes standardisées pourrait cependant représenter une

limite pour les cliniciens dans l’utilisation de ce type de tâche. En ce sens, ceux-ci pourraient se

tourner vers des tests validés à plus grande échelle comme les sous-tests Designs I et Designs II

de la Wechsler Memory Scale-IV (WMS-IV) (Wechsler, 2009), qui permettent de distinguer la

mémoire de l’item, la mémoire de l’information spatiale et la mémoire associative. L’avantage

d’utiliser de telles épreuves est l’accès à des normes selon l’âge du patient, mais celles-ci

s’arrêtent à 64 ans. Pour une clientèle plus âgée, le Brief Visuospatial Memory Test-Revised

(BVMT-R) (Benedict, 1997) ainsi que le sous-test Code de la batterie WAIS-III (Wechsler,

1997) peuvent s’avérer de bons tests à considérer. En effet, ceux-ci ont déjà été utilisés dans une

étude visant à évaluer la mémoire de l’item et la mémoire associative chez des gens présentant un

vieillissement normal ou un TCLa (Troyer, et al., 2008), bien qu’à la base ils n’aient pas été créés

à cette fin. Il demeure que les tests neuropsychologiques actuellement utilisés en clinique ne

permettent pas de contrôler certains facteurs méthodologiques importants permettant de raffiner

103

la compréhension du (dys)fonctionnement d’un individu. Ainsi, il pourrait s’avérer pertinent,

pour le futur de la neuropsychologie clinique, de s’efforcer à développer des normes pour des

tâches provenant de la psychologie cognitive expérimentale telles que celle utilisée dans la

présente thèse.

Contributions méthodologiques

La présente thèse élargit les travaux initiés par Naveh-Benjamin (2000) en évaluant

l’universalité de l’hypothèse du déficit associatif à l’aide d’un paradigme expérimental

nécessitant le rappel libre et la reconstruction. De plus, ce dernier permet le contrôle de variables

d’intérêt afin de circonscrire et mieux caractériser les difficultés mnésiques des participants. La

tâche utilisée a permis d’aller au-delà de ce qui est traditionnellement fait dans les études sur la

mémoire associative dans le vieillissement normal et pathologique, en utilisant une tâche

expérimentale nous permettant d’obtenir et de calculer des scores complémentaires tels que les

migrations temporelles et les erreurs en terme de distance. À la lumière de travaux antérieurs

(Ahmed et al., 2008), ces mesures additionnelles pourraient aider à l’identification de personnes

âgées montrant un déclin cognitif. Cette possibilité mérite une attention particulière dans la

poursuite des travaux sur la mémoire associative auprès de populations vieillissantes (avec ou

sans trouble cognitif). Finalement, les travaux futurs portant sur l’étude des processus associatifs

en mémoire épisodique devraient considérer l’apport non négligeable, dans la compréhension des

processus sous-tendant les performances mnésiques, de mesures complémentaires telles que

celles utilisées dans la présente thèse.

Au-delà de l’étude de la mémoire épisodique dans le vieillissement et le TCLa

Regard critique sur les nouveaux critères du TCL. Le concept de prodrome de la MA

est en constante évolution. Les connaissances sur ce prodrome évoluent rapidement et ceci a

amené la proposition récente de nouveaux critères diagnostiques du TCL (Albert et al., 2011).

Pour la présente thèse, les critères de Petersen (2004) ont été utilisés puisque ceux-ci

représentaient le standard lors du démarrage des études présentées dans les Chapitres 2 et 3.

