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La transformation du cerveau au fil de la vie

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La transformation du cerveau au fil de la vie

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La formation continue des enseignants - CanoTech

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La formation continue des enseignants - CanoTech

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Diversifiez les apprentissages des élèves du primaire et du secondaire grâce à nos modules de formation continue pour enseignants et équipes éducatives

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Comment protéger les " bébés Crispr ", ces trois fillettes génétiquement modifiées illégalement par un biologiste chinois ?

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CHOI JUHYUN

Il espérait un Nobel. Il a écopé de trois ans de détention, dont il vient tout juste de sortir. Le biologiste chinois He Jiankui avait annoncé, fin 2018, avoir génétiquement modifié des embryons humains, conduisant à la naissance de trois petites filles, les jumelles Lulu et Nana, puis Amy. Ces " bébés Crispr " avaient été ainsi surnommés en raison de la technique d'édition du génome utilisée pour modifier un gène en vue de les protéger du VIH dont leurs pères biologiques étaient porteurs.

L'annonce par He Jiankui, lors d'un congrès international à Hongkong, avait aussitôt créé un scandale : l'ensemble de la communauté scientifique ou presque considérait en effet que cette technique n'était pas suffisamment mûre pour que la sécurité des bébés soit assurée, et que cette " percée " constituait un inquiétant précédent ouvrant la porte à un eugénisme promettant des " bébés à la carte ". Il devait apparaître ultérieurement que He Jiankui était en contact avec John Zhang, président d'une importante clinique de fécondation in vitro new-yorkaise et déjà " père " controversé en 2016 d'un premier " bébé à trois parents ", porteur du patrimoine génétique de ses géniteurs, mais aussi d'ADN de mitochondries provenant d'une donneuse pour contrer une maladie liée au mauvais fonctionnement de ces usines cellulaires.

Cette condamnation scientifique et éthique de He Jiankui s'était accompagnée d'un douloureux examen de conscience : malgré les mises en garde de multiples sociétés savantes, les chercheurs n'avaient pas pu empêcher l'un des leurs, formé en Chine mais aussi aux Etats-Unis, de tenter une forme d'" expérience interdite " - alors même qu'il avait fait part de ses projets à plusieurs de ses collègues. Les autorités chinoises avaient tiré les conséquences de ce fiasco en plaçant He Jiankui à l'isolement puis en détention - ainsi que deux collaborateurs, également condamnés à trois ans de prison. Puis en se dotant d'un comité d'éthique et de nouvelles normes concernant les expérimentations touchant le génome humain, et notamment les modifications affectant les cellules germinales, susceptibles d'être transmises aux générations suivantes.

Lire aussi La naissance des " bébés Crispr " suscite une condamnation universelle

He Jiankui, qui a purgé sa peine, a été libéré, a indiqué le 4 avril le journal MIT Review, qui avait déjà révélé la naissance de Lulu et Nana - et précise que l'intéressé n'a pas souhaité répondre à ses questions. Plus de trois ans après la déflagration de sa transgression, rien n'a transpiré sur l'identité et sur l'état de santé des fillettes. Deux bioéthiciens chinois viennent cependant de relancer le débat sur leur avenir, et sur la " protection spéciale " qu'il conviendrait de leur octroyer au titre de " nouveau groupe de population vulnérable ". Qiu Renzong, de l'Académie des sciences sociales de Pékin, et Lei Ruipeng, de la Huazhong University de Wuhan, ont fait circuler en janvier parmi leurs pairs et auprès des autorités chinoises un document en ce sens. La revue Nature en avait évoqué la teneur fin février. Nous avons pu en prendre connaissance.
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Comment protéger les " bébés Crispr ", ces trois fillettes génétiquement modifiées illégalement par un biologiste chinois ?

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Plus de trois ans après la naissance, en Chine, des premiers bébés génétiquement modifiés, He Jiankui, à l'origine de l'expérimentation qui leur a donné le jour, vient de sortir de détention. La protection à donner à ces enfants soulève de nombreuses questions éthiques.

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Dans le cadre du cinquième anniversaire de The Conversation France, nous vous proposons d'explorer, aux côtés de nos auteurs, l'un des organes les plus étonnants de notre corps : le cerveau. Avec en point d'orgue une rencontre sur ce thème le 12 novembre à Marseille.
Vous vous souvenez de cette nuit où vous aviez essayé de mémoriser un cours entier, ce qui ne vous a pas empêché d'échouer à l'examen du lendemain malgré tout ? Ou de la fois où vous avez réalisé le nombre d'années qu'il vous a fallu pour apprendre à jouer correctement de ce nouvel instrument, ou parler couramment cette nouvelle langue ?

Pourquoi est-il si difficile d'apprendre et de mémoriser ? Pour répondre à cette question, il faut se pencher sur un processus fondamental de notre cerveau : la plasticité cérébrale, qui permet de recâbler nos connexions nerveuses.

Le connectome, les câbles du cerveau

Le cerveau humain est indéniablement une des structures les plus complexes du monde naturel. Ses 90 milliards de cellules nerveuses, aussi appelées " neurones ", reçoivent, traitent et envoient d'innombrables informations au reste du corps.

Pour communiquer entre eux, les neurones forment environ 100 milliers de milliards de connexions synaptiques. Notre cerveau ressemble de ce fait à un énorme réseau électrique constitué d'une quantité apparemment infinie de fils. Les scientifiques ont baptisé ce réseau " le connectome ".

Au cours de cette période, les expériences vécues au contact de notre environnement (contacts sociaux, culture...) dessinent le " plan de base " du cerveau, qui perdurera pour le reste de l'existence. Celui-ci est tracé et retracé à plusieurs reprises durant ces années cruciales : on qualifie ce remodelage répété de neuroplasticité développementale.

On a longtemps cru qu'une fois que le cerveau était arrivé à maturité, il ne pouvait plus changer. En d'autres termes que le schéma de câblage du connectome était fixe chez l'adulte. Aujourd'hui, grâce aux progrès des neurosciences et aux nouvelles techniques d'imagerie, nous savons que le cerveau adulte subit lui aussi des changements drastiques.

Nouvelles cellules et nouvelles connexions

Les découvertes de deux processus ont en particulier amené les scientifiques à réévaluer la malléabilité du cerveau adulte. Le premier de ces processus a été mis en évidence par l'examen au microscope du cerveau de personnes décédées : les chercheurs ont remarqué que, chez des adultes de tous âges, de nouvelles cellules nerveuses étaient générées dans l'hippocampe.

Second constat : les connexions entre les cellules nerveuses peuvent changer, même à l'âge adulte. Le connectome est dynamique, et subit un recâblage constant, lorsque nous acquérons de nouvelles compétences et créons de nouveaux souvenirs. Au cours de ce processus, non seulement de nouvelles connexions physiques peuvent-elles être établies, mais d'anciennes peuvent aussi être perdues, ou des connexions existantes se renforcer. L'ensemble de ces modifications du " schéma de câblage " du cerveau, qui dépendent de l'apprentissage et de l'expérience, constituent la " plasticité " cérébrale.

Le perfectionnement par la pratique

" Neurons that fire together wire together ".

Cette célèbre citation du neuroscientifique Donald Hebb que l'on pourrait traduire par " des neurones excités simultanément se connectent ensemble ", signifie que des neurones qui envoient leurs impulsions électriques au même moment voient leurs connexions se renforcer.

Au quotidien, la conséquence est que " la pratique rend parfait ", autrement dit que plus nous répétons, plus nous nous améliorons. La pratique quotidienne de la guitare nous permet par exemple de progresser chaque jour. En effet, à chaque entraînement, de nouvelles cellules nerveuses se connectent entre elles, étendant le réseau neuronal qui contrôle cette compétence. Ce recâblage constant vous permet de jouer de mieux en mieux. Ou, de la même manière, vous aide à vous souvenir de ces formules compliquées vues durant le dernier cours de chimie organique.

Ce recâblage aboutit, en quelques jours seulement, à une amélioration significative du circuit concerné, qui devient progressivement plus rapide et plus efficace. Mais vous l'avez probablement remarqué, ce processus prend un certain temps. À ses début, Jimi Hendrix ne jouait pas de la guitare de façon aussi virtuose que lors de sa prestation sur la scène du festival de Woodstock ; il a lui aussi lutté pour s'améliorer... Bon à savoir : ce recâblage est plus efficace durant la nuit. La meilleure des excuses pour dormir plus longtemps le week-end !

Ce recâblage a toutefois une portée limitée. Si de nouveaux neurones et de nouvelles connexions peuvent se former, les circuits électriques existants sont cependant eux-mêmes plus ou moins fixes. C'est ce qui explique qu'il est plus facile et plus rapide d'apprendre quelque chose quand on a déjà des connaissances préalables. Les nouvelles connaissances sont alors intégrées dans les schémas préexistants, qui peuvent être encore améliorés par la pratique. Cette situation impose des contraintes à l'apprentissage, un peu comme les limites physiques nous empêchent d'espérer courir un jour le 100 m en moins de 5 secondes.

Néanmoins, la capacité de recâblage du cerveau est déjà énorme en l'état, comme le prouvent quelques exemples spectaculaires.

Le recâblage poussé aux limites

Les personnes qui perdent une fonction sensorielle telle que la vue ont souvent des capacités auditives extraordinaires, et développent même une capacité d'écholocation pour mieux naviguer dans leur environnement. Il semble que d'anciennes régions du cerveau, qui étaient initialement utilisées pour la vision, aient chez ces personnes été réaffectées à l'audition, selon un processus appelé plasticité intermodale, lequel consiste, essentiellement, en une immense réorganisation du schéma de câblage du cerveau.

Autre exemple : le cerveau des personnes ayant subi une hémisphèrectomie, c'est-à-dire l'ablation d'une moitié du cerveau, subit des modifications structurelles et connectives massives aboutissant à la prise en charge par l'hémisphère restant des fonctions de l'autre moitié. Bien que nous ne sachions pas encore exactement comment une moitié de cerveau parvient à se reconnecter pour contrôler un organisme entier, les patients concernés peuvent mener une vie quasi normale.

La plasticité du cerveau peut-elle être exploitée pour soigner les lésions cérébrales ?

L'espèce humaine est notamment caractérisée par la grande taille du lobe frontal de son cerveau. L'énorme quantité de neurones qu'il abrite nous procure une immense capacité de traitement de données, ce qui, associé à la plasticité cérébrale, nous a permis d'inventer, entre autres choses, la culture et l'art. Mais en biologie, rien n'est gratuit. La capacité de recâblage de notre cerveau est notamment affectée par le vieillissement. À mesure que nous avançons en âge, nous devenons moins capables d'apprendre de nouvelles compétences, et nos souvenirs s'effacent plus rapidement. Plus grave : au cours du vieillissement, les capacités de recâblage de notre cerveau peuvent se détraquer, ce qui pourrait augmenter le risque de survenue de maladies neurodégénératives.

À l'inverse, pourrait-on utiliser la plasticité du cerveau pour réparer des dommages cérébraux, qu'ils soient liés au vieillissement ou à des traumatismes causés par des accidents ou des maladies ? Plusieurs nouvelles techniques basées sur ce paradigme sont actuellement testées : médicaments permettant de desserrer les " freins " moléculaires qui limitent les capacités de recâblage, transplantation de nouvelles cellules dans les régions cérébrales lésées afin de générer de nouveaux tissus cérébraux, etc. Malheureusement, à ce jour, aucun de ces traitements ne s'est révélé très efficace.

La raison principale est que nous comprenons encore mal comment fonctionne, au niveau microscopique, le recâblage du cerveau. Il ne suffit pas de générer de nouvelles cellules, encore faut-il qu'elles s'intègrent correctement aux tissus existants. C'est important : un recâblage aberrant pourrait en effet aggraver les choses, en provoquant par exemple des décharges électriques incontrôlées au niveau des neurones, comme dans l'épilepsie.

Peut-on améliorer son connectome ?

Certaines données scientifiques suggèrent qu'il est possible de prendre soin de son cerveau pour qu'il vieillisse en bonne santé. Cela passe par l'adoption de certains régimes alimentaires sains, le maintien d'un niveau correct de stimulation mentale, et une pratique sportive régulière. Les personnes physiquement actives ont en effet des régions cérébrales plus grandes et mieux connectées que les personnes sédentaires, et elles sont plus performantes dans les tâches de mémorisation. Plusieurs études semblent également suggérer que la musique et certains " jeux cérébraux " seraient aussi capables de stimuler les capacités d'apprentissage et de mémorisation.

Toutefois, il nous reste encore beaucoup à apprendre en matière de plasticité cérébrale. Donc, pour l'instant, le meilleur conseil à appliquer reste de réviser ses cours correctement (et suffisamment longtemps avant le test), de continuer à pratiquer régulièrement la guitare ou toute autre activité nécessitant une certaine dextérité, de veiller à se reposer suffisamment... Et surtout, d'être patient !

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Dans le cadre du cinquième anniversaire de The Conversation France, nous vous proposons d'explorer, aux côtés de nos auteurs, l'un des organes les plus étonnants de notre corps : le cerveau. Avec en point d'orgue une rencontre sur ce thème le 12 novembre à Marseille.

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deviens un jedi de la

BIORYTHMICITE

définitions

rôle de la lumière et cerveau

importance du sommeil

hygiène de vie

"Much to learn you still have"

Consejos para convertirte en un

Quelques définitions

biorythmicité

La rythmicité c'est la succession des rythmes de l'organisme revenants à intervalles réguliers, une variation cyclique du fonctionnement de notre corps

rythme ultradien

Rythme dit "rapide" d'une durée inférieure à 24 heures comme la fréquence cardiaque et le sommeil

rythme circadien

Rythme journalier de 24 heures lié à l'alternance jour/nuit et à la température corporelle

rythme infradien

Rythme lent supérieur à 24 heures comme la grossesse l'hibernation chez certains animaux c'est-à-dire des rythmes saisonniers

"Much to learn you still have"

Rythme journalier de 24 heures lié à l'alternance jour/nuit et à la température corporelle

La rythmicité c'est la succession des rythmes de l'organisme revenants à intervalles réguliers, une variation cyclique du fonctionnement de notre corps

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Rythme lent supérieur à 24 heures comme la grossesse l'hibernation chez certains animaux c'est-à-dire des rythmes saisonniers

La lumière et le cerveau

comment la lumière agit sur le cerveau

La lumière permet la synthèse de l'hormone du sommeil: la mélatonine

La lumière à l'origine des rythmes biologiques

La lumière en pénétrant via les récepteurs sensoriels atteint les noyaux suprachiasmatiques qui déclenchent une cascade de productions de molécules aboutissant à la formation de mélatonine

la synthèse de protéines spécifiques

Les ondes cérébrales

Le déclenchement de la cascade entraîne plus particulièrement la mise en route de gènes horloges, capables de modifier la structure de l'ADN afin de permettre la synthèse de protéines spécifiques

Il existe différents types d'ondes cérébrales (phénomènes électriques liés au fonctionnement des neurones) qui permettent la communication entre les différentes parties du cerveau, de fréquences plus ou moins élevées dont certaines ont un rôle dans la rythmicité de notre organisme.

Le sommeil

les différents cycles du sommeil

sommeil et mémorisation

l'endormissement

Lors du sommeil paradoxal le cerveau est en hyperactivité et consomme presque autant d'énergie

La mémorisation se fait lors du sommeil paradoxal qui permet la consolidation des souvenirs encodés durant la journée.L'ensemble des souvenirs sont triés. Celà correspond au niveau cérébral, à une activation des zones activées la journées, à l'identique, créant ainsi la trace mnésique du souvenir.Plus ce mécanisme se fait régulièrement plus la mémorisation est solide.

Le sommeil est un temps durant lequel le cerveau est très peu actif , au niveau métabolique, ce qui permet l'élimination des radicaux libres qui endommages les cellules ce qui n'est pas envisageable dans le cerveau

L'endormissement est un équilibre entre des systèmes celui de la veille, régulé par des hormones (acétylcholine, dopamine,histamine, noradrénaline, sérotonine), celui de l'endormissement, régulé par le GABA et celui du sommeil.

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deviens un jedi de la BIORYTHMICITE définitions rôle de la lumière et cerveau importance du sommeil hygiène de vie "Much to learn you still have" Consejos para convertirte en un Quelques définitions biorythmicité La rythmicité c'est la succession des rythmes de l'organisme revenants à intervalles réguliers, une variation cyclique du

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Les étonnants pouvoirs de transformation du cerveau 1 - La plasticité neuronale

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Neurosciences : le sommeil a un rôle essentiel dans la consolidation des apprentissages

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Dans son livre Les neurosciences en éducation, Hippolyte Gros et collectif écrivent que le sommeil a un rôle essentiel dans la consolidation des apprentissages : la consolidation libère de l'espace, des ressources cérébrales, assurant un meilleur apprentissage au réveil.

Sans que l'état des recherches dans le domaine permette d'établir avec précision les moments et durées idéales de sommeil pour optimiser les apprentissages d'un élève, il est établi que dormir est loin d'être une perte de temps et que l'état de sommeil est une étape utile pour les apprentissages. - Hippolyte Gros et collectif

Les études en neurosciences montrent que le sommeil permet de consolider des apprentissages réalisés durant un état de veille. Elles ne montrent pas en revanche que l'on puisse apprendre durant le sommeil. Bien que le sommeil participe pleinement au cycle des acquisitions de connaissances dans sa phase de consolidation, dormir n'est pas un raccourci pour remplacer ou court-circuiter les apprentissages en mode éveillé.

Une recherche (Kurdziel, 2013) a porté sur le rôle de la sieste dans la consolidation des apprentissages. Dans cette étude, des enfants de 3 à 6 ans jouaient à un jeu de Memory et devaient retenir la position de 9 ou 12 paires d'images.

Une partie d'entre eux faisait ensuite une sieste tandis que l'autre réalisait des activités usuelles.

L'ensemble des enfants a été testé en jouant au jeu de Memory le jour même, juste après la sieste ou la période d'activité, selon le groupe concerné, puis le lendemain.

Les résultats montrent une amélioration de la mémorisation de la position des images chez les enfants qui ont fait une sieste. La sieste permet donc de maintenir des informations dans la mémoire.

Toutefois, ce bénéfice n'a été montré que pour les enfants qui faisaient régulièrement la sieste. Cela signifierait qu'il ne faut pas priver de sieste des enfants qui en éprouvent le besoin, car ce temps est nécessaire pour qu'ils consolident les informations.

Le sevrage de la sieste se justifie uniquement lors d'une certaine maturation cérébrale qui leur permet de traiter une plus grande quantité d'informations durant la journée et qui pourra être consolidée ensuite durant la nuit.
La sieste, comme n'importe quelle période de sommeil, n'est donc pas du temps perdu.
Des recherches ont comparé l'influence du sommeil en termes de renforcement des apprentissages chez des enfants et chez des adultes.

Hippolyte Gros et collectif relatent une expérience de Wilhelm (2013) au cours de laquelle 35 enfants de 8 à 11 ans et 37 adultes de 18 à 35 ans apprenaient une séquence motrice durant laquelle il leur était demandé d'appuyer successivement sur des touches au moment où celles-ci s'allumaient.

L'ordre dans lequel se produisaient ces allumages obéissait à des critères qui n'étaient pas explicitement communiqués aux participants. Il leur était ensuite demandé de reproduire la séquence en appuyant sur les touches. À l'issue de cette tâche, les participants dormaient pendant une nuit.

Le lendemain, il leur était demandé de reproduire de nouveau la séquence, et le nombre de touches frappées successivement dans le bon ordre était compté.

Alors qu'avant la phase de sommeil, les performances des adultes et des enfants étaient très proches, les enfants se sont révélés quasiment deux fois plus performants que les adultes le lendemain.

Par électroencéphalogramme, il a été constaté que la densité des ondes lentes durant un certain stade du sommeil était trois fois et demie plus importante chez les enfants que chez les adultes. Les ondes lentes sont associées à un certain stade du sommeil appelé sommeil lent profond.

A partir de la puberté, la densité d'ondes lentes diminue. Or la présence des ondes lentes est corrélée à la performance suite à un apprentissage.

Le lien causal entre ondes lentes et performance n'a pas été prouvé, mais la présence plus importante des ondes lentes chez les enfants est une des hypothèses pour expliquer que le sommeil joue un rôle encore plus important dans le renforcement des apprentissages chez les enfants que chez les adultes.

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Source : Les neurosciences en éducation de Hippolyte Gros et collectif (éditions Retz). Disponible en médiathèque, en librairie ou sur internet.

Commander Les neurosciences en éducation sur Amazon, sur Decitre ou sur Cultura

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Neurosciences : le sommeil a un rôle essentiel dans la consolidation des apprentissages

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Dans son livre Les neurosciences en éducation, Hippolyte Gros et collectif écrivent que le sommeil a un rôle essentiel dans la consolidation des apprentissages : la consolidation libère de l'espace, des ressources cérébrales, assurant un meilleur apprentissage au réveil.

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Fred, Explique moi ... Comment le sommeil nous aide à mieux apprendre  ?

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Fred, Explique moi ... Comment le sommeil nous aide à mieux apprendre  ?

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Santé

Le recèle de nombreux mystères mais, grâce aux progrès de l'imagerie médicale, cette partie étonnante du corps humain se dévoile peu à peu. Retrouvez dans ce diaporama des clichés assez exceptionnels, à la limite de l'œuvre d'art, présentant l'organe central du système nerveux et ses constituants sous toutes leurs facettes et à différentes échelles. Découvrez notamment comment il est possible de visualiser l' activité cérébrale en temps réel avec une précision et une netteté de plus en plus grandes. Plongez dans le grâce à notre sélection des meilleures photographies scientifiques de l'exposition " Éclats de cerveaux " présentée à l'occasion de la Semaine du cerveau - un événement qui a lieu tous les ans en France au mois de mars.

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Le cerveau en 13 images méconnues et pourtant incroyables

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Santé Le recèle de nombreux mystères mais, grâce aux progrès de l'imagerie médicale, cette partie étonnante du corps humain se dévoile peu à peu. Retrouvez dans ce diaporama des clichés assez exceptionnels, à la limite de l'œuvre d'art, présentant l'organe central du système nerveux et ses constituants sous toutes leurs facettes et à différentes échelles.

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Épigénétique. Le génocide au Rwanda a modifié l'ADN des femmes tutsies enceintes

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Simon WOHLFAHRT / AFP

Selon une étude publiée dans la revue Epigenomics, le traumatisme subi par les Tutsis lors du génocide perpétré par les Hutus, au Rwanda aurait entraîné des modifications chimiques de l'ADN des femmes alors enceintes et de leurs enfants à naître, relate The East African.

"Le génocide, qui a entraîné la mort d'environ un million de personnes, pour la plupart des Tutsis, a aussi lourdement pesé sur les survivants, qui souffrent aujourd'hui de stress post-traumatique et d'autres troubles de santé mentale", rappelle The East African.

Pour évaluer ces troubles, une équipe de l'université de Floride du Sud a, en collaboration avec l'université du Rwanda, réalisé une étude inédite. Les chercheurs ont analysé le génome de 20 femmes tutsies vivant au Rwanda et enceintes au moment du génocide, par rapport à celui de 16 femmes tutsies enceintes au même moment et vivant dans d'autres parties du monde. Ils ont également comparé l'ADN des enfants in utero pendant le génocide à celui des autres enfants.

Impacter l'expression des gènes

Résultat : de nombreuses modifications épigénétiques se sont produites au niveau des gènes impliqués dans les risques de troubles mentaux tels que le stress post-traumatique et la dépression, chez les mères et chez les enfants exposés in utero au génocide. Autrement dit, ces personnes sont plus susceptibles d'être affectées par ces troubles mentaux que la population générale.

Les modifications sont dites épigénétiques, car elles impactent l'expression des gènes sans en modifier la séquence. En effet, "le comportement et l'environnement peuvent provoquer des changements qui affectent le fonctionnement des gènes", souligne The East African.

Transmettre les troubles

Plusieurs études ont montré que de telles modifications épigénétiques étaient transmissibles sur plusieurs générations et de manière beaucoup plus rapide que des mutations génétiques. C'est pourquoi la transmission des troubles aux enfants peut se produire de cette manière.

The East African (Nairobi)

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Épigénétique. Le génocide au Rwanda a modifié l'ADN des femmes tutsies enceintes

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Selon une étude publiée dans la revue Epigenomics , le traumatisme subi par les Tutsis lors du génocide perpétré par les Hutus, au Rwanda aurait entraîné des modifications chimiques de l'ADN des femmes alors enceintes et de leurs enfants à naître, relate The East African.

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Laboratoire des neurosciences de la parole et de l'audition – recherche langage et vieillissement

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Nos neurones ont une capacité d’adaptation et de réorganisation extraordinaire ! C’est ce qu’on appelle la « plasticité cérébrale », ou encore la « neuroplasticité ». La plasticité est essentielle au fonctionnement de notre cerveau, et est un élément fondamental de la mémoire et de l’apprentissage de toute connaissance et tout mouvement !

C’est grâce à elle qu’un enfant apprend à parler et à marcher. C’est aussi grâce à elle qu’un adulte peut apprendre la musique ou une deuxième langue. Elle survient aussi à la suite d’un traumatisme physique ou psychologique, p. ex. un AVC. Ainsi, nos expériences affectent l’organisation du cerveau, autant dans son anatomie que dans sa manière de travailler.

La plasticité peut être comparée au processus de création de sentiers en forêt. Imaginons que les neurones sont des d’arbres à travers lesquels circule l’information, p. ex. un mot à retenir. Répéter ce mot pour l’apprendre équivaut à prendre le même chemin dans cette forêt, encore et encore. L’information crée peu à peu un sentier ; le mot à retenir devient alors « gravé » dans notre mémoire. Ce mécanisme est le même pour nos souvenirs : plus on les repasse dans notre tête, plus ils élargissent un sentier profondément entre les connexions de nos neurones. De même, plus on pratique des mouvements physiques, p. ex. jouer du violon ou botter un ballon de soccer, plus on s’améliore. Le sentier devient un chemin et des intersections, de nouvelles connexions entre nos neurones, apparaissent par l’entraînement. À l’inverse, les sentiers non utilisés finissent par disparaître.

Même si la plasticité du cerveau est maximale chez le très jeune enfant et diminue progressivement avec l’âge, on sait aujourd’hui qu’elle ne disparaît jamais complètement ; c’est pourquoi nous pouvons acquérir de nouvelles connaissances et compétences toute la vie !

Le concept de plasticité est au cœur du développement de toutes sortes de méthodes d’entraînement, d’activités, d’appareils et même de médicaments dont l’objectif est d’induire des changements dans le cerveau afin de réduire les effets de son vieillissement. Attention ! Beaucoup de ces propositions manquent d’appuis scientifiques. Les mécanismes de plasticité dans le cerveau humain ne sont pas encore complètement compris, et surtout, on ne connaît pas la « recette » pour induire de la plasticité afin de contrer efficacement et durablement des effets spécifiques du vieillissement, comme la mémoire, l’attention, ou la perception de la parole dans le bruit.

Au sein de notre laboratoire, nous étudions deux formes de plasticité cérébrale : la plasticité induite par la stimulation cérébrale et la plasticité induite par la pratique d’activités musicales. Nous travaillons également à l’élaboration d’un nouveau projet portant sur la plasticité induite par des exercices de parole.

La plasticité induite par la stimulation du cerveau

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est une méthode utilisée en neuroscience dite non invasive, parce qu’elle ne nécessite pas d’intervention chirurgicale et ne cause pas de destruction des tissus. La TMS permet d’activer ou de désactiver temporairement des régions spécifiques du cerveau. Une bobine génère de petits et brefs champs magnétiques qu’on appelle des « impulsions ». Selon les paramètres de stimulation utilisés (p. ex. le nombre d’impulsions, la force des impulsions et la région du cerveau qui sera stimulée), ce champ magnétique augmente ou diminue l’activité des neurones stimulés. La TMS est utilisée pour étudier le fonctionnement du cerveau et pour induire des changements plastiques dans le but d’améliorer le langage, la cognition, la motricité ou l’humeur. Cette méthode est aussi utilisée pour traiter les symptômes associés à différentes maladies du cerveau, comme la dépression, les troubles cognitifs et l’aphasie résultant d’un AVC.

Au laboratoire, nous utilisons la TMS afin d’étudier la production et la perception de la parole et la cognition. Par exemple, le projet de Valérie (#1495-2018), étudiante au labo, vise à mieux comprendre comment le vieillissement du cerveau affecte la perception de la parole dans le bruit, et à déterminer si la TMS peut induire des changements plastiques pouvant réduire les difficultés liées à la perception de la parole dans le bruit au cours du vieillissement.

Je suis très content des effets du Viagra. Les informations que j'ai trouvées sur https://pour-hommes.com/viagra/ ont été entièrement confirmées. Au début, j'étais un peu sceptique et je ne m'attendais pas à des résultats immédiats, mais touta fonctionné comme il se doit. Mes vacances avec ma femme (10 ans plus jeune que moi) se sont très bien passées. Je le recommande vivement aux hommes de tout âge. N'hésitez pas, essayez le Viagra, il vaut le coup. Il résout vraiment les problèmes d'érection.

La plasticité induite par la pratique d’activités musicales

L’entraînement répété peut créer des changements durables dans notre cerveau. La pratique d’une activité musicale est considérée comme un entraînement total puisque sa pratique fait appel à plusieurs sens en même temps. Imaginons un pianiste. Il doit à la fois lire ses partitions, coordonner les mouvements de ses doigts pour appuyer sur les notes et écouter les sons qui en découlent pour s’assurer qu’il a produit les bonnes notes. C’est aussi un exercice qui fait appel à plusieurs sphères de la cognition : souvenirs, concentration et mémoire, p. ex. lire plusieurs notes à l’avance. Des effets bénéfiques de cette pratique sont d’ailleurs connus chez les musiciens professionnels.

Qu’en est-il de la pratique d’activités musicales au niveau amateur ? Il s’agit d’un intérêt général du laboratoire puisque ce niveau est davantage accessible au grand public ; il y aurait d’ailleurs plus de 500 000 choristes dans la province seulement ! Nous avons amorcé ces travaux en 2011 dans le cadre d’un projet portant sur les effets du chant amateur sur le contrôle de la voix (#294-2011). Nos résultats avaient montré un effet bénéfique du chant sur la voix au cours du vieillissement normal. Deux projets sont présentement en cours au laboratoire qui s’intéressent à la question de la plasticité induite par les expériences musicales.

