The Role of Semantic Representations in Verbal Working Memory

Two main mechanisms, articulatory rehearsal and attentional refreshing, are argued to be involved in the maintenance of verbal information in working memory (WM). While converging research has suggested that rehearsal promotes the phonological representations of memoranda in working memory, little is known about the representations that refreshing may promote. Not only would examining this question address this gap in the literature, but the investigation has profound implications for different theoretical proposals of how refreshing functions and on the relationships between WM and long-term memory (LTM). Accordingly, we tested predictions from five models regarding how refreshing may moderate the semantic representation of memoranda in verbal WM. This series of four experiments presented a cue word that was either semantically or phonologically related to a target during the recall phase of a complex span task. Experiment 1 established the benefit of semantic over phonological retrieval cues, and Experiment 2 established that this semantic benefit was specific to a refreshing- rather than a rehearsal-based maintenance strategy. Finally, we showed that this semantic benefit did not vary with the cognitive load of the concurrent task (Experiments 3 and 4) or the intention to learn the memoranda (Experiment 4). These results indicate that cue-based retrieval from episodic LTM may strongly contribute to semantic processing effects in WM recall, but this influence of episodic LTM is independent of the function of refreshing to reactivate memory traces. Accordingly, these results have strong implications for the functioning of refreshing and the links between WM and LTM

Evolution développementale des mécanismes de maintien de l'information verbale en mémoire de travail entre 6 et 9 ans

La mémoire de travail permet le stockage temporaire d'informations et leur traitement. Pour maintenir de l’information verbale en mémoire de travail nous utilisons, en tant qu’adulte, deux mécanismes, la répétition articulatoire et le rafraîchissement attentionnel. Nous sommes capables d’utiliser ces deux mécanismes indépendamment et de façon additive. Les enfants utiliseraient ces deux mécanismes dès l’âge de 7 ans. Ce travail de thèse avait pour objectif de compléter la seule étude portant sur le développement conjoint de ces deux mécanismes, celle de Tam et al. (2010). Dans le but d’évaluer le développement conjoint des deux mécanismes autour de l’âge charnière de 7 ans, ces expériences ont porté sur des enfants âgés de 6 à 9 ans. Les résultats obtenus confirment que les mécanismes de répétition articulatoire et de rafraîchissement attentionnel peuvent être utilisés par les enfants dès l’âge de 7 ans. La répétition articulatoire serait même disponible avant l’âge de 7 ans, remettant en question l’hypothèse d’un changement qualitatif à 7 ans. En effet, dès 6 ans les enfants utilisent des stratégies de maintien et sont sensibles à l’effet de similarité phonologique. Les résultats des trois études menées ne dévoilent aucune interaction entre la manipulation de l’utilisation du rafraîchissement attentionnel et celle de la répétition articulatoire. En accord avec les résultats obtenus chez l’adulte, ces deux mécanismes sont donc indépendants chez l’enfant dès l’âge de 6 ans. Mots clés : mémoire de travail, mécanismes de maintien, répétition articulatoire, rafraîchissement attentionnel, développement

L'effet du bilinguisme sur la mémoire de travail: comparaisons avec des monolingues et étude du changement de langue dans des tâches d'empan complexe

