Le pilote d’un avion de ligne doit connaître un minimum technique du fonctionnement de son appareil pour pouvoir le piloter et le diriger, notamment sur les indicateurs qui contrôlent le fonctionnement de l’appareil et sur les instruments de navigation.

          De la même façon l’enseignant devrait connaître un minimum de choses sur le fonctionnement du cerveau des enfants, pour pouvoir mieux lui enseigner. Mais la formation des professeur ne comporte pas cela à son programme, et la ministre de l’Education Nationale et ses collaborateurs sont encore plus ignares. Pas étonnant que leurs réformes soient absurdes ! 

         Les grandes caractéristiques du cerveau qu’ils devraient connaître sont  les suivantes 

 - le cortex frontal, patron du cerveau aidé par le cerveau émotionnel, procède par associations et comparaisons, la plupart tirées de la mémoire.

 - la mémoire représente donc 50% de l’intelligence.

 - la mémoire ne retient des données ou des processus, que par répétitions successives, grâce à l’action notamment des centres d’apprentissage.
      La compréhension et la mémorisation sont deux étapes différentes Il est difficile de retenir sans comprendre, mais comprendre ne suffit pas pour retenir. Il faut répéter les informations et faire des exercices, sinon l’information s’oublie vite.
     Il faut donc revenir sur l’enseignement pour vérifier qu’il a été compris, corriger les erreurs et faire des exercices d’application, cela en étant suffisamment interactif pour maintenir l’attention et la concentration des élèves.

 - La communication entre le cortex frontal, le chef d’orchestre, et le reste du cerveau se fait par deux types de centres tampon de mémoire à court terme. Ces centres n’ont que des capacités limitées (6 à 7 items) et cela pour un temps limité (quelques dizaines de secondes); Certaines données peuvent être stockées pour un temps limité dans d’autres centres du cerveau (je me rappellerai pendant quelques heures où j’ai garé ma voiture, si j’ai fait attention quand je l’ai garée).
     Il en résulte que par exemple on retient mieux un numéro de téléphone de 10 chiffres quelques instants, en mémorisant les chiffres par couples de deux, car cela fait 5 items à retenir.

 - L’accès à la mémoire est commandé par le cortex préfrontal à l’hippocampe, en vue d’une utilisation donnée.  Mais encore faut il qu’il sache quoi demander, et lorsqu’il examine des données quel est le critère à vérifier.
     Lorsqu’on pose une question unique, que ce soit en mathématique ou dans le domaine littéraire, il faut que l’élève réfléchisse et fasse une sorte d’enquête pour savoir quels sont les « indices » qu’il doit examiner pour savoir quelle réponse est la bonne, parmi plusieurs hypothèses possibles. Il peut alors interroger ensuite sa mémoire.
      Tous les élèves n’ont pas un cerveau habitué à faire cette démarche et ont besoin de questions intermédiaires pour les mettre sur la voie.
      Cependant dans la vie, personne ne nous aidera à poser ecs questions intermédiaire et il faudrait donc que les enseignant donnent aux élèves des méthodes pour arriver à effectuer eux mêmes cette démarche.

 - le cerveau consomme beaucoup d’énergie (20% de l’énergie totale du corps) et donc il cherche le plus possible à l’économiser.

 - la concentration l’attention et la motivation sont nécessaires pour mener à bien une tâche; ce sont des données très variables dans le cerveau en fonction de l’environnement et qui sont gérées en grande partie par le cerveau émotionnel.

 - le cerveau émotionnel fait volontiers des raisonnements intuitifs inconscient pour aider le cortex préfrontal à prendre des décisions. Certaines de celles-ci peuvent être erronées 
     Le cerveau d’un enfant et encore celui d’un ado, doit apprendre à bloquer les résultats intuitifs de ces raisonnements pour les soumettre au contrôle rationnel et logique du cortex préfrontal.