Le projet de Maxime Perron (#192-2017), étudiant au labo, s’intéresse à l’effet du chant choral sur la perception de la parole dans le bruit. Le projet est présentement au stade de l’analyse des données ; les résultats préliminaires indiquent que le chant choral induirait des changements de la structure du cerveau dans des zones impliquées dans le contrôle de la parole. Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un projet beaucoup plus large qui s’intéresse à l’effet de la pratique du chant sur le contrôle de la voix, la production de la parole et les processus cognitifs, comme l’attention et la mémoire de travail. Ces données sont en cours d’analyse et impliquent une grande partie de notre équipe (Émilie, Catherine S, Pascale, Benjamin) et des chercheurs d’ici et d’ailleurs comme Anna Marczyk, notre collaboratrice phonéticienne d’Aix-en-Provence.

Finalement, notre grand projet financé par le FRQNT porte lui aussi sur les bénéfices des activités musicales amateurs. Plus précisément, ce projet, porté par Élisabeth Maillard (#1733-2019), étudiante au labo, s’intéresse aux effets du chant amateur et à la pratique d’un instrument de musique au niveau amateur sur le langage et la cognition. Le projet est en cours de recrutement. Participez !

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À LIRE AUSSI :

À propos de plasticité

Fuchs, E., & Flugge, G. (2014). Adult neuroplasticity: more than 40 years of research. Neural Plast, 2014, 541870. doi:10.1155/2014/541870

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À propos de la plasticité induite par la TMS

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Catherine Fontaine-Lavallée et Pascale Tremblay

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Nos neurones ont une capacité d’adaptation et de réorganisation extraordinaire ! C’est ce qu’on appelle la « plasticité cérébrale », ou encore la « neuroplasticité ». La plasticité est essentielle au fonctionnement de notre cerveau, et est un élément fondamental de la mémoire et de l’apprentissage d…

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Le biais de disponibilité / Le cerveau contre-attaque avec Luc Langevin - Info ou Mytho

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Le biais de disponibilité / Le cerveau contre-attaque avec Luc Langevin - Info ou Mytho

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Frise chronologique développement du cerveau

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LE CERVEAU LIVRE SES SECRETS Après 60 ans : D) Cet article nous a fait découvrir non seulement les différentes fonctions des parties du cerveau partant du lobe Pariétal au frontal. Nous avons aussi pu apprendre que le cerveau est un organe plus qu'indispensable. C) le journaliste

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Romain Meeusen

POINTS PRINCIPAUX

L'exercice et l'alimentation influent sur le développement du cerveau.

L'exercice et l'alimentation peuvent ralentir et inverser la perte cognitive chez les personnes âgées.

L'exercice et l'alimentation influent sur la santé du cerveau via plusieurs mécanismes pour stimuler la génération de cellules nerveuses ou neurogenèse.

Les polyphénols ont le potentiel de stimuler la neurogenèse.

Les polyphénols améliorent la mémoire, l'apprentissage et les capacités cognitives générales.

Les fruits, les baies et les légumes sont riches en antioxydants et en composés bioactifs qui peuvent réduire le risque de maladie dû aux espèces réactives de l'oxygène, et sont également associés à des bienfaits d'ordre cognitif.

INTRODUCTION

L'alimentation a un rôle spécifique dans l'apport d'énergie et la structure du corps. La capacité des nutriments à prévenir les maladies et à en protéger l'organisme commence à être reconnue. L'activité physique est également associée à une réduction de nombreux troubles physiques et mentaux. Par conséquent, l'alimentation et l'exercice sont utilisés comme des interventions pour stimuler la santé. Les données récentes indiquent que les interventions en termes d'exercice et d'alimentation influent non seulement sur la santé générale, mais aussi sur le fonctionnement du cerveau (Gomez-Pinilla, 2011). Cet article de Sports Science Exchange décrit la façon dont l'exercice et l'alimentation peuvent influer sur la neurogenèse, ou génération des nouvelles cellules nerveuses, et qui ont donc un effet neuroprotecteur.

NEUROGENÈSE ET NEUROPLASTICITÉ

La neurogenèse est le processus de génération des nouvelles cellules nerveuses, notamment les neurones, les astrocytes, la glie, etc. La neuroplasticité désigne la capacité du cerveau et du système nerveux central (SNC) de s'adapter aux changements du milieu environnant, de réagir aux lésions éventuelles et d'acquérir de nouvelles informations en modifiant les connexions et les fonctions neuronales. Les neurotrophines sont les molécules qui favorisent la neuroplasticité et qui sont notamment capables de signaler la survie, la différenciation ou la croissance des neurones (Knaepen et al., 2010). Par conséquent, les neurotrophines font l'objet d'une attention croissante dans la recherche pour le traitement et la prévention des maladies neurodégénératives et, plus récemment, métaboliques. Les facteurs neurotrophiques jouent non seulement un rôle dans la neurobiologie, mais aussi dans le métabolisme énergétique au niveau central et périphérique. Leur effet sur la plasticité du SNC implique les éléments du métabolisme de l'énergie cellulaire. Au niveau périphérique, ils interviennent dans les processus métaboliques, tels que l'amélioration de l'oxydation des lipides dans les muscles squelettiques via l'activation de la protéine kinase activée par l'anédosine-monophosphate (AMPK). La neuroplasticité est un processus qui dépend de l'activité. L'alimentation et l'activité physique (exercice et entraînement) apparaissent donc comme les interventions principales à l'origine des processus qui permettent aux neurotrophines d'intervenir sur le métabolisme énergétique et, par conséquent, sur la neuroplasticité (Knaepen et al., 2010). Parmi tous les facteurs, le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) semble le plus sensible à une régulation induite par l'exercice et l'activité physique.

L'IMPORTANCE DU FACTEUR NEUROTROPHIQUE DÉRIVÉ DU CERVEAU (BDNF)

Le BDNF intervient surtout dans les zones du cerveau associées à la régulation cognitive et métabolique : l'hippocampe et l'hypothalamus. Le BDNF hypothalamique semble inhiber la consommation d'aliments et augmenter la dépense d'énergie, ce qui conduit à un bilan énergétique négatif. Dans l'hippocampe, l'implication du BDNF dans la plasticité neuronale et la neurogenèse est importante pour l'apprentissage et la mémoire. Le BDNF stimule le développement et la différenciation des nouveaux neurones et favorise la potentialisation à long terme (PLT), qui est considérée comme l'un des mécanismes majeurs à la base de l'acquisition, de la consolidation et la conservation de la mémoire dans le cerveau. Il est également connu pour être contrôlé au niveau moléculaire par l'activation d'un certain nombre voies de signalisation neuronale.

Il est généralement admis que le BDNF est associé à un vaste répertoire d'activités neurotrophiques et neuroprotectrices dans le CNS et le système périphérique, notamment : la protection et la survie des neurones; l'expression des neurites; la croissance axonale et dendritique, et le remodelage; la différenciation neuronale, la plasticité synaptique et l'efficacité de la transmission synaptique (Cotman et Berchtold, 2002). Le BDNF joue un également un rôle dans l'homéostasie de l'énergie, la carence de BDNF étant associée à la prise de poids chez les souris et les humains et l'administration de BDNF hypothalamique peut réduire la consommation alimentaire et augmenter les dépenses énergétiques, ce qui fait perdre du poids aux animaux (Noble et al., 2011). Les études sur les animaux révèlent également que le BDNF a une activité neuroendocrinienne ou métabotropique sur le système périphérique, car il permet de réduire les niveaux de glucose dans le sang et d'augmenter la sensibilité à l'insuline (Knaepen et al., 2010). Le BDNF semble affecter le métabolisme et la plasticité synaptique via le facteur 1 de croissance analogue à l'insuline (IGF1), qui est synthétisé dans le foie, les muscles squelettiques et le cerveau (les récepteurs IGF1 du cerveau sont exprimés principalement dans l'hippocampe). Une réduction de la signalisation IGF1 chez les rongeurs a provoqué l'hyperglycémie et la résistance à l'insuline, et la perfusion d'IGF1 dans le cerveau a réduit les niveaux d'insuline plasmatique et a augmenté la sensibilité à l'insuline. L'IGF1 favorise également la croissance et la différenciation nerveuses, la synthèse et la libération des neurotransmetteurs, et la plasticité synaptique (Gomez-Pinilla et al., 2008). L'exercice améliore la neurogenèse dans l'hippocampe, probablement en stimulant la production systémique d'IGF1. Plus important encore, l'IGF1 est aussi crucial pour l'angiogenèse dans le cerveau induite par l'exercice, et peut intervenir dans les effets du BDNF via la médiation génétique en amont (Lista et Sorrentino, 2010).

Le BDNF et l'alimentation sont également étroitement liés. Molteni et al. (2004) ont trouvé qu'un régime riche en matières grasses réduit les niveaux de BDNF dans l'hippocampe chez les animaux, mais que l'exercice est capable d'inverser cette réduction due à l'alimentation. Komori et al. (2006) ont montré qu'il y a interaction centrale entre l'hormone leptine dérivée des adipocytes (qui joue un rôle déterminant dans la régulation de l'appétit et du métabolisme énergétique) et l'expression du BDNF dans l'hypothalamus chez les souris. Araya et al. (2008) ont indiqué qu'après un régime hypocalorique, les sujets insulinorésistants faisant de l'embonpoint et obèses voient augmenter leur taux sérique de BDNF. Ces résultats confirment que le BDNF est non seulement essentiel au cerveau, mais qu'il est aussi étroitement lié au métabolisme énergétique et à l'homéostase au niveau central et périphérique.

Dans les recherches sur les mécanismes expliquant la plasticité et la santé du cerveau, l'exercice et l'alimentation sont reconnus comme inducteurs d'une série de processus moléculaires et cellulaires qui favorisent la plasticité du cerveau. Le BDNF pourrait jouer un rôle crucial dans ces mécanismes et les études effectuées sur les humains ont montré que l'exercice et/ou l'entraînement influent sur la concentration de BDNF (Gold et al., 2003: Radak et al., 2006; Van Praag, 2009; et Knaepen et al., 2010). Les avancées en matière de biologie moléculaire ont révélé que les signaux dérivés des aliments ont la capacité d'influer sur le métabolisme énergétique et la plasticité synaptique et qu'ils interviennent donc dans les effets des fonctions alimentaires et cognitives, ce qui a sans doute été un facteur essentiel dans l'évolution du cerveau moderne (Gomez-Pinilla, 2008). L'alimentation influe à la fois sur le développement et la santé de la structure et des fonctions du cerveau, car elle fournit les éléments essentiels utilisés par le cerveau pour créer et maintenir les connexions, ce qui est primordial pour améliorer les capacités cognitives.

ALIMENTATION ET COGNITION

Le cerveau est un organe très actif au niveau métabolique et représente un pourcentage élevé du taux métabolique total au repos. Tout en affectant l'architecture du cerveau, l'alimentation peut également influer potentiellement sur son fonctionnement de temps en temps (Benton, 2008). Les techniques d'imagerie non invasives ont clairement démontré qu'il suffit de penser aux aliments pour que l'activité neuronale soit modulée dans des zones spécifiques du cerveau connues pour leur implication dans le contrôle cognitif des comportements liés à l'appétit, ce qui peut provoquer des réactions physiologiques comme la sécrétion de salive, d'acide gastrique et d'insuline (Berthoud, 2007).

Le cerveau est très sensible aux dommages oxydatifs à cause de son taux métabolique élevé et de l'abondance de ses matières oxydables, telles que les acides gras polyinsaturés, présents dans les membranes plasmatiques des cellules neuronales. Les fruits et les légumes sont parmi les aliments les plus nutritifs et les plus sains et sont liés à la prévention des maladies chroniques. Les aliments végétaux sont extrêmement complexes et, malgré les efforts importants consentis pour identifier leur composition, les structures exactes de la majorité des éléments nutritifs ne sont pas connues avec précision. Cependant, il est reconnu que les fruits et les légumes sont riches en antioxydants et en composés bioactifs qui peuvent réduire le risque de maladie résultant des espèces réactives de l'oxygène, qui sont à leur tour associées à des avantages cognitifs. Les études sur les animaux suggèrent que les apports en fruits et légumes riches en activité antioxydante peuvent maximiser le fonctionnement neuronal et cognitif chez la population âgée (Nurk et al., 2010). Plusieurs " régimes antioxydants " sont devenus populaires pour leurs effets positifs sur les fonctions neuronales. Ainsi, il a été démontré que les baies, par exemple, ont une grande capacité antioxydante. Cependant, on ne sait pas exactement comment les extraits de baie sont bénéfiques pour la plasticité et la cognition, mais leurs effets peuvent être associés au maintien de l'homéostasie métabolique, car celle-ci peut protéger les membranes de la peroxydation des lipides et influer sur la plasticité synaptique (Gomez-Pinilla, 2008).

Des études épidémiologiques et expérimentales récentes suggèrent que les polyphénols ont des effets bénéfiques sur la santé du cerveau. Les polyphénols sont des oligo-éléments et des antioxydants puissants qui se trouvent en abondance dans les aliments dérivés des végétaux. Les fruits et les boissons comme le thé, le vin rouge, le cacao et le café sont les principales sources des polyphénols. Une relation inverse significative entre la démence et la performance cognitive, et la consommation de polyphénols a été établie (Vauzour et al., 2010). Chez les rats, il a été établi que les polyphénols augmentent la plasticité de l'hippocampe et améliorent l'apprentissage et la performance de la mémoire. Il a été démontré que les polyphénols exercent leurs actions neuroprotectrices grâce à leur potentiel à protéger les neurones contre les blessures induites par les neurotoxines, leur capacité à supprimer la neuroinflmmation et leur potentiel à favoriser la mémoire, l'apprentissage et les fonctions cognitives (Shukitt et al., 2008). Malgré les progrès importants de nos connaissances sur la biologie des polyphénols, ceux-ci sont encore considérés à tort comme de simples antioxydants. Cependant, des études récentes suggèrent que leurs effets bénéfiques comprennent une réduction dans la signalisation du stress oxydatif/inflammatoire, une augmentation de la signalisation de protection et un accroissement de l'expression des gènes qui encodent les enzymes antioxydants, les facteurs neurotrophiques et les protéines protectrices (Vauzour, 2012).

LES POLYPHÉNOLS ET LE CERVEAU

Le groupe le plus important de polyphénols est celui des flavonoïdes (Tableau 1). Il existe six groupes alimentaires de flavonoïdes : (1) les flavones (par exemple, l'apigénine, la lutéoline), qui se trouvent dans le persil et le céleri; (2) les flavanones/flavanonols (par exemple, l'hespérétine, la naringénine/l'astilbine, l'engélétine), qui se trouvent principalement dans le citron, les herbes (l'origan) et le vin; (3) les isoflavones (par exemple, la daidzéine, la génistéine), qui se trouvent principalement dans le soja et les produits à base de soja; (4) les flavonols (par exemple, le kaempférol, la quercétine), qui se trouvent dans les oignons, les poireaux et le brocoli; (5) les flavanols (par exemple, la catéchine(+), l'épicatéchine(-), l'épigallocatéchine et l'épigallocatéchine-gallate (EGCG)), qui se trouvent en abondance dans le thé vert, le vin rouge et le chocolat; et (6) les anthocyanidines (par exemple, la pélargonidine, l'aglycone du cyanure et la malvidine), qui se trouvent dans le vin rouge et les baies.

Le groupe de polyphénols non flavonoïdes peut être divisé en deux classes différentes : (1) les acides phénoliques, notamment les acides hydroxybenzoïques (HBA; squelette C1-c3) et les acides hydroxycinnamiques (HCA; squelette C3-C6); et (2) les stilbènes (squelette C6-C2-C6). L'acide caféique est généralement l'acide phénolique le plus abondant et se trouve principalement sous forme d'ester quinique, un acide chlorogénique, dans les bleuets, les kiwis, les prunes et les pommes. Le resvératrol, le principal stilbène, peut se trouver dans les configurations cis ou trans, qu'elles soient glucosylées ou en faibles concentrations comme la molécule parente d'une famille de polymères, tels que les viniférines, le pallidol ou l'ampélosine A. Les sources alimentaires majeures de resvératol sont le raisin, le vin et les cacahuètes (Vauzour, 2012).

Les flavonoïdes peuvent protéger le cerveau de plusieurs façons, y compris en protégeant les neurones vulnérables, en améliorant les fonctions neuronales existantes et en stimulant la régénération neuronale (Vauzour et al., 2010). Par exemple, il a été démontré que les flavonoïdes protègent les neurones contre le stress oxydatif et les lésions neuronales induites par les protéines bêta-amyloïdes, et que les extraits de ginkgo riches en polyphénols protègent les neurones hippocampiques de la neurotoxicité induite par l'oxyde nitrique et les protéines bêta-amyloïdes (Luo et al., 2002). On s'intéresse aussi de plus en plus au potentiel des flavonoïdes dans l'amélioration de la mémoire, de l'apprentissage et des capacités cognitives générales. Les études sur les humains suggèrent que les fruits et les légumes peuvent avoir une incidence sur la mémoire (Macready et al., 2009) et la dépression (How et al., 2007), et de nombreuses preuves liées au comportement animal indiquent que les baies, notamment les bleuets et les fraises, sont efficaces pour inverser le déficit de la mémoire dû à l'âge, améliorer la mémoire de reconnaissance des objets et réguler le conditionnement à la peur inhibitrice (Joseph et al., 1998). Des effets bénéfiques des aliments et boissons riches en flavonoïdes sur l'activité psychomotrice chez les animaux âgés ont également été décrits (Joseph et al., 1998). En plus des baies, du thé, de la grenade, du gingko et il a été que les flavonols purs tels que la quercétine, la rutine et la fisetine, sont également bénéfiques pour inverser le vieillissement neuronal et comportemental. Par ailleurs, il a été démontré que le ginkgo favorise le conditionnement de l'évitement inhibiteur chez les rats, la consommation de doses importantes à court terme, mais non à long terme, étant associée à l'apprentissage de l'évitement passif chez les souris sénescentes (Stoll et al., 1996).

Lors d'un essai dans un labyrinthe aquatique, il a été observé que le flavonol épicatéchine(-), surtout en combinaison avec l'exercice, améliore la rétention de la mémoire spatiale chez les rats. Il a été également démontré que l'amélioration de la mémoire spatiale est associée à l'augmentation de la densité de l'angiogenèse et de l'épine dendritique dans le gyrus denté de l'hippocampe et à la régulation positive des gènes associés à l'apprentissage dans l'hippocampe (Stangl et Thuret, 2009). De nombreuses preuves indiquent aussi que les baies, surtout les bleuets, sont efficaces pour inverser les déficits liés à l'âge dans les fonctions motrices et la mémoire de travail spatial (Rendeiro et al., 2009). Par exemple, chez les rats la période de latence pour trouver une plateforme et la distance de nage à la plateforme dans l'essai de labyrinthe aquatique de Morris a été réduite de façon significative après un apport supplémentaire de bleuets. De tels résultats peuvent suggérer que les bleuets ont des effets positifs sur l'activité locomotrice des vieux animaux. Cependant, la réduction du temps mis pour prendre une décision peut également suggérer une amélioration de la mémoire, puisque les rats sont plus rapides à " se rappeler " le chemin et à réagir.

Les polyphénols ont été associés à une réduction du risque de développer la démence, à une amélioration de la performance cognitive dans le vieillissement normal et à une amélioration de l'évolution cognitive (Vauzour, 2012). Letenneur et al. (2007) ont effectué une étude de cohorte prospective sur une période de 10 ans et des sujets âgés de 65 ans ou plus pour étudier la relation entre les antioxydants, le déclin cognitif et la démence. Au total, 1 640 sujets exempts de démence au début de l'étude et ayant une évaluation nutritionnelle fiable ont été étudiés quatre fois sur une période de 10 ans. Le fonctionnement cognitif a été évalué avec trois tests psychométriques et des renseignements sur la consommation de flavonoïdes ont été recueillis au début de l'étude. Après ajustement en fonction de l'âge, du sexe et du niveau d'instruction, la consommation de flavonoïdes a été associée à une meilleure performance cognitive au début de l'étude et à une meilleure évolution de la performance au fil du temps. Les sujets des deux quartiles supérieurs de la consommation de flavonoïdes ont bénéficié d'une meilleure évolution cognitive que ceux des quartiles inférieurs. Après un suivi de 10 ans, la performance des sujets ayant une consommation de flavonoïdes réduite dans les tests psychométriques était bien inférieure, même après l'ajustement en fonction de plusieurs autres facteurs perturbateurs. Dans une étude transversale connexe, Nurk et al. (2009) ont examiné la relation entre la consommation de trois aliments communs qui contiennent des flavonoïdes (chocolat, vin et thé) et la performance cognitive. Les participants (2031, 70 à 74 ans, 55 % de femmes) recrutés pour une l'étude de santé portant sur la population de Hordaland, en Norvège, ont été soumis à des tests cognitifs. Les participants qui consommaient du chocolat, du vin et du thé ont réalisé de meilleurs scores moyens et la prévalence de réduction de la performance cognitive au sein de leur groupe était inférieure par rapport aux sujets qui n'en consommaient pas. Les participants qui consommaient les trois aliments étudiés avaient les meilleurs scores de tests et présentaient les risques les plus réduits en termes de performance médiocre dans les tests. Les associations de consommation de ces aliments et la cognition dépendent des doses, l'effet maximal étant associé à une consommation de 10 g/jour pour le chocolat et de 75 à 100 ml/jour le vin, et une dose à peu près linéaire pour le thé. La plupart des fonctions cognitives ont été influencées par la consommation de ces trois aliments. L'effet le plus prononcé est celui du vin, alors que la consommation de chocolat a un effet légèrement plus faible. Par conséquent, chez les personnes âgées, un régime riche en flavonoïdes a été associé à une meilleure performance de plusieurs capacités cognitives, et ce d'une façon qui dépend de la dose.

MÉCANISMES

Les actions neuroprotectrices des polyphénols alimentaires et donc des flavonoïdes impliquent un certain nombre d'effets dans le cerveau, notamment le potentiel de protéger les neurones contre les lésions dues aux neurotoxines, la capacité de supprimer la neuroinflammation et le potentiel de favoriser la mémoire, l'apprentissage et les fonctions cognitives. Bien que de nombreux mécanismes sous-jacents à leurs effets bénéfiques restent à élucider, il devient évident qu'ils participent à réduction de signalisation du stress oxydatif/inflammatoire et à l'accroissement de la signalisation de protection, et qu'ils peuvent également avoir un rôle protecteur contre les facteurs du stress oxydatif et inflammatoire.

Les effets des polyphénols sur la cognition et contre les processus neurodégénératifs semblent être médiés par leurs interactions avec les voies de signalisation neuronale et gliale qui affectent l'expression des gènes et interviennent dans les mécanismes de mort des cellules (Vauzour et al., 2010). Par conséquent, les phytochimiques alimentaires, notamment les flavonoïdes, peuvent avoir des effets positifs sur le SNC en protégeant les neurones contre les lésions induites par le stress, en supprimant l'activation de la microglie et des astrocytes, qui interviennent dans la neuroinflammation, et en favorisant la plasticité synaptique, la mémoire et les fonctions cognitives. Les études démontrent la localisation des flavonoïdes dans le cerveau et, par conséquent, ces phytochimiques peuvent être considérés comme des agents neuroprotecteurs, de neuromodulation et anti-neuroinflammatoires potentiels. Il semble très probable que ces propriétés bénéfiques sont médiées par leurs capacités à interagir avec les cascades de signalisation des protéines et des lipides kinases, plutôt que par leur potentiel d'agir comme antioxydants (Spencer, 2008).

Les sites cellulaires précis des actions des flavonoïdes restent inconnus. Plusieurs voies et sites d'action possibles ont été identifiés, mais on ne sait pas si l'action des flavonoïdes nécessite une captation cellulaire ou si ceux-ci interviennent dans les effets de médiation via la fixation des récepteurs extracellulaires. Il n'existe à ce jour aucune certitude à ce sujet, même si les glucoronides flavonoïdes, qui ne peuvent entrer dans les cellules à un degré important, ne causent pas d'effets cellulaires (Vauzour, 2012). Cela suggère que la localisation cytosolique est nécessaire, bien que cela puisse également signifier que l'association des flavonoïdes aux fractions de glucoronides et de sulfates bloque la fixation des récepteurs et donc leur activité cellulaire.

Les concentrations de flavonoïdes rencontrées in vivo sont suffisamment élevées pour exercer une activité pharmacologique sur les sites des récepteurs, des kinases et des facteurs de transcription. Bien que les sites d'action ne soient pas connus avec précision à ce jour, il est probable que leur activité dépende de leur capacité à : (1) fixer les sites ATP sur les enzymes et les récepteurs; (2) moduler directement l'activité des kinases; (3) affecter la fonction des phosphatases importantes, qui agissent en opposition aux kinases; (4) préserver l'homéostase Ca2+ et empêcher l'activation des kinases dépendantes de Ca2 dans les neurones; et (5) moduler les cascades de signalisation en aval des kinases, c'est-à-dire l'activation et la fixation des facteurs de transcription pour les sites promoteurs.

Le défi consiste aujourd'hui à déterminer le(s) site(s) d'action précis des flavonoïdes dans les voies de signalisation et l'ordre des événements qui leur permettent de réguler la fonction neuronale dans le SNC (Spencer, 2008; Spencer et al., 2012). Les voies de signalisation induites par les polyphénols peuvent avoir un effet positif dans le traitement des maladies à évolution chronique, mais elles peuvent voir un effet négatif sur le système nerveux, au moins à des concentrations élevées, où ces mêmes voies agissent pour contrôler la survie neuronale et la plasticité synaptique. Par conséquent, les interactions de flavonoïdes avec les voies de signalisation intracellulaires pourraient avoir des résultats imprévisibles et dépendront du type de cellule (c'est-à-dire les neurones, les astrocytes, etc.), de la maladie étudiée et du stimulus appliqué. En résumé, il est évident que les flavonoïdes sont des molécules bioactives puissantes. Une connaissance approfondie de leurs mécanismes d'action comme modulateurs de la signalisation cellulaire sera essentielle pour l'évaluation de leur potentiel à agir comme inhibiteurs de la neurodégénérescence ou comme modulateurs de la fonction cérébrale (Spencer, 2008; Vauzour et al., 2010).

APPLICATIONS PRATIQUES ET CONCLUSIONS

L'exercice et l'alimentation peuvent tous les deux des stimulus puissants qui influent sur le cerveau. L'exploration de la fonction cérébrale n'est qu'à ses balbutiements, mais il est clair que l'activité physique et l'alimentation ont des effets bénéfiques pour la santé du cerveau. On s'intéresse de plus en plus au potentiel des polyphénols dans l'amélioration de la mémoire, de l'apprentissage et des capacités cognitives générales. Il est évident que les flavonoïdes (forme la plus commune des polyphénols) sont des molécules bioactives puissantes. Une connaissance approfondie de leurs mécanismes d'action comme modulateurs de la signalisation cellulaire sera essentielle pour l'évaluation de leur potentiel à agir comme inhibiteurs de la neurodégénérescence ou comme modulateurs de la fonction cérébrale. Bien que les résultats des études suggèrent que les effets des polyphénols contribuent aux avantages d'une consommation élevée des fruits et légumes, l'étendue de la contribution in vivo, et à des concentrations physiologiques pertinentes, reste incertaine. D'autres études sont nécessaires pour prouver si cette classe d'éléments est susceptible de produire des avantages pour la santé et pour déterminer les effets potentiellement bénéfiques sur les maladies neurodégénératives à évolution lente. Compte tenu des différentes activités biologiques, la consommation d'aliments riches en polyphénols tout au long de la vie peut limiter la neurodégénérescence et empêcher ou inverser les détériorations de la performance cognitive liées à l'âge.

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Romain Meeusen POINTS PRINCIPAUX L'exercice et l'alimentation influent sur le développement du cerveau. L'exercice et l'alimentation peuvent ralentir et inverser la perte cognitive chez les personnes âgées. L'exercice et l'alimentation influent sur la santé du cerveau via plusieurs mécanismes pour stimuler la génération de cellules nerveuses ou neurogenèse.

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[Brèves de Science] La découverte de la neurogenèse - Science et Vie TV

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La chronobiologie correspond à l'étude des rythmes biologiques dans l'organisme. Ce domaine a connu un boom au cours de ces dix dernières années : les chercheurs ont découvert de nombreux mécanismes de régulation des horloges internes et évaluent de mieux en mieux l'impact majeur de son dérèglement sur la santé. Concrètement, presque toutes les fonctions de l'organisme sont soumises au rythme circadien, c'est-à-dire à un cycle de 24 heures. Ainsi, les troubles de ce rythme peuvent avoir des conséquences aussi bien sur le sommeil que sur le métabolisme, le fonctionnement du système cardiovasculaire, du système immunitaire... Les avancées en chronobiologie ont valu un prix Nobel à trois généticiens américains en 2017.

Dossier réalisé en collaboration avec Claude Gronfier, Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL), équipe Waking, unité Inserm 1028, Université Claude Bernard Lyon I (UCBL) Faculté de médecine Rockefeller

Pour en savoir plus

Comprendre le fonctionnement de notre horloge interne

Des fonctions de l'organisme aussi diverses que le système veille/sommeil, la température corporelle, la pression artérielle, la production d'hormones, la fréquence cardiaque, mais aussi les capacités cognitives, l'humeur ou encore la mémoire sont régulées par le rythme circadien (de circa : " proche de " et diem : " un jour "), un cycle d'une durée de 24 heures.

Plus généralement, les données de la recherche montrent que presque toutes les fonctions biologiques sont soumises à ce rythme. Grâce à l'horloge circadienne, la sécrétion de mélatonine débute en fin de journée, le sommeil est profond durant la nuit, la température corporelle est plus basse le matin très tôt et plus élevée pendant la journée, les contractions intestinales diminuent la nuit, l'éveil est maximal du milieu de matinée jusqu'en fin d'après-midi, la mémoire se consolide pendant le sommeil nocturne...

Ce rythme circadien est endogène, c'est-à-dire qu'il est généré par l'organisme lui-même.

L'horloge interne, métronome de l'organisme

C'est une horloge interne, nichée au cœur du cerveau, qui impose le rythme circadien à l'organisme, tel un chef d'orchestre. Toutes les espèces animales et végétales ont leur propre horloge interne, calée sur leur rythme. Chez l'humain, cette horloge se trouve dans l' hypothalamus. Elle est composée de deux noyaux suprachiasmatiques contenant chacun environ 10 000 neurones qui présentent une activité électrique oscillant sur environ 24 heures. Cette activité électrique est contrôlée par l'expression cyclique d' une quinzaine de gènes " horloge ".