Mais dans ce chapitre de conclusion, il apparaît pertinent de discuter de l’évolution des critères

pour identifier le prodrome de la MA chez une personne âgée. Albert et al. (2011) définissent

deux ensembles de critères, un ensemble destiné aux milieux cliniques, mieux connus sous

l’appellation des critères centraux (en anglais, core criteria) et un autre destiné au milieu de la

104

recherche. Ce dernier inclut les biomarqueurs récemment introduits dans le diagnostic de la MA,

tels que le taux de protéines beta-amyloïde (Aβ) et de protéines tau. Ceux-ci ont été proposés

dans une volonté d’améliorer la sensibilité et la spécificité des critères permettant l’identification

du prodrome de la MA. Nous nous attarderons davantage sur les critères proposés pour les

milieux cliniques. Il est important de mentionner que ces nouveaux critères sont cohérents avec

ceux établis quelques années auparavant (Petersen, 2004), mais précisent avec parcimonie

certains aspects pour mieux éclairer les cliniciens qui seraient moins familiers avec cette

problématique et pour orienter les procédures des cliniciens plus aguerris.

Ainsi, les nouveaux critères comprennent : 1) une plainte subjective provenant du patient,

d’un proche ou du clinicien; 2) un déficit objectivable dans un ou plusieurs domaines cognitifs; 3)

une certaine préservation de l’autonomie au plan fonctionnel; et 4) l’absence de démence.

Un des points qui mérite d’être souligné est l’importance du suivi longitudinal d’une

personne avec un TCL, lorsque c’est possible. De cette façon, il est possible d’observer

objectivement s’il y a bel et bien un déclin des déficits cognitifs. Cet aspect devrait être pris en

compte et mis en application, lorsque possible, dans les pratiques courantes des médecins

travaillant avec une population âgée. Un autre aspect qui mérite d’être discuté est le fait que les

nouveaux critères d’Albert et coll. (2011) mentionnent que le diagnostic de TCL peut être posé si

un domaine cognitif ou plus est atteint pour l’âge et la scolarité, sans toutefois exiger qu’un

déficit en mémoire épisodique soit objectivé, tel que le proposait Petersen (2004). Toutefois, les

auteurs précisent que dans la plupart des cas de TCL qui évolueront vers la MA, les premiers

changements se retrouvent au sein de la sphère mnésique, plus particulièrement en mémoire

épisodique. Un autre ajout intéressant que font ces auteurs est la mention des mesures pertinentes

et à rechercher pour objectiver un trouble en mémoire épisodique, soit l’importance d’utiliser des

tests qui présentent un rappel immédiat et différé afin de déterminer la rétention de l’information

au-delà du délai. Finalement, il est également important de souligner la modification effectuée

quant au seuil d’objectivation des déficits cognitifs, celui-ci passant de -1,5 à -1 ET. Cette

modification permet de pallier au problème souvent rencontré en clinique, à savoir que des

individus peuvent ne pas faire l’objet d’un suivi serré car ils ne rencontrent pas le critère plus

conservateur de -1.5 ET aux tests cognitifs.

Malgré le fait que certains changements aient été apportés aux critères du TCL, ceux-ci ne

viennent pas altérer la force de la présente thèse, ni ne réduit substantiellement la généralisation

105

possible des résultats obtenus. En effet, les deux ensembles de critères sont similaires et tous nos

participants présentant un TCLa sur la base des critères de Petersen (2004) rencontrent, par la

même occasion, les critères d’Albert et al., (2011). Donc, les résutlats obtenus dans cette thèse

sont applicables au concept du TCL tel que défini par Albert et al.

Finalement, il est intéressant de souligner l’importance accordée au jugement clinique lors

de l’identification d’un TCL chez une personne âgée. Albert et al. (2011) soulignent à maintes

reprises l’importance de ce jugement clinique en raison des difficultés existantes dans la

distinction entre le vieillissement normal et le TCL et entre le TCL et la MA. Autre élément à

souligner, la venue des nouveaux critères diagnostiques permet maintenant que les changements

perçus de la cognition soient rapportés non seulement par le patient ou un proche, mais aussi par

le clinicien. Cet ajout est notable et reflète bien la réalité clinique, puisque de plus en plus de gens

âgés vivent seuls ou n’ont pas de proches suffisamment fiables. Plusieurs patients âgés sont

veufs(ves), ont des enfants qui ne vivent pas au quotidien avec eux ou encore, ils ne veulent tout

simplement pas mêler leurs proches à leurs démarches. Par ailleurs, d’autres patients minimisent

leurs problèmes cognitifs, nient la réalité ou sont tout simplement anosognosiques. Dans ces

circonstances, le jugement du clinicien devient d’autant plus important et pertinent pour le

diagnostic et la prise en charge rapide du TCL.

