Présentation rapide des principes de mémorisation par le cerveau
Nota : un neurone est connecté en moyenne à entre 1 000 et 10 000 autres neurones
Quand les couleurs nous trompent
Très souvent on nous montre aujourd’hui à partir d’image IRM, le cerveau coloré en expliquant qu’on peut déceler ainsi les zones du cerveau qui sont plus ou moins active à un instant T (ce qui justifierai que ces zones soit à l’origine de telle ou telle action).
Mais outre que l’on sait que les réseaux sont interconnectés et donc disséminé dans plusieurs zones du cerveau, la réalité n’est pas aussi précise, loin de là. Les zones colorées dans l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ne représentent pas directement l’activité cérébrale, mais plutôt les corrélats neuronaux et les besoins en oxygène, dont l’interprétation peut être sujette à des erreurs. Les couleurs que l’on observe dans une image IRMf (rouge, orange, jaune) n’indiquent pas l’intensité de l’activation, mais la probabilité qu’une zone soit impliquée dans une tâche donnée.
L’IRMf est une technique de neuro-imagerie qui permet de mesurer l’activité cérébrale en observant les changements dans le flux sanguin cérébral. Elle détecte les régions du cerveau qui consomment plus d’énergie. Cependant, l’IRMf a une résolution temporelle limitée : elle fournit au mieux une image par seconde (ou toutes les 500 millisecondes dans des conditions optimales). Cela signifie que l’IRMf ne peut pas capturer les dynamiques rapides de l’activité neuronale.
Ainsi les signaux peuvent être affectés par des pensées non liées à la tâche demandée, ce qui peut fausser les résultats. Par exemple vous êtes censés vous concentrer sur une lecture et vous avez une fulgurance telle le souvenir d’un plat que vous aimez.
Il est donc important de noter que l'IRMf fournit une mesure indirecte de l'activité cérébrale, et que son interprétation nécessite une certaine prudence.
Pour aller plus loin sur les outils permettant l'analyse du cerveau
J'ai déjà vu cette tête quelque part..
Un engramme est une représentation physique d'un souvenir ou d'une information dans le cerveau. C'est un schéma mnémonique, ou schéma de mémoire, qui encode une information avec son contexte. Les engrammes sont constitués de sous-réseaux de neurones qui s'activent ensemble lorsqu'une information est encodée ou rappelée.
Voici quelques points clés concernant les engrammes :
• Formation rapide : Les nouvelles connexions neuronales qui forment les engrammes se produisent rapidement, en l'espace d'une heure environ.
• Consolidation : Après leur formation, les engrammes passent par une phase de consolidation qui dure environ une semaine, pendant laquelle les connexions sont renforcées et stabilisées.
• Spécificité : Chaque engramme est spécifique à une information ou un souvenir particulier. Par exemple, il existe un engramme spécifique pour l’acteur Belmondo et potentiellement un engramme pour chaque mot. L'activation du début d'un engramme peut déclencher l'ensemble de l'engramme.
• Lien avec les espaces sémantiques : Les engrammes sont attachés à des espaces sémantiques dans le cerveau, ce qui permet de relier les nouvelles informations aux connaissances existantes. Par exemple, l'engramme Belmondo est lié à l'espace sémantique du cinéma.
• Activation par des liens : Les engrammes peuvent être activés par des liens directs ou indirects. Par exemple, si vous essayez de vous souvenir du nom de l’actrice de tel film, fermer les yeux et imaginer son visage peut activer des engrammes lointains et vous aider à vous souvenir de son nom.
• Rôle des émotions : Les émotions positives et négatives ancrent les informations dans le cerveau à l'aide de mécanismes différents. Les émotions négatives, qui impliquent l'amygdale (pas celle de la gorge mais celui du cerveau) , augmentent l'excitabilité générale et consolident les liens synaptiques.
La recherche sur les engrammes est récente et continue d'évoluer, mais les études ont permis de mieux comprendre comment le cerveau encode, stocke et rappelle les informations. L'hippocampe, situé dans le cerveau, est impliqué dans l'encodage des informations et la formation des engrammes. L'hippocampe gauche est davantage impliqué dans l'encodage des mots liés au langage, tandis que l'hippocampe droit est davantage impliqué dans l'encodage des visages.
Il est important de noter que la mémoire n'est pas stockée dans un endroit unique du cerveau mais est distribuée dans différents réseaux. Les engrammes sont une composante essentielle de la mémoire et de l'apprentissage, et ils sont au cœur des mécanismes qui permettent au cerveau de s'adapter et de retenir l'information.