Le but de cette thèse était d’étudier l’effet du bilinguisme et du changement de langues dans des tâches de mémoire de travail. La recherche sur le bilinguisme et la cognition a mis en évidence que les deux langues d’un bilingue étaient toujours activées (e.g., Hoshino & Kroll, 2008). Selon le modèle de l’inhibition de Green (1998), un bilingue qui souhaite s’exprimer dans une langue doit désactiver l’autre langue en utilisant un mécanisme de contrôle appelé l’inhibition. Bialystok et ses collègues (e.g., Bialystok, Craik, Klein, & Viswanathan, 2004; Bialystok & Martin, 2004; Bialystok & Senman, 2004) ont émis l’hypothèse que ce mécanisme était le même que celui utilisé pour le contrôle de l’attention de manière générale. Le contrôle de l’attention est assuré par des fonctions exécutives, dont les principales sont l’inhibition, le shifting et l’updating (Miyake et al., 2000). Ainsi, Bialystok et al. (2004) ont mis en évidence de meilleurs résultats de bilingues comparés à des monolingues sur une tâche mesurant l’inhibition. Néanmoins, ces résultats n’ont pu être répliqués lorsque le statut socioéconomique de participants issus d’une même culture a été mesuré (Morton & Harper, 2007). D’autres chercheurs ont trouvé une supériorité des bilingues dans des tâches mesurant d’autres fonctions exécutives (e.g., Bonifacci, Giombini, Bellocchi, & Contento, 2010; Carlson & Meltzoff, 2008; Costa, Hernández, & Sebastián-Gallés, 2008; Engel de Abreu, Cruz-Santos, Tourinho, Martin, & Bialystok, 2012). Dans le premier chapitre de cette thèse, nous avons comparé des bilingues et des monolingues sur une tâche de mémoire de travail, dont le fonctionnement requiert l’utilisation de fonctions exécutives (e.g., Baddeley, Della Sala, Robbins, & Baddeley, 1996; Miyake & Shah, 1999). Nous avons mesuré et pris en compte le statut socio-économique des participants. En effet, le statut socio-économique corrèle avec les performances de contrôle exécutif (e.g., Farah et al., 2006; Mezzacappa, 2004) et la capacité de mémoire de travail (e.g., Lee, Kawachi, Berkman, & Grodstein, 2003). Nous avons fait passer une tâche de mémoire de travail à des étudiants universitaires et des apprentis. Concernant le statut socio-économique, nous avons mesuré chez les premiers un indice significativement plus élevé. Les résultats à la tâche de mémoire de travail n’étaient pas significativement différents chez les étudiants universitaires. En revanche, les apprentis bilingues ont obtenu un score significativement plus élevé que les apprentis monolingues. Nous en avons conclu que le bilinguisme avait un effet positif sur la capacité de mémoire de travail pour des participants au niveau socio-économique modeste. Les résultats similaires des étudiants universitaires monolingues et bilingues, ayant été sélectionnés pour leurs bonnes capacités cognitives, correspondent au lien positif entre statut socio-économique et capacité de mémoire de travail mis en évidence par Lee et al. (2003). Dans les Chapitres II et III, nous nous sommes intéressés au coût cognitif engendré par le changement de langues durant une tâche de mémoire de travail chez des bilingues. Dans le Chapitre II, les participants devaient effectuer une tâche d’empan complexe mesurant la capacité de mémoire de travail. Cette tâche consistait à mémoriser dans l’ordre de présentation des séries d’items, dont la nature pouvait varier selon l’expérience. Il pouvait s’agir de chiffres ou de mots. Entre la présentation de chaque item, les participants devaient effectuer oralement une tâche concurrente, qui consistait à nommer des items apparaissant à l’écran. Nous avons également fait varier la nature de ces items (formes, chiffres ou couleurs) dans les différentes expériences menées. Les participants devaient compléter plusieurs conditions linguistiques. Des conditions dans lesquelles la tâche de rappel et la tâche concurrente étaient dans une même langue (le langage dominant, L1 vs la deuxième langue, L2), ainsi que des conditions dans lesquelles ils effectuaient la tâche de rappel dans une langue et la tâche