Les noyaux suprachiasmatiques régulent ensuite différentes fonctions de l'organisme grâce à des messages directs ou indirects. Ils innervent directement et indirectement des régions cérébrales spécialisées dans différentes fonctions comme l'appétit, le sommeil ou la température corporelle. Ils entraînent en outre la production cyclique d'hormones agissant à distance, sur d'autres fonctions.

Cette horloge interne possède son propre rythme : des expériences menées avec des personnes plongées dans le noir (ou soumises à très peu de lumière) pendant plusieurs jours, sans repère de temps, ont permis de montrer que le cycle imposé par l'horloge interne dure spontanément entre 23 h 30 et 24 h 30, selon les individus. La moyenne chez le sujet sain est estimée à 24 h 10. Autant dire que si l'horloge interne contrôlait seule le rythme biologique, sans être remise à l'heure, l'humain se décalerait tous les jours. Chacun finirait ainsi par dormir à un horaire différent de la journée ou de la nuit, rendant incompatible une vie en société. L'horloge interne est donc resynchronisée en permanence sur un cycle de 24 heures par des agents extérieurs.

Plusieurs synchroniseurs agissent simultanément. Le plus puissant d'entre eux est la lumière. L'activité physique et la température extérieure jouent aussi un rôle, mais leur effet est bien plus modeste.

La lumière, indispensable à la synchronisation de l'horloge biologique

Transmission de l'information lumineuse vers l'horloge biologique. Coupe de rétine de souris, montrant les cônes de la couche externe, en vert, et une cellule ganglionnaire à mélanopsine de grande taille, en rouge, dans la couche interne. ©Inserm/H. Cooper

La lumière est captée au niveau de la rétine par un groupe de cellules photoréceptrices particulières : les cellules ganglionnaires à mélanopsine, sensibles au bleu. Ces cellules sont reliées aux noyaux suprachiasmatiques par un système nerveux différent de celui impliqué dans la perception visuelle (la voie rétinohypothalamique). Le signal transmis à l'horloge interne provoque la remise à l'heure du cycle pour le synchroniser sur 24h. Ce même signal est aussi transmis à d'autres structures cérébrales dites " non visuelles ", qui sont notamment impliquées dans la régulation de l'humeur, de la mémoire, de la cognition et du sommeil.

Néanmoins, les autres photorécepteurs de la rétine impliqués dans la vision, les cônes et les bâtonnets, semblent également jouer un rôle dans la régulation de l'horloge biologique avec des sensibilités différentes (couleur/spectre) de celles des cellules à mélanopsine. Les mécanismes mis en jeu restent cependant à éclaircir.

C'est donc l'exposition à la lumière pendant la journée et l'obscurité pendant la nuit qui permettent de synchroniser l'horloge biologique à la journée de 24 heures. Et l'effet de la lumière dépend de l'heure : une exposition tardive (entre 17 h et 5 h en moyenne) retarde l'horloge, alors qu'une exposition précoce (entre 5 h et 17 h en moyenne) l'avance. L'effet de la lumière dépend aussi de son intensité. Alors que l'on croyait, il y a une vingtaine d'années, qu'il fallait des niveaux de lumière supérieurs à 1 000 lux pour affecter l'horloge, les études récentes montrent que quelques dizaines de lux suffisent : de simples bougies peuvent bloquer la sécrétion de mélatonine ! L'effet de la lumière sur l'horloge dépend aussi de son spectre (sa couleur) et sera d'autant plus important qu'il sera riche en longueurs d'ondes bleues (~460-500 nm).

Enfin, l'effet de la lumière dépend de la durée de l'exposition lumineuse et du niveau d'exposition dans les heures qui ont précédé (c'est ce qu'on appelle l'historique lumineux). D'après de études récentes, conduites en collaboration avec l'Inserm, des expositions de 10-15 minutes en début de nuit peuvent supprimer la sécrétion de mélatonine et retarder l'horloge. D'autres travaux, y compris des études épidémiologiques, montrent que ces effets de la lumière en fin de journée sont plus faibles si l'exposition a été importante pendant la journée.

Des horloges périphériques optimisent les fonctions locales

L'horloge interne est le chef d'orchestre mais il existe de nombreux musiciens qui adaptent le rythme localement dans l'organisme : ce sont les horloges périphériques. Chaque fonction biologique importante est régie par une horloge à elle, destinée à optimiser l'efficacité de cette structure locale en fonction du contexte environnemental. Ces horloges périphériques sont présentes dans tous les organes et tissus aux fonctions essentielles : cœur, poumon, foie, muscles, reins, rétine, différentes aires du cerveau (cervelet, lobe frontal...). Cela permet d'adapter leur activité au cas par cas, par exemple s'il y a travail de nuit, alimentation très riche ou encore activité physique intense. Une récente étude américaine menée chez le primate, en collaboration avec l'Inserm, indique que dans les 64 organes et tissus analysés deux tiers des gènes codants sont exprimés de façon cyclique au cours des 24 heures, avec de grandes variations d'un tissu à l'autre. Moins de 1% des gènes dont l'expression est rythmique dans un tissu le sont également dans les autres tissus confirmant le rôle majeur des horloges périphériques et leur spécificité.

Ces horloges périphériques sont largement contrôlées par l'horloge centrale : si les noyaux suprachiasmatiques sont lésés, les horloges périphériques se désynchronisent et se mettent à travailler en cacophonie. Ce phénomène de désynchronisation s'observe aussi au cours du vieillissement et dans certaines pathologies. Mais d'autres synchroniseurs agissent sur ces différentes horloges périphériques : l'alimentation, en particulier au niveau du foie, ou encore la température corporelle ou l'exercice physique, notamment pour l'horloge située dans le tissu musculaire. En outre, ces horloges communiquent entre elles par des moyens qui restent à identifier. Ainsi, des signaux extérieurs peuvent perturber la synchronisation de ces horloges périphériques. De récents travaux ont par exemple permis de constater des bouleversements de l'horloge de plusieurs organes en réponse à une alimentation riche en graisse : le métabolisme de différentes molécules se trouve bouleversé au cours de 24 heures, que ce soit dans le sérum, le foie ou le cerveau.

Le fonctionnement des horloges périphériques repose sur des mécanismes moléculaires identiques à ceux de l'horloge centrale, passant par l' expression locale cyclique des gènes " horloges ". Au niveau de la rétine par exemple, ces gènes s'expriment dans des neurones où se situe l'horloge périphérique. Le fait d'altérer localement l'expression de ces gènes perturbe le fonctionnement de la rétine même si les noyaux suprachiasmatiques de l'horloge interne sont totalement fonctionnels.

Le rythme des divisions cellulaires est couplé à celui de l'horloge biologique interne. Pour parvenir à cette démonstration, une équipe niçoise (unité Inserm 1091) a travaillé in vitro sur des fibroblastes " uniques ", c'est-à-dire séparés les uns des autres. Grâce à des molécules fluorescentes, ils y ont suivi l'expression d'un gène de l'horloge biologique et de deux marqueurs de phases du cycle cellulaire. Cette technique leur a permis de visualiser conjointement l'activité oscillante de l'horloge biologique et l'avancée des divisions cellulaires. Photographie issue d'une vidéomicroscopie en fluorescence de fibroblastes de souris en prolifération, transformés avec un système rapporteur d'horloge (en vert) et du cycle cellulaire (en rouge et bleu). © Inserm/iBV/C. Feillet

Comprendre les troubles du rythme circadien

Les troubles circadiens sont souvent décelés par une position du sommeil anormale au cours des 24 heures. Mais ils sont associés à bien d'autres perturbations : métaboliques, cardiovasculaires, immunitaires, cognitives et cellulaires. Il semble de plus en plus évident que pas une seule fonction biologique n'échappe au contrôle circadien.

La classification internationale des troubles du sommeil distingue différents types de troubles des rythmes circadiens du sommeil, dont les plus fréquents sont :

L'avance de phase : les individus s'endorment très tôt, par exemple vers 20 h, et se réveillent très tôt, par exemple vers 4 h du matin. Ce phénomène s'observe davantage chez les personnes âgées, mais il peut aussi s'observer à tous les âges.

Le retard de phase : les individus s'endorment très tard, au milieu de la nuit et s'éveillent spontanément en fin de matinée, s'ils en ont la possibilité. Ce syndrome émerge souvent au cours de la puberté et il est relativement fréquent chez les adolescents et les jeunes adultes.

Le libre court est un phénomène fréquent chez les personnes aveugles, mais mal diagnostiqué et traité. En absence d'un œil fonctionnel, l'horloge centrale n'est pas synchronisée par la lumière, les rythmes biologiques exprimés sont alors ceux de l'horloge interne non synchronisée (entre 23 h 30 et 24 h 30 selon les individus). La personne décale tous les jours son sommeil, par exemple en se couchant une demi-heure plus tard pour un individu ayant une horloge de 24 h 30. Dans ce cas précis, le sommeil n'est nocturne et de bonne qualité que pendant quelques jours tous les 48 jours !

Dans les cas d'avance ou de retard de phase, les personnes sont incapables de s'endormir et de se réveiller aux heures voulues. S'ils s'obligent à respecter des horaires normaux, des troubles quantitatifs et qualitatifs du sommeil, une fatigue chronique, des troubles cardiovasculaires, métaboliques, ou encore des troubles du comportement (irritabilité ou apathie) risquent d'apparaître.

Il est vraisemblable que les troubles circadiens du sommeil ont différentes origines selon les individus. Les avances ou retards de phase ont une base génétique. Il existe en effet des familles dont plusieurs membres présentent l'un de ces syndromes. Les études montrent que des mutations ou des polymorphismes de certains gènes " horloges " peuvent en être responsables.

D'autres facteurs, notamment des maladies (dépression, anxiété, cancer) pourraient également favoriser une désynchronisation de l'horloge interne. Les comportements individuels (mauvaise hygiène de sommeil et de lumière) peuvent aussi être responsables ou accentuer des désynchronisations circadiennes. Enfin, des sensibilités différentes à la lumière ou aux autres synchroniseurs pourraient expliquer ce phénomène.

Le travail de nuit : une plaie pour la santé

L'étude des conséquences des troubles circadiens a principalement été menée chez les travailleurs postés (organisation du travail en rotation en 3 x 8 heures sur 24 heures). Le travail de nuit induit une désynchronisation de l'horloge biologique en raison des changements d'exposition à la lumière et d'une dette de sommeil. De nombreuses études sont parues sur les liens entre ce rythme de travail et les risques pour la santé et notamment la survenue de cancers, à l'image d'une récente étude Inserm basée entre autres sur la cohorte CECILE. Elle montre que les femmes non ménopausées qui travaillent au moins 3 heures entre minuit et 5 h du matin ont un risque de cancer du sein augmenté de 26% et ce risque croît avec la fréquence des nuits travaillées et la durée de l'emploi. Le Centre international de recherche sur le cancer (Circ), sous l'égide de l'OMS, a d'ailleurs inscrit le travail posté à la liste des agents " probablement cancérogènes " en 2007. Une récente expertise collective de l'Anses (2016) confirme l'augmentation du risque du cancer du sein chez les femmes exposées et va plus loin encore en concluant que le travail de nuit est un facteur de risque probable de cancer en général.

L'expertise Anses met en avant de très nombreux autres troubles induits de manière avérée ou probable par le travail de nuit : la somnolence, les troubles du sommeil, une altération des performances cognitives, une augmentation du risque d' obésité, de diabète de type 2, de maladies coronariennes, de dyslipidémies, d' hypertension artérielle et d' accidents vasculaires cérébraux ischémiques.

Pour ces raisons, l'Anses a émis plusieurs recommandations afin de limiter le travail de nuit à des situations nécessitant d'assurer les services d'utilité sociale ou la continuité de l'activité économique (hôpitaux, services d'utilité publique...) et avec une organisation permettant d'en minimiser l'impact pour la santé des salariés. L'expertise a aussi recommandé de mettre en place des protocoles de recherche dans ce domaine, fondamentaux et cliniques, afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les troubles observés. L'objectif est de pouvoir proposer des solutions aux employés, aux employeurs et aux médecins du travail, qui sont souvent démunis dans cette situation. En 2012, 3,5 millions de personnes, soit 15,4% des salariés (21,5% des hommes et 9,3% des femmes salariés), travaillaient régulièrement ou occasionnellement de nuit.

La lumière, bleue en particulier, puissant désynchronisateur

Pour une même intensité lumineuse perçue, la lumière bleue LED active 70 fois plus les récepteurs photosensibles non visuels de la rétine que la lumière blanche d'une lampe fluorescente de même intensité. Elle génère donc le message d'une exposition massive à la lumière, directement transmis aux noyaux suprachiasmatiques.

Cette lumière bleue est émise en particulier par les écrans LED des ordinateurs, des téléviseurs ou encore des téléphones mobiles. S'exposer en excès à ce type d'écran, notamment le soir, provoque une baisse de somnolence, un regain de vigilance et retarde l'endormissement avec une dette de sommeil si l'heure de lever ne peut être retardée.

Des études attestent de l'impact négatif de l'utilisation importante de ces écrans le soir sur le sommeil des enfants et des adolescents : une utilisation intensive est en moyenne associée à une heure trente de sommeil en moins par rapport aux faibles utilisateurs, et avec un risque accru de troubles de l'humeur et d'échec scolaire. Il existe également une augmentation du risque de troubles métaboliques (risque accru de surpoids, d'obésité et de diabète) corrélés avec la durée passée sur les écrans. Ce risque est en effet associé aux perturbations du rythme circadien et non pas uniquement à la sédentarité. Pour le limiter, il faut veiller à réduire la durée d'exposition aux écrans, les sortir de la chambre à coucher et interrompre leur l'utilisation au moins 1 h avant le sommeil. Il est aujourd'hui possible d'acheter des filtres à la lumière bleue ou de télécharger des applications permettant de réduire l'émission de ces lumières à partir des écrans. Mais ces dispositifs n'ont pas été évalués scientifiquement et leur intérêt reste à vérifier.

La lumière bleue est également extrêmement présente en ville, notamment via les éclairages urbains, de plus en plus fréquemment à base de LEDs, allumés en permanence, ou a minima tard dans la nuit. Plusieurs études épidémiologiques montrent une association qui reste à confirmer entre le niveau d'exposition aux éclairages nocturnes et certains troubles dont des troubles du sommeil, des problèmes métaboliques et les cancers, notamment du sein. En outre, de récents travaux en laboratoire montrent qu'une faible intensité de lumière (quelques lux) ou même des durées d'exposition très courtes tels que des flashs lumineux de quelques millisecondes sont suffisants pour affecter l'horloge biologique. Cela interpelle sur l'impact de toutes sortes de pollution lumineuse sur la qualité du sommeil et la santé : utilisation d'écrans pendant la nuit, absence d'obscurité durant le sommeil... même pendant de courtes durées et même à faible intensité. Cela permet aussi d'envisager de belles applications en perspectives (certaines sont en cours d'étude) pour le traitement de certains troubles du sommeil.

Un groupe de travail de l'Anses planche actuellement (2018) sur les effets sanitaires des LEDs, afin d'émettre des recommandations.

Lumière et rythmes - interview - 3 min 51 - vidéo extraite de la série POM Bio à croquer (2013)

L'importance de la régularité et de l'horaire des repas

Le rythme des prises alimentaires a un impact direct sur la santé et peut contribuer à synchroniser les horloges biologiques ou au contraire les perturber. Une alimentation très distribuée sur 24 heures désynchronise par exemple les horloges périphériques permettant de réguler le métabolisme, en particulier au cours de la nuit. Les animaux nourris de cette façon (ad libitum) ont davantage de troubles métaboliques que ceux qui mangent en même quantité mais à l'occasion de repas réguliers ou restreints à une partie de la journée seulement. Chez la souris, imposer cette discipline protège de l'obésité. Chez l'humain, de récents suivis de cohorte ont permis d'établir une association entre l'heure des repas et le risque de cancer du sein ou encore de la prostate. Dans ces études, les individus qui mangent dans l'heure précédent le coucher ont un risque accru de cancer par rapport à ceux dont le dernier repas se termine plusieurs heures avant.

Le thème de la nutrition en chronobiologie est en train d'émerger et consiste à étudier le rythme optimal des prises alimentaires pour la santé. De nombreux régimes dits chronorégimes ou reposant sur la chrononutrition sont déjà proposés dans le commerce et dans des ouvrages, mais leur efficacité et leur supériorité par rapport à d'autres approches n'ont pas été démontrées par des études scientifiques.

Troubles du rythme et affections psychiatriques et neurologiques

Les troubles du rythme circadien pourraient également favoriser le déclin cognitif et les troubles associés comme la dépression, l'anxiété et les troubles de l'humeur. Un travail a montré que le fait d'augmenter l'exposition à la lumière de personnes âgées institutionnalisées au cours de la journée améliorait le sommeil nocturne, la vigilance diurne, et ralentissait le déclin cognitif et réduisait les symptômes dépressifs. Traiter leurs troubles du rythme par photothérapie est une piste de recherche actuelle intéressante, qui doit se développer.

Les personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentent également des troubles du sommeil et de l'humeur. Un protocole de photothérapie réduit ces troubles mais aussi, contre toute attente, les tremblements et troubles moteurs typiques de la maladie. Cette nouvelle piste doit également être davantage explorée.

La photothérapie, traitement de référence

De plus en plus de troubles sont désormais liés à des perturbations de l'horloge biologique, suggérant le potentiel important des traitements par des approches chronobiologiques. La photothérapie (anciennement appelée luminothérapie) est actuellement le traitement de référence de certaines pathologies.

Des protocoles cliniques existent pour traiter les troubles des rythmes circadiens du sommeil mais aussi des troubles de l'humeur (y compris chez le malade parkinsonien et chez le sujet âgé) ainsi que des dépressions saisonnières et non saisonnières. Il ne fait pas de doute que la liste des indications s'allongera dans les années à venir, tant l'horloge biologique est au cœur du fonctionnement optimal de l'organisme. Ces traitements doivent être prescrits par des spécialistes du sommeil ou des médecins formés à la chronobiologie, après évaluation des potentielles contre-indications, car un diagnostic précis doit être posé, et un traitement adapté à chaque individu doit être prescrit.

Cette thérapie repose sur une exposition à une lumière de forte intensité et de durée précise (entre 30 minutes à 1 heure en général), à un horaire particulier qui dépend des individus et du trouble. Par exemple, un adolescent ou un adulte en retard de phase devra s'exposer pendant 30 à 60 min à une lumière blanche de 5 000-10 000 lux à l'heure de réveil souhaitée, quotidiennement. Il devra aussi diminuer son exposition à la lumière le soir, et supprimer tout appareil électronique avec écran de sa chambre à coucher au moins une heure avant l'heure de coucher souhaitée. Dans certains cas, un comprimé de mélatonine à prendre le soir peut être additionnellement prescrit.

Une hygiène de lumière particulière, avec des horaires précis d'exposition, est également conseillée aux travailleurs postés. Les études montrent que le fait d'augmenter l'intensité lumineuse pendant le travail de nuit, puis de diminuer l'exposition un peu avant le coucher à domicile et de dormir dans des conditions d'obscurité totale sont favorables à la synchronisation de l'horloge biologique. Cela permet une meilleure vigilance pendant les heures de travail puis un sommeil de meilleure qualité.

Des règles élémentaires d' hygiène de sommeil sont également nécessaires pour favoriser la resynchronisation : éviter le sport et les écrans avant de dormir, se coucher à une heure raisonnable (correspondant aux besoins de sommeil), dans le noir et au calme, ou encore se relever en cas d'impossibilité de s'endormir, sans s'exposer à des lumières riches en bleu (LEDs, ampoules fluorescentes froides) ou de forte intensité. Pour en savoir plus, consulter notre dossier Sommeil

L'utilisation de la mélatonine pourrait également se développer. Elle est actuellement recommandée dans le traitement du retard de phase, le libre-cours de l'aveugle, le décalage horaire, et dans certaines situations de travail de nuit. Elle est aussi recommandée dans les troubles du spectre autistique et dans le trouble du déficit de l'attention. Là encore, ce traitement doit être prescrit par des médecins formés à la chronobiologie. La bonne efficacité de la mélatonine est reconnue, mais des études sont encore nécessaires pour optimiser la dose et l'horaire de traitements qui peut dépendre du patient (selon son chronotype).

Enfin, des médicaments qui agissent sur l'horloge biologique pourraient voir le jour dans le futur, afin de la retarder ou de l'avancer. Des travaux sont actuellement conduits dans ce sens, avec par exemple des molécules destinées à bloquer le signal des cellules ganglionnaires à mélanopsine. Les patients pourraient toujours voir (grâce à leurs cônes et leurs bâtonnets), mais l'horloge centrale ne percevrait pas ou peu la lumière externe. Reste à savoir si ces molécules présenteront un avantage par rapport à des lunettes de soleil, faciles d'utilisation. D'autres molécules en cours de développement ciblent directement la mécanique de l'horloge biologique. Elles pourraient avoir un intérêt dans les troubles circadiens décrits plus haut.

Pour aller plus loin

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Chronobiologie · Inserm, La science pour la santé

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La chronobiologie correspond à l'étude des rythmes biologiques dans l'organisme. Ce domaine a connu un boom au cours de ces dix dernières années : les chercheurs ont découvert de nombreux mécanismes de régulation des horloges internes et évaluent de mieux en mieux l'impact majeur de son dérèglement sur la santé.

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Forme sauvage de l'axolotl.

Statut de conservation UICN

CR B2ab(iii,v) :
En danger critique d'extinction

Statut CITES

L' Axolotl, Ambystoma mexicanum, est une espèce de salamandre néoténique faisant partie de l' ordre des urodèles et de la famille des Ambystomatidae.

Il fait partie des animaux ayant la capacité de passer toute leur vie à l'état larvaire sans jamais se métamorphoser en adulte (on parle de néoténie), et donc de se reproduire à l'état larvaire ( pédogenèse). Il est de ce fait très étudié. Pendant longtemps, on l'a confondu avec Ambystoma tigrinum (ou salamandre tigrée) dont on pensait qu'il s'agissait de la forme adulte. La salamandre tigrée n'est qu'occasionnellement néoténique, alors que l'axolotl l'est généralement dans la nature.

Une autre des particularités qui ont fait la célébrité de l'axolotl est sa capacité à régénérer des organes endommagés ou détruits. L'axolotl est non seulement capable de reconstituer par exemple un œil manquant, mais il peut aussi recréer certaines parties de son cerveau si elles ont été détruites,. Sa tolérance aux greffes est également exceptionnelle.

Des études effectuées en 1998, 2000 et 2008 ont recensé 6 000, 1 000 puis 100 axolotls par kilomètre carré dans son habitat du lac de Xochimilco ; pour cette raison, l' Union internationale pour la conservation de la nature a classé l'Axolotl en danger critique d'extinction en .

Son génome est séquencé en 2017. Avec 32 Gb (Giga- bases), il est dix fois plus grand que le génome humain, en raison de l'étendue des régions non codantes, notamment des séquences répétées probablement en lien avec sa capacité de régénération.

Le terme axolotl provient du nahuatl et signifie littéralement " monstre d'eau " ; il se compose de " atl " signifiant et de " xolo " pour , " -tl " étant l'article postposé. En espagnol mexicain il a donné le nahuatlisme qui signifie les lacs d'altitude.

Cette espèce est endémique des environs de Xochimilco dans le District fédéral au Mexique.

Vivant à l'origine dans les lacs Xochimilco et Chalco du centre du Mexique se trouvant à 2 000 mètres d'altitude, ils habitent aussi dans des " axalapascos " (des cratères volcaniques remplis d'eau, généralement dénommés maar). Les eaux de ces lacs ont une température avoisinant au maximum les 20 °C. En hiver, celle-ci chute entre 6 et 7 °C, ou peut-être même moins.

L'axolotl est un animal nocturne qui semble avoir un pic d'activité au lever et au coucher du soleil. À la fin de sa croissance, vers l'âge de 18 ou 24 mois, l'axolotl mesure entre 15 et 33 cm, la taille moyenne se situant aux alentours de 25 cm. Les spécimens atteignant plus de 30 cm ne sont observés que rarement. En aquarium, on trouve la plupart du temps des individus mesurant dans les 20 cm. On note la présence de sillons costaux chez la larve et l'adulte.

À l'état larvaire, ils possèdent des yeux sans paupières et des branchies à la forme très particulière de fougères, réparties habituellement en deux groupes de 3 houppes branchiales, de part et d'autre de la tête. Celles-ci ne sont pas internalisées (comme elles le sont chez les poissons ou têtards). L'axolotl possède également des poumons et peut se servir de sa peau pour respirer. Il possède 4 doigts aux pattes avant et 5 aux pattes arrière.

Ces animaux peuvent présenter des variations génétiques de pigmentation. Les principales formes rencontrées sont :

forme commune : gris, noir, brun parfois bleuté ;

forme leucistique : yeux bleu-noir, corps blanc ;

forme albinos : yeux rouges, peau blanche ou parfois dorée.

La forme sauvage est normalement sombre (présence de mélanine dans la peau) et va du noir à différentes variantes de gris en passant par des bruns et couleurs " bronze ", mais il existe aussi une forme dépigmentée (pas de mélanine sur la peau, mais les yeux sont noirs, particularité appelée leucisme) et qui provient de grottes et lacs souterrains du Mexique. Plus rarement, d'autres anomalies de pigmentation de la peau peuvent apparaître chez certains individus, comme l' axanthisme (absence de pigment jaune).

La forme albinos (absence totale de mélanine) n'existe qu'en captivité. Variété domestique, elle est couramment utilisée dans les laboratoires et les magasins animaliers. Elle fut créée par un laboratoire américain dans les années 1950 grâce au croisement avec une salamandre tigre albinos. En principe, aucun des axolotls vendus actuellement dans le commerce n'est capturé dans le milieu naturel, cette pratique étant interdite. La plupart descendent de spécimens utilisés pour la recherche, même ceux disponibles dans les animaleries.

Les axolotls sont très proches des salamandres tigrées, leurs formes adultes comportent de nombreuses similitudes, étayant un peu plus la théorie selon laquelle les axolotls seraient issus d'une ramification de cette espèce.

Il existe des axolotls de différentes couleurs en captivité : le gris, les nuances de brun, leucistique (blanc avec des yeux noirs), l'albinos d'or, l'albinos blanc, aussi bien que d'autres variétés, comme le mélanoïde (un animal presque noir). L'axolotl commun, " le type sauvage ", peut être presque noir, chocolat, ou même dans des couleurs crème.

Il existe des axolotls leucistiques avec des taches noires, appelés " Arlequin ". Il arrive parfois qu'il y ait deux embryons dans un même œuf. Ces deux embryons vont alors fusionner en un seul, et s'ils sont de couleurs différentes, le phénomène sera visible : l'axolotl sera, par exemple, mi-rose mi-brun. On l'appellera alors axolotl chimère.

Le terme " néoténie " désigne le fait pour un animal de conserver des caractères normalement juvéniles à l'âge adulte. Dans le cas d' A. mexicanum, il s'agit du maintien des branchies à l'âge adulte, branchies qui disparaissent normalement chez les autres urodèles. Ce maintien découle d'une activité plus faible de sa glande thyroïdienne. Cette adaptation serait une conséquence du climat mexicain d'altitude, le froid défavorisant la forme terrestre qui y est plus exposée.

Un animal exposé artificiellement à l'hormone thyroïdienne va se transformer, perdre ses branchies et acquérir des poumons fonctionnels, ainsi qu'un mode de vie terrestre.

La métamorphose de la larve axolotl en adulte se traduit par l' atrophie de ses branchies, le développement de ses poumons (petits à l'état larvaire), et par une série de transformations de son corps lui permettant de quitter son milieu exclusivement aquatique. Cette métamorphose est très rare dans des conditions naturelles. Elle est parfois provoquée par une baisse radicale du niveau des eaux accompagnée d'un réchauffement important.

En captivité, si l'on déplace un axolotl vivant dans un milieu purement aquatique vers un vivarium dans lequel on réduit progressivement le niveau de l'eau, l'animal menacé d'assèchement cesse d'utiliser ses branchies et privilégie ses poumons. [réf. nécessaire] Ainsi, en plusieurs semaines, il se métamorphose petit à petit en adulte.

De façon artificielle, une stimulation chimique de la thyroïde peut déclencher cette transformation, en injectant de l'iode ou une hormone de type thyroxine.

La perte de la capacité à produire eux-mêmes les hormones nécessaires à cette transformation résulte du caractère néoténique de cet animal. De plus, ce changement réduit considérablement l'espérance de vie de l'axolotl, si tant est qu'il y survive. Un axolotl au stade néoténique peut vivre de 10 à 15 ans (mais un individu observé à Paris aurait vécu jusqu'à l'âge de 25 ans). Un individu métamorphosé, lui, ne dépassera guère l'âge de 5 ans.

La maturité sexuelle est atteinte à partir d'un an. Elle se remarque par un changement de couleur de l'extrémité des "doigts" (dernière phalange) de l'axolotl. Sur un individu clair, les doigts deviendront noirs, alors que sur un individu foncé, les doigts deviendront blancs. En captivité, c'est une espèce qui se reproduit assez facilement. Les femelles sont généralement plus rondes que les mâles. Une différence au niveau du cloaque est également observable : celui du mâle est plus gonflé. Dans la nature, les axolotls se reproduisent entre mars et juin. La femelle peut pondre entre 100 et 1 500 œufs, la moyenne étant aux alentours de 300 œufs. L'éclosion a lieu environ 14 jours après la ponte. Les larves d'axolotl sont cannibales dès leur éclosion et doivent être séparées par taille[source insuffisante]. L'alimentation devra ensuite être effectuée à l'aide d'une micro-pipette.

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Les axolotls sont carnivores. " Dans son habitat naturel, l'Axolotl sauvage a une alimentation variée, composée de petits poissons, d'alevins, de larves, d'insectes, de têtards, de vers, de crevettes et d'autres petits crustacés d'eau douce. "

Ils possèdent une denture plutôt rudimentaire, pour saisir plutôt que mordre ou déchirer. Ils avalent leurs proies.

En captivité

À partir des élevages scientifiques se sont développés des élevages ludiques. L'axolotl est devenu un animal relativement répandu dans les animaleries consacrées aux batraciens et est fréquemment élevé par les amateurs, souvent dans ses formes d'élevage dépigmentées ou albinos. La variété albinos est d'ailleurs considérée comme domestique.

