3) Expérience scientifique : le test de mémoire

a) Déroulement de l'expérience

Au préalable, nous avons imprimé 10 images diverses et simples d’objets ou d’animaux (voir ci-dessous). Ensuite, on aligne ces images horizontalement dans un ordre indéfini à l'avance. On prend une photo. Le volontaire dispose de 35 secondes pour mémoriser l'ordre des images. À la fin du compte à rebours, nous mélangeons les images au centre de la table. Le cobaye doit remettre les images dans le bon ordre, il a autant de temps qu'il le souhaite. Enfin, on compare la photo prise précédemment à l'ordre proposé par le volontaire.

b) But de l'expérience et résultats attendus

But :

Nous avons réalisé cette expérience sur un nombre assez important de personnes afin d’obtenir des résultats exploitables. Nous avons également essayé de varier l’âge des volontaires au maximum. L'expérience a été menée sur des élèves du lycée, des professeurs, des membres de notre famille et des amis. Nous voulions vérifier les propos avancés sur les capacités de la mémoire en fonction de l’âge vus dans cette partie, et plus précisément celles de notre mémoire de travail (mémoire à court terme). Théoriquement, nous sommes capables de mémoriser simultanément pendant quelques secondes entre 5 et 9 items (7 en moyenne). C’est pourquoi les cobayes disposent d’un temps assez court pour mémoriser l’ordre des images, sinon le test serait un test de mémoire à long terme puisqu’ils auraient assez de temps pour que ces informations entrent dans leur mémoire à long terme. D’ailleurs, ils ne se souvenaient pratiquement plus de l’ordre des images 10 minutes après l’expérience.

Résultats attendus :

Nous nous attendons à obtenir des résultats corrects puisqu’aucun sujet n’a à priori de dysfonctionnements de la mémoire. De plus, la moyenne de bonnes réponses sera sûrement plus élevée chez les adolescents car c’est à cet âge que notre mémoire de travail fonctionne ‘’à plein régime’’. Pour les enfants, celle-ci sera peut-être moins élevée car étant au début de leur scolarité, leur processus de mémorisation se met tout juste en marche. Les adultes et les seniors auront probablement une moyenne supérieure à celle des enfants mais moins élevée que celle des adolescents. En effet, lorsqu’ils entrent dans la vie active, les adultes sollicitent de moins en moins leur mémoire, au même titre que les seniors qui partent à la retraite.

c) Exploitation des résultats

Avant de procéder à l'expérience, nous avions construit un tableau récapitulatif. Chaque cobaye devait indiquer son âge et son sexe. Nous y inscrivions à la fin du test le nombre d'images placées correctement, c'est-à-dire le nombre de bonnes réponses. Le tableau a ensuite été mis en forme et nous avons classé les volontaires du plus jeune au plus âgé. Chaque cobaye porte un numéro.

Statistiquement parlant, la population étudiée est les individus volontaires de 6 à 76 ans. Le caractère auquel nous nous intéressons est la capacité de la mémoire de travail, soit le nombre d’images placées correctement, que nous appellerons nombre de bonnes réponses. Le caractère est quantitatif discret, car il ne prend qu’un nombre fini de valeurs qui sont 5, 6, 7, 8, 9, 10. À chacune de ces valeurs correspondent un effectif, désignant le nombre d’individus. L’expérience a comptabilisé 44 volontaires.

Étude de la population dans sa globalité

Notation : Les valeurs du caractère (nombre de bonnes réponses) sont données par x1, x2, x3, …, xp, et dont les effectifs associés (nombre d'individus) sont n1, n2, n3, …, np. On note l’effectif total N et N = n1+ n2+ … + np, correspondant à la somme de tous les effectifs.

> Certains individus ont-ils des troubles de la mémoire ?
Pour répondre à cette question, nous avons dressé le tableau ci-dessus. Utilisons les outils statistiques.

- Comme évoqué à l'instant, le nombre de bonnes réponses prend 6 valeurs qui sont 5, 6, 7, 8, 9 et 10. Nous pouvons donc déclarer qu'aucun individu ne présente un trouble de la mémoire car ces valeurs sont supérieures ou égales à 5.
- Nous pouvons vérifier ce constat en calculant la moyenne de la série statistique. La moyenne se calcule à l’aide des effectifs :

--> Interprétation
Si tous les individus avaient obtenu le même nombre de bonnes réponses, celui-ci serait de 8.6, ce qui est un bon résultat. Il entre encore une fois dans la moyenne d'items retenus par la mémoire de travail.