concurrente dans l’autre. La nature des items à mémoriser a influencé la performance de rappel. Ainsi, lorsque les items à mémoriser étaient des chiffres, le rappel était meilleur dans les conditions comportant une seule langue. La performance était néanmoins similaire lorsque le rappel était en L1 comparé à L2. Lorsqu’il s’agissait de mémoriser des mots, le rappel était meilleur lorsque la tâche était entièrement en L1 comparé à la tâche entièrement en L2. En revanche, il n’y avait pas de différence significative de rappel entre les conditions comportant une et deux langues. Nous avons expliqué ces différences par la stratégie d’encodage possible selon la nature des items à mémoriser. Dans le Chapitre III, les participants ont effectué un reading span (Daneman & Carpenter, 1980). Cette tâche consiste à lire une série de phrases et à mémoriser le dernier mot de chaque phrase à rappeler à la fin d’une série. Nous avons créé un reading span multilingue, dans lequel les participants pouvaient avoir à lire et mémoriser des contenus dans une ou deux langues selon les conditions, cela parmi trois langues possibles : l’allemand (L1) et le français (L2), appris avant l’âge de 10 ans et l’anglais (L3), appris après l’âge de 10 ans. Les résultats ont montré que le rappel des mots était plus élevé lorsque la série de phrases était entièrement en L1, comparé aux conditions qui comportaient deux langues. Il n’y avait pas de différence significative entre les conditions entièrement en L2 ou en L3 et les conditions à deux langues L1L2 ou L1L3. Nous proposons d’expliquer ces résultats différents de ceux du Chapitre II par la nature différente de la tâche concurrente, i.e. la lecture d’une phrase entière, les intrusions lexicales des mots de la phrase à lire étant plus importantes. Dans le quatrième et dernier chapitre, nous avons mené une étude descriptive des bilingues de l’Université de Fribourg, dont sont issus un bon nombre des participants de nos expériences. Nous nous sommes intéressés à l’acquisition et l’usage de leurs langues. Pour ce faire, nous avons utilisé le Language Experience and Proficiency Questionnaire (LEAP-Q ; Marian, Blumenfeld, & Kaushanskaya, 2007). Ce questionnaire a permis d’établir deux profils distincts de bilingues. En effet, une analyse statistique a mis en évidence que la nature de l’utilisation actuelle de leurs deux langues pouvait diviser les bilingues en deux groupes distincts. Premièrement, un groupe qui parle une langue dans son cadre privé et une autre à l’extérieur. Deuxièmement, un groupe qui parle les deux langues dans chaque environnement qu’il fréquente.The aim of this thesis was to study the effect of bilingualism and language switching on working memory capacity. Research in bilingualism and cognition highlighted that both languages from a bilingual individual are always activated (e.g., Hoshino & Kroll, 2008). According to the Inhibition Control model (Green, 1998), a bilingual person has to inhibit the language not required in order to speak in the wished language. Bialystok and her colleagues (e.g., Bialystok, Craik, Klein, & Viswanathan, 2004; Bialystok & Martin, 2004; Bialystok & Senman, 2004) proposed that this inhibition mechanism was the same used in attentional control. The later is handled by executive functions, the main ones being inhibition, shifting and updating (Miyake et al., 2000). Thus, Bialystok et al. (2004) found a better performance in bilinguals compared to monolinguals in a task measuring inhibition. However, these results were not replicated when socioeconomic status was measured (Morton & Harper, 2007). Other researchers found a bilingual advantage in tasks measuring executive functions (e.g., Bonifacci, Giombini, Bellocchi, & Contento, 2010; Carlson & Meltzoff, 2008; Costa, Hernández, & Sebastián-Gallés, 2008; Engel de Abreu, Cruz-Santos, Tourinho, Martin, & Bialystok, 2012). In the first chapter of this thesis, we compared bilinguals with monolinguals on a working memory task, as working memory requires the use of executive functions (e.g., Baddeley, Della