La plasticité du cerveau
à la base de tout
La plasticité cérébrale, ou neuroplasticité, est la capacité du cerveau à se modifier et à s'adapter tout au long de la vie. Cette malléabilité est essentielle pour l'apprentissage, la mémoire et l'adaptation aux nouvelles expériences.
Voici les points clés concernant la plasticité cérébrale :
• Définition : La plasticité cérébrale est la capacité du système nerveux à changer. Cela inclut la formation de nouvelles connexions neuronales (synaptogenèse), le renforcement ou l'élimination de connexions existantes (élagage synaptique) et des modifications de la structure neuronale.
o Les réseaux neuronaux se réorganisent en réponse à des stimulations sensorielles et à des événements internes.
o L'expérience détermine quelles connexions sont renforcées et lesquelles sont éliminées.
o La plasticité synaptique est le mécanisme par lequel les connexions entre les neurones sont modifiées. Cela se produit par potentialisation à long terme (LTP) et la dépression à long terme (LTD).
o L'activité neuronale a un impact sur l'expression des gènes, notamment ceux codant pour les facteurs de croissance qui favorisent la formation de nouvelles connexions et synapses.
o La plasticité intrinsèque se produit pendant les périodes de développement où l'enfant a besoin de faire certains types d'expériences pour développer des comportements et compétences propres à l'espèce (par exemple, l'audition, la vision, le langage).
o La plasticité extrinsèque est activée tout au long de la vie et permet l'apprentissage des compétences transmises socialement (par exemple, la musique, les échecs, l'arithmétique).
- Importance pour l'apprentissage :
o La plasticité cérébrale est la base biologique de l'apprentissage.
o L'apprentissage provoque des changements structurels au sein des réseaux cérébraux. De nouvelles connexions se forment entre les neurones.
o La neuroplasticité permet de recycler des circuits neuronaux préexistants pour de nouvelles fonctions, comme la lecture.
o Les apprentissages sont liés au renforcement des connexions et l’élimination de certaines autres.
o La plasticité neuronale à long terme est fondamentale pour la mémoire et l'apprentissage. Elle se produit dans toutes les régions du cerveau, en particulier l'hippocampe.
o Les expériences quotidiennes sont les moteurs de l'apprentissage et construisent les circuits cérébraux.
o La créativité, qui permet d'aller au-delà de la simple répétition, active diverses fonctions mentales et réorganise de multiples connexions neuronales.
•Facteurs influençant la plasticité :
o L'interaction constante avec l'environnement interne et externe.
oL'activité neuronale.
oLes émotions, l’intention, le stress.
o L'environnement riche et stimulant, favorise la plasticité, tandis qu'un environnement pauvre peut avoir des effets négatifs. Il n'y a pas de preuve qu'une stimulation sur-normale soit bénéfique.
o L'âge : bien que la plasticité soit présente tout au long de la vie, elle est plus importante pendant l'enfance et l'adolescence, périodes où le cerveau est plus malléable. Des changements structurels importants se produisent au cours de l'adolescence.
o La pratique : la pratique régulière d'une nouvelle langue, d'un instrument de musique ou l'application d'une formule mathématique augmente l'efficacité des synapses.
•Idées fausses sur la plasticité :
o Le terme « plasticité cérébrale » est parfois utilisé de manière excessive, comme si tout était possible. Il ne faut pas croire que l'éducation peut remplacer des facteurs génétiques comme la stabilité d'une molécule.
o Il est faux de croire que certaines choses ne peuvent plus être apprises après un certain âge, car le cerveau reste plastique.
o L'idée des périodes "critiques" est un neuromythe, il est plus juste de parler de périodes "sensibles" où l'apprentissage est facilité.
o La notion d'intelligence innée et figée est dépassée grâce aux découvertes de la plasticité synaptique.
o Il est faux d'attribuer des fonctions spécifiques aux hémisphères cérébraux (cerveau droit créatif, cerveau gauche analytique). Les deux hémisphères travaillent ensemble.
En somme, la plasticité cérébrale est une caractéristique fondamentale du cerveau qui permet l'apprentissage et l'adaptation. Elle est influencée par de nombreux facteurs, et comprendre comment elle fonctionne permet d'optimiser les stratégies d'apprentissage et d'améliorer la qualité de l'enseignement.
