12 mai 2017

Nous sommes tous d’accord pour dire que l’apprentissage est l’affaire du cerveau. Cet organe nous aide à apprendre et est en même temps responsable du modelage de la personnalité qui est la nôtre et qui résulte de notre manière d’apprendre.

Voyons donc ce qui se passe dans notre cerveau pendant que nous apprenons.

Le cerveau humain est un organe physique qui pèse 1,5kg .  Il est fait de cellules et de tissus et réside dans notre tête où il est protégé par le crâne. On le décrit généralement comme étant composé de trois parties : le cerveau antérieur, le moyen cerveau et le cerveau postérieur (cf. figure 1). En termes d’évolution, le cerveau moyen et le cerveau postérieur sont anciens ; ce sont les cerveaux les plus anciens que l’on ait pu trouver chez  des espèces évoluées inférieures telles que les reptiles et des animaux plus petits. Le cerveau postérieur est responsable de nos fonctions instinctives, et le moyen cerveau, en association avec le système limbique, est responsable de nos réactions émotionnelles. Le cerveau antérieur, le plus récent, connu sous le nom de néocortex, se trouve chez les espèces les plus évoluées telles que les singes, et chez les êtres humains, où il est responsable de l‘intellect et du raisonnement. Chez les êtres humains, ce néocortex a davantage évolué, et la partie située juste derrière le front et appelée cortex préfrontal est la partie du cerveau qui est la plus évoluée. Ce cortex préfrontal, particulièrement sa face médiale, joue un rôle crucial dans le domaine du raisonnement logique, la résolution de problèmes complexes et la pensée intuitive.

Une tranche de tissu cérébral vous montrera qu’il est fait de matière grise et de matière blanche (cf. Figure 2). La matière grise est composée de neurones, ou corps cellulaires, qui constituent environ 10% du tissu cérébral.  Il y a près de 100 milliards de neurones dans notre cerveau et chacun d’eux peut avoir environ 10.000 connexions avec les cellules environnantes. La matière blanche est composée de cellules appelées cellules gliales qui constituent environ 90% du tissu cérébral et servent de support aux cellules cérébrales. La matière blanche sert de relais et aide à coordonner la communication entre les différentes régions du cerveau et les cellules cérébrales.

Parlons maintenant de neuro-plasticité, la science qui explique le fonctionnement de  l’apprentissage. Le mot neuro-plasticité est formé de deux mots, le mot ‘neuro’, qui signifie  ‘neurone’, et ‘plastique’, signifiant qu’une chose peut changer ou être modifiée. La neuro-plasticité peut se définir comme la capacité du cerveau à se réorganiser tout au long de sa vie en créant de nouvelles connexions neuronales. En d’autres termes, ses cellules peuvent se ‘relier’, créer de nouvelles cellules, et donc se ‘réparer’. La neuro-plasticité permet aux neurones du cerveau de pallier les blessures et les maladies et d’ajuster leurs activités en cas de situations nouvelles, de changements dans leur environnement ou de tout autres stimuli extérieurs ;

 

Les neurones communiquent entre eux au moyen d’impulsions électriques ou chimiques appelées neurotransmetteurs. Deux neurones  se connectent au moyen de dendrites. Cette connexion est appelée une synapse (cf. figure 3). L’information entre deux cellules peut donc être transférée par une impulsion électrique ou par la production d’un neurotransmetteur. LES NEURONES QUI S’EXCITENT ENSEMBLE, SE LIENT ENSEMBLE. Cette citation bien connue, souvent utilisée en neurosciences, signifie qu’en se stimulant ou en se liant de manière répétée, des cellules cérébrales identiques rendent leurs connexions de plus en plus fortes et tendent à se connecter. Cela est aussi à la base du principe selon lequel la pratique rend parfait et la théorie sur laquelle repose notre principe fondamental de la répétition. Mais les connexions synaptiques ne sont pas toutes de la même force ; en fonction des activités qu’elles ont pu avoir, elles peuvent devenir plus fortes ou plus faibles. Si une connexion devient trop faible, elle se détériore. Si elle se renforce, elle peut donner naissance à de nouvelles connexions. Donc, si une action particulière n’est plus pratiquée, les connexions neuronales tendent à s’affaiblir.

NE PAS L’UTILISER, C’EST LE PERDRE, est le deuxième principe de l’apprentissage en termes de neuro-plasticité. Avant, on croyait que cette neuro-plasticité se limitait aux enfants, mais maintenant nous avons de plus en plus de preuves démontrant que c’est un processus permanent qui se produit pendant toute la vie adulte et même à un âge avancé. Cependant, la plasticité du cerveau en plein développement d’un enfant est bien plus grande que chez l’adulte, et c’est pour cela que nous devons l’exploiter dès la petite enfance.