En résumé, il est possible de croire que la venue des nouveaux critères facilitera la tâche

des cliniciens et des chercheurs qui souhaitent aider les gens atteints de TCL et faire avancer les

connaissances sur la compréhension de la phase prodromique de la démence et son évolution.

Forces et limites de la thèse

Les études menées dans le cadre de cette thèse présentent évidemment des forces et des

faiblesses qui méritent d’être discutées. La principale force de la thèse réside dans l’élaboration et

le développement du devis expérimental utilisé pour la cueillette de données. Ce devis a été

développé avec minutie afin de prendre en considération le plus de variables confondantes

possibles, notamment en ce qui a trait au type de stimuli utilisés (i.e., images), à la durée de

présentation des stimuli (i.e., similaire ou différente selon les groupes), le mode de réponse exigé

de la part des participants, etc. D’un point de vue conceptuel et théorique, il était important de

fournir une mesure de la mémoire de l’item, afin de répondre adéquatement à l’objectif visé de

106

caractérisation des processus en jeu dans une tâche de mémoire associative. Ceci a pu être fait au

sein de l’Étude 1, qui fournissait une mesure de la mémoire de chaque composante, soit de l’item

et de la localisation, tout en permettant la mesure de l’association de ces composantes. Un autre

aspect novateur de la thèse est l’utilisation de mesures quantitatives pour permettre de mieux

décrire les patrons de réponses et d’erreurs des groupes à l’étude. Ainsi, l’ajout des migrations

temporelles et des erreurs en termes de distances est rare, voire inexistant, dans ce genre de

protocole. Finalement, la présente thèse a mis en lumière les changements mnésiques au sein du

continuum s’étendant entre le vieillissement normal et le vieillissement pathologique, en utilisant

des groupes de jeunes adultes, d’adultes âgés et de gens en phase prodromique de la MA, ce que

peu d’auteurs ont fait jusqu’à présent (voir toutefois Bélanger, Belleville, Gauthier, 2010 ;

Algarabel, Fuentes, Escudero, Pitarque, Peset, Mazon, & Melédez, 2012).

Concernant les limites de la thèse, il est évidemment possible de souligner l’utilisation

d’échantillons différents pour l’étude des différents types d’associations, rendant ainsi

impossibles les comparaisons directes des performances. Par ailleurs, notons que les participants

TCLa prenant part à l’Expérience 2 de l’Étude 2 présentent davantage de difficultés cognitives

(p.ex., au plan exécutif) que ceux recrutés pour l’Expérience 2 de l’Étude 1. Cette différence a pu

amener une certaine variabilité dans les capacités des participants à exécuter la tâche

expérimentale. De plus, concernant l’échantillon étudié et plus particulièrement sa taille (15

sujets par groupe), il n’est pas possible de généraliser les résultats à l’ensemble de la population

présentant un vieillissement normal ou un prodrome de MA. Cette limite est d’autant plus

importante qu’il est reconnu que le prodrome de la MA est une condition considérablement

hétérogène. En ce qui concerne les sujets jeunes et âgés en bonne santé, il est également possible

de reconnaître l’éventualité d’un biais d’échantillonnage faisant en sorte qu’ils ne représentent

pas avec exactitude ce qui serait attendu dans la population (p.ex., en recherche, les sujets

recrutés de façon volontaire sont souvent plus scolarisés que la moyenne de la population

générale). Finalement, soulignons l’absence de données neuroanatomiques, qui auraient pu

apporter des informations nouvelles quant aux corrélats neuronaux impliqués dans la mémoire

associative dans le prodrome de la MA et au cours du vieillissement en général.