- Un dernier calcul est également possible : il s'agit de la variance et de l'écart type. Ces outils sont généralement utilisés pour comparer deux séries entre elles. Ici, nous allons l'utiliser pour comparer les résultats obtenus par la population à la moyenne théorique du nombre d’items retenus par la mémoire de travail, c’est-à-dire 7. Dans un calcul basique, on indique dans la formule la moyenne de la série, mais nous avons donc entré le chiffre 7.

x Variance :

x Écart type :

Nous en concluons que le nombre de bonnes réponses se disperse de plus ou moins 2.1 autour de la moyenne. Par rapport aux valeurs théoriques, selon lesquelles la moyenne d’items retenus par la mémoire de travail est de 7 plus ou moins 1 ou 2 items, ceci est un bon résultat. Les cobayes n’ont pas de déficience de la mémoire de travail.

> Existe-t-il des différences au niveau du fonctionnement de la mémoire de travail selon l'âge ?

1) Le minimum : Le minimum est la valeur minimale de la série statistique, à savoir Min = 5 bonnes réponses.

2) Le maximum : Le maximum est la valeur maximale de la série statistique, à savoir Max = 10 bonnes réponses.

3) La médiane : La médiane est la valeur qui partage l’effectif total en deux effectifs égaux. Pour la déterminer, il faut ranger les valeurs de la série dans l’ordre croissant. Nous n'allons pas le faire puisque le tableau ci-dessus le fait déjà.
N = 44 (pair) donc la médiane est la moyenne des deux valeurs centrales de la série. On calcule 44/2 = 22 donc la médiane est entre la 22e et 23e valeur, Me = 8 bonnes réponses. Donc 50% des valeurs de la série sont comprises entre 5 et 8 bonnes réponses, et l'autre moitié entre 8 et 10.

4) 1er quartile : Le premier quartile Q1 est la plus petite valeur de la série telle qu’au moins 25% des valeurs de la série sont inférieures ou égales à Q1. On calcule Q1 = N x 1/4 = 44 x 1/4 = 11 donc Q1 est la 11e valeur, Q1 = 8 bonnes réponses. Donc 25% des valeurs de la série sont inférieures à 8 bonnes réponses.

5) 3ème quartile : Le troisième quartile Q3 est la plus petite valeur de la série telle qu’au moins 75% des valeurs de la série sont inférieures ou égales à Q3. On calcule Q3 = N x 3/4 = 44 x 3/4 = 33 donc Q3 est la 33e valeur, Q3 = 10 bonnes réponses. Donc 75% des valeurs de la série sont inférieures à 10 bonnes réponses.

6) Étendue : L’étendue d’une série statistique est la différence entre la plus grande et la plus petite valeur. On calcule Étendue = Max – Min = 10 – 5 = 5 bonnes réponses.

Cette valeur est révélatrice. On constate un écart non négligeable entre les capacités de la mémoire de travail d’un enfant (individu ayant obtenu le nombre de bonnes réponses le plus bas) et d’un adolescent ou un adulte (potentiels individus ayant obtenu le nombre de bonnes réponses le plus élevé). Mais il ne faut pas non plus oublier que le nombre d’adolescents est nettement supérieur à celui des enfants.

7) Écart interquartile : L’écart interquartile Ei est la différence entre Q3 et Q1. On calcule Ei = Q3 – Q1 = 10 – 8 = 2 bonnes réponses.

L’écart interquartile est assez faible autour de la médiane, ce qui voudrait dire que 50% des valeurs de la série sont bien regroupées autour de la médiane. Mais comme dit précédemment, les adolescents (ayant obtenu de très bons résultats) sont les plus nombreux car nous avons essentiellement eu des volontaires du lycée. Alors cette donnée n’est pas vraiment efficace.

Zoom sur la population étudiée...

Maintenant, exploitons les résultats plus en détail. On effectue la moyenne de bonnes réponses en fonction de la tranche d’âge afin de tirer au mieux des conclusions de notre expérience.

Nous n’allons pas réexpliquer comment se calcule la moyenne (ici celle des bonnes réponses pour chaque tranche d’âge), cela a déjà été expliqué au-dessus. Par contre, les résultats obtenus sont intéressants. Nous avons effectué le graphique de la moyenne de bonnes réponses en fonction de la tranche d’âge.

Nous pouvons observer que la capacité de la mémoire de travail évolue avec l’âge :

--> La moyenne la plus basse est obtenue par les enfants, soit 7.
--> À l’adolescence, la moyenne monte d’une façon spectaculaire. Elle culmine à 9,3.
--> Puis celle-ci diminue à l’âge adulte pour arriver à 8,6.
--> Enfin, elle descend à 8 chez les seniors.

d) Conclusion de l'expérience

Cette expérience confirme ce que nous avons vu lors de la découverte des différents types de mémoire. Dès l’enfance, nous utilisons notre mémoire de travail lorsque l’on entame notre scolarisation ou notre socialisation, elle fonctionne alors très bien. L’adolescence est, sans doute, la période où la mémoire tourne pour tout le monde à ''plein régime'', elle est très efficace. À l’âge adulte et pour les seniors, cette capacité diminue peu à peu. Il faut donc l’entretenir car la mémoire de travail fonctionne mieux si elle est fréquemment sollicitée. Ce déclin progressif de la mémoire peut entraîner certains troubles.