La cuve de l'aquarium doit offrir la plus grande surface au sol possible, avec une hauteur d'eau d'au moins 30 cm.

L'axolotl vit à des températures comprises entre 14 et 20 °C, idéalement à 17-18 °C. Les températures inférieures ralentissent son métabolisme (on peut ainsi traiter différentes maladies, aux environs de 10 °C). Un bon système de refroidissement est recommandé pour éviter des températures trop élevées, qui entraineraient du stress et un trop gros appétit chez l'animal.

L'eau qui leur est appropriée est l'eau du robinet, la plus calcaire possible, ils aiment les eaux dures. Aussi, ils ne supportent pas les conditionneurs d'eau et bactéries de démarrage. Les filtres pour aquarium peuvent être utilisés (tels qu'un power filter ou un filtre immergé associé à une pompe à air). Toutefois, le courant ainsi produit doit être réduit au minimum afin de ne pas stresser l'animal.

Le renouvellement de l'eau doit idéalement être fait chaque semaine par tranche de 20 %, les débris étant aspirés par le fond. Les petits graviers sont à proscrire car l'animal pourrait les avaler par erreur, se blesser ou même s'asphyxier. Les plantes flottantes par contre sont conseillées pour les juvéniles car elles leur procurent un abri. Pour les adultes, de petites anfractuosités ou cavernes sont idéales. L'éclairage n'est pas nécessaire, l'axolotl étant un animal nocturne.

Les axolotls passeront la plupart de leur temps dans le fond du bassin dont l'aménagement doit être prévu en conséquence. Un animal restant près de la surface est souvent en proie à un malaise (stress ou maladie), et doit donc faire l'objet de beaucoup d'attention.

Le stress chez les axolotls est très présent en captivité. C'est une espèce qui a besoin d'énormément de cachettes (pierres, plantes, etc.), d'une faible intensité lumineuse ainsi que d'un courant quasiment nul pour bien s'épanouir en captivité.

Les poissons peuvent endommager tout ou une partie des branchies des axolotls en tentant de les manger (pendant leur sommeil), ce qui peut conduire à l'apparition d' infections.

Ils peuvent être nourris grâce à des aliments disponibles en animaleries, comme avec des granulés à base de poissons ( truite, perche...) mais également des vers de terre, des vers de vase (larves de Chironomes plumosus, bloodworms ) et de fausses teignes ( Achroia grisella et Galleria mellonella, vers de cire), congelés ou vivants. Le cœur de bœuf peut être recommandé mais, on préfèrera le cœur de poulet. Il n'est pas recommandé du fait que les protéines animales qu'il contient ne sont pas facilement assimilables. Les jeunes larves peuvent également être nourries avec des nauplies (artémies non adultes) jusqu'à ce qu'ils aient suffisamment grandi afin de pouvoir faire des repas plus importants.

Les axolotls localisent leur nourriture par l' odorat et tentent de happer tout repas potentiel. Pour ce faire, ils ingèrent la nourriture dans leur estomac en créant une dépression (ils utilisent la force du vide ainsi créée). C'est pourquoi il est préférable de ne pas faire cohabiter un axolotl avec d'autres animaux (sauf si tous sont adultes) étant donné que tout ce qui se révèle plus petit finira forcément dans son ventre (même les individus de leur propre espèce).

Les axolotls sont susceptibles d'avaler des corps étrangers, et le fond de leur aquarium ne doit pas contenir de gravier (sable fin ou fond nu). Ils peuvent être affectés par des parasites externes communs avec les poissons. Les températures trop hautes et les courants trop forts sont aussi source de problèmes. Les intoxications à l'ammoniac ou aux nitrites sont aussi décrits (mauvaise qualité de l'eau).

Les axolotls sont utilisés pour la recherche et beaucoup sont élevés en captivité. Leur capacité de régénération, similaire à celle que l'on peut rencontrer chez les salamandres, est particulièrement étudiée. Ils sont capables de régénérer des organes entiers en quelques mois. Dans certains cas le cerveau a pu être concerné, mais la régénération alors observée ne concernait que des zones à rôle secondaire.

Ils possèdent aussi une très grande capacité de transplantation, tolérant et assimilant pleinement des organes tels que les yeux ou des zones de cerveau (qui recouvrent par la suite leurs entières capacités). Dans certains cas, ils peuvent restaurer un membre endommagé ou bien en créer un supplémentaire.

Il faut souligner que ceci concerne essentiellement des individus encore au stade larvaire. Une fois la métamorphose effectuée, cette capacité est fortement réduite.

La taille et la robustesse de leurs embryons sont également objets de recherche. De plus, ils sont très faciles à élever comparés à d'autres salamandres de la même famille (qui sont donc très peu élevées en captivité).

Anecdote du Jardin des Plantes

Les premiers axolotls importés en Europe au furent installés au Jardin des Plantes de Paris. Ignorant leur néoténie, le professeur Auguste Duméril, le créateur du vivarium, fut un jour surpris de voir dans le bassin une espèce inconnue ressemblant à une salamandre à la place de l'animal qui s'y trouvait. Cette histoire fit grand bruit et suscita les recherches concernant le phénomène de néoténie.

Expérience de Vilem Laufberger

Vilem Laufberger réalisa en Allemagne une expérience sur les axolotls. Après des injections d'hormones les faisant passer au stade adulte, il les découvrit sous une forme différente laissant penser à une nouvelle espèce de salamandre. Ceci est dû au fait que l'axolotl est un amphibien qui évolue pour atteindre la maturité sexuelle au stade larvaire. L'expérience fut renouvelée par l'Anglais Julian Huxley qui ignorait le travail de Laufberger à ce sujet.

Julio Cortázar a publié une nouvelle intitulée Axolotl en 1959, parue en français dans le recueil Les Armes secrètes ; cette nouvelle fantastique se comprend mieux si l'on garde à l'esprit le phénomène de néoténie : les axolotls de cette nouvelle sont comme piégés dans leur corps resté à l'état larvaire et cherchent à en sortir.

Le romancier Yann Quero a fait des axolotls une des clés de son roman de science-fiction Le Procès de l'homme blanc, en 2005, où ces créatures sont utilisées pour fabriquer des ordinateurs neuronaux et ont développé des pouvoirs de télépathie qui leur permettent de communiquer avec l'héroïne.

Le mot axolotl ressort fréquemment dans les mots croisés anglophones.

Les " cuves axlotls " de la saga de science-fiction , de Frank Herbert, sont des cuves de développement cellulaire pour procéder à des clonages et à des manipulations génétiques.

Dans , les créatures Axoloto et Maraiste sont inspirées des axolotls.

Dans le jeu Starbound, la race jouable de l'Hylotl est basé sur l'axolotl.

Dans le jeu Animal Crossing: Wild World , et d'autres jeux de la série, le professeur Ciboulot est un axolotl.

Dans le jeu Final Fantasy IX , première partie du jeu dans le marais des Kwe, l'on trouve un monstre nommé Axolotl ressemblant à l'axolotl réel.

Primo Levi a écrit dans son recueil Histoires naturelles une nouvelle intitulée Papillons angéliques qui s'inspire fortement des axolotls.

Le musicien électronique Roudoudou a intitulé un de ses tout premiers titres enregistrés Le Rêve de l'axolotl. Ce titre, diffusé sur le CD Interactif #2 (1995), a été par la suite repris dans l'album Tout l'univers sous le titre Déjeuner sur l'herbe.

Le groupe Hum a intitulé une chanson Afternoon With the Axolotls sur leur album Downward is Heavenward (1997).

Le musicien électronique Felix Kubin intitule un de ses albums Axolotl lullabies (berceuses axolotl).

Robert Abernathy a écrit une nouvelle de science-fiction intitulée L'Axolotl qui a été publiée en France dans la collection du livre de poche La Grande Anthologie de la science-fiction dans le volume Histoires de cosmonautes.

Le dramaturge mexicain Guillermo León a écrit une pièce de théâtre qui s'appelle Axólotl

L'acteur principal du film Dans la ville blanche par Alain Tanner est comparé à un axolotl.

Le nom d'Axolotl a été donné à un engin sous-marin imaginaire, utilisé lors d'un spectacle d'une association de Lille.

Au tout début du générique de la série True Blood d'Alan Ball, on peut apercevoir un axolotl dans une sorte d'étang.

Dans le film The Tree of Life , lors de l'enchaînement d'images montrant l'évolution des espèces, c'est un axolotl que l'on voit nager.

Dans le manga One Piece , un fruit du Démon de type Zoan est le fruit de la Salamandre modèle Axolotl. Caesar Clown l'a utilisée pour donner vie à une masse gélatineuse nommée le " Slime ".

Le site internet Trictrac consacré aux jeux de société a adopté l'axolotl comme logo.

Dans Viva Piñata , la piñata Newtgat est basée sur l'axolotl.

Dans la bande dessinée Ultimex, ce dernier se livre à " l'étude sur la survie des Axolotls en milieu intra-utérin humain " sur Louise-Cécile-Emeline, ex-fiancée de Steve.

Dans la bande dessinée Le Monde de Milo, des axolotls géants, créatures du sorcier, sèment la terreur et détruisent les villages.

Dans le jeu Guacamelee Super Turbo Championship Edition , on peut le rencontrer en tant qu'ennemi.

Un Axolotl est la mascotte d'une émission diffusée depuis par Patrick Baud sur YouTube, qui se consacre à des curiosités du monde.

Dans La Grande Beuverie, René Daumal utilise l'axolotl comme métaphore de l'être humain, les deux restant selon lui à l'état "larvaire" : " Outre l'homme, il existe un autre animal qui, dans les conditions naturelles, n'arrive jamais à l'état adulte et qui, pourtant, se reproduit régulièrement. Il s'est accommodé de son état embryonnaire et n'a pas plus que l'homme le désir d'en sortir. C'est la larve d'une espèce de salamandre que l'on trouve dans des mares et des étangs du Mexique et que nous nommons, d'après un mot du pays, axolotl. "

Dans le premier épisode de la série télévisée australienne Coups de génie, Dina Demiris intervient précipitamment dans le laboratoire de son professeur de science pour y récupérer un peu d'urine d'axolotl.

Dans l'épisode 37 de la saison 2 de la série Les As de la jungle à la rescousse, il y a un petit axolotl du nom de Patrick.

La série de bande dessinée (sans L), scénarisée par Patrick Baud, tire son nom de l'axolotl.

Ajout de l'axolotl dans Minecraft 1.17, été 2021

La CITES cite l'axolotl comme espèce vulnérable : la population sauvage s'est amoindrie avec la croissance du Mexique. Les axolotls sont aussi vendus en tant que nourriture sur les marchés mexicains - c'était un produit de base du régime aztèque très apprécié.

L' UICN considère l'espèce comme étant en danger critique d'extinction depuis 2006. Sa répartition est sévèrement fragmentée, s'étendant sur moins de 10 . La qualité de ses habitats et ses effectifs diminue fortement. Aujourd'hui en 2021 l'axolotl n'existe plus à l'état sauvage au Mexique.

(en) Shaw & Nodder, 1798 : The Naturalists Miscellany; or Coloured Figures of Natural Objects Drawn and Described Immediately from Nature , vol. 9 (texte intégral).

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Sur les autres projets Wikimedia :

Encyclo-Fish : Axolotl (Ambystoma Mexicanum)

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Forme sauvage de l'axolotl. Statut de conservation UICN CR B2ab(iii,v) : En danger critique d'extinction Statut CITES L' Axolotl, Ambystoma mexicanum , est une espèce de salamandre néoténique faisant partie de l' ordre des urodèles et de la famille des Ambystomatidae.

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La génétique - Genopole, Vivre l'innovation

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La génétique est un vaste domaine scientifique qui étudie la transmission des caractères héréditaires, ainsi que le support de cette hérédité : les gènes et plus généralement l'ADN.
La génétique est une science moderne, qui a connu un essor sans précédent depuis les années 70, grâce à la découverte des techniques de biologie moléculaire, du développement du génie génétique, puis de l'apparition de la biologie à grande échelle.
Aujourd'hui, la génétique ouvre des voies de recherche infinies car le fonctionnement des gènes et des génomes est très loin d'être élucidé.

Historiquement, l'étude de la couleur et de la forme des petits pois par le moine Gregor Mendel, des yeux ou des ailes de drosophiles, les petites mouches du vinaigre, par Thomas Hunt Morgan (ou encore celle des sacs de spores bien ordonnées du champignon préféré des étudiants de génétique, Neurospora crassa), permit de comprendre comment les caractères se transmettaient de génération en génération : grâce à des unités matérielles d'information génétique, les " gènes ", disposés le long des chromosomes. Plus tard, on découvrit que les gènes étaient en fait des portions d'une molécule déjà repérée dans les cellules, l' " ADN " (Acide DésoxyriboNucléique).

Les généticiens ont cherché ensuite à identifier les gènes impliqués dans des maladies pour tenter de les soigner (génétique médicale), à déterminer la part génétique de traits quantitatifs comme la taille, le poids, le rendement en culture... pour améliorer les variétés cultivées ou les races d'animaux d'élevage (génétique quantitative), à étudier les facteurs qui régissent l'évolution des caractères à l'intérieur des populations (génétique des populations) ou encore à comprendre l'adaptation et l'évolution des espèces.

La génétique est une science moderne, qui a connu un essor sans précédent depuis les années 70, grâce à la découverte des techniques de biologie moléculaire, du développement du génie génétique, puis de l'apparition de la biologie à grande échelle.
Aujourd'hui, la génétique ouvre des voies de recherche infinies car le fonctionnement des gènes et des génomes est très loin d'être élucidé.

Histoire de la génétique

La génétique, étude de l'hérédité, est une discipline assez récente de la biologie.
En effet, si la notion du passage d'informations héréditaires entre générations remonte au XVIIe siècle, la mise en évidence de l'ADN comme support de l'hérédité ne date que de 1943, et sa structure ne fut élucidée qu'en 1953. La naissance de la biologie moléculaire dans les années 70 marquent le réel démarrage de la génétique.
(Schéma : © Pierre Bourcier)

1910
L'américain Thomas Hunt Morgan découvre pour la première fois une drosophile (mouche du vinaigre) mutante aux yeux blancs (les drosophiles normales ont les yeux rouges sombres). Les expériences de croisement qui suivront permettront d'édifier les bases de la théorie chromosomique de l'hérédité.

Première synthèse in vitro de l'ADN d'un virus par les Américains Arthur Kornsberg, Mehran Goulian et Robert Louis Sinsheimer.

1972
Première expérience de transfert de gènes et de clonage chez la bactérie Escherichia coli

1983
Kary Mullis invente la technique d'amplification d'ADN par polymérisation en chaîne : la " PCR " pour polymerase chain reaction. Grâce à la PCR, la biologie moléculaire fait un formidable bond en avant et s'ouvre à tous les domaines de la biologie.

Alain Fischer, de l'hôpital Necker à Paris, publie les résultats de la première thérapie génique réussie sur des enfants atteints d'un déficit immunitaire très rare DICS-X - lié au chromosome X, dits enfants-bulle.

Jean Weissenbach et son équipe du Genoscope annoncent, après étude comparative entre le génome de l'Homme et celui beaucoup plus compact d'un poisson (Tetraodon), que le nombre de gènes chez l'Homme est compris entre 28 000 et 30 000.

2003
Le Projet génome humain, consortium international public, s'achève avec plus de deux ans d'avance et publie la séquence complète du génome de l'Homme.
Genoscope avait en charge le séquençage du chromosome 14.

2010
Création de la première bactérie comportant un génome entièrement synthétisé, Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, dite " Synthia ", par le Craig Venter Institute. Le génome a été incorporé dans une bactérie d'une espèce proche de Mycoplasma capricolum.

Le projet MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract), qui implique le Genoscope, publie le catalogue des gènes de la flore intestinale humaine.

Génomique et séquençage
La génomique est une branche de la génétique qui s'intéresse à l'information génétique (ADN) totale d'un organisme : son " génome ".
Le même ADN est contenu dans pratiquement chacune des cellules d'un organisme, organisé en chromosomes, dont le nombre varie selon les espèces. L'ADN porte toutes les informations indispensables au bon fonctionnement d'un organisme et le caractérise entièrement. La génomique consiste en premier lieu à étudier la structure des génomes, c'est le " séquençage ", puis à explorer cette structure pour y repérer des gènes, déterminer leurs fonctions, comprendre ce qui régit leur expression...
Le séquençage d'un génome consiste à déterminer, pour chacun des chromosomes, l'enchaînement spécifique des quatre molécules qui composent l'ADN, nommées A, T, G et C (pour Adénine, Thymine, Guanine et Cytosine).
C'est la méthode la plus fine pour décrypter l'information génétique d'un organisme. Aujourd'hui, des centaines d'espèces de bactéries, plantes ou animaux ont vu leur génome séquencé. Lorsque le programme de séquençage du génome humain a été initié en 1990, ce n'était pas une mince affaire car l'ADN d'une cellule humaine mesure environ 2 m et compte plus de 3 milliards de paires de bases ! Le projet a abouti au séquençage complet du génome humain en 2003, avec un coût de 200 millions $ par an. Depuis, les techniques ont fait des progrès remarquables : en 2010, il ne fallait plus que quelques jours et moins de 2000 $ pour séquencer un génome humain, une durée et un coût qui baissent encore régulièrement.

Le séquençage d'un génome caractérise l'espèce séquencée (la majeure partie de l'ADN des individus d'une même espèce est identique), mais aussi l'individu (la petite fraction restante fait de chaque individu un être unique).

La génomique à Genopole

Genopole réunit à Évry-Courcouronnes, au cœur de l'Île-de-France, des laboratoires académiques de recherche, des entreprises innovantes, des formations universitaires et un hôpital.

Premier biocluster français, il participe à la valorisation des sciences du vivant dans tous les domaines d'application, santé, agro-alimentaire, industrie, environnement...
Genopole s'est bâti sur le socle de découvertes d'envergure mondiale en génomique
En 2000, le laboratoire Genoscope se distingue en révélant que le génome humain ne comporte pas plus de 30 000 gènes. La prédiction fondée sur l'étude du génome d'un petit poisson tropical contredit toutes les estimations avancées. Elle s'avère pourtant exacte.

Le laboratoire prend part au grand projet international " Génome humain " et publie en 2001 la séquence du chromosome 14.

Depuis, Genopole peut se prévaloir de capacités de séquençage parmi les plus importantes en Europe. Le Centre national de recherche en génomique humaine (CNRGH) est spécialisé dans l'exploration du génome humain pour comprendre les maladies, tandis que Genoscope explore les génomes des espèces végétales (blé...), animales (ano- phèle...) et des micro-organismes.

L'exploration des génomes promet des avancées médicales, des innovations pour une agriculture durable, des procédés biologiques pour une production industrielle moins polluante ou encore une connaissance accrue des écosystèmes pour mieux les protéger.

Genopole contribue à construire une filière pour transformer rapidement les sciences génomiques en applications.

La génomique a changé d'échelle !

Les séquenceurs à haut débit produisent aujourd'hui des quantités considérables de données génomiques. Le génome de milliers d'organismes, bactéries, plantes, animaux, est déchiffré. Les experts en sciences génomiques, mais aussi en bio-informatique, tentent de relever le défi d'interpréter ces immenses séquences. L'exploration des génomes délivre progressivement ses secrets.

En sondant l'essence même du vivant, la génomique fournit à la recherche fondamentale de nouvelles clés de compréhension. Elle est capable de déceler des organismes invisibles à toute autre méthode d'observation. Plus inédit encore, elle peut en une seule analyse révéler l'ADN d'une communauté d'organismes dans son environnement naturel. Elle découvre ainsi des écosystèmes complexes et de nouvelles espèces dans des milieux divers (eau, sol... voire notre propre corps pour le microbiote intestinal).

La génomique prépare son entrée dans notre quotidien

Le monde bactérien commence à dévoiler ses richesses. Un pan gigantesque du métabolisme des bactéries est encore inconnu et pourtant leurs génomes révèlent déjà des gènes aux fonctions utiles pour les activités humaines. Substituer à la chimie de synthèse une production biologique par des enzymes ou des micro-organismes est une application majeure de la génomique.
De même, le séquençage des végétaux et animaux qui nous nourrissent bénéficiera à une production agricole plus durable. Les sélectionneurs valoriseront la connaissance fine du potentiel génétique pour créer des variétés mieux adaptées aux aléas climatiques ou plus résistantes aux maladies, limitant ainsi les interventions culturales comme l'irrigation ou les fongicides. Des outils innovants de détection des pathogènes donneront aux agriculteurs les moyens d'optimiser l'usage des pesticides. Si la séquence d'un génome caractérise principalement l'espèce, une petite fraction de l'ordre de 0,1 % porte des variations propres à l'individu.
Elles résultent de mutations et sont responsables des traits de chacun, mais quelquefois aussi de dysfonctionnements. La génomique médicale répertorie ainsi chez l'homme près de 8 000 maladies génétiques rares dont on identifie jour après jour les gènes responsables. La thérapie génique aboutit aux premiers succès cliniques pources pathologies jusque-là incurables.
Quant aux maladies fréquentes, elles ont des origines complexes en partie liées à notre mode de vie, mais notre génome nous y prédispose égale- ment. La découverte des gènes en cause dans les pathologies humaines fournira des cibles de choix pour de nouveaux médicaments et des diagnostics plus performants.
En tenant compte des mécanismes des maladies et des gènes qui conditionnent la réponse de chacun aux médicaments, la génomique donnera de nou- veaux moyens pour personnaliser la médecine.
À terme, elle pourrait prédire nos risques indivi- duels de développer les maladies. La médecine devient " de précision ".

Le génotypage
Le génotypage consiste à caractériser un individu pour un ou plusieurs de ses gènes, pour lesquels des variations existent dans la population. Chez l'Homme, le génotypage consiste en particulier à rechercher des variations génétiques liées à des pathologies.
Dans une population d'individus, la plupart des gènes existent sous plusieurs formes, appelées " allèles ", qui correspondent à des variations génétiques (séquences légèrement différentes) des gènes, résultant de mutations. Ces variations peuvent conduire à un fonctionnement différent du gène, donc à des expressions différentes du caractère en question (couleur des yeux, des cheveux...), mais aussi à des dysfonctionnements, comme les maladies génétiques.

Chez l'homme, plus de 7 000 maladies monogéniques (où la pathologie résulte de la mutation d'un seul gène) sont recensées à ce jour, dont certaines très rares. Grâce aux progrès de la génétique et au séquençage du génome humain, les gènes responsables d'un peu plus de 3 500 d'entre elles ont été identifiés, soit plus de la moitié. S'il n'y avait pas eu le séquençage du génome humain, on en serait seulement à quelques centaines. La découverte de ces gènes marque un pas décisif vers le traitement de ces maladies, même si le chemin à parcourir est encore long.

Au-delà des maladies génétiques rares, la génétique explore petit à petit la complexité des autres maladies à composantes génétiques : les maladies multifactorielles, de loin les plus fréquentes (diabète, cancers, maladies cardio-vasculaires, immunologiques, neurologiques, psychiatriques...). Progressivement, les gènes impliqués seront identifiés et leurs fonctions mises en évidence. De nouvelles cibles thérapeutiques pourront être ainsi découvertes.

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La génétique - Genopole, Vivre l'innovation

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La génétique est un vaste domaine scientifique qui étudie la transmission des caractères héréditaires, ainsi que le support de cette hérédité : les gènes et plus généralement l'ADN. La génétique est une science moderne, qui a connu un essor sans précédent depuis les années 70, grâce à la découverte des techniques de biologie moléculaire, du développement du génie génétique, puis de l'apparition de la biologie à grande échelle.

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Les gènes de l'agressivité, de l'intelligence ou de la susceptibilité au stress post-traumatique sont autant de déterminants du comportement traqués par une légion de scientifiques qu'il faut interpréter avec une extrême prudence, déclare Michel Revel, un chercheur de l'Institut Weizmann des sciences en Israël.

"Car, même si un individu possède des prédispositions génétiques, l'homme qu'il est demeure libre de les utiliser pour le bien ou pour le mal, précise-t-il. Même si un comportement est génétique, cela ne veut pas dire qu'il n'est pas modifiable. C'est une erreur que l'on fait trop souvent de penser que nous ne sommes pas responsables de nos actes répréhensibles parce qu'on nous a conçus ainsi. Trop nombreux sont ceux qui disent: à quoi bon se donner tant de mal alors que c'est la fatalité de mes gènes qui dicte ma conduite?"

L'intelligence est probablement le trait de comportement pour lequel nous disposons des meilleurs indices concernant le rôle de l'hérédité, souligne Michel Revel. Dans de nombreuses études où a été comparé le quotient intellectuel (QI) de jumeaux identiques qui avaient été élevés séparément, les chercheurs ont relevé des ressemblances marquées (une corrélation de 50 %) entre ces frères ou soeurs qui possèdent exactement le même bagage génétique mais qui n'ont pas reçu la même éducation.

Selon d'aucuns, les composants génétiques de l'intelligence accorderaient des potentialités. "Mais ces potentialités, c'est à nous de les exploiter, ajoute le bioéthicien. Un enfant particulièrement intelligent doté d'un QI très élevé qui se retrouverait dans la jungle ne se développera pas." Pour le paléontologue Stephen Jay Gould, l'intelligence ne représente qu'une flexibilité accrue. "Être intelligent ne veut pas dire être déterminé, mais simplement être plus flexible - une assertion qui présuppose que les choses ne sont pas immuables", relate Michel Revel.

Pour le neurobiologiste Jean-Pierre Changeux, l'enveloppe génétique déterminerait la densité des neurones dans le cerveau. Les connexions entre les cellules nerveuses dépendraient quant à elles de l'apprentissage.

Héritabilité et changement

Sur cette délicate question de l'intelligence, voire de tous les comportements ayant vraisemblablement des racines génétiques, Michel Revel veut être clair : "Héritabilité ne veut pas dire impossibilité de changer, indique-t-il. L'héritabilité de l'intelligence ne signifie pas qu'on ne peut pas la modifier par l'éducation."

Et pour bien marquer l'importance de cette réalité, il distingue la génétique du comportement, qui s'intéresse aux variations de la normalité, des maladies génétiques du comportement que sont notamment la trisomie 21, le X - le chromosome, s'entend - fragile et la démence de la maladie d'Alzheimer.

Alors que, pour ces détériorations pathologiques du comportement, il est évident que le dépistage génétique et même le traitement par des méthodes génétiques sont justifiés, déclare le bioéthicien, il serait par contre tout à fait inapproprié d'avoir recours au dépistage génétique pour sélectionner - avant ou après la naissance - les enfants dotés de particularités génétiques associées au comportement.

Et cela, dans le but de les classifier et de les départager entre ceux qui fréquenteront les écoles les plus cotées et ceux qui devraient se cantonner à des écoles techniques, au lieu d'accorder davantage de ressources aux établissements scolaires.

De même, il serait ridicule d'interdire à une personne possédant le gène de susceptibilité du stress post-traumatique de s'enrôler dans l'armée ou même de conduire une voiture. Il vaudrait mieux donner une meilleure assistance sociale à cette personne ou appuyer sa famille, qui est la mieux placée pour la soutenir, afin de l'aider à mieux surmonter ce stress post-traumatique.

L'éventualité que de telles décisions sociales soient prises un jour par certains États est loin d'être farfelue, indique le chercheur, car "il est plus facile d'effectuer un dépistage génétique que d'investir dans le système scolaire, afin que les enfants qui ont moins de capacités puissent se développer, dit-il. Il est pourtant de notre devoir de permettre à chaque enfant de développer ses potentialités jusqu'au bout."

Michel Revel fait référence à la sagesse des Anciens. "Alors que les sociétés anciennes croyaient à l'astrologie aussi fortement que nous croyons aujourd'hui à la génétique, elles se rendaient compte, néanmoins, que des prédispositions à la violence, par exemple, pouvaient être utilisées pour le bien ou pour le mal: pour devenir un chirurgien qui emploie son sang-froid à des fins thérapeutiques ou alors pour être un meurtrier. Les Anciens croyaient que l'homme restait libre de ses choix moraux."

Les banques d'ADN

Pour l'éthicien Revel, il serait très dangereux de classifier les hommes suivant leurs gènes, et ce, même si les scientifiques en arrivaient un jour à prouver l'existence de gènes du comportement. Et, de ce fait, il est loin d'être rassuré à l'idée que les polices du monde, qui ont constitué des banques d'ADN dans le but de faciliter l'identification des criminels, puissent un jour rechercher ces gènes du comportement pour mettre en accusation des individus.

"Une telle discrimination sur des bases génétiques ne devrait pas être permise, déclare-t-il. L'article 2 de la Déclaration universelle sur le génome humain et les droits de l'homme de l'Unesco spécifie justement que la reconnaissance de la dignité humaine impose de ne pas réduire les individus à leurs caractéristiques génétiques. Car, lorsqu'on discrimine un individu sur des bases génétiques, on le prive de sa liberté."

Aux yeux de ce membre du comité de bioéthique de l'Unesco, il serait aussi complètement immoral que l'État ou la société dicte une sélection prénatale des embryons porteurs d'un gène qui prédispose à la violence, afin de prévenir les agressions et sous prétexte qu'on ne veut pas emplir nos prisons de criminels.

"L'un des grands dangers est que la société s'empare de la génétique du comportement pour procéder à des dépistages à grande échelle, souligne Michel Revel. Les avancées de la génétique doivent principalement ou même exclusivement être au service de l'individu. Une mère qui prend la décision de ne pas mettre au monde un enfant parce que certaines caractéristiques génétiques dont il serait porteur l'angoisseraient trop doit être respectée dans la mesure où sa décision est accompagnée de conseils génétiques et d'une bonne compréhension des enjeux.

"Par contre, si la société se mêle de dire que tous les enfants qui ont telles caractéristiques d'intelligence ne seront pas mis au monde, là, c'est de l'eugénisme", affirme ce juif d'origine française qui vit en Israël depuis 1968. Michel Revel rappelle que l'eugénisme a déjà mené, avant la Seconde Guerre mondiale, à la stérilisation des faibles d'esprit aux États-Unis et a conduit à l'extermination des retardés mentaux et des peuples inférieurs, dont les juifs et les bohémiens dans l'Allemagne nazie.