Sala, Robbins, & Baddeley, 1996; Miyake & Shah, 1999). We measured the socioeconomic status of participants. Indeed, socioeconomic status correlates with executive control performances (e.g., Farah et al., 2006; Mezzacappa, 2004) and working memory capacity (e.g., Lee, Kawachi, Berkman, & Grodstein, 2003). College and apprenticeship students performed a working memory task. Concerning socioeconomic status, college students significantly scored higher than apprenticeship students. Results from the working memory tasks were similar in college students. However, concerning apprenticeship students, the bilinguals performed significantly better than their monolingual peers. We concluded that bilingualism had a positive effect on working memory capacity for participants from a modest socioeconomic status. The similar results from monolingual and bilingual college students correspond to the positive link between socioeconomic status and working memory capacity highlighted by Lee et al. (2003). In Chapters II and III, we investigated the cognitive cost caused by the language switching within a working memory task in bilinguals. In Chapter II, participants performed a complex span task measuring working memory capacity. This task consisted of recalling a series of items in the order of presentation. The nature of the items, digits or words, varied according to the experiment. Between the presentation of each item to maintain, participants performed a concurrent task orally, consisting of naming items that appeared on the screen. We also varied the nature of the items (shapes, digits or colors) in the different experiences we carried. Participants completed several linguistic conditions. There were conditions in which the maintenance and concurrent task were in the same language (the dominant language, L1 vs the second language, L2). There were also conditions in which the maintenance task was in a language and the concurrent task in the other, and vice-versa. The nature of the items influenced the recall performance. Thus, when digits had to be maintained, the recall was better in one-language conditions. However, performance was similar when recall was in L1 compared to L2. When participants had to recall words, recall was better in L1 compared to L2. Though, there was no significant difference between one-language and two-language conditions. We explained this difference by the possible strategy of encoding according the nature of the items to maintain. In Chapter III, participants performed a reading span task (Daneman & Carpenter, 1980). This task consists of reading a series of sentences and maintaining the last word of each sentence to recall at the end of a series. We designed a multilingual reading span, in which participants read and maintained in one or two languages, in three possible languages according to conditions: German (L1), French (L2), both learned before the age of 10, and English, learned after the age of 10. Results showed a higher recall when sentences were entirely in L1, compared to two-language conditions. There was no significant difference between conditions entirely in L2 and L3 and two-language conditions L1L2 and L1L3. We proposed that results were different from experiments from the Chapter II because of the different nature of the concurrent task, i.e. reading an entire sentence, lexical intrusions of words of the sentences to read being more important. In Chapter IV, we carried a descriptive study of bilinguals from the Université de Fribourg. We were interested in the acquisition and use of their languages. We used the Language Experience and Proficiency Questionnaire (LEAP-Q ;Marian, Blumenfeld, & Kaushanskaya, 2007). This validated questionnaire allowed classifying participants in two bilingual profiles. Indeed, a statistical analysis highlighted that the nature of the use of both languages could divide bilinguals in two distinct categories. First, a group speaking one language at home and the other in their outside environment. Second, a group speaking both languages in each environment