 - Une idée fort répandue est qu’il existe une mémoire visuelle, une auditive, une manuelle, et que nous ne sommes pas doués de façon équivalente pour ces diverses mémoire.
    Les études de neurobiologie n’ont jamais mis en lumière de telles différences.
     En fait le thalamus rassemble toutes les données des divers sens, et toutes les données des sens concourent à la mémorisation d’un objet ou d’un texte.
     Par contre nous pouvons avoir des organes des sens qui ont une sensibilité plus ou moins grande, et d’autre part des habitudes prises dans la petite enfance, qui nous amènent à utiliser davantage tel ou tel sens.
     L’orthographe d’un mot est par exemple assimilée d’abord évidemment par la vue des lettres du mot, mais le souvenir de sa prononciation y contribue et même celui des ordres moteurs donnés à la main pour écrire.
      Ce dernier mode de souvenir ne serait plus disponible si on apprenait à écrire directement au clavier sans passer par l’écriture manuelle.

 - un exemple de l’utilité de connaissances sur le fonctionnement du cerveau, pour l’enseignement : l’apprentissage de la lecture.
 Longtemps méthode « globale » et « syllabique » se sont opposées.
      En fait la structure du cerveau nous apprend qu’il faut d’abord que la zone qui est destinée à la reconnaissance des visages chez le bébé se transforme en partie pour reconnaître les lettres. Pour cela il faut apprendre en premier à l’enfant à reconnaître les lettre et habituer cette zone à autoriser la distinction entre deux formes miroir, comme « b » et « d ».
     Il faut ensuite que l’enfant s’habitue au phonèmes et que son cerveau acquière le mécanisme de leur formation, à la fois par le son et l’image. Il faut donc commencer par l’apprentissage des syllabes, en associant consonne et voyelles « la, le, li, lo, lu ».
      Ce n’est qu’après que l’on peut associer objets et mots, par l’image, l’écriture et le son; On déchiffre par la méthode syllabique puis, peu à peu on reconnaît le mot global.
     C’est cet enchaînement qui sera lle plus profitable aux centres d’apprentissage de l’enfant, succession d’entrainements matériels entraînant une modification de s connexions du cerveau et de compréhension de règles menant à un automatisme de le cortex préfrontal va enseigner au cervelet. 

    Je me suis toujours intéressé aux capacités cognitives du nouveau-né et à leur développement.

    Le bébé naît avec un cerveau central qui lui donne la possibilité de vivre de façon autonome, et les cinq sens capables de percevoir, mais surtout, avec des capacités énormes d’apprentissage.
    L’enfant ne sait rien faire, ou presque, mais ses centres d’interprétation des perceptions sont prêt à fonctionner et son cortex frontal va peu à peu apprendre à remplir son rôle de chef d’orchestre et de machine à penser.
    Avant même qu’il ne naisse le bébé apprend à percevoir les sons, voire même quelques goûts et odeurs à travers le liquide amniotique, puis dès qu’il est né, les odeurs, - notamment de sa mère -, le goût de l’eau et du lait, et la lumière, puis au bout de quelques jours les formes, - le visage de ses parents - puis les objets proches, et au bout d’un mois l’environnement. Il apprend aussi à reconnaître les formes géométriques par le toucher.
    Il va falloir qu’il apprenne à mémoriser de façon cohérente cet environnement, en images, mais aussi en forme et distance, pour reconnaître les objets et, là où ils se trouvent par rapport à lui.
    Il doit faire des tris, des classements, catégoriser pour reconnaître les objets, des dénombrements au moins sommaires, et peu à peu inférer et raisonner, certes intuitivement, mais peu à peu également logiquement. Son cortex frontal est sans cesse en apprentissage, de même que les zones d’interprétation et de classement des perceptions.