Pistes de recherches futures

La discussion quant aux limites de la présente thèse représente le point de départ de

réflexions quant à différentes propositions pour améliorer et parfaire la recherche sur la phase

107

prodromique de la MA, de même que la caractérisation des processus sous-tendant les déficits

mnésiques dans le vieillissement normal. En premier lieu, il serait intéressant de modifier le devis

expérimental afin d’ajouter une condition évaluant la reconnaissance, ce qui permettrait de

comparer différents processus mnésiques impliqués dans une telle tâche. De plus, ce type de

modification pourrait s’avérer fort utile pour comparer les résultats aux études antérieures du

domaine, compte tenu que la majorité des études publiées dans ce domaine utilisent le paradigme

de reconnaissance.

En second lieu, il serait pertinent de créer une expérience au sein de laquelle les deux

types d’associations ici discutées, soit Item-Spatial et Item-Temps, puissent être comparées chez

les mêmes sujets. De cette façon des comparaisons directes pourraient s’effectuer et

amélioreraient la compréhension des difficultés en mémoire associative dans le vieillissement

normal et dans le prodrome de la MA. Les variabilités causées par un échantillonnage différent

seraient ainsi diminuées. Parallèlement, l’étude des corrélats neuroanatomiques au sein des

groupes d’intérêts, à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique (IRM), fournirait des

informations complémentaires à la compréhension des changements mnésiques observés dans le

vieillissement normal et pathologique. Une étude incluant des données IRM et de nature

longitudinale est actuellement menée dans le laboratoire du directeur principal de cette thèse (C.

Hudon) afin d’examiner les liens entre les déficits de mémoire associative et l’atrophie de

l’hippocampe et du cortex entorhinal dans le vieillissement normal et le TCLa.

En conclusion

La stratégie méthodologique préconisée dans la thèse – développement d’une tâche

expérimentale inspirée de la psychologie cognitive permettant un meilleur contrôle sur les

variables d’intérêts – a permis de raffiner la compréhension de la nature de l’atteinte cognitive

dans le vieillissement normal et pathologique. Le principal constat est que l’hypothèse du déficit

associatif, soit l’incapacité plus importante chez les gens âgés à intégrer l’information de

différentes sources, n’est pas universelle et ne peut expliquer l’ensemble des difficultés observées

dans le vieillissement normal. De plus, il semble que les migrations temporelles soient un

candidat cognitif de choix pour la détection fine de caractéristiques distinctives du TCLa

lorsqu’on le compare au vieillissement normal. Toutefois, d’autres études seront nécessaires afin

de reproduire ces résultats avec un plus grand échantillon. L’absence d’utilisation de stratégies

implicites pour le rappel d’associations dans le vieillissement pathologique s’avère pertinente à

108

considérer, à détailler et à identifier comme cible d’intervention éventuelle dans un contexte de

remédiation cognitive. En somme, la présente thèse contribue à l’avancement des connaissances

quant à une meilleure caractérisation des processus préservés et atteints dans un contexte de

vieillissement normal ou de prodrome de la MA.

109

Annexe A

Stimuli utilisés pour l’ensemble des conditions des tâches expérimentales de la thèse

111

Tableau 1. Sitmuli utilisés pour les conditions expérimentales de la thèse

Stimuli Bio/Non-Bio Catégorie Familiarité

(ÉT) /5

Complexité

(ÉT) /5

Crocodile

Bio Animal 1,65 (0,82) 4,08 (0,88)

Pomme

Bio Fruit/légume 3,98 (1,08) 1,82 (0,67)

Flèche

Non-bio Objet divers 3,38 (1,23) 1,05 (0,31)