Does Controlling for Temporal Parameters Change the Levels-of-Processing Effect in Working Memory?

The distinguishability between working memory (WM) and long-term memory has been a frequent and long-lasting source of debate in the literature. One recent method of identifying the relationship between the two systems has been to consider the influence of long-term memory effects, such as the levels-of-processing (LoP) effect, in WM. However, the few studies that have examined the LoP effect in WM have shown divergent results. This study examined the LoP effect in WM by considering a theoretically meaningful methodological aspect of the LoP span task. Specifically, we fixed the presentation duration of the processing component a priori because such fixed complex span tasks have shown differences when compared to unfixed tasks in terms of recall from WM as well as the latent structure of WM. After establishing a fixed presentation rate from a pilot study, the LoP span task presented memoranda in red or blue font that were immediately followed by two processing words that matched the memoranda in terms of font color or semantic relatedness. On presentation of the processing words, participants made deep or shallow processing decisions for each of the memoranda before a cue to recall them from WM. Participants also completed delayed recall of the memoranda. Results indicated that LoP affected delayed recall, but not immediate recall from WM. These results suggest that fixing temporal parameters of the LoP span task does not moderate the null LoP effect in WM, and further indicate that WM and long-term episodic memory are dissociable on the basis of LoP effects

Maintenance of item and order information in verbal working memory

Although verbal recall of item and order information is well-researched in short-term memory paradigms, there is relatively little research concerning item and order recall from working memory. The following study examined whether manipulating the opportunity for attentional refreshing and articulatory rehearsal in a complex span task differently affected the recall of item- and order-specific information of the memoranda. Five experiments varied the opportunity for articulatory rehearsal and attentional refreshing in a complex span task, but the type of recall was manipulated between experiments (item and order, order only, and item only recall). The results showed that impairing attentional refreshing and articulatory rehearsal similarly affected recall regardless of whether the scoring procedure (Experiments 1 and 4) or recall requirements (Experiments 2, 3, and 5) reflected item- or order-specific recall. This implies that both mechanisms sustain the maintenance of item and order information, and suggests that the common cumulative functioning of these two mechanisms to maintain items could be at the root of order maintenance

Is the influence of working memory capacity on high-level cognition mediated by complexity or resource-dependent elementary processes?

The aim of this study was to investigate the involvement of working memory (WM) in elementary activities and the nature of the mechanisms mediating the influence of WM capacity on high-level cognition. We demonstrate that even elementary activities such as reading digits, subitizing small arrays of dots, or solving simple additions like 3+1 are sensitive to individual differences in WM capacity. Moreover, we demonstrate that a complex task such as counting large arrays of dots involving these elementary activities as processing steps does not induce WM-related differences beyond what can be predicted from the concatenation of differences elicited by the task's elementary constituents. In line with the time-based resource-sharing model, these results suggest that the influence of WM capacity on high-level cognition is mediated by the impact of a basic general-purpose resource that affects each atomic step of cognitio

Motor programming disrupts verbal maintenance

The functional organization of the PFC from anterior to posterior regions reflects a hierarchy of cognitive control whereby progressively anterior sub-regions are associated with higher-order control. The present study aimed at providing behavioral evidence for two predictions issuing from this cascade model. First, even the lower-most sub-part of the cognitive control hierarchy, i.e. motor programming, should interfere with higher controlled processes such as maintenance in working memory. Second, this effect should be commensurate with the time during which control is required. In a computer-paced complex span task, adults had to maintain letters while they performed a secondary task. The demand imposed by this task was manipulated either at the selection or at the motor programming stage of response preparation. Results revealed that both manipulations have a disruptive effect on verbal memory, and that this effect is commensurate with the extra-time during which response selection and motor programming require cognitive control

«Un indéfinissable regret». Lionello Sozzi et les ailes de l’âme

This contribution is a tribute in memory of Lionello Sozzi. The A. highlights the European dimension and dramatic-moral tension implied in his critical works, particularly in his writings on Humanism, then goes beyond the dignitas concept to illustrate some moments of Jacques Grévin’s activity – writer, doctor and Protestant. Thus, the core of this essay is a deeper insight into Grévin’s works (from the Gélodacrye to the treaties and scientific translations, such as the works about Ochino, Wier, Nicandro, to the lesser-known texts dedicated to the great ladies, Chants, Pastorales and Tombeaux). The study of the sources, based on meticulous archival researches, leads Rosanna Gorris Camos to, first of all, analyse a matter dear to Lionello Sozzi and which can also be connected to the consciousness of Grévin’s contemporaries (Marot, Dolet, du Bellay): i.e., the exile matter, where the dignitas is transposed into miseria hominis. As the A. shows, the case of Grévin, with his exile in Elizabeth I’s England and in Margaret of France’s Savoy, crystallizes fears and anxieties concerning humankind at the time: the risk is to no longer distinguish «entre le vrai et le faux, mais aussi entre la vraie sagesse et la fausse sagesse, car la sagesse humaine n’est que vanité»