    Des études très intéressantes ont été faites sur des prématurés de deux mois, qui montrent que le cerveau était prêt à emmagasiner et interpréter les sensations. et notamment l’interprétation du toucher, lié peu à peu à celle de la vision.
    Avant même l’apparition du langage, le bébé sait intuitivement appréhender les grandeurs (le nombre d’objets par la longueur ou la surface qu’ils occupent), et il fait même inconsciemment des statistiques pour déterminer l’événement le plus probable (par exemple sur la position d’un objet), lors de ses apprentissages.
    Avant un an, le bébé a conscience de la permanence des objets, de leur place dans l’espace, et des notions de causalité physique et mentale.
    Avant l’apparition du langage le bébé interprète très tôt les intonations des voix, différencie et reconnaît par exemple les voix de sa mère et de son père, et reconnaît même quelques phonèmes, mais ce sont les zones du langage du coté droit du cortex qui travaillent et ce n’est qu’un peu plus tard que les zones du coté gauche différencient les phonèmes et les syllabes, et apprennent à parler.

    La mémoire est organisée selon des catégories d’images, ou par cartes géographiques de l’environnement, ainsi que par ordre chronologique, alors qu’une réorganisation complète interviendra lorsque l’enfant va parler, la mémoire s’organisant en classant les mots selon les catégories d’objets ou d’actions qu’ils représentent.
    Les psychologues ont en particulier étudié la réaction de bébés devant des événements divers. Ils ont montré que devant un événement nouveau ou inattendu, leur attention est plus soutenue et plus longue que face à un événement déjà connu et conforme au passé. Et il est étonnant de constater qu’un enfant de six mois, confronté régulièrement à un mélange de deux types d’objets différents dans une proportion donnée, réagit si on lui montre le même mélange dans une proportion différente.
    Ils ont étudié également la transmission au cortex préfrontal, (c’est à dire la conscience), d’une situation observée.

    Adulte comme bébé commencent par une observation et une perception inconsciente de l’environnement. Puis l’information est transmise au « patron », le cortex préfrontal et donc arrive à la conscience. Le temps de réaction chez un adulte est d’environ 300 millisecondes, contre 900 chez un bébé de quelques mois. Ensuite ce délai diminue avec l’âge et devient identique chez un enfant d’un an environ.
    Le plus long est de former la pensée logique. D’ailleurs même les adultes font, dans ce domaine, de nombreuses erreurs. Cela tient à ce que nos raisonnements, face à une situation, sont d’abord intuitifs et inconscients et sont davantage formés au niveau du cerveau émotionnel qu’à celui du cortex frontal. Ce raisonnement intuitif peut nos induire en erreur et il faut donc que le cerveau ait une réaction d’inhibition provisoire pour mettre en doute le résultat et s’assurer par la réflexion qu’il ne comporte pas des éléments douteux.
    Ce réflexe d’inhibition ne s’apprend que peu à peu, au fur et à mesure de la maturation du cortex préfrontal, et c’est l’évolution la plus lente chez l’enfant.

     Les parents ne sont pas assez conscients, à mon avis, que l'enfant apprend et devient intelligent, grâce à des interactions avec son environnement et notamment les autres personnes. On constate une différence énorme de développement entre les enfants dont les parents s'occupent peu, laissant à la crèche et à la maternelle le soin de les élever, et les parents qui interagissent en permanence dès qu'ils sont avec leur enfant, et contribuent ainsi à son apprentissage.

    Les mouches sont parfois très agaçantes, mais il faut leur reconnaître un grand talent aéronautique. 

    L'équipe de Jane Wang, de l'Université Cornell à New York, a étudié leurs manoeuvres et notamment la manière dont elles peuvent pivoter rapidement en vol, en observant des drosophiles volant à l'intérieur d'une boîte transparente à l'aide de trois caméras rapides (8000 images par seconde, soit environ 35 images par battement d'ailes).  
    Ils ont étudié les situations où la mouche fait un virage à 120 degrés, c'est-à-dire se retourne presque, en quelque 80 millisecondes et 18 battements d'ailes. Cet exploit est réalisé grâce à de subtiles asymétries dans l'inclinaison des ailes de droite et de gauche. 