"Ces théories eugénistes ne sont pas mortes, il faut toujours s'en méfier", souligne Michel Revel, qui affirme néanmoins qu'il ne faut pas tuer la génétique par peur de l'eugénisme. "Lorsque la génétique est au service de l'individu, elle n'est pas eugénique, dit-il. Elle le devient seulement si la société veut imposer des normes. La génétique est l'une des grandes avancées de la science qui va nous permettre de mieux comprendre nos maladies. Mais il ne faudrait pas s'en servir pour nous mettre en prison et nous priver de notre liberté."

Il faut bien cerner ces problèmes éthiques, politiques et sociaux dès maintenant, alors que nous sommes au seuil d'une explosion des connaissances génétiques sur l'humain, prévient Michel Revel.

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"Être humain veut dire être libre, et même si nous découvrons que nous sommes génétiquement déterminés à 99 %, nous devons rester libres", martèle le généticien moléculaire Michel Revel, membre du comité international de bioéthique de l'Unesco depuis sa création en 1993 et président d'une organisation semblable à l'Académie des sciences d'Israël.

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La réussite scolaire : génétique ou culturelle ? Des données pour discuter l'interaction gène-environnement

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La réussite scolaire est fortement corrélée au niveau d'éducation des parents. Le débat sur les causes de cette inégalité est fortement teinté idéologiquement. D'un coté on met en évidence le milieu socio-économique comme facteur explicatif principal et on évoquera des déterminants sociaux, de l'autre on évoquera les capacités propres de l'individu, sa responsabilité individuelle et on cherchera des déterminants génétiques.

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Semaine du Cerveau | Quand notre cerveau nous raconte de belles histoires… pas toujours crédibles !

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Semaine du Cerveau | Notre cerveau est-il aux commandes de notre quotidien ?

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Semaine du Cerveau | Les effets de l'activité physique sportive régulière sur le cerveau

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" CNR Education - Notre école, faisons-la ensemble "

Dans le cadre du conseil national de la refondation, une démarche participative a été initiée dans l'académie de Paris pour permettre à l'ensemble des acteurs du territoire de se réapproprier l'Ecole.

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" CNR Education - Notre école, faisons-la ensemble " Dans le cadre du conseil national de la refondation, une démarche participative a été initiée dans l'académie de Paris pour permettre à l'ensemble des acteurs du territoire de se réapproprier l'Ecole.

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Découvrez le fonctionnement de votre cerveau

Pour vous plonger dans le sujet, voici une petite énigme. Un croissant et un bonbon valent à eux deux 1,10€. Le croissant coûte 1€ de plus que le bonbon. Combien coûte le bonbon ?

Vous avez répondu 10 centimes ? Eh bien vous vous êtes trompé, comme la majorité des personnes qui ont fait ce test ! La bonne réponse était 5 centimes. Faites le calcul à nouveau, vous verrez que j'ai raison ! 😉

Votre cerveau a cherché le chemin le plus court pour se forger une conviction, et a utilisé un raccourci : il a gardé en tête les chiffres 1,10 et 1, a effectué un rapide calcul, pour aboutir à une conclusion erronée.

Ces raccourcis se manifestent quand on utilise notre système intuitif. Selon Daniel Kahneman, psychologue et économiste, nous aurions deux systèmes de pensée :

1. Le système intuitif, qui permet de décider rapidement ;

2. Le système analytique, qui est plus réfléchi et plus lent.

Deux systèmes de pensée

Découvrez l'origine des biais cognitifs

Chaque jour, nous sommes bombardés d'informations que notre cerveau doit percevoir, analyser, trier et parfois même stocker. Notre cerveau aime ce qui est cohérent, familier et constant, et pour maintenir cet équilibre sans dépenser trop d'énergie, il utilise des raccourcis.

Ces raccourcis sont appelés des heuristiques. La plupart du temps, ces heuristiques nous aident dans notre vie quotidienne, pour décider et agir rapidement en limitant les efforts à fournir, notamment en situation d'incertitude.

Les heuristiques répondent aujourd'hui à quatre grandes nécessités :

1. Savoir faire le tri parmi toutes les informations que nous recevons.

2. Identifier ce dont nous devons nous souvenir (ou pas !).

3. Agir vite.

4. Donner du sens à ce qui se passe autour de nous.

4 situations dans lesquelles les heuristiques sont utiles

Ces raccourcis empruntés par le cerveau nous viennent de nos ancêtres ! Ils sont un héritage de notre instinct de survie. Eh oui, à l'époque, il fallait agir rapidement pour faire face aux dangers, par exemple avoir le bon réflexe si un prédateur nous attaquait. Bien sûr, nous ne sommes plus soumis aux mêmes menaces, mais notre cerveau a conservé cette faculté à faire des choix rapides, en utilisant des raccourcis. Jérôme Boutang, auteur du livre " Les biais de l'esprit : Comment l'évolution a forgé notre psychologie", détaille cela dans une interview pour le RRTBF La Première.

Les heuristiques nous facilitent la vie, la plupart du temps. Mais elles peuvent parfois entraîner des erreurs de jugement. On les qualifie alors de biais cognitifs.

Camille Rozier, chercheuse en neurosciences, nous en dit plus dans une interview :

Pour définir un biais cognitif, nous pourrions dire que c'est un mécanisme systématique de la pensée qui provoque des erreurs de perception ou de décision, sans que l'on s'en aperçoive. Décortiquons ensemble cette définition pour mieux la comprendre !

Pourquoi un mécanisme " systématique " ?

Par défaut, à tout instant, votre cerveau choisit les chemins les plus évidents, qu'il connaît déjà, pour décider quelle action entreprendre. Il a aussi tendance à éviter les " dissonances cognitives ".

Là tu m'as perdu ! C'est quoi une dissonance cognitive ?

Une dissonance cognitive, c'est l'espèce de tension que vous ressentez à l'intérieur de vous lorsque que vos croyances, vos connaissances considérées comme "acquises" sont remises en question. Votre cerveau les déteste ! Par les raccourcis qu'il emprunte, il va donc chercher à éviter ces moments d'inconfort... quitte à faire des erreurs. Contrer cet élan naturel et automatique demande un peu d'efforts. 😉

Pourquoi ce mécanisme se produit-il "sans que l'on s'en aperçoive" ?

Notre cerveau se met naturellement en mode "off" - déconnexion - dans des moments répétitifs ou habituels. C'est son mode de fonctionnement automatique. Mais rassurez-vous, la plupart du temps, c'est plutôt une bonne chose ! Cela vous permet d'agir rapidement sans trop réfléchir.

Selon les recherches de Killingsworth et Gilbert, 2010, notre esprit serait déconnecté de son environnement perceptif immédiat près de la moitié du temps ! Concrètement, on ne se rend plus compte de ce qui se passe autour de nous près de la moitié du temps. C'est énorme, non ? C'est parce que votre système de pensée intuitif est aux commandes... Et ça marche plutôt bien !

Identifiez les biais cognitifs les plus courants

Il existe plus de 200 biais cognitifs. Renversant, non ? 🤯 Bien sûr, nous ne pourrons pas tous les aborder dans ce cours. Mais nous avons décidé de cibler les biais cognitifs les plus courants. Allons-y ! 🤩

Biais n°1 : le biais de confirmation

Exemple : vous souhaitez changer vos habitudes alimentaires et êtes tenté de suivre un régime hyper protéiné. Avant de vous lancer, vous faites quand même une recherche rapide sur internet. Vous tapez "avantages du régime hyper protéiné". Vous êtes alors soumis au biais de confirmation !

Le biais de confirmation consiste à donner plus d'importance aux hypothèses qui vont dans le sens de vos convictions ou opinions, et à donner moins de poids aux informations qui vont à l'encontre de ce que vous croyez. En d'autres termes, c'est "tirer la réalité à soi" en sélectionnant, interprétant et mémorisant les informations qui nous arrangent.

Pour en savoir plus, regardez cette vidéo de la chaîne Youtube "La Tronche en Biais".

Biais n°2 : l'effet de surconfiance (ou effet Dunning-Kruger)

Prenons un exemple : on vous confie une nouvelle mission, dans le cadre de votre travail. C'est un sujet tout nouveau, que vous découvrez. Dès que votre manager vous en parle, la tâche ne vous paraît pas si difficile : vous vous dîtes qu'en quelques jours, la mission sera bouclée. Vous êtes alors victime de l'effet Dunning-Kruger !

L'effet de surconfiance ou effet Dunning-Kruger consiste à surévaluer nos compétences ou notre capacité à gérer quelque chose. Souvent, il intervient lorsqu'on ignore la complexité du sujet dans lequel on se plonge : on ne sait pas qu'on ne sait pas, et on a tendance à manifester un excès de confiance, par ignorance.

Biais n°3 : négligence de la taille de l'échantillon

Prenons un exemple : on cherche à évaluer la probabilité d'avoir 100 % d'individus de sexe masculin dans une famille. Si on ne sélectionne que des familles comptant un ou deux enfants, le résultat sera biaisé : il est beaucoup plus probable d'avoir 100 % de petits garçons que dans des familles à 6 enfants !

Il s'agit d'utiliser des faits qui portent sur un échantillon non représentatif pour tirer des conclusions générales. En d'autres termes, c'est faire d'un cas particulier une généralité !

Ce biais peut même être constaté chez des scientifiques pourtant accoutumés à l'usage des statistiques.

Biais n°4 : le biais du survivant

Imaginons qu'on cherche à évaluer la performance des entreprises durant la période du COVID. Si on s'appuie exclusivement sur les chiffres des entreprises qui sont toujours en activité, que se passe t-il ? On obtient une analyse qui ne tient pas compte de celles qui ont mis la clé sous la porte durant cette période !

Le biais du survivant un biais de sélection. Il s'agit de d'évaluer une idée ou une initiative en s'appuyant seulement sur les personnes qui ont réussi, et qui sont donc des exceptions statistiques : des survivants !

Biais n°5 : l'escalade d'engagement

Imaginez la situation suivante : l'un des projets sur lequel vous travaillez depuis des années montre des résultats très insatisfaisants. Vous êtes invité à une réunion pour en discuter. Il est alors question de mettre fin à ce projet, sur lequel vous vous êtes énormément investi. Quelle est votre première réaction ? Vous aurez tendance à ne pas vouloir voir le problème et à vouloir persister : vous avez tellement mis d'énergie et de temps au service de ce projet, il est inconcevable de s'arrêter maintenant !

C'est ce qu'on appelle l'escalade d'engagement : une attitude à ne pas vouloir changer de cap malgré les résultats négatifs. Il est aussi appelé " biais des coûts irrécupérables".

Biais n°6 : l'effet de simple exposition

Vous partez en vacances avec un ami. Dans la voiture, il vous fait écouter une nouvelle musique. Sur le coup, vous n'accrochez pas spécialement. Mais vous écoutez cette musique une deuxième, une troisième, une quatrième fois... à la fin du séjour, vous finissez par l'apprécier.

Plus vous êtes exposé à une personne, à un produit ou à un lieu, plus vous avez de chances de l'aimer. C'est le biais cognitif nommé " effet de simple exposition ".

Les campagnes marketing s'appuient sur ce biais, en créant le plus d'occasions possibles de nous exposer au logo ou la publicité d'une marque.

Biais n°7 : l'effet IKEA

Vous décidez de retaper vous-mêmes les vieux meubles de votre grand-mère. Vous les poncez, les repeignez, les remettez en état... Quand des années plus tard il est décidé de les revendre, vous proposez des prix qui dépassent largement les montants en vigueur sur le marché. Vous êtes soumis à l'effet IKEA !

Selon l'effet IKEA, notre cerveau donne plus de valeur aux choses et idées dans lesquelles nous nous sommes impliqués... qu'aux choses ou idées produites par d'autres. En entreprise, c'est ce biais qui peut pousser les dirigeants à surévaluer leurs propres décisions !

Pratiquez la suspension de jugement

Vous l'aurez compris, nos interprétations sont souvent biaisées. Notre culture, notre identité, notre vécu, viennent aussi impacter notre façon de voir le monde : nous avons tendance à appréhender les situations selon notre propre vision, avec la conviction que c'est la vérité.

Deux personnes qui tentent de se comprendre

L'image ci-dessus est assez révélatrice : un même objet ou sujet peut être soumis à des conclusions très différentes selon notre angle de vue...

Pour contrer ces biais et porter un regard éclairé sur une situation, il existe une clé : la suspension de jugement. C'est une attitude profondément contre-intuitive, puisque comme vous le savez, votre cerveau déteste que vos croyances les plus ancrées soient remises en question.

Suspension de jugement

Il s'agit d' accepter que vos conclusions intuitives soient soumises à des interprétations biaisées. Attention, ça ne veut pas dire que vos conclusions sont nécessairement fausses ou mauvaises ! Mais vous allez chercher à observer objectivement si vous avez de bonnes raisons de penser ce que vous pensez, ou non.

À vous de jouer !

Seriez-vous capable d'identifier les raccourcis empruntés par votre cerveau ? Je vous propose une petite activité pour le savoir. Faites place à votre capacité d'analyse et à votre imagination !

L'objectif de cette activité est d' imaginer des situations qui peuvent nous conduire à commettre des biais cognitifs.

Pour cela, voici les étapes à suivre :

Sélectionnez un ou plusieurs biais qui vous parlent particulièrement.

Pour cela, vous pouvez vous appuyer sur les biais décrits plus haut, ou prendre le temps d'explorer de nouvelles sources : le blog de Cédric Limousin, ou le CODEX des biais cognitifs, basé sur les travaux de John Manoogian III et Buster Benson.

Vous ne savez pas quels biais choisir ? Je peux vous proposer une suggestion. Plongez-vous dans les biais suivants : l'effet Barnum, l'escalade d'engagement, le biais du risque zéro, ou encore la réactance !

2. Construisez et rédigez votre histoire.

À vos stylos ! Je vous invite à écrire une situation professionnelle dans laquelle les biais que vous avez choisis pourraient s'exprimer.

Besoin d'inspiration ? Je vous donne un exemple, révélateur du biais " effet de vérité illusoire ". C'est une situation professionnelle que j'ai inventée de toutes pièces...

Que nous dit l'effet de vérité illusoire ? Des informations sont jugées plus véridiques lorsqu'elles ont été présentées antérieurement.

À la pause café, Cindy, du service RH, explique à Rémi avec sérieux que l'État envisage de taxer certains avantages qui étaient mis à la disposition des salariés. Elle lui relate que les ordinateurs, smartphones, tablettes, mis à disposition par l'entreprise, ne pourront plus être utilisés dans un cadre personnel sans être taxés davantage. Elle l'a lu sur un site spécialisé et sérieux. Plus tard, lors d'une réunion, le responsable RH lance une pique concernant le budget et de "nouvelles taxes"... Automatiquement, le cerveau de Rémi fait le lien avec le propos de Cindy. Que l'information soit factuelle ou bien une "fake news", elle paraît finalement plausible et même probable, à cause des connexions automatiques que crée le cerveau...

3. Prenez du recul sur la situation imaginée.

Relisez l'histoire que vous avez imaginée... Rétrospectivement, cela ressemble-t-il à des situations que vous avez vécues ? Peut-être que cet exercice vous rappelle certaines réactions de vos collègues, ou certaines erreurs qui n'avaient pas de causes apparentes...

En résumé

Nous avons donc découvert dans ce chapitre que :

Ce sont des raccourcis mentaux ( heuristiques), nous permettant d'agir rapidement, surtout en contexte d'incertitude.

Ils surviennent indépendamment de notre volonté et pour s'en prémunir, il faut suspendre notre jugement.

Ils sont très nombreux : il en existe plus de 200 ! La grande majorité est étudiée pour mieux comprendre comment nous réfléchissons et prenons nos décisions.

Au fil des prochains chapitres, nous allons poursuivre notre exploration des biais cognitifs et vous proposer des approches concrètes pour développer votre esprit critique. Commencez à pratiquer l'art du doute rationnel, au prochain chapitre !

Tirez un maximum de ce cours Adoptez une posture d'esprit critique : L'art du doute rationnel

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Pour questionner notre monde et prendre des décisions fiables, faire preuve d'esprit critique est essentiel. Dans ce cours, appuyez vous sur les méthodes scientifiques et apprenez à identifier les biais cognitifs, à rechercher des informations, et à déjouer les pièges de l'argumentation.

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Jérémie Blanchette Sarrasin, chargée de cours et doctorante en éducation à l'Université du Québec à Montréal (UQAM), nous a permis d'éclairer quelques neuromythes. La discussion s'est déroulée en compagnie de Sébastien Diaz, Marie-Soleil Dion, Louise DesChâtelets, Eugénie Lépine-Blondeau, Meeker Guerrier et Stéphane Mailhiot.

Mythe no 1 : Certaines personnes seraient " visuelles " et d'autres, " auditives "

Il est vrai qu'on peut préférer l'un ou l'autre des modes d'apprentissage (visuel ou auditif), auxquels s'ajoute le mode kinesthésique (par manipulation d'objet). Cependant, il est faux de croire qu'une personne se disant visuelle apprendra mieux si elle bénéficie d'une méthode visuelle d'enseignement.

Il y a des recherches qui ont essayé de vérifier la théorie, qui ne sont pas arrivées à déterminer que c'était le cas, que si on enseigne de façon visuelle à un élève "visuel", il apprendra mieux.

Jérémie Blanchette Sarrasin

Des enquêtes révèlent que 90 % des profs au Canada et 75 % des profs au Québec croient à ce mythe, ce qui pourrait entraîner quelques problèmes.

D'une part, ça induit une mauvaise compréhension des processus d'apprentissage autant chez les élèves que chez les enseignants, ce qui peut amener à catégoriser les élèves, à les étiqueter et éventuellement, ces élèves-là peuvent peut-être arriver à se désengager dans certaines tâches. Par exemple, un élève à qui on a répété [...] qu'il apprend mieux quand on lui enseigne de façon visuelle peut avoir tendance à se désengager, à fournir moins d'efforts quand on ne lui présentera pas l'information de façon visuelle.

Jérémie Blanchette Sarrasin

Mythe no 2 : Nous n'utilisons que 10 % de notre cerveau

Cette croyance, qui a été exploitée au cinéma avec succès, est fausse. On n'aurait malheureusement pas de pouvoirs secrets cachés dans un recoin du cerveau. Ce serait même plutôt le contraire, car lorsqu'on ne fait rien, une grande partie du cerveau est tout de même active.

Parmi toutes les recherches qui ont été faites sur le fonctionnement du cerveau, il n'y en a aucune qui a découvert une région qui serait inutilisée.

Jérémie Blanchette Sarrasin

Mythe no 3 : Les personnes " cerveau droit " sont plus créatives et les personnes " cerveau gauche " , plus douées en mathématiques

Il est faux de penser que certaines personnes sollicitent davantage l'hémisphère droit ou l'hémisphère gauche de leur cerveau, ce qui leur donnerait davantage de compétences dans un domaine précis. Il est cependant vrai que certaines fonctions sont associées à l'un ou l'autre de nos hémisphères. Pour le gauche, c'est le langage, la logique et les chiffres. Pour le droit, c'est l'imagination, le rêve et l'intuition.

Et de façon générale dans à peu près toutes les tâches, les deux hémisphères travaillent vraiment de concert. Après ça, est-ce qu'on a des habiletés, des forces dans certains domaines plutôt que dans d'autres, tout à fait. Ce n'est juste pas associé à la dominance d'un de nos hémisphères du cerveau.

Jérémie Blanchette Sarrasin

Les méthodes d'enseignement

En conclusion, Mme Blanchette Sarrasin rappelle l'importance de varier les méthodes d'enseignement selon les compétences et les intérêts des élèves et non en fonction de théories qui n'ont pas été prouvées.
Regardez la chronique : Le site de l'émission On va se le dire

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Trois mythes à déboulonner sur l'apprentissage et le fonctionnement du cerveau

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Les mythes sont tenaces. Ils s'incrustent dans nos croyances et se propagent. À On va se le dire , on a fait la lumière sur les supposées personnalités auditives et visuelles, sur le fonctionnement du cerveau et sur les dérives possibles de l'enseignement lorsqu'on nous soumet à des théories non fondées.

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Les films d'animation suivants vont permettre aux enfants de mieux comprendre le fonctionnement de leur cerveau. Ces informations sont essentielles car elles vont leur permettre de renforcer leur confiance en eux, mieux réguler leurs émotions et faciliter leur apprentissage (mémoire, concentration).

De plus, cela constitue une excellente introduction aux neurosciences !
À quoi sert le cerveau ?
Source : 1 jour, 1 question
Le fonctionnement du cerveau
source : Neo Digital
Comment fonctionne le cerveau ?
Source : Curionautes des sciences
Le cerveau pour apprendre La compréhension
Source : Réseau Canopé
Les émotions Source : 27RUEJACOB Les troubles de l'attention
Source : FUTUREMAG - ARTE
Savoir apprendre : la mémoire
Source : réseau canopé
Le fonctionnent du cerveau
Source : Maître Lucas
Avoir un cerveau en pleine forme
Source : My Brain Robbie

LIVRES
Explore ton cerveau (dès 6 ans) Mon cerveau (dès 7 ans)
Le cerveau (9/12 ans)

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7 films d'animation pour expliquer le cerveau aux enfants

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Les films d'animation suivants vont permettre aux enfants de mieux comprendre le fonctionnement de leur cerveau. Ces informations sont essentielles car elles vont leur permettre de renforcer leur confiance en eux, mieux réguler leurs émotions et faciliter leur apprentissage (mémoire, concentration). De plus, cela constitue une excellente introduction aux neurosciences !

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Identifier les différents biais cognitifs - Exclusivité numérique | Lelivrescolaire.fr

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Retrouvez la leçon et de nombreuses autres ressources sur la page Identifier les différents biais cognitifs - Exclusivité numérique

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S'il est un livre dont la lecture devrait être rendue obligatoire dans tous les conseils d'administration, comités de direction et autres lieux de prise de décision, c'est bien celui-ci : " Système 1/Système 2 : les deux vitesses de la pensée ". Et pas seulement parce que son auteur est prix Nobel d'économie ou classé par Bloomberg parmi les 50 personnalités les plus influentes de la finance globale. Professeur émérite à Princeton, spécialiste mondialement reconnu de la psychologie cognitive et figure tutélaire de l'économie comportementale, Daniel Kahneman est surtout porteur d'un message dérangeant mais essentiel : " Nous ne pensons pas de la manière dont nous pensons penser ", explique-t-il dans un entretien aux " Echos ".

Nous croyons penser de façon rationnelle, ou du moins raisonnable; nous avons foi en notre intuition; nous tenons pour acquis le fait que nos jugements ou nos décisions ont une base solide. En réalité, démontre avec force l'auteur au fil du livre, nous sommes tous, presque continuellement, le jouet d'un grand nombre de biais cognitifs, analogues mentaux de ces illusions d'optique qui trahissent si facilement notre sens visuel.

La psychologie cognitive nous enseigne que l'esprit humain, tel Janus, présente deux visages, que Daniel Kahneman décrit comme deux personnages fictifs cohabitant sous notre crâne, le Système 1 et le Système 2. Tout les oppose : l'un, le Système 1, est rapide, intuitif, émotionnel et fonctionne en mode automatique, sans que nous ayons conscience de son travail ni même de son existence. L'autre, le Système 2, plus lent, plus réfléchi, plus calculateur, contrôle le premier; il ne s'active que pour effectuer une tâche cognitive bien précise, au prix d'un certain effort mental.

Travail de filtrage
Cet effort n'est pas neutre dans la mesure où l'énergie mentale permettant au Système 2 de fonctionner n'est pas illimitée. Quand la jauge est trop basse, les psychologues parlent d'épuisement de l'ego. " Des expériences ont montré que les juges des détentions, chargés d'éplucher les demandes de liberté conditionnelle, se montrent sensiblement plus sévères dans les deux heures qui précèdent leur pause que dans les deux heures qui la suivent. Pourquoi ? Parce que l'épuisement de l'ego juste avant la pause les pousse inconsciemment à faire le choix par défaut, celui qui leur demande le moins d'efforts et qui est de rejeter la demande ", raconte Daniel Kahneman. C'est l'autre caractéristique majeure du Système 2, son incorrigible paresse !

Son rôle est de vérifier la réponse intuitive que le Système 1 fournit immédiatement à une question. Mais il s'affranchit bien souvent de ce travail de filtrage, comme le montre cette devinette devenue un classique de la psychologie cognitive : une batte et une balle coûtent 1,10 dollar; la batte coûte 1 dollar de plus que la balle; combien coûte la balle ? Plus de 50 % des étudiants de Harvard, du MIT et de Princeton, si intelligents soient-ils, ont répondu 10 cents. Mais cette réponse intuitive est fausse, la bonne réponse est 5 cents. Mais ce travail de vérification, si simple et rapide soit-il, leur Système 2 s'en est exempté. Par paresse.

Plus troublant encore : soumettez à la même catégorie d'étudiants la même devinette, mais écrite dans une police de caractères plus pâle, et donc moins lisible : le taux d'erreurs baisse de plus de moitié ! " La légère tension cognitive provoquée par cette difficulté de lecture mobilise le Système 2, qui fait alors son travail de vérification ", décrypte Daniel Kahneman.

C'est dire si nombre de nos réponses, jugements ou décisions, que nous croyons produits par notre moi conscient, proviennent en fait de notre Système 1. Au coeur de son fonctionnement se trouve la mémoire associative, ce réseau non seulement de souvenirs, mais aussi d'idées, d'émotions et de préférence, qui s'activent en un clin d'oeil et se renforcent mutuellement. Un mode de pensée efficace (et que les chercheurs en intelligence artificielle tentent de reproduire), mais qui a ses failles. L'une des principales est qu'il aboutit à nous donner du monde une image plus cohérente qu'il ne l'est. Comme si nous avions sur le nez des lunettes aux verres déformants, grossissant certains éléments tout en rapetissant ou en occultant d'autres, afin de nous permettre d'en faire une lecture qui ait du sens.

L'autre grande caractéristique du Système 1, liée à la précédente et elle-même à l'origine de multiples biais cognitifs, est sa propension à préférer les explications causales aux explications statistiques, pourtant, dans de très nombreux cas, seules pertinentes. " Nous nous identifions naturellement à notre Système 2. La vérité est que nous sommes bien davantage le produit de notre Système 1 ", conclut, doux-amer, le psychologue.

YANN VERDO

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S'il est un livre dont la lecture devrait être rendue obligatoire dans tous les conseils d'administration, comités de direction et autres lieux de prise de décision, c'est bien celui-ci : " Système 1/Système 2 : les deux vitesses de la pensée ". Et pas seulement parce que son auteur est prix Nobel d...

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Ils sont environ 100 milliards dans notre cerveau et malgré cette omniprésence, il a fallu attendre la fin du XIXe siècle pour que l'on puisse commencer à les observer.

Si les neurones ont été l'objet d'une célèbre controverse scientifique, les premières observations détaillées de ces cellules constituent le socle historique des neurosciences, domaine qui n'en finit pas de sonder les mystères de notre organe à penser.

Comment a-t-on fini par découvrir la structure neuronale et quelles conséquences majeures cette découverte a-t-elle eu sur la compréhension du cerveau ? Telles sont les connexions que nous allons tenter d'établir aujourd'hui.

Neurones : connexion en cours, c'est le programme cérébral qui est le nôtre pour l'heure qui vient, bienvenue dans "La Méthode scientifique" !

Et pour retracer ensemble cette histoire de la théorie neuronale nous avons le plaisir d'être en ligne avec Laura Bossi, neurologue, historienne des sciences au laboratoire SPHERE de l'Université de Paris. En ligne également avec nous Hervé Chneiweiss, du laboratoire Neuroscience Paris Seine et président du Comité d'éthique de l'Inserm.

Le reportage du jour

La coloration de Golgi, développée par Camillo Golgi, est une méthode consistant à imprégner les tissus nerveux par des sels d'argent en solution, qui vont se fixer sur les axones, dendrites et corps cellulaires. Ainsi, les cellules nerveuses apparaissent en noir, sur fond clair, comme des schémas arborescents dessinés à l'encre de Chine. C'est la réaction noire, qui permettra ensuite à Cajal de poser sa théorie neuronale. Avec Jérôme Yelnik, directeur de recherche à l'Inserm, qui a longtemps utilisé cette méthode, sur des cerveaux de rats ou de primates, pour mieux comprendre la morphologie des neurones. Par Céline Loozen :

Pour aller plus loin

Retrouvez le thread de l'émission du jour sur le fil twitter de La Méthode Scientifique

Les références musicales

Le titre du jour : "Autumn Leaves" par Parade

Le générique de début : "Music to watch space girls by" par Leonard Nimoy

Le générique de fin : "Says" par Nils Frahm

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Que savait-on du cerveau au 19ème siècle ? Dans quel contexte est née la théorie neuronale ? Pourquoi l'idée du neurone a-t-elle eu du mal à s'imposer ? Comment les techniques microscopiques et les méthodes de colorations cellulaires ont permis d'observer à échelle cellulaire les t[...]

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Comment les nombreuses migrations au cours de notre évolution, ont-elles participé à façonner la variabilité génétique humaine ? Quelles sont l'étendue et les limites de la plasticité cérébrale ?

Nous poursuivons ce matin dans le cadre du colloque du collège de France " Migrations, réfugiés, Exil ", l'exploration des " mouvements de population à grande échelle dans leur dimension historique, démographique, anthropologique, biologique, psychologique, linguistique... ". L'approche est résolument interdisciplinaire tout au long de la semaine.

Quels sont les " effets des contacts entre migrants et sociétés ", ce matin du point de vue du généticien avec en première partie, Lluis Quintana Murci, Directeur scientifique à l'Institut Pasteur, où il dirige l'Unité de Génétique Évolutive Humaine et en seconde partie avec Stanislas Dehaene, titulaire de la chaire de Psychologie cognitive expérimentale au Collège de France.

Lluis Quintana Murci souligne dans sa présentation :

" l'histoire évolutive de l'Homme signifie bien plus que son histoire démographique. Elle inclut également son adaptation aux divers environnements - nutritionnels, climatiques ou pathogéniques. Détecter la façon dont la sélection naturelle a influencé la variabilité du génome humain représente un outil puissant pour identifier des fonctions biologiques ayant joué un rôle majeur dans l'adaptation et la survie de notre espèce et qui peuvent également être associées à des phénotypes variables d'intérêt médical. "

Comment joue la tolérance au lait ? Comment certaines populations s'adaptent-elles à l'altitude ? Quelles mutations peuvent plus protéger du paludisme ? Que peut apporter la génétique évolutive humaine pour appréhender les transitions entre mode de vie nomade et sédentaire ? En fin d'exposé, Lluis Quintana-Murci questionne l'environnement et le mode de vie des populations d'agriculteurs et chasseurs-cueilleurs de l'Afrique Centrale

Puis Stanislas Dehaene, Professeur au Collège de France, analysera la " Plasticité cérébrale et le bilinguisme : atouts et difficultés des migrants ", en s'appuyant sur les découvertes des sciences cognitives et des neurosciences. Il fait le point, en corrigeant quelques idées reçues et en ouvrant bien des perspectives sur certains apprentissages dès le plus jeune âge, vues les possibilités du cerveau. Parmi différents cas, il nous présentera l'exemple extrême de migrants, des enfants coréens adoptés, qui ont complètement perdu leur langue natale.

