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Neurosciences

Pour apprendre, le cerveau doit se relâcher

Une méthode innovante pour analyser l’évolution des schémas cérébraux suggère que les sujets apprennent d’autant mieux qu’ils « débrayent » leur contrôle cognitif.

Pour apprendre, le cerveau doit se relâcher Bassett et al., Nature Neuroscience

  • Publié 06.04.2015 à 20h35
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Pourquoi certaines personnes apprennent-elles plus vite que d’autres ? Une équipe de chercheurs américains regroupés autour de Scott Grafton, spécialiste en neurosciences à l’université de Santa Barbara, propose une réponse : c’est la capacité à spécialiser son cerveau et à, en quelque sorte, lui « lâcher la bride », qui fait la différence.

 

Un apprentissage étendu sur un mois et demi

En neurosciences, tout commence souvent par une tâche. Celle proposée aux sujets de cette expérience n’avait rien de passionnant : ils devaient s’entraîner à reproduire, avec les doigts, des séquences visuelles affichées sur un écran. Un exercice difficile, destiné à laisser de la place à l’apprentissage au cours des six semaines de l’expérience. Bien sûr, l’activité cérébrale des sujets était suivie, afin d’« enregistrer » les schémas de connexions entre les aires du cerveau qui se mettaient en place lors de l’exécutions de la tâche.

 

Quels étaient les aires cérébrales impliquées ? Sans grande surprise, les chercheurs ont montré que deux modules cérébraux étaient mobilisés : l’un, sensorimoteur – afin de reproduire les séquences avec les doigts – et l’autre, visuel – pour traiter l’information affichée à l’écran. Ces deux modules, situés assez loin l’un de l’autre dans le cerveau, communiquaient entre eux en synchronisant l'activité de leurs neurones respectifs.

 

Autonomisation progressive des aires primaires

Mais les chercheurs ne s’intéressaient pas tant aux schémas de connectivité fonctionnelle de leurs sujets, qu’à leur évolution au cours de l’apprentissage. Et ce, afin de répondre à la question : comment notre cerveau change-t-il lorsque nous apprenons ?

 

Pour cela, il leur a fallu développer une nouvelle méthode d’analyse. Grâce à elle, l’équipe a montré que l’apprentissage progressait par autonomisation : au fur et à mesure que les sujets s’amélioraient dans la tâche, les modules sensorimoteur et visuel communiquaient de moins en moins. En somme, pourquoi échanger des informations si chacun connait sa partition sur le bout des doigts ? Chaque module était devenu indépendant.

 

« Relâchement » du contrôle cognitif

Mais le tour des forces des chercheurs est d’avoir réussi à affiner l’analyse jusqu’au niveau individuel. Ils ont ainsi montré qu’un autre réseau neuronal, qu’ils ont baptisé réseau « pilote », permettait de prédire de manière satisfaisante l’apprentissage des sujets. Ce réseau pilote ne se déploie pas dans les aires perceptives et motrices mais entre elles, au niveau de zones généralement associées au contrôle cognitif, c’est-à-dire à la capacité d’adapter ses pensées et ses actions en fonction d’un but.

 

Fait étonnant : ce n’est pas le recrutement de ce réseau pilote qui facilite l’apprentissage, mais au contraire son désengagement. « Chez les sujets qui apprennent lentement, tout se passe comme si les régions du cerveau en charge du contrôle cognitif s’interposaient. Comme s’ils réfléchissaient trop pour exécuter la tâche », explique Danielle Bassett, spécialiste des systèmes complexes à l’université de Pennsylvanie et premier auteur de l’article.

 

Le cortex préfrontal, une gêne à l’apprentissage ?

Et si apprendre consistait, au moins pour les tâches simples, à laisser ses aires perceptives faire leur travail ? De ce point de vue, notre cortex préfrontal, en charge du contrôle cognitif, serait plutôt une gêne. Scott Grafton reste prudent, mais note que cette partie du cerveau se stabilise tardivement au cours du développement. Une explication aux admirables facultés d’apprentissage des enfants ?

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