Cendrier

Non-bio Objet divers 3,56 (1,37) 2,25 (0,89)

Landau

Non-bio Objet divers 2,72 (1,14) 3,42 (0,10)

Balle

Non-bio Objet divers 3,20 (1,21) 2,28 (0,81)

Ballon

Non-bio Objet divers 2,58 (1,02) 1,55 (0,59)

112

Banane

bio Fruit/légume 3,65 (1,04) 1,32 (0,47)

Baril

Non-bio Objet divers 2,02 (1,13) 3,32 (0,93)

Panier

Non-bio Objet divers 2,18 (0,97) 4,30 (0,84)

Ours

Bio Animal 1,98 (1,01) 3,68 (0,90)

Lit

Non-bio Meuble 4,72 (0,77) 2,85 (0,79)

Cloche

Non-bio Objet divers 2,20 (0,93) 2,62 (0,66)

Ceinture

Non-bio Vêtement 4,12 (1,05) 2,00 (0,59)

Bicyclette

Non-bio Véhicule 3,78 (1,04) 3,85 (0,11)

113

Oiseau

Bio Animal 3,62 (1,16) 3,25 (0,73)

Livre

Non-bio Objet divers 4,75 (0,54) 2,10 (0,66)

Botte

Non-bio Vêtement 3,38 (1,24) 2,45 (0,70)

Bouteille

Non-bio Ustensile de

cuisine

3,72 (1,05) 1,68 (0,79)

Boucle

Non-bio Vêtement 2,25 (1,18) 2,75 (0,86)

Bol

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,18 (0,92) 1,82 (0,80)

Boîte

Non-bio Objet divers 2,88 (1,31) 1,38 (0,76)

Pain

Non-bio Objet divers

(aliment)

4,40 (0,83) 1,95 (0,67)

114

Balai

Non-bio Outil 3,42 (1,14) 2,42 (0,80)

Autobus

Non-bio Véhicule 4,50 (0,74) 3,95 (0,10)

Papillon

Bio Animal 2,92 (1,17) 4,25 (0,77)

Bouton

Non-bio Objet divers 3,85 (1,26) 2,02 (0,76)

Dromadaire

Bio Animal 2,08 (1,06) 3,75 (0,73)

Gâteau

Non-bio Objet divers

(aliment)

4,02 (1,06) 2,88 (0,68)

Chandelle

Non-bio Objet divers 3,08 (1,15) 2,48 (0,90)

Casquette

Non-bio Vêtement 3,12 (1,12) 2,18 (0,74)

115

Voiture

Non-bio Véhicule 4,70 (0,60) 4,05 (0,95)

Carotte

Bio Fruit/légume 3,55 (0,97) 2,95 (0,77)

Chat

Bio Animal 4,22 (0,88) 3,25 (0,94)

Chenille

Bio Animal 1,72 (0,81) 3,58 (0,10)

Céleri

Bio Fruit/légume 3,40 (1,11) 4,25 (0,86)

chaise

Non-bio Meuble 4,58 (0,86) 2,05 (0,7)

Église

Non-bio Objet divers 3,38 (1,34) 3.28 (0,11)

116

Cigarette

Non-bio Objet divers 3,65 (1,41) 2,25 (0,77)

Épingle à linge

Non-bio Objet divers 2,80 (1,47) 2,82 (0,92)

Clown

Non-bio Objet divers 2,60 (1,16) 4,50 (0,81)

Peigne

Non-bio Objet divers 4,52 (0,87) 2,38 (0,83)

Épi de maïs

Bio Fruit/légume 3,50 (1,05) 3,58 (0,86)

Divan

Non-bio Meuble 4,40 (0,74) 2,28 (0,84)

Vache

Bio Animal 2,42 (1,20) 3,85 (0,96)

Couronne

Non-bio Objet divers 1,52 (0,81) 4,25 (0,77)

117

Tasse

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,40 (0,83) 1,78 (0,52)