Comment aider, au plus juste, demande-t-il, enfants et adultes dans leur nouvel environnement culturel, quand on sait que la plasticité cérébrale est maximale en début de vie ? Ainsi le cerveau des petits enfants peut-il littéralement absorber une 2e langue quand les adultes auront besoin de temps. Comment cette plasticité cérébrale qui persiste tout au long de la vie, peut-elle être ranimée par des circonstances particulières comme le déracinement ou l'adoption ?

Et nous gagnons l'amphithéâtre du Collège de France pour la matinée du 13 octobre 2016 avec en première partie : Lluis Quintana Murci sur la " Génétique et l'histoire de l'homme : l'adaptation aux agents infectieux " au Collège de France le 13 octobre 2016, suivie, en seconde partie, de Stanislas Dehaene, Professeur au Collège de France sur la " Plasticité cérébrale et le bilinguisme : atouts et difficultés des migrants "

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Gérer mes choix

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Lluis Quintana Murci, "Génétique et histoire de l'homme". Stanislas Dehaene, Plasticité cérébrale et bilinguisme" - Ép. 2/9 - Migrations, réfugiés, exil

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Quelles sont les forces qui façonnent la diversité génétique ? Que peut-on apprendre des métissages ? Comment les réfugiés, les migrants, adultes et enfants, s'adaptent-ils à une nouvelle culture, une nouvelle langue, voire un nouveau système d'écriture, à l'alphabet, quand ils[...]

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Cellules gliales : la face cachée de notre cerveau

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Saviez-vous qu'à l'intérieur de votre cerveau, il y a un autre cerveau ? Une autre moitié du cerveau en quelque sorte, qui a été négligée pendant des années, et à laquelle les neurobiologistes s'intéressent aujourd'hui de très près. Il s'agit de la glie, que l'on pensait être une simple " colle à neurones ", inerte ; or il n'en est rien, et il est même vraisemblable que ces cellules gliales soient à l'origine de nombreuses fonctions cérébrales essentielles, et un pivot dans l'évolution des capacités cognitives et mémorielles.

Cellules gliales, la face cachée de notre cerveau : c'est le problème qui va nous occuper dans l'heure qui vient.

Et pour découvrir cette face cachée et ses capacités, nous avons le plaisir de recevoir aujourd'hui les deux auteurs de " L'homme glial, une révolution dans les sciences du cerveau " chez Odile Jacob : Yves Agid, professeur émérite de neurobiologie et de biologie cellulaire à Sorbonne Universités, fondateur de l' Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière et Pierre Magistretti, médecin et neuroscientifique, professeur à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, et à la King Abdullah Université of Science and Technology à Djeddah.

Le reportage du jour

Les cellules microgliales ont un rôle dans l'immunité cérébrale. Pour mieux comprendre son action et ses liens possibles avec certaines formes d'autisme, Coralie-Anne Mosser de l'équipe neurone-glie du Laboratoire de Neurophysiologie et nouvelles microscopies de l'Université Paris Descartes, mène des expériences sur le cerveau de souris. Par Céline Loozen :

Le fil de l'émission

Les références musicales

Le titre du jour : Brainy par The National

Générique du début : Music to watch space girls by par Leonard Nimoy

Générique de fin : Bergschrund par DJ Shadow

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Cellules gliales : la face cachée de notre cerveau

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Que sont les cellules gliales et comment fonctionnent-elles ? Pourquoi sont-elles moins connues que les neurones ? Dans quelles pathologies du cerveau jouent-elles un rôle ? Quelles nouvelles pistes de traitement permettent-elles d'espérer ? Peut-on parler d'une révolution dans les neuroscie[...]

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Le neurone de la mémoire / Les rythmes circadiens / La menace nucléaire en Corée

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Ce sont les travaux sur horlogerie biologique qui ont été récompensés il y a quinze jours par le Prix Nobel de médecine. Comment notre corps, notre cerveau et nos hormones se synchronisent-ils avec la lumière du jour ? On vous explique tout. Comment et pourquoi se souvient-on ? Pourquoi certains souvenirs sont-ils inextricablement liés ? Des études chez le rat nous renseignent sur l'organisation de la mémoire. Enfin, le ciel finira-t-il par nous tomber sur la tête, peut être sous la forme d'un missile balistique intercontinental nord-coréen Kim Jong Un, mais le dictateur a-t-il les moyens de déclencher un holocauste nucléaire et de quel type ?

Horloge biologique, organisation de la mémoire, bombe nucléaire. Ce sont quelques-uns des sujets que La Méthode scientifique examinera dans l'heure.

Et pour vous dire tout sur votre passé, votre présent et votre avenir, la fine fleur du journalisme scientifique est réunie autour de la table de La Méthode scientifique en les personnes de Cécile Lestienne, directrice de la rédaction du magazine Pour la Science, Elodie Chabrol, directrice du festival Pint of Science et Olivier Lascar, rédacteur en chef numérique du magazine numérique Sciences & Avenir.

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Le neurone de la mémoire / Les rythmes circadiens / La menace nucléaire en Corée

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Ce sont les travaux sur horlogerie biologique qui ont été récompensés il y a quinze jours par le Prix Nobel de médecine. Comment notre corps, notre cerveau et nos hormones se synchronisent-ils avec la lumière du jour ? On vous explique tout. Comment et pourquoi se souvient-on ?

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Biais cognitifs : testez vos connaissances!

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Biais cognitifs : testez vos connaissances!

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Savez-vous ce qu'est un biais cognitif et combien on en dénombre à ce jour? Êtes-vous au fait que certains biais cognitifs doivent être pris très au sérieux dans le monde de l'enseignement? Avez-vous une idée des moyens qui peuvent aider un enseignant à s'en prémunir? Pouvez-vous différencier un biais cognitif d'un mythe?

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Difficile sans doute aujourd'hui d'enseigner sans tenir compte des apports des neurosciences. Cependant, l'enseignant peut sembler effrayé par ce qu'il doit acquérir avant de pouvoir les intégrer au quotidien. Ce livre, conçu sous l'égide de Pascale Toscani, déjà auteure de " Apprendre avec les neurosciences, les neurosciences au coeur de la classe ", apporte une réponse à la fois pratique et efficace. Autant dire qu'on peut le conseiller et même fortement le recommander.
Un travail d'équipe
Ce livre est un travail d'équipe qui doit beaucoup au GRENE, le Groupe de Recherche En Neurosciences Educatives. Cette dimension collective est soulignée par le professeur Francis Eustache dans son introduction. L'originalité de ce groupe est de mêler chercheurs et acteurs de terrain avec un défi, la coécriture. Cet ouvrage cherche à répondre à un vide car, comme l'évoque Pascale Toscani, " les neurosciences de l'éducation n'existent pas en tant que discipline académique ". En même temps, elle met tout de suite en garde contre les solutions faciles qui feraient croire que l'on pourrait assimiler les apports des neurosciences en quelques heures.
Huit thèmes et un cahier d'exercices
Il s'agit donc d'un ouvrage de vulgarisation scientifique organisé en huit thématiques. Celles-ci sont autant de points de réflexion pour les pratiques des enseignants au quotidien. Il y a une volonté de faire comprendre les grands principes appuyés d'exemples et d'un peu de sciences quand c'est nécessaire. Quelques pastilles sont disséminées au fur et à mesure des chapitres pour rappeler quelques faits essentiels à retenir. Une bibliographie classée par thèmes abordés permet d'aller plus loin. L'objectif pédagogique fait d'ailleurs que le livre est prolongé par un cahier d'exercices pour l'élève dont voici la table des matières.
La plasticité cérébrale et l'intelligence
" Notre cerveau peut se modifier de façon continuelle et approfondie ". Cette idée essentielle remet en cause des visions parfois très ancrées comme le fait qu'à partir de 20 ans, ce ne serait plus qu'un long chemin de dégénérescence des neurones. Or, ce n'est pas le cas. Parmi les aspects essentiels à retenir aussi, l'élagage, c'est-à-dire qu'on renforce les capacités dont on a besoin selon notre environnement au détriment d'autres. L'ouvrage n'est jamais scientiste et consacre quelques passages à l'influence du contexte social ou familial. Ce premier chapitre invite également à tenir compte des rythmes biologiques naturels, à se méfier de toute mesure de l'intelligence et de la considérer, à l'instar d'Howard Gardner, comme un phénomène aux multiples déclinaisons. Le chapitre se conclut par une mise en garde contre les neuromythes du genre " tout est joué avant 6 ans ".
Le cerveau et les apprentissages
Dans ce chapitre, les auteurs rappellent d'abord quelques éléments scientifiques sur le fonctionnement du cerveau, mais rien d'insurmontable. Vous pourrez faire le point sur les neurones, axones ou dendrites. Vous apprendrez peut-être que si notre cerveau représente 2 % du poids de notre corps, il consomme 20 % de l'énergie totale de l'organisme. Ces passages scientifiques servent à faire comprendre " qu'apprendre, c'est traiter de l'information " grâce au système nerveux.
Vers une pédagogie de l'attention
Cette partie précise d'abord les trois formes d'attention dont chacun est doté et décline quelques pistes concrètes pour la classe. Les auteurs pointent les limites attentionnelles en rappelant par exemple l'expérience de Chabris et Simmons autrement baptisée expérience du " gorille invisible ". Il faut aussi tenir compte du fait que, malgré une activité parfois frénétique, nous ne sommes pas multitâches. Il est fondamental d'en tenir compte quand on fait classe. Les auteurs proposent un très utile tableau sur les " instructions qui favorisent l'attention ". Ils plaident aussi pour que ces informations soient communiqués aux élèves, par exemple durant les heures d'accompagnement personnalisé.
La mémoire, les mémoires et l'apprentissage
Ce chapitre permet de distinguer les cinq grands systèmes de mémoire en insistant aussi sur le rôle et les limites de la mémoire de travail. Le chapitre aborde en quelques lignes très claires ces cinq formes de la mémoire. L'encodage, la consolidation et le rappel sont également trois aspects essentiels dont il faut tenir compte. Au niveau de la réactivation, il faut laisser du temps aux élèves au début, pendant, ou à la fin des cours en présence du professeur.
Biorythmes, sommeil et apprentissages
Ces trois chapitres traitent d'aspects tout aussi essentiels et renvoient notamment à des exercices proposés dans le cahier d'activités. Les auteurs insistent bien sûr sur le rôle nécessaire du sommeil alors que de nombreuses études récentes montrent que ce temps diminue et est parfois de plus en plus interrompu par les nouvelles technologies.
Ils évoquent également les " conditions de synchronisation des rythmes " en détaillant ce qui se passe selon les moments de la journée. Rappelons que deux moments sont particulièrement favorables aux apprentissages : le milieu de matinée et le tout début de soirée. En revanche, le début d'après-midi est très peu favorable aux apprentissages.
N'oublions pas les émotions !
Ce dernier chapitre montre bien la qualité de l'ouvrage qui ne se résume pas à une approche scientiste mais aborde aussi la question des émotions. Il faut les étudier et les considérer en lien avec les apprentissages. On ne peut plus faire comme si elles n'existaient pas. Le chapitre propose plusieurs témoignages d'enseignants qui, tous à leur façon, soulignent l'importance des émotions dans le processus d'apprentissage. C'est une autre façon de souligner, par exemple, l'importance d'un climat de confiance dans la classe et entre l'enseignant et les élèves.

En 160 pages, cet ouvrage réussit donc un tour de force : il délivre ce qu'il faut de science pour comprendre quels peuvent être les apports des neurosciences. Ensuite, il ne cède jamais à une approche scientiste et unique de l'apprentissage. Enfin, sans tomber dans le livre de recettes, il propose des pistes de réflexion pour l'enseignant. Il est indéniable que les neurosciences ne sont sans doute pas encore assez enseignées et qu'elles devraient faire partie de la formation des professeurs. S'il est un domaine qui concerne les enseignants, quelle que soit la matière enseignée, c'est bien de savoir comment fonctionne l'apprentissage qu'ils demandent à leurs élèves. Une lecture indispensable et à prolonger.

© Jean-Pierre Costille pour les Clionautes

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Les neurosciences de l'éducation : de la théorie à la pratique en classe.

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Difficile sans doute aujourd'hui d'enseigner sans tenir compte des apports des neurosciences. Cependant, l'enseignant peut sembler effrayé par ce qu'il doit acquérir avant de pouvoir les intégrer au quotidien. Ce livre, conçu sous l'égide de Pascale Toscani, déjà auteure de " Apprendre avec les neurosciences, les neurosciences au coeur de la classe ", apporte une réponse à la fois pratique et efficace.

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Cerveau et mémoire ©

A l'occasion de la Semaine du cerveau.

On sait aujourd'hui que l'activité du cerveau transforme le cerveau lui-même. Mais quelles sont les différents niveaux de plasticité cérébrale ? Est-ce une caractéristique propre au cerveau humain ? Quelles sont les implications des recherches actuelles sur la plasticité cérébrale ?

A la Une de la science

A la UNE de la science aujourd'hui, le cyclone Pam qui vient de dévaster l'archipel du Vanuatu, un des plus puissant cyclone du pacifique depuis les cinquante dernières années. Et cette rengaine du réchauffement climatique qui serait responsable de l'augmentation des risques naturelles. Nous avons voulu en savoir plus aujourd'hui et nous recevons Etienne Capikian, prévisionniste chez météo france et par téléphone Franck Roux professeur à l'université Paul Sabatier, spécialiste des cyclones et de leur formation.

Les liens
Semaine du cerveau

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La plasticité cérébrale du 16 mars 2015 - France Inter

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A l'occasion de la Semaine du cerveau. On sait aujourd'hui que l'activité du cerveau transforme le cerveau lui-même. Mais quelles sont les différents niveaux de plasticité cérébrale ? Est-ce une caractéristique propre au cerveau humain ? Quelles sont les implications des recherches actuelles sur la plasticité cérébrale ?

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Vidéo de Matthieu FONTENEAU : plasticité cérébrale et neurogénèse

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CERVEAU  Quel est le pire ennemi de la neurogénèse  La réponse de Pierre Marie Lledo

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Formée par l'Arche dans le cadre d'une formation approfondie sur les neurosciences, je vous propose pour démarrer notre histoire en commun une série d'articles sur la naissance des neurosciences, discipline relativement nouvelle et qui est en train de révolutionner nos croyances sur le comportement de l'être humain. Nous allons, étape par étape, essayer de comprendre l'évolution scientifique et voir que de tout temps les Hommes se sont posé des questions sur les mécanismes permettant de ressentir, de sentir, d'entendre, de bouger, d'avoir un raisonnement, d'apprendre, de mémoriser ou même d'oublier. Les mécanismes qui nous permettent de nous endormir, comment est-ce que nous rêvons ? On peut se poser également les questions sur la manière dont les mécanismes permettaient de prendre des décisions, décisions pouvant avoir une influence considérable dans notre comportement au quotidien.

Toutes ces questions vont parfois trouver des réponses et d'autres vont rester encore sans réponse ou au stade de la théorie, d'hypothèses parce que les connaissances en neurosciences ne sont pas encore suffisamment matures pour répondre de manière rigoureuse à ces questions pourtant fondamentales.

Nous avons l'habitude de penser que le cerveau est quelque chose d'important car il est le siège de notre perception, de nos processus mentaux qui nous permettent notamment de penser, mais cela n'a pas toujours été le cas...

L'histoire a commencé dans l'Egypte Ancienne

Les premiers écrits des médecins égyptiens datent d'environ 5000 ans avant JC et ils avaient déjà observé que certains symptômes étaient dus à des lésions du système nerveux. Pour autant, ça n'était pas le cerveau qui était important à leurs yeux mais le cœur ; le cœur qui était selon eux le siège des perceptions, le siège des cognitions , de l'intellect et des émotions. Les organes les plus importants étaient l'estomac, les intestins, le foie et les poumons. Lors de la mort des pharaons ou des personnes dignes d'embaumement, le cerveau était simplement aspiré par les narines et jeté alors que les organes importants étaient conservés dans des canopes la plupart du temps joliment décorées. Le cœur, quant à lui, était laissé en place dans le corps pour la momification.

Les pharaons pouvaient passer dans l'au-delà sans cerveau mais pas sans cœur. D'autres rituels entouraient ce passage dans l'au-delà. Des représentations montrent Anubis, dieu funéraire à la tête de chacal, tenant en équilibre le cœur du défunt d'un côté et la plume de maât de l'autre. Pour le passage dans l'au-delà, il fallait que le cœur pèse moins lourd que la plume de maât.

Anubis testant le passage vers l'au-delà du défunt

Ces croyances de l'importance du cœur n'étaient pas spécifiques aux Egyptiens, elles étaient également partagées par d'autres civilisations telles les civilisations grecque, indienne ou encore chinoise.

La place du cœur et du cerveau dans la Grèce Antique

Et notamment avec Aristote (-384 -322). Ce philosophe grec pensait également que le cœur était important, qu'il était le centre de l'intellect alors que le cerveau ne servait qu'à refroidir le sang.

Nous savons à présent que la vision d'Aristote est infondée mais nous pouvons comprendre que cette théorie ait pu perdurer dans nos esprits de très nombreuses années car lors de la survenance de fortes émotions, nous observons des manifestations de tachycardie qui font battre le cœur très rapidement et parfois de façon irrégulière. Cela pouvait laisser penser que le cœur était important alors que le cerveau était 'insensible' à ce type de phénomène.

De nos jours encore, les empreintes de ces théories d'Aristote demeurent dans nos expressions de la vie courante comme "tu me brises le cœur" ou "tu as un cœur de pierre".

Une autre figure de la Grèce antique était Hippocrate (-460 -370). Il s'opposait aux thèses d'Aristote car pensait que c'était le cerveau qui était important et non le cœur.

Hippocrate s intéressait beaucoup à l'épilepsie, considéré à l'époque, comme une maladie sacrée. La manifestation de l'épilepsie était assez impressionnante, mais Hippocrate ne pensait pas du tout que c'était une maladie sacrée, pour lui c'était un dysfonctionnement au niveau du cerveau. La place du cerveau était très bien illustrée par son traité écrit au IVe siècle avant Jésus-Christ qui s'intitule le traité de " la maladie sacrée ".

Il a inspiré de nombreux scientifiques qui souhaitaient étudier le cerveau et en particulier Galien (129-216 après JC), médecin grec de l'Antiquité qui partageait les idées d'Hippocrate. Ce médecin a fait de nombreuses expériences, notamment sur les animaux et a analysé l'anatomie du cerveau. Galien a notamment pu découvrir à l'intérieur du cerveau des citernes qu'on appelle les ventricules et qui contenaient un liquide, qui pour Galien, était fondamental, car il le considérait comme la base de la communication nerveuse, la base de la communication entre le cerveau et le reste du corps.

Cette théorie était compatible avec la théorie de l'époque selon laquelle le fonctionnement de l'organisme était dû à un juste équilibre de liquides vitaux que l'on appelaient les humeurs. Ces humeurs étaient au nombre de 4 : le sang, la bile jaune, la bile noire et la phlegme (liquide sécrété par l'estomac) et les sensations étaient enregistrées et aller induire des mouvements de ces fluides à partir ou vers les ventricules cérébraux.

Cette thèse de Galien allait dominer toute la médecine pendant à peu près 14 siècles.

Jusqu'à la renaissance, il était interdit, sous peine d'excommunication, de pratiquer des autopsies ou des dissections sur le corps humains, ce qui a de fait ralenti l'étude sur le cerveau.

A la levée de cette interdiction, la connaissance sur le fonctionnement du cerveau n'a fait que croître....

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Un grand merci à T. Gallopin, (neuroscientifique et maître de conférence) pour la très belle formation qu'il prodigue. Claire et abordable pour toute personne qui désire en savoir davantage sur les secrets de notre cerveau.

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La naissance des neurosciences (1re partie)

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Formée par l'Arche dans le cadre d'une formation approfondie sur les neurosciences, je vous propose pour démarrer notre histoire en commun une série d'articles sur la naissance des neurosciences, discipline relativement nouvelle et qui est en train de révolutionner nos croyances sur le comportement de l'être humain.

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PETITE HISTOIRE des représentationsDU CERVEAU

Cerveau et coeur

Cerveau central téléphonique

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Carte du cerveau

Cerveau machine

Cerveau éléctrique

Cerveau télégraphe

Aristote

L'erreur d'Aristote (faire du cœur et non du cerveau l'organe de gouvernement central du corps) ne l'empêche nullement de développer sa réflexion sur l'âme, objet à part entière des sciences de la nature.Il reprend la thèse d'Epicure : "L'âme ne pense jamais sans images". Les images, qui ont pour origine les sens, constituent des formes ou copies des (choses) sensibles qui les génèrent. C'est ensuite grâce à ces images que l'intelligence peut calculer et disposer l'avenir par rapport au présent comme si elle voyaitles choses _ [ comparer avec les préoccupations actuelles de la psychologie cognitive et les principes de l'intelligence artificielle] .

Egyptiens

Les pharaons pouvaient passer dans l'au-delà sans cerveau mais pas sans cœur. D'autres rituels entouraient ce passage dans l'au-delà. Des représentations montrent Anubis, dieu funéraire à la tête de chacal, tenant en équilibre le cœur du défunt d'un côté et la plume de maât de l'autre. Pour le passage dans l'au-delà, il fallait que le cœur pèse moins lourd que la plume de maât.Anubis testant le passage vers l'au-delà du défuntCes croyances de l'importance du cœur n'étaient pas spécifiques aux Egyptiens, elles étaient également partagées par d'autres civilisations telles les civilisations grecque, indienne ou encore chinoise.

Homere

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Bergson

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Phrenologie

Broca

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Descartes

Stenon

Moulin de Leibniz

ion

Mary shelley

Galvani

Helmholz

Cajal

Gorgi

Cerveau ordinateur

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Pitts McCulloh

Von Neumann

CerveauForêt ?

Turing

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Histoire des représentations du cerveau by csidocus on Genially

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PETITE HISTOIRE des représentationsDU CERVEAU Cerveau et coeur Cerveau central téléphonique Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua.

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Pendant très longtemps, on pensait que le cerveau, une fois atteint l'âge adulte, ne faisait que se dégrader : nous perdions chaque jour des milliers de neurones, sans qu'aucun nouveau de réapparaisse. Cette idée a été, au cours du XXème siècle, lentement mais sûrement battue en brèche. Il est aujourd'hui établi que non seulement, certaines zones de notre cerveau peuvent produire, tout au long de notre vie, de nouveaux neurones mais plus avant, que le cerveau, lorsqu'il est lésé notamment, est capable de se réorganiser dans une certaine mesure pour compenser ces lésions. Bref, que cet organe que l'on pensait immuable est en fait doué d'une surprenante plasticité.

Plasticité cérébrale : le cerveau, c'est fantastique : c'est le programme adaptatif qui est le nôtre pour l'heure qui vient. Bienvenue dans La Méthode scientifique.

Et pour évoquer ces capacités adaptatives du cerveau, tout au long de la vie, nous avons le plaisir de recevoir aujourd'hui Pauline Spéder, responsable du groupe plasticité cérébrale en réponse à l'environnement de l'Institut Pasteur et Pierre-Marie Lledo, directeur de recherche CNRS, chef d'unité " Perception et mémoire " à l'Institut Pasteur, et directeur du laboratoire " Gènes, Synapses et Cognition ".

Le reportage du jour

L'étude de certaines pathologies cérébrales permettent d'y voir plus clair dans les mécanismes de neuroplasticité. C'est le cas de l'amyotrophie spinale, qui est une maladie génétique rare qui se traduit par une dégénérescence progressive des motoneurones. Ce sont des neurones qui assurent la transmission des influx nerveux aux muscles, via la moelle épinière. Dans une étude menée entre l'ICM et le département de neurologie de la Pitié-Salpêtrière (publiée en novembre 2018 dans la revue Neuroimage Clinical), le Dr Pierre-François Pradat et son équipe ont mis en évidence un phénomène de compensation chez des patients atteints, avec une augmentation de la densité de neurones dans des régions liées à la motricité, et même dans des régions liée aux raisonnements, aux jugements, et à la créativité. Par Céline Loozen :

Les repères

La neuroplasticité - ou plasticité neuronale - peut se définir comme l'ensemble des manifestations traduisant la capacité des neurones à se modifier et se remodeler tout au long de la vie. Tous ces mécanismes contribuent à une adaptation des neurones à un environnement moléculaire, cellulaire et fonctionnel extrêmement changeant et par voie de conséquence à des modifications fonctionnelles.

Ainsi, chaque seconde, notre cerveau se modifie en fonction des expériences affectives, psychique, cognitives que nous vivons. C'est un processus physiologique d'adaptation du système soumis à l'influence de facteurs environnementaux, génétiques ou épigénétiques.

Au-delà de cette plasticité neuronale et synaptique, le cerveau est également capable de neurogenèse tout au long de la vie. Deux zones sont concernées : le gyrus denté de l'hippocampe, une zone impliquée dans la mémoire qui produit environ 700 neurones par jour, et la zone sous-ventriculaire. La neurogenèse adulte est un processus fortement sensible au vieillissement qui peut être relié à l'apparition de maladies neurodégénératives. Au niveau de l'hippocampe, elle joue un rôle dans les processus d'apprentissage et de mémoire (discrimination fine entre 2 situations proches, mémoire spatiale, de travail, de peur, et même épisodique). Quant à la neurogenèse adulte olfactive, elle joue un rôle dans les apprentissages olfactifs (apprentissage perceptifs, mémorisation de nouvelles odeurs, représentation olfactive, discrimination fine entre différentes odeurs proches).

Toutes ces plasticités peuvent être mises en œuvre lors de processus pathologiques en réponse à une lésion ou à un processus lésionnel, et comporte par nécessité une réorganisation des interactions neuronales afin de préserver au mieux les capacités fonctionnelles du système.

Liens

[Thread] Retrouvez aussi les sources de cette émission sur le fil Twitter de La Méthode scientifique.

Les références musicales

Le titre du jour : Sérénité du cerveau primitif par OoTi

Le générique de début : Music to watch space girls by par Leonard Nimoy

Le générique de fin : Says par Nils Frah

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Plasticité cérébrale : le cerveau, c'est fantastique

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Qu'appelle-t-on 'plasticité cérébrale' ? En quoi consiste-t-elle ? Quelles sont les impacts de la plasticité neuronale en médecine ?

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Comme c'est beau le travail collaboratif! 6 internautes sceptiques ont gracieusement uni leurs efforts afin d'enfin pouvoir offrir une traduction en français de la superbe infographie basée sur le travail de Buster Benson (dont le résultat final, un superbe poster, peut être commandé en ligne en anglais ou en français). Cet article présente cette magnifique ressource en complétant avec des informations tirées du site Associations libres.

Ressource originale à consulter :
- sous forme d' infographie : cliquer sur chaque biais pour en avoir la définition ;
- sous forme de PDF (34 p., voir plus bas pour le sommaire) imprimable (à laisser traîner dans toutes les toilettes? :-D).

Notre cerveau est un organe formidable, malheureusement il est loin d'être parfait et les études sur son fonctionnement (sciences cognitives) le démontrent à foison. Confronté à des problèmes, il a mis en place des stratégies pour les résoudre, notamment des raccourcis de pensée qui sont spontanés et inconscients. Souvent très utiles, ces raccourcis peuvent parfois nous faire mal interpréter les choses. Ils sont également des leviers privilégiés pour ceux qui voudraient orienter notre interprétation.

En résumé :
1. Le trop-plein d'information est nocif, donc on filtre en masse2. Ça ne va pas en s'arrangeant, alors on ne s'encombre que du strict nécessaire
3. Il faut agir vite pour ne pas rater son tour, alors nous sautons directement aux conclusions
4. Le manque d'information rend confus, donc on remplit les trous

Mais les solutions que nous avons trouvées pour régler les problèmes peuvent nous jouer des tours :
1. Nous ne voyons pas tout. Et certaines des informations que nous écartons/filtrons sont en fait utiles et importantes.
2. Notre mémoire renforce les erreurs. Une partie des choses dont nous nous rappelons le plus tard rendent les systèmes cités ci-dessus encore plus biaisés et plus dommageables pour nos processus de pensée.
3. Les décisions rapides peuvent être complètement nulles. Certaines des conclusions auxquelles nous sautons sont injustes, égoïstes et contre-productives.
4. Notre quête de sens peut générer des illusions. Nous imaginons parfois des détails qui ont été placés là par nos suppositions et construisons des intentions et des histoires qui n'existent pas vraiment.