    Dans un pivotement à droite, l'aile gauche fait des va-et- vient symétriques de l'avant à l'arrière, avec un même angle moyen d'attaque de 49 degré. En revanche, l'angle d'attaque de l'aile droite est de 49 degrés lors du battement vers l'avant, et seulement de 40 lors du battement vers l'arrière. La traînée (la résistance de l’air à l’avancement), étant d'autant plus forte que l'angle d'attaque est élevé, il en résulte pour cette aile une force nette dirigée vers l'arrière. L’insecte pivote dans le sens des aiguilles d'une montre.

     Comment l'insecte contrôle- t-il ces mouvements ? D'après les analyses et modélisations des chercheurs de Cornell, l'articulation de l'aile avec le corps de la mouche se comporte comme un ressort, dont la direction d'équilibre est d'ordinaire verticale (les ailes oscillant symétriquement par rapport à cette direction). 
    Pour pivoter, la drosophile modifie la direction d'équilibre de l'articulation d'une des ailes. Les angles d'attaque vers l'avant et vers l'arrière cessent d'être égaux, d'où une force moyenne de traînée non nulle pour cette aile, ce qui fait pivoter l'insecte. 
    Un mécanisme simple, une rotation de quelques degrés du « ressort »  qui demande à la mouche peu d'efforts. 
    Je suis en admiration devant les prodiges de la nature.

    Mais moi, je ne suis pas doué. J’ai beau avoir deux “L” à mon nom, je n’ai pas trouvé le ressort nécessaire pour jouer ainsi au derviche tourneur.!
      Rendez vous compte : 225 battements d'ailes par seconde : comment ne se fatiguent elles pas plus vite , Et pas étonnant que cela fasse parfois du bruit !

(Les renseignements proviennent de la revue “Pour la science”, qui est une de mes lectures assidues avec "La Recherche" et "Sciences et Avenir". ainsi que de la documentation sur le cerveau).

  J'ai beaucoup aimé cette devinette d'une de mes correspondantes :

Qu'est ce qui fait zzzb...zzzb...???

Réponse :  snolucer  à elov iuq ehcuom enu tse'c.  

Cela dit, je n'ai jamais vu une mouche voler à reculons: et vous ?

               Les lampes à filament consomment trop d’énergie et on a donc cherché à les remplacer par des lampes utilisant d’autres procédés.  
               Une première solution a été de miniaturiser les tubes fluorescents « néons » allongés, en leur donnant une forme de spirale, ou en les repliant plusieurs fois sur eux mêmes, pour réduire leur volume et se rapprocher du format des lampes à filament. C’est un tube de verre allongé qui contient du mercure à l’état gazeux sous basse pression, mélangé à un gaz rare inerte tel l’argon.
              Des électrodes se trouvent aux deux extrémités du tube et une décharge électrique excite les atomes de mercure. Les électrons qui sont ainsi excités reviennent à l’état normal en émettant de la lumière ultraviolette. Celle ci va exciter à son tour, les électrons d’une poudre fluorescente déposée sur les parois du tube, et ces électrons vont revenir à l’état initial en émettant cette fois, de la lumière dans le spectre visible 
               L’appellation « tube néon » est en fait erronée, car des tubes avec du gaz néon sont utilisés, mais la lumière émise lors de la décharge est rouge et n’est pas assez énergique pour entrainer la fluorescence d’autre substances. Le mercure est un métal toxique et ces tubes ne peuvent être mis aux ordures et doivent être traités comme des déchets