Bureau

Non-bio Meuble 4,32 (0,90) 3.05 (0,84)

Chien

Bio Animal 4,60 (0,7) 3,38 (0,73)

Poupée

Non-bio Objet divers 2,92 (1,14) 4,12 (0,93)

Âne

Bio Animal 1,88 (0,87) 3,35 (0,69)

Porte

Non-bio Objet divers 4,68 (0,79) 3,22 (0,69)

Poignée de porte

Non-bio Objet divers 4,25 (0,92) 2,68 (0,61)

Robe

Non-bio Vêtement 3,62 (1,46) 2,65 (0,65)

118

Commode

Non-bio Meuble 4,52 (0,77) 2,95 (0,89)

Tambour

Non-bio Instrument de

musique

2,60 (1,16) 2,88 (0,75)

Canard

Bio Animal 2,75 (1,11) 3,32 (0,82)

Oreille

Bio Partie du corps 4,50 (0,70) 2,68 (0,82)

Éléphant

Bio Animal 2,35 (1,04) 4,12 (0,78)

Enveloppe

Non-bio Objet divers 4,12 (0,93) 1,42 (0,59)

Oeil

Bio Partie du corps 4,88 (0,40) 3,48 (1,10)

Clôture

Non-bio Objet divers 3,02 (1,06) 2,55 (1,00)

119

Doigt

Bio Partie du corps 4,78 (0,79) 2,30 (0,95)

Poisson

Bio Animal 3,28 (1,22) 3,75 (1,02)

Drapeau

Non-bio Objet divers 2,90 (1,28) 1,88 (0,46)

Fleur

Bio Objet divers 3,88 (1,19) 3,25 (0,94)

Pied

Bio Partie du corps 4,78 (0,69) 2,18 (0,89)

Casque de football

Non-bio Objet divers 3,15 (1,24) 2,98 (0,69)

Fourchette

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,78 (0,47) 2,62 (0,94)

Grenouille

Bio Animal 2,48 (1,05) 3,42 (1,05)

120

Poêlon

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,15 (0,96) 2,05 (0,67)

Verre

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,78 (0,52) 1,82 (0,74)

Lunettes

Non-bio Objet divers 4,00 (1,30) 2,85 (0,85)

Chèvre

Bio Animal 1,92 (1,06) 3,18 (0,77)

Guitare

Non-bio Instrument de

musique

3,58 (1,09) 4,00 (0,92)

Fusil

Non-bio Objet divers 2,68 (1,19) 3,52 (0,81)

Marteau

Non-bio Outil 3,48 (1,16) 2,60 (0,70)

Main

Bio Partie du corps 4,82 (0,67) 2,98 (0,91)

121

Cintre

Non-bio Objet divers 4,52 (0,67) 1,20 (0,56)

Harpe

Non-bio Instrument de

musique

1,88 (1,08) 4,05 (0,81)

Chapeau

Non-bio Vêtement 3,18 (1,00) 2,35 (0,79)

Coeur

bio Partie du corps 3,72 (1,16) 1,00 (0,00)

Hélicoptère

Non-bio Véhicule 2,55 (1,12) 3,80 (0,95)

Cheval

Bio Animal 3,55 (1,14) 3,82 (0,70)

Maison

Non-bio Objet divers 4,38 (1,04) 3,90 (0,94)

Fer à repasser

Non-bio Meuble et

électro.