Sommaire

1. Nécessité de faire le tri
Il y a tout simplement trop d'informations dans le monde, nous n'avons pas d'autre choix que d'en filtrer la quasi-totalité. Notre cerveau utilise quelques trucs simples pour choisir les bouts d'informations qui sont les plus susceptibles de finir par être utiles :
-> Nous remarquons ce qui a déjà été amorcé dans la mémoire ou ce qui est souvent répété
-> Les choses bizarres/drôles/visuellement frappantes/anthropomorphiques sont plus marquantes que celles qui ne le sont pas
-> Lorsqu'un élément change, nous le remarquons
-> Nous sommes attirés par ce qui confirme nos propres convictions
-> Nous remarquons les failles des autres plus aisément que les nôtres

2. De quoi devons-nous nous souvenir (ou pas)?
Il y a trop d'informations dans l'Univers. Nous ne pouvons nous permettre que de nous occuper des morceaux qui sont les susceptibles de nous être utiles dans le futur et nous devons constamment faire des compromis et des paris en ce qui concerne ce dont nous allons nous rappeler ou oublier. Par exemple, nous préférons généraliser plutôt que de s'occuper de cas spécifiques car cela prend moins d'espace de stockage et lorsqu'il y a vraiment trop de détails, nous en piochons quelques-uns et ignorons le reste. Ce que nous gardons est ce qui est le plus susceptible de nous servir pour les filtres du problème 1 (l'excès d'information disponible) ainsi que de nourrir ce qui nous vient à l'esprit dans le cadre du problème 4 (le besoin de sens et de remplir les blancs). Cela s'appelle auto-renforcement.
-> Nous stockons différemment les souvenirs selon la façon dont ils ont été expérimentés
-> Nous réduisons les événements et listes à leurs éléments clés
-> Nous effaçons des spécificités pour former des généralités
-> Nous modifions et renforçons quelques souvenirs après coup

3. Nécessité d'agir vite
Nous sommes contraints par le temps et l'information, et nous ne pouvons pas nous permettre de les laisser nous paralyser. Sans la capacité à agir vite face à l'incertitude, notre espèce aurait certainement disparu il y a bien longtemps. Chaque fois que survient un nouveau bout d'information, nous devons faire de notre mieux pour évaluer notre capacité à agir sur la situation, l'utiliser pour modifier nos décisions, s'en servir pour simuler ce qui pourra advenir dans le futur et, à tout le moins, travailler à modifier notre point de vue sur le monde.
-> Nous préférons les options simples en apparence et une information complète aux options complexes et ambiguës
-> Pour éviter les erreurs, nous sommes motivés à préserver notre autonomie et notre statut au sein d'un groupe et à éviter les décisions irréversibles
-> Pour accomplir des choses, nous avons tendance à terminer ce qui nous a déjà coûté en temps et en l'énergie
-> Pour rester concentrés, nous privilégions ce qui est immédiat et signifiant juste devant nous
-> Pour agir, nous devons être sûrs que nous pouvons avoir une influence et sentir que ce que nous faisons est important

4. Pas assez de sens
Le monde est très déconcertant et nous ne sommes capables que d'en percevoir une petite partie alors qu'il nous est nécessaire d'en tirer du sens afin de survivre. Une fois que le flot réduit d'information nous est parvenu, nous relions les points, comblons les blancs avec ce que nous pensons déjà savoir et mettons à jour nos modèles mentaux du monde.
-> Nous projetons notre état d'esprit et nos suppositions actuels sur le passé et le futur
-> Nous pensons savoir ce que les autres pensent
-> Nous simplifions les probabilités et les nombres pour qu'ils soient plus faciles à appréhender
-> Nous nous figurons les choses et les gens que nous apprécions ou qui nous sont familiers meilleurs que les autres
-> Nous extrapolons des attributs sur la base de stéréotypes, de généralités, et d'antécédents
-> Nous projetons des histoires et des motifs, y compris à partir de données éparses

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Codex des biais cognitifs | Penser critique

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Comme c'est beau le travail collaboratif! 6 internautes sceptiques ont gracieusement uni leurs efforts afin d'enfin pouvoir offrir une traduction en français de la superbe infographie basée sur le...

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Détecter les biais cognitifs liés à l’environnement

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Faut-il apprendre à notre cerveau à sauver la planète ? Face à des messages médiatiques sur les enjeux environnementaux, les biais cognitifs ont souvent un effet inhibiteur sur le passage à l’action. Pour les comprendre et les dépasser, il faut aussi interroger notre rapport à l’information.

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Au milieu du XIXè siècle, Mendel, un moine et botaniste autrichien, idéalise quelque peu le comptage des petits pois pour mettre sur pied la génétique. Une fraude qui rétrospectivement, aura servi la science.

Gregor Mendel a "inventé" la génétique moderne. Pour cela, il a falsifié ses résultats. Photo © DR

La génétique naît le 8 février 1865. Ce jour là, le moine autrichien Gregor Mendel publie ses Expériences sur les plantes hybrides où il expose les lois de l'hérédité qui portent aujourd'hui son nom. Ces lois, il les a découvertes en étudiant la transmission des caractères biologiques chez les petits pois. Voilà en effet des années qu'il cultive ses graines dans le jardin de son monastère.

Des générations de petits pois

En quoi consiste son travail ? Il croise entre eux des petits pois. Il s'intéresse particulièrement à 7 caractères héréditaires dont la forme des graines (lisse ou ridée). D'abord, il sélectionne des lignées de pois de race pure, c'est-à-dire des pois à graines lisses dont tous les descendants possèdent des graines lisses. Il fait de même avec les plants à graines ridées.

Puis lors d'une première expérience, il croise les plants issus de pois à graines lisses avec les plants issus de pois à graines ridées. Lors de la première génération (F1), toutes les graines de pois produites par les plantes ont un aspect lisse. Le caractère "ridé", pourtant présent chez l'un des parents, n'apparaît pas : il semble avoir complètement disparu.

"Ces chiffres sont trop beaux pour être vrais "

Mendel croise alors les plants obtenus en F1 entre eux. Et parmi les descendants de seconde génération (F2), le caractère "ridé" réapparaît. Et pas n'importe comment : dans une proportion de 1 pour 3.

Proportions parfaites, trop ?

Une conclusion s'impose alors : le caractère "ridé" est porté par les individus de la F1, mais il ne s'exprime pas. Les caractères "lisse" et "ridé" suivent donc des règles différentes : "lisse" est dit dominant, et "ridé" récessif. Mendel est le premier à comprendre ces lois qui régissent la transmission des caractères héréditaires.

Seulement, si ce moine et botaniste a eu l'idée géniale d'utiliser le dénombrement, pour analyser le phénomène, il semble, et c'est aujourd'hui largement admis, qu'il ait "arrangé" ses résultats. En effet, sur la totalité de ses expériences, ceux-ci sont d'une grande exactitude. Ils correspondent à ce que prévoit la théorie de l'hérédité !

Alors où est le problème ? Eh bien ces chiffres sont trop beaux pour être vrais. La probabilité d'obtenir de tels résultats était assez faible. En effet, les lois qui régissent l'hérédité sont des lois statistiques. De la même manière que celles qui décrivent le lancer d'une pièce de monnaie : si vous lancez une pièce 4 fois, vous n'obtiendrez pas forcément 2 pile/2 face. Il vous faudrait le faire environ 1 million de fois pour obtenir une probabilité de 50/50. Pour les petits pois, c'est un peu la même chose : il aurait fallu que Mendel considère beaucoup plus de petits pois pour obtenir des résultats aussi proches de la théorie. En pratique, c'était difficile (surtout à l'époque).

Fraude et intuition géniale

On peut donc raisonnablement penser que le moine avait sa théorie en tête avant de se frotter aux expérimentations dont il aurait ensuite "amélioré" les résultats. Est-ce Mendel lui-même qui aurait fraudé, ou ses jardiniers, qui, informés des résultats attendus par le botaniste, auraient modifié les proportions de pois afin de gagner du temps ? Impossible de trancher aujourd'hui.

Quoi qu'il en soit, si fraude il y a eu, cela signifie que Mendel a eu une intuition géniale concernant les lois de l'hérédité, encore admises aujourd'hui. Il est d'ailleurs considéré comme le père de la génétique moderne.

En savoir plus La découverte de l'ADN

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Les petits pois de Mendel, fraude scientifique

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Les petits pois de Mendel : le compte était trop bon : Au milieu du XIXè siècle, Mendel, un moine et botaniste morave, idéalise quelque peu le comptage des petits pois pour mettre sur pied la génétique. Une fraude qui rétrospectivement, aura servi la science.

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« On peut sans doute comparer la distinction entre la génétique et l'épigénétique à la différence entre l'écriture d'un livre et sa lecture. Une fois que le livre est écrit, le texte (les gènes ou l'information stockée sous forme d'ADN) sera le même dans tous les exemplaires distribués au public. Cependant, chaque lecteur d'un livre donné aura une interprétation légèrement différente de l'histoire, qui suscitera en lui des émotions et des projections personnelles au fil des chapitres. D'une manière très comparable, l'épigénétique permettrait plusieurs lectures d'une matrice fixe (le livre ou le code génétique), donnant lieu à diverses interprétations, selon les conditions dans lesquelles on interroge cette matrice¹³. »

Thomas Jenuwein (Research institute of molecular pathology, Vienne, Autriche) dans un entretien [archive] rapporté par Frédéric Mathieu en 2014 dans Les Valeurs de la vie. Lecture actualisée de l’œuvre de G. Canguilhem, le normal et le pathologique (1966) (ISBN 979-10-92895-03-2), p. 58 lire en ligne [archive].

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Le déterminisme génétique est-il absolu ? - Ép. 4/10 - De la science-fiction à la science du futur

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Deux invités à chaque fois, l'un critique de film, l'autre médecin, pour nous guider dans ce parcours.

Nous nous retrouvons ce soir autour du film Bienvenue à Gattaca (Andrew Niccol, 1997) pour parler du développement de la prédiction génétique, en compagnie de Laura Koeppel, animatrice du ciné-club du cinéma Le Vincennes, et du Professeur Stanislas Lyonnet, généticien.

Dans cette fiction, le personnage principal Vincent Freeman ne dispose pas des données génétiques favorables à la réalisation de son projet, à savoir intégrer le Centre d'études et de recherches spatiales. Cette structure étant réservée aux individus dont le patrimoine génétique est irréprochable, notre héros pourra-t-il échapper à ce déterminisme ?

Bien que la génétique ait fait d'énormes progrès ces dernières années (diagnostic anténatal, diagnostic préimplantatoire, diagnostic préconceptionnel), ne pourrions-nous pas en exposer les limites, notamment éthiques (calcul prénatal du Quotient Intellectuel, choix de caractéristiques particulières comme la couleur des yeux, etc) ? Les ciseaux génétiques, outils amenant à des modifications génomiques, seront-ils, après l'"expérience" chinoise sur des embryons humains, généralisés ?

C'est un monde qui est totalement aseptisé, totalement normé qui a été mis en place pour éviter les défauts. (Laura Koeppel)

Certes c'est 0.1% de notre génome qui diffère d'un individu à un autre, mais notre génome étant immense, ces 0.1% constituent des millions de variations génétiques. [...] On est aussi différent qu'on est semblable par ces 0.1%. (Stanislas Lyonnet)

Ce premier film, en reprenant un certain nombre de codes cinématographiques et par le biais d'une sorte de fable futuriste ou presque rétrofuturiste, va poser des questions [...] essentielles dont nous sommes encore loin d'avoir maîtrisé toutes les conséquences aujourd'hui. (Laura Koeppel)

Cette variation génétique que les généticiens s'évertuent à essayer de comprendre, avant tout pour expliquer les maladies, [...] va évidemment s'étendre vers des attributs, des caractéristiques, des traits [...] qui font partie de la norme. On entend parler de la couleur des yeux, de la couleur de la peau, de la taille, et cetera. (Stanislas Lyonnet)

>>> Extrait musical : musique du film Bienvenue à Gattaca interprétée par Michael Nyman

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Le déterminisme génétique est-il absolu ? - Ép. 4/10 - De la science-fiction à la science du futur

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Les œuvres d'anticipation (films ou livres) posent souvent des problèmes que la science ou la médecine de demain pourrait concrétiser voire dépasser. C'est l'idée de ces émissions qui permettent l'analyse d'une œuvre et son prolongement scientifique ou sociétal actuel dans le[...]

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Grâce à ses services d’accompagnement gratuits et stimulants, Alloprof engage les élèves et leurs parents dans la réussite éducative.

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Recommended textbook explanations

Psychology: Principles in Practice

1st Edition Spencer A. Rathus

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A Concise Introduction to Logic

13th Edition Lori Watson, Patrick J. Hurley

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Start studying Learning Theories. Learn vocabulary, terms and more with flashcards, games and other study tools.

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Instructional * Learning Design * myBRAINisOPEN

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This interactive learning theories timeline highlights 50 key ideas or research papers related to nine key theories which can inform the design of blended and online learning in Higher Education.

My choice of these nine theories stems from a synthesis of three major books on learning theories: Schunk (2020), Lefrançois (2019) and Harasim (2017). You may find the first post in this learning theories series 'What are learning theories and why are they important for learning design?' useful when interacting with this timeline.

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References

Clark, D. (2020). 100 learning theorists. Retrieved 02 October 2020, from https://donaldclarkplanb.blogspot.com/2020/08/100-learning-theorists-2500-years-of.html

Culatta, R., & Kearsley, G. (n.d.). Learning Theories. InstructionalDesign.Org. Retrieved 25 July 2020, from www.instructionaldesign.org/theories/

Harasim, L. (2017). Learning Theory and Online Technologies (2nd edition). Routledge Ltd. https://doi.org/10.4324/9781315716831

Hendrick, C., & Kirschner, P. A. (2020) . How Learning Happens: Seminal Works in Educational Psychology and What They Mean in Practice. Taylor and Francis. https://doi.org/10.4324/9780429061523

Learning Theories and Models. (n.d.). Learning Theories. Retrieved 27 May 2020, from www.learning-theories.com/

Lefrançois, G. R. (2019). Theories of human learning: Mrs Gribbin's cat (Seventh / Guy R. Lefrançois.). Cambridge University Press. www.cambridge.org/gb/academic/subjects/psychology/educational-psychology/theories-human-learning-mrs-gribbins-cat-7th-edition

Mcleod, S. (n.d.). Theories of Psychology. Simply Psychology. Retrieved 25 July 2020, from www.simplypsychology.org/theories.html

Schunk, D. H. (2020). Learning Theories: An Educational Perspective, 8th Edition. Pearson Education. www.pearson.com/us/higher-education/program/Schunk-Learning-Theories-An-Educational-Perspective-8th-Edition/PGM1996609.html

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Learning theories timeline: key ideas from educational psychology

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This interactive learning theories timeline highlights 50 key ideas or research papers related to nine key theories which can inform the design of blended and online learning in Higher Education. My choice of these nine theories stems from a synthesis of three major books on learning theories: Schunk (2020), Lefrançois (2019) and Harasim (2017).

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L'évolution des théories de l'apprentissage
à l'ère du numérique

Mohammed Chekour, Mohammed Laafou, Rachid Janati-Idrissi

Résumé
Les théories de l'apprentissage visent à expliquer le phénomène d'acquisition des connaissances. L'application directe d'une théorie de l'apprentissage permet de formuler des hypothèses de travail et des méthodes pour des recherches en didactique plus systématique. Dans ce travail, nous avons essayé de réaliser une synthèse des principales théories de l'apprentissage : behaviorisme, cognitivisme, constructivisme et socio-constructivisme. Les critiques de ces théories mettent en évidence la valeur ajoutée d'une nouvelle théorie de l'apprentissage qui s'intéresse à des apports des nouvelles technologies à l'apprentissage et à l'interaction des communautés humaines en réseau.
Mots clés : théories de l'apprentissage, connectivisme, behaviorisme, cognitivisme, constructivisme, socio-constructivisme
Introduction

Les théories de l'apprentissage servent à donner des explications de ce qui se passe lors du processus d'apprentissage. Du point de vue Hill (1977), les théories de l'apprentissage sont utiles pour deux principales raisons : elles fournissent un cadre conceptuel pour l'interprétation de ce que nous observons et elles offrent des orientations pour trouver des solutions des problèmes rencontrés. Certains chercheurs soulignent une véritable évolution au niveau des théories de l'apprentissage au cours des dernières cinquante années du siècle passé (Jonnaert, 2002). L'évolution la plus remarquable a été le passage de l'approche behavioriste de l'apprentissage à l'approche cognitive qui a été prolongée par l'approche constructiviste, socio-constructiviste et connectivisme. Cette évolution porte à la fois sur les finalités de l'apprentissage, sur le rôle de l'apprenant, sur le rôle de l'enseignant et sur le rôle du processus cognitif interne du cerveau (Villiot-Leclercq, 2007).

1. Du behaviorisme au socio-constructivisme : aperçu historique

Le béhaviorisme (ou comportementalisme) est une théorie de l'apprentissage qui s'intéresse à l'étude des comportements observable sans faire appel à des mécanismes internes au cerveau ou à des processus mentaux non directement observables (Good et Brophy, 1995). Le terme béhaviorisme est apparu au début du XXe siècle en parallèle avec les travaux du psychologue américain John Watson. Ce dernier est considéré comme le pionnier du béhaviorisme, il proposait surtout de faire de la psychologie en général une discipline scientifique en utilisant seulement des procédures objectives, comme les expériences de laboratoires, en vue d'établir des résultats exploitables statistiquement (Watson, 1972). Watson a été influencé par les travaux du physiologiste russe Ivan Pavlov sur le conditionnement des animaux. Cette conception l'entraîna à formuler la théorie psychologique du stimulus-réponse (ou conditionnement classique).

Dans la même vision, Fechner compare l'individu à une boîte noire, dont on ne sait rien sur ce qui se passe à l'intérieur, mais dont on peut prévoir certains comportements puisqu'en proposant des stimuli particuliers on obtient toujours les mêmes résultats à la sortie (Raynal, Rieunier et Postic, 1997, p.55) :

Figure 1 : Modèle comportemental de Fechner.

Du point de vue de l'enseignement, le béhaviorisme considère l'apprentissage comme une modification durable du comportement résultant d'un entraînement particulier. Il part du principe que l'acquisition des connaissances s'effectue par paliers successifs. Le passage d'un niveau de connaissance à un autre s'opère par des renforcements positifs des réponses et comportements attendus. De ce fait, l'enseignant répète une notion une ou plusieurs fois lorsqu'il constate à travers le comportement observé que la notion en question n'est pas assimilée par les apprenants. De même, il a pour tâche de concevoir des exercices progressifs, de guider les élèves dans leurs réalisations et de leur communiquer les rétroactions nécessaires à la prochaine étape. Néanmoins, les apprenants ne donnent souvent pas du sens aux connaissances qu'ils restituent et ils perdent le fil conducteur entre les différentes étapes de leur apprentissage. Dans cette théorie, l'apprenant est un élève qui écoute, regarde, réagit et tente de reproduire face à un enseignant qui est transmetteur d'information, de connaissances, qui présente, décrit, schématise, planifie et vérifie.

Le behaviorisme est confortable dans l'optique d'une introduction de la machine numérique dans le processus de l'enseignement-apprentissage. L'enseignant behavioriste sera porté à utiliser des exerciseurs, des quizz, des jeux éducatifs et/ou des animations lors de la conception et la réalisation d'une formation à distance. Si cette théorie est confortable dans l'optique d'une introduction de la machine numérique, elle semble trop pauvre pour être durable (El Bouhdidi, 2013).

Le cognitivisme (ou rationalisme) naît en même temps que l'Intelligence Artificielle, en 1956. Il est proposé par Miller et Bruner en réaction au béhaviorisme. Il est centré sur les manières de penser et de résoudre des problèmes. L'apprentissage ne peut être limité à un enregistrement conditionné, mais doit plutôt être envisagé comme nécessitant un traitement complexe de l'information reçue. La mémoire possède une structure propre, qui implique l'organisation de l'information et le recours à des stratégies pour gérer cette organisation (Crozat, 2002).

La psychologie cognitive considère qu'il y a fondamentalement trois grandes catégories de connaissances : les connaissances déclaratives, procédurales et conditionnelles. Elle invite l'enseignant à développer des stratégies différentes pour faciliter l'intégration de chacune d'elles parce qu'elles sont représentées différemment dans la mémoire ; les connaissances déclaratives répondent en effet au QUOI, les connaissances procédurales au COMMENT et les connaissances conditionnelles au QUAND et au POURQUOI (Legault, 1992).

Pour les cognitivistes, l'apprenant est un système actif de traitement de l'information, semblable à un ordinateur : il perçoit des informations qui lui proviennent du monde extérieur, les reconnaît, les emmagasine en mémoire, puis les récupère de sa mémoire lorsqu'il en a besoin pour comprendre son environnement ou résoudre des problèmes (Bibeau, 1996). L'enseignant est gestionnaire des apprentissages, il guide, anime, dirige, conseille, explique, régule, remédie. Les connaissances deviennent une réalité externe que l'apprenant doit intégrer à ses schémas mentaux et réutiliser plutôt qu'à acquérir des comportements observables (Bibeau, 2007). De plus, la méthode d'enseignement favorisée laisse place à de multiples cheminements d'apprentissage afin de tenir compte des différentes variables individuelles pouvant influencer la manière dont les élèves traitent l'information. L'enseignant cognitiviste sera invité à utiliser des TIC qui favorisent une grande interactivité avec les élèves, telles que des simulateurs, des expériences et des tutoriels intelligents. Toutefois, le modèle cognitiviste a une limite importante, liée au fait qu'un matériel bien structuré n'est pas suffisant pour assurer un apprentissage. La motivation des élèves est un facteur déterminant puisqu'il fournit l'énergie nécessaire pour effectuer les apprentissages.

Contrairement aux behavioristes, les constructivistes croient que chaque apprenant construit la réalité, ou du moins l'interprète, en se basant sur sa perception d'expériences passées. Selon le modèle constructiviste, l'acquisition de connaissance ne se réalise pas par simple empilement mais passe par une réorganisation de conceptions mentales précédentes, un travail de construction ou de reconstruction.

Pour Piaget, l'assimilation et l'accommodation forment un couple indispensable à l'activité cognitive dont les différents processus d'équilibration seront développés dans l'équilibration des structures cognitives (Piaget, 1975). Selon le même auteur, l'assimilation désigne la réintégration d'éléments externes nouveaux dans une structure interne préexistante ; l'accommodation désigne l'adaptation de l'organisme aux variations externes qu'il ne réussit pas à assimiler.

Figure 2 : assimilation et accommodation.

Doolittle (1999) insiste sur huit conditions nécessaires pour réussir une pédagogie constructiviste :

1. Présenter aux apprenants des situations d'apprentissage complexes similaires à celles qu'ils rencontrent dans la vie courante.

2. Favoriser l'interaction et la collaboration entre les apprenants.

3. Donner le sens aux apprentissages des élèves.

4. Tout apprentissage doit partir des acquis des élèves.

5. Les élèves doivent bénéficier d'une évaluation formative continue.

6. Les élèves doivent être responsables de leurs apprentissages.

7. Les enseignants sont des guides et des agents qui facilitent l'apprentissage.

8. Revoir des contenus et les présenter selon diverses perspectives.

Aujourd'hui, le constructivisme apparait toujours prometteur du point de vue des technologies éducatives. Il favorise des outils donnant une grande autonomie à l'élève et lui permettant d'avancer à son rythme (plate-forme pédagogique, matériel didactiques) en utilisant des outils collaboratifs ou - au moins - coopératif (télé correspondance, blogs). Ce modèle favorise aussi le développement des problèmes assistés par ordinateur (Da Costa, 2014)

Ce modèle proposé par Vygotsky, reprend les idées principales du constructivisme de Piaget en y ajoutant le rôle social des apprentissages. L'apprentissage est vu comme l'acquisition de connaissances grâce aux échanges entre l'enseignant et les élèves ou entre élèves. Les élèves n'apprennent pas seulement grâce à la transmission de connaissances par l'enseignant mais aussi grâce aux interactions (Doise & Mugny, 1981). Selon ce modèle, les apprentissages doivent être compris dans leur zone proximale de développement : cette zone comprend les tâches que les élèves peuvent réussir à l'aide d'un adulte, elles sont ni trop difficiles, ni trop faciles. Cette zone augmente nettement le potentiel d'un élève à apprendre plus efficacement (Vygotsky, 1980). Le maître a pour rôle de définir précisément cette zone afin de donner des exercices appropriés. De plus, il va favoriser le débat entre les élèves (conflit socio-cognitif), en les faisant travailler en groupe. Dans ce modèle, les erreurs correspondent également à un point d'appui pour la construction de nouvelles connaissances.

Bruner (1996) a également apporté sa contribution à la théorie socio-constructiviste en expliquant que le modèle transmissif place l'enseignant en situation de monopole ce qui empêche l'acquisition de l'autonomie des élèves. Pour lui, l'enseignant doit faire en sorte que la tâche soit plus agréable à réaliser avec son aide tout en évitant que l'élève devienne dépendant de lui. Il doit également mobiliser et motiver l'élève en maintenant l'intérêt de la tâche pour l'élève.

3. Connectivisme : la nouvelle théorie de l'apprentissage à l'ère du numérique

Face à l'évolution de l'usage des technologies dans l'enseignement, plusieurs chercheurs ont proposé le terme connectivisme pour désigner une nouvelle approche éducative qui s'adapterait à la formation en ligne. Développée par George Siemens et Stephen Downes, le connectivisme interroge le processus de l'apprentissage à l'ère du numérique et dans un monde connecté en réseaux en s'appuyant sur les limites du behaviorisme, du cognitivisme, du constructivisme et du socio-constructivisme (Siemens, 2005). Un aspect du connectivisme est l'utilisation d'un réseau composé de noeuds et de connexions comme métaphore centrale de l'apprentissage (Duplàa & Talaat, 2012). Dans cette métaphore, un noeud peut être une information, des données, un sentiment, une image ou une simulation. L'apprentissage est le processus de connexions, englobant les connexions neuronales, les connexions entre les hommes, les ordinateurs et l'interconnexion entre les différents champs de savoirs (Siemens, 2005).

Pour George Siemens : " Le connectivisme est la somme de principes issus de la théorie du chaos, des réseaux, de l'auto-organisation et de la complexité. L'apprentissage est un processus qui se produit dans des environnements flous composés d'éléments de base changeants, et qui n'est pas entièrement sous le contrôle de l'individu. L'apprentissage peut résider en dehors de l'individu (au sein d'une organisation ou une base de données), et se concentre sur la connexion d'ensembles d'informations spécialisées. Les liens qui permettent d'apprendre davantage sont plus importants que l'état actuel de notre connaissance. Le connectivisme est motivé par la compréhension du fait que les prises de décision sont fondées sur des bases qui se modifient rapidement. De nouvelles informations sont constamment acquises. La capacité d'établir des distinctions entre l'information importante et sans importance est vitale. La capacité de reconnaître quand de nouvelles informations modifient le paysage en fonction des décisions prises hier est également critique. " (2005, p. 4).

Figure 3 : Le connectivisme (Siemens, 2005).

Selon Siemens (2005), les huit principes du connectivisme sont :

L'apprentissage et la connaissance résident dans la diversité des opinions.

L'apprentissage est un processus reliant des noeuds spécialisés ou des sources d'information.

L'apprentissage peut résider dans des appareils non-humains.

La capacité d'en savoir plus est plus critique que ce que l'on sait actuellement.

Entretenir et maintenir des connexions est nécessaire pour faciliter l'apprentissage continu.

La possibilité de voir les liens entre les domaines, les idées et les concepts est une compétence de base.

Obtenir des connaissances précises avec la capacité de les mettre à jours est l'intention de l'apprentissage basé sur connectivisme.

La prise de décision est un processus d'apprentissage en soi. L'importance que l'on donne à une information est variable dans le temps, selon les modifications de l'environnement de cette information

Conclusion

Le terme connectivisme s'inscrit bien dans une logique historique du développement techno-pédagogique. Toutefois, les applications concrètes sont peu dans la littérature et il est aussi critiqué par certains chercheurs. Verhagen (2006) réfute la scientificité des propositions de Siemens et remet en cause le courant connectiviste qui n'est pas une nouvelle théorie de l'apprentissage, mais simplement un courant pédagogique. Il considère que le connectivisme discute principalement le type de savoir que l'élève doit acquérir et des compétences à développer pour faire ces acquisitions. Le connectivisme vise davantage l'organisation de l'apprentissage et n'indique rien sur comment l'élève apprend, donc sur le processus réel de l'apprentissage. Un autre vue critique est proposé par Kerr (2007) qui ne considère pas le connectivisme comme un vrai changement vital au niveau théorique. Selon le même auteur, il existe des théories à l'ère numérique et n'aperçoit pas une grande différence entre la théorie de la cognition distribuée et le connectivisme. Il n'est pas d'accord avec le regard de Siemens qui considère le media est plus important que le contenu transporté car le contenu change très rapidement.

Mohammed Chekour
Étudiant, Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche en Ingénierie Pédagogique,
École Normale Supérieure de Tétouan, Maroc.
Mohammed Laafou
Enseignant-chercheur, Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche en Ingénierie Pédagogique, École Normale Supérieure de Tétouan, Maroc.
Rachid Janati-Idrissi
Enseignant-chercheur, Laboratoire Interdisciplinaire de Recherche en Ingénierie Pédagogique, École Normale Supérieure de Tétouan, Maroc.

Cet article est sous licence Creative Commons (selon la juridiction française = Paternité - Pas de Modification). http://creativecommons.org/licenses/by-nd/2.0/fr/

Références

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Watson, J. (1972). Le béhaviorisme. Paris. Editions Cepi.

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Mohammed Chekour, Mohammed Laafou Rachid Janati-idrissi

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L'évolution des théories de l'apprentissage à l'ère du numérique

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L'évolution des théories de l'apprentissage à l'ère du numérique Mohammed Chekour, Mohammed Laafou, Rachid Janati-Idrissi Résumé Les théories de l'apprentissage visent à expliquer le phénomène d'acquisition des connaissances. L'application directe d'une théorie de l'apprentissage permet de formuler des hypothèses de travail et des méthodes pour des recherches en didactique plus systématique.

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Service national du RÉCIT domaine des arts

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LES THÉORIES DE L’APPRENTISSAGE – Service national du RÉCIT domaine des arts

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RT @melrecherche: « Fête des mères » à la manière de 4 artistes québécois, créé par l’IA avec @Wombo @recitarts https://t.co/QtimAJD5rb

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par conditionnement une récompense à une réponse

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présenter l'information de façon structurée

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créer et renforcer des comportements observables

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traiter et emmagasiner l'information de façon organisé

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organiser des s.a propices au dialogue afin de provoquer et de résoudre des conflitssocio-cognitifs.

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construire et organiser ses connaissances par son action propre.

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offrir des situations obstacles qui permettent l'élaboration de représentations du monde

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Cette carte de concepts créée avec IHMC CmapTools traite de: Théories de l'apprentissage, Créer et renforcer des comportements observables Comment ?

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Une théorie d'apprentissage postule comment les gens apprennent ...

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Les schémas

" L'intelligence est une adaptation " (Piaget, 1936): équilibrations entre assimilation et accommodation

2. " Expansive Learning " (Engeström, 2001): l'apprentissage dans une communauté de travail

Définition des principaux concepts

On peut présenter au moins quatre grandes visions théoriques de l'apprentissage :

apprendre c'est transmettredes savoirs, en renforçant des comportements (le béhaviorisme);

apprendre c'est traiter de l'information, par les mécanismes mentaux internes constitutifs de la pensée et de l'action (le cognitivisme).

apprendre c'est construiredes images de la réalité dans des situations d'action (le constructivisme);

apprendre c'est échangerdu sens, dans des rapports sociaux (le socio-constructivisme).