La neuro-plasticité peut provoquer des changements dans notre cerveau au cours d’un processus d’apprentissage de trois manières possibles :

1 – Modifications chimiques : Cela se produit à cause du transfert de neurotransmetteurs, tels que la dopamine ou la sérotonine , qui sont des produits chimiques et sont porteurs des signaux transmis entre les neurones. Ce type d’apprentissage conduit à l’acquisition de la mémoire à court terme ou de diverses compétences. Par exemple,  apprendre à jouer d’un nouvel instrument comme le piano.

2 – Modifications structurelles : Dans ce cas, il se produit un changement dans la structure du cerveau qui va créer de nouvelles cellules, ou de nouvelles connexions, ce qui va entraîner une augmentation du volume du cerveau dans la zone concernée. Cela aboutit à l’apprentissage et à la mémoire à long-terme. Par exemple, les recherches ont montré que chez les chauffeurs de taxi de Londres la zone de l’hippocampe est plus importante que pour tout le reste de la population. Cette zone est celle qui régit la mémoire à long terme.

3 – Modifications fonctionnelles : Là, une partie du cerveau va assumer la fonction d’une autre partie. Cette sorte de neuro-plasticité est également connue sous le nom de plasticité intermodale ou substitution sensorielle. Cela fut observé et décrit pour la première fois par Paul Bach y Rita, un scientifique qui était médecin spécialisé dans la réadaptation. En 1969, il publia un article dans la revue Nature. Il y décrivait un dispositif qui donnait aux personnes aveugles de naissance la possibilité de voir. Dans cet article, il écrit : « Nous voyons avec notre cerveau, pas avec nos yeux. Cela peut s’expliquer de manière simple par le fait que nos yeux ne font que percevoir les changements de luminosité, tout comme notre nez perçoit les odeurs, nos oreilles perçoivent les sons et notre peau perçoit des variations dans le toucher. Nos 5 sens peuvent recueillir des informations de différentes manières, mais lorsque ces informations sont transmises au cerveau, c’est lui qui les traduit dans son propre langage constitué d’impulsions électriques et chimiques. Il s’ensuit que nous pouvons très bien nous entraîner à voir en touchant et en ressentant.

Cela est aussi le principe fondamental sur lequel reposent les appareils qui utilisent la sensation tactile de la langue ou les dispositifs acoustiques chez les aveugles.

Pour la neuro-plasticité, le stimulus originel est l’état d’esprit de l’enfant et sa volonté d’apprendre au moment de l’apprentissage. Un mental fortement perturbé par des conditions physiques et émotionnelles peut souvent ne pas réussir à intégrer les entrants, et de ce fait il ne peut pas les mémoriser ni les utiliser dans aucune de ses activités. Imaginez une personne qui est dans un état de grande excitation. Compte tenu de cet état, est-elle alors en mesure d’écouter et d’observer méticuleusement ? Est-il possible d’apprendre si l’on n’est pas un observateur et un auditeur enthousiaste ? Un état émotionnel chargé d’anxiété, de soucis ou de colère affecte généralement notre capacité à apprendre.

L’activité du cerveau humain peut être cartographiée grâce à un électroencéphalogramme (EEG). Celui-ci a une gamme de fréquences allant d’environ 0,5 hertz à 100 Hz, qui généralement se subdivisent en 5 bandes, à savoir les bandes gamma (39-100 Hz), bêta (13-38 Hz), alpha ( 8-13 Hz), thêta    (4-7 Hz) et delta (moins de 4 Hz). Chacune de ces bandes peut être corrélée à des états comportementaux particuliers. Les fréquences les plus élevées telles que gamma et bêta sont celles qui dominent durant l’état d’éveil normal et dans les états de conscience actifs. L’état alpha domine pendant le rêve ou pendant une méditation légère où les yeux sont fermés et notre conscience totalement détendue. Thêta concerne le sommeil et les états où l’on est en profonde méditation et relaxation, et delta est l’état du sommeil profond et d’une méditation extrêmement profonde.

Les recherches menées montrent que notre cerveau, lorsque notre mental est calme et détendu, ou lors des états correspondant aux fréquences alpha ou thêta des ondes cérébrales, il est mieux adapté à l’apprentissage et la mémorisation est alors meilleure. L’état de relaxation du cerveau peut également aider à débloquer nos potentialités intuitives cachées.

L’apprentissage n’est pas contingenté uniquement par le cerveau de l’enfant et  l’état de son mental, mais il est aussi très largement influencé par son environnement éducatif.

Nous étudierons plus en détail cet environnement de l’apprentissage dans un prochain article.

Auteur: Dr. Meghna Manocha
MBBS, MD(American board of pediatrics)
Consultant pediatrician, Bangalore
Research team, Brighter Minds

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