Un cerveau pour apprendre

(in BOURGEOIS E., CHAPELLE G., « Apprendre et faire apprendre », PUF, Paris, mars 2006, pp 39-68.)

 

A partir des travaux de  Serge LAROCHE – CNRS –

Laboratoire de neurobiologie de l’apprentissage, de la mémoire et de la communication

 

Comment le cerveau s’y prend-il pour conserver autant d’informations, les trier, les comparer, les catégoriser, les oublier ou les retrouver avec une telle précision ?

La mémoire n’est pas un simple enregistrement passif de nos expériences. Le cerveau ne fonctionne pas comme une sorte d’écran sur lequel viendraient s’inscrire de l’information. Chaque souvenir s’ancre à partir de nos perceptions, nos actions, leurs buts mais aussi nos émotions, nos désirs, notre imagination et le cheminement emprunté par notre pensée.

Il existe différentes catégories de mémoires :

-          la mémoire à court terme ou mémoire de travail : maintient temporairement et permet de manipuler une représentation active de l’information, qu’elle provienne de nos sens ou de nos souvenirs. Cette mémoire se produit au niveau du cortex préfrontal.

-          la mémoire à long terme : se distingue entre mémoire implicite et mémoire explicite. La mémoire implicite (ou mémoire procédurale) est une sorte de "savoir comment." Elle concerne les habiletés perceptives, motrices, verbales ou cognitives. Elle se manifeste à chaque fois qu’une expérience antérieure facilite une performance sans qu’un souvenir précis ait été convoqué. La mémoire explicite correspond plutôt au "savoir que." Elle regroupe la mémoire des faits, des événements, des connaissances et le vocabulaire. Ces éléments de mémoire appartiennent tous à un contexte particulier.

Le cerveau n’est pas construit comme une juxtaposition de modules indépendants, c’est pour cette raison que chaque souvenir met en jeu des informations multimodales. Pourtant, chaque forme de mémoire repose sur l’activation de circuits spécifiques où l’information est codée par de la trace entre les neurones. Ces activités électriques sont éphémères et ne peuvent durer plus de quelques dizaines de secondes. Comment les souvenirs persistent-ils donc ?

Donald HEBB (The Organization of Behaviour, New York, Wiley, 1949.) a décrit un modèle d’apprentissage par modification du réseau des neurones activés, de sorte que la force des connexions synaptiques augmente. Cette propriété, la potentialisation à long terme, correspond au pouvoir des synapses de se renforcer après de brèves décharges neuronales et de rester modifiées pour de longues périodes, laissant une traces quasi permanente de l’activité synaptique.  Il s’agit d’un mécanisme fondamental de la formation des souvenirs. En fonction du degré d’activation des réseaux neuronaux pendant l’apprentissage, certaines synapses deviennent plus fortes, d’autres plus faibles et de nouvelles connexions apparaissent. C’est l’ensemble de ces modifications qui constituent les souvenirs. Si le processus de consolidation ne se produit pas ou est interrompu avant son achèvement, le souvenir peut être perdu.

Pour passer de la mémoire à court à la mémoire à long terme, un processus de conversion intervient lorsque les activations de neurones interviennent en cascade, lorsque les informations sollicitent plusieurs fois de mêmes réseaux de neurones.

Un esprit pour apprendre

A partir des travaux de Michel FAYOL – Directeur de recherche du laboratoire de psychologie sociale et cognitive, Université Blaise Pascal, Clermont Ferrand

Toute acquisition se décline est confrontée à trois problèmes :

1 – Les informations introduites par les sens doivent être mémorisées : c’est l’encodage.

L’encodage dépend de l’attention du sujet apprenant et de ses capacités à traiter les informations.

Pour assurer un apprentissage, il est indispensable que l’attention de celui qui apprend porte sur l’objet d’apprentissage. Ce qui est encodé dépend fortement de son activité sachant que l’attention se porte sans effort sur ce qui est nouveau et le met en relation avec ce qui est déjà su.

Les capacités de traitement dépendent du nombre d’éléments à gérer en même temps, sachant que l’être humain n’est en mesure de ne prêter attention qu’à un nombre très réduit d’entre eux. C’est la mémoire de travail qui intervient à ce niveau. C’est donc à ce titre que les capacités de traitement dépendent aussi des connaissances antérieures, à savoir ce qui a été stocké dans la mémoire à long terme. Elles déterminent en partie la focalisation de l’attention.

2 – Ces informations doivent être consolidées et conservées : c’est le stockage.

Seules certaines informations sont stockées, les autres sont oubliées. Comme le tri opère-t-il ?

Deux conditions semblent être requises pour le stockage :

® la pratique répétée des activités ou la fréquentation systématique d’un ensemble de connaissances améliore les performances, ce qui est autant valable pour le novice que pour l’expert. C’est pour cette raison qu’un enseignement réparti sur le temps est plus efficace qu’un regroupement des séances.

® l’évaluation immédiate de ces performances par quelqu’un de compétent joue également un rôle important.

Les connaissances antérieures interviennent comme des structures d’accueil permettant l’encodage, l’intégration des nouvelles informations et leur future mobilisation. C’est pour cela que l’on se souvient parfois de faits qui n’ont pas été sollicités.

Par ce processus, les experts tendent à devenir encore plus experts, ce qui pose la question d’apprentissages nouveaux. Pour cela, deux stratégies sont employées. Soit rechercher des analogies, éventuellement provisoires, permettant de comprendre métaphoriquement les caractéristiques des nouveaux savoirs en les rapprochant de ce qui est déjà connu, avant d’être abandonnées. Soit apprendre les nouveaux savoirs à partir de modes d’actions généraux applicables à tout contenu : la répétition mentale, la catégorisation, l’élaboration. La répétition consiste à auto répéter verbalement les items au fur et à mesure qu’ils sont présentés. Cela permet une activation au niveau de la mémoire de travail avant un basculement vers la mémoire à long terme. La catégorisation consiste à regrouper les éléments en catégories. Elle intervient lors de l’encodage. L’élaboration consiste à mettre en relation le nouveau contenu avec les savoirs antérieurs. Ces trois modalités s’avèrent très coûteuses en attention, ce qui réduit leur portée. C’est pour cela que, lors de leur recours, la présence d’un tuteur ou d’un enseignant semble indispensable pour apporter immédiatement une évaluation.

3 – Elle doivent être remémorées et mobilisées lorsque nécessaire : c’est la récupération.

Il apparaît que cette remémoration est d’autant plus rapide et facile que la situation dans laquelle nous nous trouvons ressemble à celle que nous nous remémorons. Plus les indices sont nombreux, plus la remémorisation est aisée. Les indices correspondent à des émotions, des paysages, des lieux, des partenaires, des modes d’organisations, … En somme, plus les connaissances construites sont intégrées dans un réseau qui les intègre, plus elles sont faciles à récupérer.

A l’inverse, ce qui rend difficile cette remémorisation sont l’absence de consolidation des connaissances (peu de mises en relation avec les connaissances antérieures), la faiblesse ou le manque d’indices, le temps passé sans mobilisation, les éventuelles interférences.

Un problème de l’enseignement académique est qu’il place les  apprenants dans des situations comportant peu d’indices : quelques questions ou documents, généralement un seul et même espace, de seules interactions avec l’enseignant, des émotions souvent faibles, …

Le retour sur les connaissances antérieures lors de conversations, lectures ou échanges, les réactive et modère leur déclin dans le temps.

Sylvain CONNAC