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               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. 

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  •     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.

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  •           Je vous ai parlé de la formation du cerveau et de son développement chez l'enfant.
    J'ai donc cité les "centres d'apprentissage", mais dans expliciter ce qu'ils étaient.
              Alors, bien sûr, on me le demande !
              Je vais vous l'expliquer, mais cela va ressembler à un cours de SVT, même si j'essaie de le faire le plus simplement possible.
              Je les appellerai les "centres d'apprentissage et du plaisir".  Ce sont des régions du cerveau, interconnectées entre elles, qui forment ce que l’on appelle aussi le “circuit de la récompense”. 
                L’absence de mise en oeuvre du circuit de la récompense, va au contraire donner une connotation négative à nos actes et il y a donc corrélativement un “circuit de la punition” constitué par les mêmes centres,  et on peut dire que le circuit de la récompense, ainsi que celui de la punition, fournissent la motivation nécessaire à la plupart de nos comportements.

              Les centres principaux de ce circuit sont représentés sur le schéma ci dessous :

    Que sont nos centres d'apprentissage et du plaisir ?

               L’aire tegmentale ventrale (ATV), reçoit de l’information de plusieurs autres régions qui lui indiquent le niveau de satisfaction des besoins fondamentaux physiologiques,en provenance de l’hypothalamus, ou plus spécifiquement humains transmis par le cerveau émotionnel, ou bien relatifs à une action donnée de nos membres, (liés à l’observation par notre vue, notre toucher et notre ouie et donc grâce à la coordination de nos sens par le thalamus, ainsi que les neurones qui nous renseigne en permanence, de façon inconsciente, sur la position et l'état de contraction de nos muscles ou les sensations au niveau des viscères). Eventuellement des signaux de non satisfaction des centres amygdaliens, qui gèrent nos peurs, notre stress, et nos prises de risque..    
             L’aire tegmentale ventrale analyse et transmet ensuite cette information de satisfaction grâce à un neuromédiateur chimique particulier, la dopamine,  au noyau accumbens , au septum, aux centres amygdaliens et au cortex préfrontal. 
             Le septum
    va évaluer la valeur hédoniste de ce que lui transmet l'ATV, ou dans le cas d'essais d'apprentissage le taux de réussite ou d'échec, et il envoie l'information au cortex préfrontal, le chef d'orchestre du cerveau.
              Le cortex préfrontal va étudier la situation, réfléchir, prévoir une nouvelle action, après avoir consulté les centres amygdaliens sur les risques encourus; il consulte aussi la mémoire sur les événements passés analogues, en s'adressant au bibliothécaire de la mémoire, l'hippocampe. Il transmet l'information au noyau accumbens
               Le noyau accumbens  évalue la valeur hédoniste de l'action ou le risque d'échec et de réussite dans le casse  l'apprentissage puis il agit sur le striatum qui commande nos mouvements en liaison avec le cortex moteur, qui commande alors l'action, via le tronc cérébral.

              Tous ces échanges se font grâce à la dopamine, tous les neurones de ce circuit possédant des récepteurs sensibles à ce neuromédiateur.
               Cet action de la dopamine n’est connue que depuis les années 90 et a donc un effet de renforcement sur des comportements permettant de satisfaire nos désirs et souhaits. C'est la libération de plus ou moins de dopamine qui semble correspondre à la sensation de plaisir et de satisfaction : c'est la récompense.
              Dans l'apprentissage, la réussite d'un essai entraine la libération de dopamine et c'est le plaisir de la réussite, et dans le cas d'un échec, l'absence de dopamine est la "punition" qui incite à recommencer, autrement en recherchant des améliorations.
              La dopamine serait alors responsable d'un ensemble de comportements destinés à atteindre la récompense.

             J’ai essayé de simplifier au maximum mes explications. Les phénomènes chimiques et de liaison entre neurones sont plus complexes que ne le laisse supposer mon article. L’ATV  par exemple, utilise la dopamine pour moduler l’activité du noyau accumbens, mais d’autres neurotransmetteurs comme la sérotonine, les endorphines et le GABA sont aussi utilisés dans d’autres parties du circuit de la récompense pour renforcer certains comportements. (le Gaba ayant un rôle inhibiteur).

           
    Cet exposé a dû vous paraître aride.
            Ce qu’il faut en retenir, au delà de la stricte connaissance des phénomènes, c’est une leçon de modestie. Depuis Pascal et Descartes, nous avons tendance à croire que c'est notre cortex qui réfléchit, compare, prévoit, organise, qui guide toutes nos actions. C’est en partie vrai, mais la complexité des connexions que j’ai décrites, laissent entrevoir comment les parties les plus primitives du cerveau peuvent avoir encore une influence prépondérante sur nos comportements, notre cortex se trouvant bien souvent obligé de puiser dans l’art de la rhétorique pour justifier sa conduite. "Le coeur a ses raisons que la raison ne connaît pas !"  

      

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