3,65 (1,08) 3,25 (0,80)

122

Manteau

Non-bio Vêtement 4,00 (1,14) 3,25 (0,80)

Bouilloire

Non-bio Ustensile de

cuisine

3,80 (1,17) 2,40 (0,74)

Clé

Non-bio Objet divers 4,85 (0,42) 1,92 (0,76)

Couteau

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,45 (0,84) 1,92 (0,68)

Échelle

Non-bio Outil 3,35 (1,15) 2,32 (0,61)

Lampe

Non-bio Meuble et

électro

4,20 (0,95) 1,85 (0,61)

Feuille

Bio Objet divers 4,30 (0,75) 2,52 (0,77)

123

Jambe

Bio Partie du corps 4,65 (0,82) 2,55 (0,84)

Citron

Bio Fruit/légume 3,25 (1,22) 1,85 (0,69)

Léopard

Bio animal 1,92 (0,93) 4,28 (0,81)

Ampoule

Non-bio Objet divers 4,18 (0,80) 2,75 (0,94)

Lion

Bio Animal 2,00 (1,07) 4,30 (0,87)

Bouche

Bio Partie du corps 4,50 (0,81) 1,85 (0,88)

Homard

Bio Animal 2,58 (1,24) 4,48 (0,81)

Cadenas

Non-bio Objet divers 3,18 (1,18) 2,22 (0,69)

124

Mitaine

Non-bio Vêtement 3,10 (1,22) 2,35 (0,69)

Singe

Bio Animal 2,58 (0,97) 3,90 (0,70)

Lune

Bio Objet divers 3,98 (1,01) 1,02 (0,16)

Moto

Non-bio Véhicule 3,25 (1,09) 4,78 (0,48)

Montagne

Bio Objet divers 2,70 (1,19) 2,80 (1,05)

Souris

Bio Animal 2,45 (1,02) 3,28 (0,87)

Champignon

Bio Fruit/légume 2,88 (1,23) 3,12 (0,71)

Clou

Non-bio Outil 3,28 (1,20) 1,80 (0,68)

125

Collier

Non-bio Objet divers 2,70 (1,31) 1,78 (0,88)

Nez

Bio Partie du corps 4,52 (0,87) 1,60 (0,92)

Oignon

Bio Fruit/légume 3,32 (1,31) 2,85 (0,96)

Hibou

Bio Animal 2,22 (1,06) 4,22 (0,72)

Pantalon

Non-bio Vêtement 4,55 (0,86) 2,22 (0,70)

Arachide

Bio Fruit/légume 3,00 (1,02) 2,82 (0,95)

126

Stylo

Non-bio Objet divers 4,78 (0,72) 3,15 (0,94)

Crayon

Non-bio Objet divers 4,42 (1,00) 2,32 (0,91)

Poivron

Bio Fruit/légume 2,92 (1,29) 2,48 (0,95)

Piano

Non-bio Instrument de

musique

3,42 (148) 4,58 (0,77)

Cochon

Bio Animal 2,18 (0,97) 3,00 (0,81)

Ananas

Bio Fruit/légumes 2,95 (1,30) 4,35 (1,01)

Pipe

Non-bio Objet divers 2,90 (1,14) 1,88 (0,71)

127

Pichet

Non-bio Objet divers 3,50 (0,92) 1,85 (0,57)

Sacoche

Non-bio Objet divers 3,95 (1,28) 2,70 (0,78)

Casserole

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,22 (0,96) 2,22 (0,69)

Citrouille

Bio Fruit/légumes 3,08 (1,35) 2,60 (0,70)

Lapin

Bio Animal 2,95 (1,07) 3,28 (0,84)

Réfrigérateur

Non-bio Meuble et

électro.

4,68 (0,65) 2,20 (0,60)

Coq

Bio Animal 2,22 (1,08) 4,12 (0,90)

Règle

Non-bio Objet divers 3,58 (1,08) 4,12 (0,90)

128

Voilier

Non-bio Véhicule 2,92 (1,17) 3,58 (0,92)

Salière

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,18 (0,92) 3,00 (0,92)

Sandwich

Bio Objet divers 4,45 (0,97) 3,42 (0,86)

Scie

Non-bio Outil 2,92 (1,19) 2,25 (0,62)

Ciseaux

Non-bio Objet divers 3,98 (0,99) 2,15 (0,65)

Chemise

Non-bio Vêtement 4,56 (0,70) 3,08 (0,79)