              Dans le support du tube classique, un transformateur génère une tension continue qui est ensuite hachée pour produire une tension haute fréquence (environ 10 000 hz). De plus un condensateur se charge et permet d’amorcer les décharges en élevant brutalement la tension et une système électronique limite cette décharge. Cet ensemble électronique est appelé « ballast ». Les électrodes des deux bouts du tube, ainsi alimentées créent un champ électrique qui va attirer les électrons de la cathode vers l'anode. Pour produire ces électrons, deux filaments de tungstène sont chauffés près de la cathode. Le démarrage du tube n’est pas immédiat car il faut chauffer les électrodes pour qu’elles émettent les électrons.
             Ceci nécessite l’intervention d’un « starter »(à droite sur la figure ci-dessus). C’ est un petit tube rempli de gaz, muni d'un contact (bilame). Lors de la mise sous tension, un arc électrique se produit entre les lames du bilame, et l’échauffe : les lames déformées se touchent, le contact se ferme et l'arc électrique disparaît. Le courant qui passe alors permet le préchauffage des électrodes du tube. Au bout d'une seconde environ, le bilame a refroidi et le contact s'ouvre, coupant ainsi le courant du circuit. Le ballast crée alors une surtension qui amorce le tube.
            La tension aux bornes du tube diminue et rend impossible l'amorçage du starter jusqu'à la prochaine mise sous tension. Les amorçages se font alors spontanément à la fréquence imposée par le ballast. La consommation est moindre qu’en début de chauffe et d’amorçage.  
            Les lampes fluorescentes actuzllzsont un fonctionnement analogue au tube allongé, mais leur tube est replié sur lui même ou en spirale.

             Elles ont un meilleur rendement en lumière (60 à 70 lumens par watt), que les lampes à filament de tungstène (15 à 25 lumens par watt).
             Par contre elles sont beaucoup plus onéreuses. Elles contiennent du mercure et ne peuvent donc être mises aux ordures, et produisent des ultraviolets, ce qui n'est pas bon pour les yeux.
             Elles devraient avoir une vie beaucoup plus longue que les lampes à filament, mais ce n’est pas toujours le cas et je connais plusieurs personnes qui ont eu des durées de vie relativement faible de ces lampes, ce qui est alors prohibitif au plan financier. Il semble en particulier qu’elles résistent mal lorsqu’elles sont allumées et éteintes très souvent, de façon répétitive.
            Par ailleurs, le temps d’attente avant d’avoir la lumière est assez désagréable, voire gênant dans certains cas

             Quelques mots des leds, qui vont peu à peu remplacer les lampes à fluorescence. Là encore on devrait avoir de grandes longévités, mais on n’a pas assez de recul pour le contrôler. Elles sont encore chères, mais les prix baissent régulièrement du fait de la demande importante.
Elles consomment environ 10 fois moins que les lampes à filament et deux fois moins que les lampes fluorescentes.(de 20 à 200 lumen/watt).

             La lumière émise est relativement ponctuelle.
            Ce sont des diodes, des semi-conducteurs fabriqués à partir de l’empilement de couches de différents matériaux et d’épaisseurs différentes qui ne conduisent l’électricité que dans un sens, et la transition d’un électron s’accompagne de l’émission d’un photon lumineux. 
            Ce semi conducteur est soudé sur un support qui est à la fois conducteur de courant et de chaleur, puis protégé par une couche de matériau transparent permettant de laisser passer la lumière émise (souvent un dôme de silicone).
            Cette lumière est relativement monochromatique et pour pouvoir émettre de la lumière blanche, une couche de luminophore permet de convertir cette lumière monochromatique en lumière visible de plus large spectre.
    

         La fabrication de diodes avec des matériaux et des épaisseurs différentes permet de créer des diodes émettant des lumières d’une couleur donnée.

 Nous avons tous utilisé de nombreuses ampoules à filament de tungstène, qu’elles soient à culot à vis ou à baïonnette. Elles disparaissent peu à peu des magasins.
              Elles on fait de la résistance car les lampes fluorescentes qui devaient les remplacer étaient de mauvaise qualité, mais, comme on en achète moins, elles sont devenues plus chères.
             Les lampes leds, à peine plus chères, très résistantes et consommant beaucoup moins vont les remplacer.