Chaussure

Non-bio Vêtement 4,62 (0,70) 3,38 (0,86)

Moufette

Bio Animal 2,30 (1,17) 4,72 (0,74)

129

Traîneau

Non-bio Objet divers 2,80 (1,03) 3,05 (0,84)

Bas

Non-bio Vêtement 4,52 (0,84) 1,62 (0,62)

Cuillère

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,50 (0,89) 2,02 (0,82)

Écureuil

Bio Animal 3,82 (0,89) 3,75 (0,97)

Étoile

Non-bio Objet divers 3,35 (1,33) 1,05 (0,22)

Banc

Non-bio Meuble et

électro

3,08 (1,13) 2,32 (0,72)

Cuisinière

Non-bio Meuble et

électro

4,65 (0,65) 4,02 (0,94)

Fraise

Bio Fruit/légume 3,20 (1,29) 3,38 (0,91)

130

Valise

Non-bio Objet divers 3,65 (0,91) 3,60 (0,86)

Soleil

Bio Objet divers 4,90 (0,30) 1,20 (0,46)

Chandail

Non-bio Vêtement 4,48 (0,74) 2,90 (0,77)

Téléphone

Non-bio Objet divers 4,80 (0,51) 3,52 (0,97)

Télévision

Non-bio Meuble et

électro

4,82 (0,38) 3,22 (0,96)

Raquette

Non-bio Objet divers 3,62 (1,30) 3,25 (0,94)

Cravate

Non-bio Vêtement 3,80 (1,03) 2,90 (0,80)

Grille-pain

Non-bio Meuble et

électro

4,08 (0,90) 2,78 (0,85)

131

Brosse à dents

Non-bio Objet divers

Toupie

Non-bio Objet divers 1,88 (0,98) 2,65 (0,82)

Train

Non-bio Véhicule 4,15 (0,88) 4,32 (0,88)

Arbre

Bio Objet divers 4,68 (0,61) 3.70 (0,81)

Camion

Non-bio Véhicule 4,02 (0,91) 2,75 (0,86)

Tortue

Bio Animal 2,40 (1,14) 3,62 (0,89)

Parapluie

Non-bio Objet divers 3,95 (0,92) 3,00 (1,05

Violon

Non-bio Instrument de

musique

2,68 (1,21) 4,10 (0,86)

132

Montre

Non-bio Objet divers 4,58 (0,73) 3,40 (1,04)

Arrosoir

Non-bio Outil 2,72 (1,50) 2,78 (0,79)

Roue

Non-bio Objet divers 2,22 (1,04) 2,42 (0,83)

Sifflet

Non-bio Objet divers 2,45 (0,92) 2,55 (0,84)

Moulin

Non-bio Objet divers 1,80 (1,00) 4,62 (0,76)

Fenêtre

Non-bio Objet divers 4,40 (0,86) 3,18 (0,86)

Coupe

Non-bio Ustensile de

cuisine

4,02 (1,11) 1,85 (0,48)

Zèbre

bio Animal 1,60 (0,83) 4,55 (0,70)

Familiarité Complexité

Moyenne (ÉT) 3,51 (0,91) 2,89 (0,89)

Note : Stimuli provenant de la banque Snodgrass & Vanderwart, 1980. Bio : objet biologique; Non-bio : objet manufacturé.

133

134

135

Annexe B

Migrations temporelles de 0 et de 1

136

137

Figure 1.Proportion de rappel correct aux conditions Localisation (figure de gauche) et Item-Localisation (figure de droite) en fonction des migrations temporelles de 0 et de 1.

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

Mig 0 Mig 1

Prop

ortio

n de

rap

pel c

orre

ct

Migrations (condition Localisation)

Jeunes adultes

Adultes âgés*

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

Mig 0 Mig 1

Prop

ortio

n de

rap

pel c

orre

ct

Migrations (condition Item-Localisation)

139

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