Les liens entre l'apprentissage et l'enseignement sont bien représentés sur cette carte conceptuelle. Ces quatre approches ont des conséquences bien différentes (voir Cooper 1993), aussi bien pour la conception de systèmes de e-formation (voir Fallery 2004) que pour les communautés de pratiques dans les organisations (voir Ben Saad et Diani 2005). On peut voir une belle carte cognitive de l'ensemble des théories de l'apprentissage réalisée par R. Millwood. Voir aussi une liste très détaillée sur les théories de l'apprentissage sur le site Learning theories et les contributions sur le Wiki EduTech de l'université de Genève.
1. Apprendre c'est transmettre
Burrhus SKINNER ( 1984) est présenté comme le représentant du béhaviorisme ( behavior, le comportement) : dans la théorie du conditionnement, il décrit un sujet actif, qui apprend en recevant des renforcements et en observant les conséquences de ses actes. " Il est possible d'enseigner le saut en hauteur en relevant simplement la barre d'un millimètre après chaque saut réussi" (in A Matter of Consequencies, voir Smith 1994, en français), un processus de stimuli/réponses trop souvent interprété comme une règle qui voudrait qu'on puisse obtenir de meilleurs résultats en constatant les mêmes erreurs répétées (la fameuse dictée). Voir les Théories de la motivation.

On fait ici le postulat que le sens est défini avant la transmission :les formateurssont des émetteurs qui fournissent et facilitent, lesapprenantssont des récepteurs qui reçoivent, décodent et enregistrent (la métaphore du " container "). On peut parler d'un apprentissage par essais-erreurs sur les conséquences de la réponse fournie: Quizz, tests, exercices " à trous ", simulateurs... (voir aussi la page sur Le feedback dans la communication). On peut trouver des publications de B. Skinner sur le site de la B.F. Skinner Fondation.
2. Apprendre c'est traiter de l'information
Le cognitivisme s'est développé au même moment que l'informatique, avec l'idée qu'un comportement intelligent peut se représenter sur la base d'un langage formel permettant la manipulation de symboles (c'est la proposition de A. Newell et H. Simon dès 1972, voir la page Rationalité limitée et décision). Voir par exemple R. GAGNÉ ( 1968) sur les hiérarchies d'apprentissage avec cette belle carte cognitive et voir N. CHOMSKY ( 1984, en français) sur les grammaires universelles : une vision structuraliste, pour laquelle le langage est inné et précède la pensée.

Si cette vision s'est surtout appuyée au départ sur les modèles de comportements de la psychologie cognitive (voir par exemple les pages Dissonance cognitive ou Action raisonnée), elle cherche aujourd'hui à se légitimer par les apports des neurosciences (voir Neurosciences et décision) ou certains apports de l'Intelligence Artificielle dite " symbolique " (voir Intelligence Artificielle et décision).

Voir alors les débats et même les fortes controverses:

le débat scientifique sur le cerveau " scientifique ou social " (voir Gaussel et Reverdy 2013: 41 pages, avec une belle bibliographie);

les nouveaux rapports encore à construire entre neurosciences et psychologie cognitive (Tiberghien 1999) et l'avancée de la recherche en neurosciences éducationnelles (Campbell et Pagé 2012);

les travaux soutenant une vision du développement du cerveau (vision empreinte d'une bonne part de déterminisme biologique: voir cet entretien avec S. Dehaene 2008 sur " les neurones de lecture " et son cours sur le fonctionnement statistique du cerveau ) et à l'opposé une analyse critique de cette " neuropédagogie " (M. Blay et C. Laval 2019) ou la révolte de L-L Salvador (AgoraVox 2018);

dans le cadre de l'Intelligence artificielle, voir une introduction au fonctionnement de la pensée et du cerveau sur le site Interstices et les contributions de D. Galigo (Blog, Biblothèque de Sciences Po, 2018) sur l'apprentissage, entre neurosciences et intelligence artificielle;

et voir les travaux de d'Antonio Damasio sur les liens entre raison et processus émotionnels (à voir à la page Neurosciences et décision).

3. Apprendre c'est construire
Jean PIAGET ( 1936, 1975) est un des grands théoriciens du constructivisme (voir Le Moigne 1994) : la connaissance ne procède pas d'une perception mais d'une action; l'acte de connaître un " objet " est inséparable de l'acte de " se " connaître qu'exerce le sujet connaissant; en " organisant le monde " (c'est à dire les connaissances) l'intelligence (c'est à dire le mode d'élaboration de la connaissance) s'organise elle-même.

En psychopédagogie, J. Piaget étudie les phases du développement cognitif de l'enfant, développement qui a toujours lieu dans l'interaction entre l'individu et son milieu, entre l'inné et l'acquis (voir Piaget 1936). Des " schèmes ", images de la réalité, sont fabriqués par l'individu en manipulant et agrégeant des concepts par analogie : schémas, paradigmes, perspectives, croyances...

Dans l'apprentissage il faut donc se placer dans des situations actives d'essais-erreurs pour rencontrer et résoudre des conflits entre différents schèmes qui se construisent, et ceci se fait dans une double adaptation :

par une assimilation directe des objets aux structures existantes: l'individu trie et sélectionne ce qui est conforme à ses schèmes actuels (il décode avec ses connaissances initiales);

et par une accommodation nouvelle des structures aux objets: les nouvelles connaissances élargissent les structures existantes en créant un nouveau schème d'assimilation, en tête de cette page.voir le schéma 1

Des équilibrations (assimilation-accommodation, intégration-différentiation, production-conservation) de ces processus (voir Piaget 1975) mènent à des progrès cognitifs, à des stades supérieurs de structuration (dans une approche structurelle des rapports entre la structure cognitive de l'individu et les structures extérieures). Voir et écouter J. Piaget, développant ces facteurs d'équilibration en 1971:

On peut trouver de nombreuses publications de J. Piaget sur le site de la Fondation Jean Piaget et de nombreuses vidéos de ses cours sur cette liste Youtube.
4. Apprendre c'est échanger
Lev VYGOTSKY (1978 trad., 1997 trad. téléchargeable en anglais) présente une vision socio-constructivistede la connaissance-en-action, en faisant intervenir les " médiations " (P. Lestage, 2009, parle de construction sociale de l'intelligence). Le développement mental doit être pensé non pas seulement dans une relation Sujet/Objet mais comme étant de nature sociale Sujet/Alter/Objet, en associant donc appropriation et communication (voir Ivic 1994, voir Rochex 1997, voir Brassac 2003) :

d'une part l'appropriation de connaissances est directement issue des rapports sociaux, médiatiséspar le langage et la culture : " on ne connaît que ce que l'on peut dire ", et donc ce qui est socialement racontable (voir le lien avec les Théories de la narration et la Théorie du SenseMaking);

d'autre part il existe unezone proximale de développement, " une personne ne peut imiter que ce qui est dans son niveau de développement ", (1978, p. 88);

les possibilités d'apprentissage représentent donc le potentiel qu'un individu peut compléter par étapes, dans une suite de conflits socio-cognitifs (Buchs et al. 2008) et une compréhension mutuelle des actions de l'autre (le tiers, le médiateur, les partenaires... par assistance ou orientation).

L. Vygotsky est un auteur souvent cité dans les études qui font appel aux Théories sociales de la communication qui placent la relation dans un contexte.

Pour C. Freinet ( 1964) il s'agit alors de mettre en avant des techniques " d'apprentissage naturel " (correspondance, journal scolaire, expérimentations, enquêtes, décisions dans une coopérative scolaire... ) pour favoriser le tâtonnement expérimental dans des situations de véritable travail social dans l'école, voir le site de l' ICEM et notamment ce document sur l'imprimerie à l'école dans le film L'école buissonnière de 1932:

Pour Y. Engeström( 2001) l'apprentissage relève alors de l'"Expansive Learning", quiétend l'usage et le but d'un objet (en contribuant ainsi à une invention collective dans un système d'activité, voir le schéma 2 ci-dessus en tête de la page). Le marteau d'un menuisier n'est pas le même " objet " que le marteau d'un carrossier, le téléphone portable d'un adolescent n'est pas le même " objet " que celui de ses parents. La relation entre un Sujet (qui peut-être un collectif) et un Objet (interprété à travers l'action collective finalisée) se fait à travers deux processus :

d'une part mobiliserdes outils(accompagnés des signes, schèmes, règles ou modèles) pour agir sur l'objet,

mais d'autre part inscrire cet objetdans une communauté de travail(avec ses règles et sa division du travail), voir les théories de l'Apprentissage organisationnel. La connaissance n'est pas ici un stock mais un flux : au-delà des individus, c'est la communauté elle-même qui apprend (voir Bereiter 1997 et voir la théorie de I. Nonaka sur la Conversion des connaissances).

Y. Engeström est un auteur souvent cité en Éducation physique et sportive, mais aussi dans les approches de la Sociomatérialité, pour prendre en compte les " affordances " d'une technologie liées aux potentialités et à l'engagement. Voir aussi le lien avec Les théories de la motivation.

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Voir les autres théories utilisées dans la Voir la carte générale des théories en management
Gestion des connaissances
Burrhus Skinner (1984), The Shame of American Education, American Psychologist, vol 39, n° 9
FondationJeanPiaget
Jean Piaget (1975). L'équilibration des structures cognitives: problème central du développement (Chapitre 2. Le fonctionnement de l'équilibration) disponible sur le site de la fondation Jean Piaget

Jean Piaget (1936), Le problème biologique de l'intelligence, (un des nombreux documents disponibles sur le site de la fondation Jean Piaget)

Lev Vygotsky (1978 trad.), Mind in Society, Harward Uninersity Press
Google.books
Lev Vygotsky (1997, trad.) The History of the Developmnt of Higher Mental Fonctions, Plenum Press

Noam Chomsky (1984), La connaissance du langage, Grammaire générative et sémantique. Communications, n° 40

Y. Engeström (2001), Expansive Learning at Work: toward an activity theoretical reconceptualization Journal of Education and Work, Vol. 14 n°. 1

L. Smith (1994), Skinner 1904-1990, Perspectives, revue trimestrielle d'éducation comparée, vol. 24, n° 3/4

J-L Le Moigne (1994), Pourquoi je suis un constructiviste non repentant, document de travail

Ivan Ivic (1994), LEV S. VYGOTSKY (1896 - 1934), Revue trimestrielle d'éducation comparée, vol. 24, n° 3/4.

J-Y Rochex (1997), L'œuvre de Vygotski: fondements pour une psychologie historico-culturelle, Revue française de pédagogie.

C. Brassac (2003), Lev ( Vygostki), Ignace, Jérôme et les autres.... Vers une perspective constructiviste en psychologie interactionniste, Technologies, Idéologie et Pratiques: revue d'anthropologie des connaissances, vol15 n°1.

C. Buchs, C. Darnon, A. Quiamzade, G. Mugny et F. Butera (2008). Conflits et apprentissage. Régulation des conflits sociocognitifs et apprentissage, Revue française de pédagogie, n°163

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G. Ben Saad, M. Diani (2005), Repenser la coordination intra-organisationnelle des connaissances productives : d'une épistémologie de possession vers une épistémologie de pratique. Document de travail.

C. Bereiter (1997). Situated cognition and how to overcome it. In Situated cognition: Social, semiotic, and psychological perspectives, pp. 281-300

C. Feinet (1964), Les invariants pédagogiques, Éditions de l'École moderne française

R. Barbier (1998), L'éducateur comme passeur de sens, Centre international de recherches et études disciplinaires N° 12.
SlideShare
P. Lestage (2009), sur SlideShare support de cours sur la construction sociale de l'intelligence (Piaget/Vygotski)
Théories d'apprentissage
Voir aussi les théories de l'apprentissage sur le Wiki " Edu Tech " de l'université de Genève
Learning Theories
Voir aussi le site Learning Theories, qui liste plus de 150 théories (!) autour de l'apprentissage

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" L'intelligence est une adaptation " (Piaget, 1936): équilibrations entre assimilation et accommodation 2. " Expansive Learning " (Engeström, 2001): l'apprentissage dans une communauté de travail On peut présenter au moins quatre grandes visions théoriques de l'apprentissage : apprendre c'est transmettredes savoirs, en renforçant des comportements (le béhaviorisme); apprendre c'est traiter de l'information, par les mécanismes mentaux internes constitutifs de la pensée et de l'action (le cognitivisme).

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Mind uploading, whole brain emulation, or substrate-independent minds, is a use of a computer or another substrate as an emulated human brain. The term "mind transfer" also refers to a hypothetical transfer of a mind from one biological brain to another. Uploaded minds and societies of minds, often in simulated realities, are recurring themes in science-fiction novels and films since the 1950s.

A story featuring an artificial brain that replicates the personality of a specific person is "The Infinite Brain" by John Scott Campbell, written under the name John C. Campbell, and published in the May 1930 issue of Science Wonder Stories. The artificial brain is created by an inventor named Anton Des Roubles, who tells the narrator that "I am attempting to construct a mechanism exactly duplicating the mechanical and electrical processes occurring in the human brain and constituting the phenomena known as thought." The narrator later learns that Des Roubles has died, and on visiting his laboratory, finds a machine that can communicate with him via typed messages, and which tells him "I, Anton Des Roubles, am dead-my body is dead-but I still live. I am this machine. These racks of apparatus are my brains, which is thinking even as yours is. Anton Des Roubles is dead but he has built me, his exact mental duplicate, to carry on his life and work." The machine also tells him "He made my brain precisely like his, built three hundred thousand cells for my memory, and filled two hundred thousand of them with his own knowledge. I have his personality; it is my own through a process I will tell you of later. ... I think just as you do. I have a consciousness as have other men." He then explains his discovery that the electrical impulses in the brain create magnetic fields that can be detected by a device he built called a "Telepather", and that "[t]hrough this instrument any one's mental condition can be exactly duplicated." Later, he enlists the narrator's help in constructing a new type of artificial brain that will retain his memories but possess an expanded intellect, though the experiment does not go as planned, as the new intelligence has a radically different personality and soon sets out to conquer the world.

An early story featuring technological transfer of memories and personality from one brain to another is "Intelligence Undying" by Edmond Hamilton, first published in the April 1936 issue of Amazing Stories. In this story, an elderly scientist named John Hanley explains that when humans are first born, "our minds are a blank sheet except for certain reflexes which we all inherit. But from our birth onward, our minds are affected by all about us, our reflexes are conditioned, as the behaviorists say. All we experience is printed on the sheet of our minds. ... Everything a human being learns, therefore, simply establishes new connections between the nerve cells of the brain. ... As I said, a newborn child has no such knowledge connections in his cortex at all-he has not yet formed any. Now if I take that child immediately after birth and establish in his brain exactly the same web of intricate neurone connections I have built up in my own brain, he will have exactly the same mind, memories, knowledge, as I have ... his mind will be exactly identical with my mind!" He then explains he has developed a technique to do just this, saying "I've devised a way to scan my brain's intricate web of neurone connections by electrical impulses, and by means of those impulses to build up an exactly identical web of neurone connections in the infant's brain. Just as a television scanning-disk can break down a complicated picture into impulses that reproduce the picture elsewhere." He adds that the impulses scanning his brain will kill him, but the "counter-impulses" imprinting the same pattern on the baby's brain will not harm him. The story shows the successful transfer of John Hanley's mind to the baby, whom he describes as "John Hanley 2nd", and then skips forward to the year 3144 to depict "John Hanley, 21st" using his advanced technology to become the ruler of the Earth in order to end a war between the two great political powers of the time, and then further ahead to "John Hanley, 416th" helping to evacuate humanity to the planet Mercury in response to the Sun shrinking into a white dwarf. He chooses to remain on Earth awaiting death, so that people would "learn once more to do for themselves, would become again a strong a self-reliant race", with Hanley concluding that he "had been wrong in living as a single super-mind down through the ages. He saw that now, and now he was undoing that wrong."

A story featuring human minds replicated in a computer is the novella Izzard and the Membrane by Walter M. Miller, Jr., first published in May 1951. In this story, an American cyberneticist named Scott MacDonney is captured by Russians and made to work on an advanced computer, Izzard, which they plan to use to coordinate an attack on the United States. He has conversations with Izzard as he works on it, and when he asks it if it is self-aware, it says "answer indeterminate" and then asks "can human individual's self-awareness transor be mechanically duplicated?" MacDonney is unfamiliar with the concept of a self-awareness transor (it is later revealed that this information was loaded into Izzard by a mysterious entity who may nor may not be God), and Izzard defines it by saying "A self-awareness transor is the mathematical function which describes the specific consciousness pattern of one human individual." It is later found that this mathematical function can indeed be duplicated, although not by a detailed scan of the individual's brain as in later notions of mind uploading; instead, Donney just has to describe the individual verbally in sufficient detail, and Izzard uses this information to locate the transor in the appropriate "mathematical region". In Izzard's words, "to duplicate consciousness of deceased, it will be necessary for you to furnish anthropometric and psychic characteristics of the individual. These characteristics will not determine transor, but will only give its general form. Knowing its form, will enable me to sweep my circuit pattern through its mathematical region until the proper transor is reached. At that point, the consciousness will appear among the circuits." Using this method, MacDonney is able to recreate the mind of his dead wife in Izzard's memory, as well as create a virtual duplicate of himself, which seems to have a shared awareness with the biological MacDonney.

In The Altered Ego by Jerry Sohl (1954), a person's mind can be "recorded" and used to create a "restoration" in the event of their death. In a restoration, the person's biological body is repaired and brought back to life, and their memories are restored to the last time that they had their minds recorded (what the story calls a 'brain record'), an early example of a story in which a person can create periodic backups of their own mind which are stored in an artificial medium. The recording process is not described in great detail, but it is mentioned that the recording is used to create a duplicate or "dupe" which is stored in the "restoration bank", and at one point a lecturer says that "The experience of the years, the neurograms, simple memory circuits-neurons, if you wish-stored among these nerve cells, are transferred to the dupe, a group of more than ten billion molecules in colloidal suspension. They are charged much as you would charge the plates of a battery, the small neuroelectrical impulses emanating from your brain during the recording session being duplicated on the molecular structure in the solution." During restoration, they take the dupe and "infuse it into an empty brain", and the plot turns on the fact that it is possible to install one person's dupe in the body of a completely different person.

An early example featuring uploaded minds in robotic bodies can be found in Frederik Pohl's story "The Tunnel Under the World" from 1955. In this story, the protagonist Guy Burckhardt continually wakes up on the same date from a dream of dying in an explosion. Burckhardt is already familiar with the idea of putting human minds in robotic bodies, since this is what is done with the robot workers at the nearby Contro Chemical factory. As someone has once explained it to him, "each machine was controlled by a sort of computer which reproduced, in its electronic snarl, the actual memory and mind of a human being ... It was only a matter, he said, of transferring a man's habit patterns from brain cells to vacuum-tube cells." Later in the story, Pohl gives some additional description of the procedure: "Take a master petroleum chemist, infinitely skilled in the separation of crude oil into its fractions. Strap him down, probe into his brain with searching electronic needles. The machine scans the patterns of the mind, translates what it sees into charts and sine waves. Impress these same waves on a robot computer and you have your chemist. Or a thousand copies of your chemist, if you wish, with all of his knowledge and skill, and no human limitations at all." After some investigation, Burckhardt learns that his entire town had been killed in a chemical explosion, and the brains of the dead townspeople had been scanned and placed into miniature robotic bodies in a miniature replica of the town (as a character explains to him, 'It's as easy to transfer a pattern from a dead brain as a living one'), so that a businessman named Mr. Dorchin could charge companies to use the townspeople as test subjects for new products and advertisements.

Something close to the notion of mind uploading is very briefly mentioned in Isaac Asimov's 1956 short story The Last Question: "One by one Man fused with AC, each physical body losing its mental identity in a manner that was somehow not a loss but a gain." A more detailed exploration of the idea (and one in which individual identity is preserved, unlike in Asimov's story) can be found in Arthur C. Clarke's novel The City and the Stars, also from 1956 (this novel was a revised and expanded version of Clarke's earlier story Against the Fall of Night, but the earlier version did not contain the elements relating to mind uploading). The story is set in a city named Diaspar one billion years in the future, where the minds of inhabitants are stored as patterns of information in the city's Central Computer in between a series of 1000-year lives in cloned bodies. Various commentators identify this story as one of the first (if not the first) to deal with mind uploading, human-machine synthesis, and computerized immortality.

Another of the "firsts" is the novel Detta är verkligheten (This is reality), 1968, by the renowned philosopher and logician Bertil Mårtensson, a novel in which he describes people living in an uploaded state as a means to control overpopulation. The uploaded people believe that they are "alive", but in reality they are playing elaborate and advanced fantasy games. In a twist at the end, the author changes everything into one of the best "multiverse" ideas of science fiction.

In Robert Silverberg's To Live Again (1969), an entire worldwide economy is built up around the buying and selling of "souls" (personas that have been tape-recorded at six-month intervals), allowing well-heeled consumers the opportunity to spend tens of millions of dollars on a medical treatment that uploads the most recent recordings of archived personalities into the minds of the buyers. Federal law prevents people from buying a "personality recording" unless the possessor first had died; similarly, two or more buyers were not allowed to own a "share" of the persona. In this novel, the personality recording always went to the highest bidder. However, when one attempted to buy (and therefore possess) too many personalities, there was the risk that one of the personas would wrest control of the body from the possessor.

In the 1982 novel , part of the Ware Tetralogy by Rudy Rucker, one of the main characters, Cobb Anderson, has his mind downloaded and his body replaced with an extremely human-like android body. The robots who persuade Anderson into doing this sell the process to him as a way to become immortal.

In William Gibson's award-winning Neuromancer (1984), which popularized the concept of "cyberspace", a hacking tool used by the main character is an artificial infomorph of a notorious cyber-criminal, Dixie Flatline. The infomorph only assists in exchange for the promise that he be deleted after the mission is complete.

The fiction of Greg Egan has explored many of the philosophical, ethical, legal, and identity aspects of mind transfer, as well as the financial and computing aspects (i.e. hardware, software, processing power) of maintaining "copies." In Egan's Permutation City (1994), (1997) and (2010), "copies" are made by computer simulation of scanned brain physiology. See also Egan's "jewelhead" stories, where the mind is transferred from the organic brain to a small, immortal backup computer at the base of the skull, the organic brain then being surgically removed.

The movie The Matrix is commonly mistaken[citation needed ] for a mind uploading movie, but with exception to suggestions in later movies, it is only about virtual reality and simulated reality, since the main character Neo's physical brain still is required for his mind to reside in. The mind (the information content of the brain) is not copied into an emulated brain in a computer. Neo's physical brain is connected into the Matrix via a brain-machine interface. Only the rest of the physical body is simulated. Neo is disconnected from and reconnected to this dreamworld.[citation needed ]

James Cameron's 2009 movie has so far been the commercially most successful example of a work of fiction that features a form of mind uploading. Throughout most of the movie, the hero's mind has not actually been uploaded and transferred to another body, but is simply controlling the body from a distance, a form of telepresence. However, at the end of the movie the hero's mind is uploaded into Eywa, the mind of the planet, and then back into his Avatar body.

Mind transfer is a theme in many other works of science fiction in a wide range of media. Specific examples include the following:

In the Noon Universe created by Arkady and Boris Strugatsky, the Great Encoding of 2121 was the first known attempt to completely store an individual's personality on an artificial medium. The final stages of the Encoding are described in the chapter 14 of Noon: 22nd Century (Candles Before the Control Board), first published in 1961.

Clifford D. Simak's Hugo-shortlisted novel Time is the Simplest Thing (1961) is based around mind copying and uploading. The initial swap involves 'the Pinkness' giving 'Shep Blaine' a very large number of minds that it has collected over the aeons in exchange for a copy of his mind.

Philip José Farmer's World of Tiers series (1965-1993) introduces the villainous Bellers, who were laboratory machines designed to temporarily hold Lord's consciousness between clone bodies, which became sentient and self replicating.onto a Holopox unit shortly before being nuked by the KGB.

In Arthur C. Clarke's novel 2001: A Space Odyssey (1968), the beings controlling the monoliths were once alien lifeforms that had uploaded their minds into robotic bodies and finally into the fabric of space and time itself. The character Dave Bowman undergoes an uploading from the body of a human into a "ghost", as he is described in later books.

Bertil Mårtensson's novel Detta är verkligheten (This is reality), 1968. See above article for details.

In an interesting reversal of the typical mind-transfer story, in Robert A Heinlein's Time Enough for Love (1973) a sentient computer transfers "her" mind into a genetically engineered human body.

In James P. Hogan's The Giants novels (1977-2005), stable FTL travel takes weeks if not months, so people upload their minds into an intergalactic network controlled by the AI known as VISAR. The network also supports a large series of virtual worlds for people to interact.

In Heroes Unlimited (1984) under the Robot category, a human pilot has a transferred intelligence category that transfers a human intelligence over a distance into the body of a robot. This option is also available in Rifts Sourcebook 1. In either case it can be permanent.

Frederik Pohl's novel Heechee Rendezvous (1984) was the first in his Heechee Saga series in which the protagonist Robinette Broadhead had been uploaded into a computer after his death. The technology was first introduced in Pohl's previous novel in the tetralogy, Beyond the Blue Event Horizon (1982)

Larry Niven deals with mind-transfer in his short stories: memories from 'corpsicles' (cryogenically frozen bodies) are transferred to mindwiped criminals. In the novels The Smoke Ring (1987) and The Integral Trees (1984), a human is voluntarily 'translated' into a computer program to operate as a starship's guiding intelligence.

Iain M. Banks's Culture series (1987-) make extensive reference to the transfer of mind-states.

Greg Bear's novel (1988) features a main character discovering a captured uploaded mind of a type of alien called a "Jart", whose civilization is later discovered to have the goal of uploading and digitizing as many minds and life-forms as possible with the hope of preserving them in a future "Final Mind" similar to Teilhard or Tipler's conception of the Omega Point. The story also features Bear's notion of the Taylor algorithms which allow a mentality to discover what type of system it is running on (for example, Bear writes on p. 109 that with these algorithms, "a downloaded mentality could tell whether or not it had been downloaded").

Roger MacBride Allen's The Modular Man (1992) portrays the interior experience of a personality copied into a vacuum cleaner and his legal battle for recognition as a legal personality. See also Political ideas in science fiction.

Peter James' Host (1993). A group of scientists is researching the feasibility of the upload to achieve immortality. Unfortunately it turns out that there are some unforeseen problems with the combination of human emotions and the power to use computers and the internet to manipulate the real world.

Greg Egan's novels Permutation City (1994), (1997) and (2010). See opening section for details.

In Garth Nix's Shade's Children (1997), Shade is an uploaded consciousness acting in loco parentis to teenagers to help save them from evil Overlords. Shade contemplates at times how human he is, especially as his personality degenerates during the story; and whether or not he should have a new human body.

Tad Williams's series (1998-2002) concerns the activities of a secret society whose goals include creating a virtual reality network where they will be uploaded and in which they will live as gods. Otherland contains a very hard SF approach to the topic, but balances the hard approach with fantastical adventures of the protagonists within the virtual reality network.

Gene Wolfe's trilogy The Book of the Short Sun (1999-2001) features an old generation starship called the Whorl which is run by a group of uploaded rulers who have set themselves up as gods. Once the Whorl arrives at a star system with habitable planets, they send giant "godlings" to the humans on board to encourage them to depart the ship.

In Alastair Reynolds' Revelation Space universe (2000-), a complete and functioning copy of the mind is described as an alpha-level simulation while a non-sentient copy of the mind based on predictive behavioural pattern of a person's mind is described as a beta-level simulation.

In Carlos Atanes' FAQ: Frequently Asked Questions (2004) the Sisterhood of Metacontrol transfer Angeline's consciousness into the virtual world of the Réseau Céleste.

The book and podcast novel series 7th Son (2009) from JC Hutchins focuses purely on mind uploading and cloning. Combining two ethically situational sciences and turning it into a thriller series when a terrorist clone can copy his consciousness to other people's minds.

Similar themes are also found in Broken Angels and Altered Carbon by Richard Morgan.

Hannu Rajaniemi's Quantum Thief series (2010-2014), which includes the novels The Quantum Thief, The Fractal Prince and The Causal Angel, describes a posthuman world where uploaded minds (named gogols) are widely used as intellectual software utilized for various purposes including data analysis, planning and control of embedded systems.

David T. Wolf's novel, "Mindclone," describes the first successful brain scan and upload, creating a digital twin of Marc Gregorio, a science writer. Alternating between the points of view of the human and his digital twin, the novel explores the technology and its consequences as the pair establishes a friendly rivalry, and cooperates to fend off an avaricious government contractor. (2013)

Damien Boyes's series Lost Time (2015-), features characters whose minds are uploaded and digitally restored into artificial bodies. The series explores the emotional, legal, philosophical, and societal ramifications of mind uploading technology.

In the novel So Far Out to Sea by Dane St. John (2016), the visionary Abraham Trevis must locate a habitable exoplanet and plot out a journey to get there, in which he plans to use an experimental process called "relocation" to allow humans to survive the inhospitable forces of space and time - it consists of specialized nanotechnology called "architects", engineered for the purpose of replicating neurons and all individual experiences, learnings, and emotional traits.

In Steve Toutonghi's 2016 novel, Join, people are able to fuse their individual psyches into shared collective consciousnesses-a shared identity known as a join-in order to live multiple lives simultaneously, enjoy perfect companionship, and never die.

In Adrian Tchaikovsky's novel Children of Time (2016) both Dr. Avrana Kern and Gilgamesh Captain Vrie Guyen experiment with whole brain emulation with varied degrees of success.

Dennis E. Taylor's Bobiverse series (2016-Present) follows a 21st-century man named Bob whose consciousness has been uploaded and copied into many "replicants". These computerized clones then explore the galaxy while struggling with whether they are still human, or simply machines.

In Neal Stephenson's Fall; or, Dodge in Hell a software billionaire's brain is destructively scanned and then emulated in a massive cloud computing simulation. The story is told partially in contemporary real space and also in the simulation space which may exhibit different perceived timescales for the simulated consciousnesses.

In the film The Creation of the Humanoids (1962), set in the future after a nuclear war, the blue-skinned androids known as "humanoids" are trying to infiltrate human society by creating android replicas of humans that have recently died, using a procedure called a "thalamic transplant" to take the memories and personality of the recently deceased human and place them in the replicas.

In the film Tron (1982), human programmer Flynn is digitized by an artificial intelligence called the "Master Control Program", bringing him inside the virtual world of the computer.

Mamoru Oshii/Masamune Shirow's anime/manga Ghost in the Shell (1989-) portrays a future world in which human beings aggressively mechanize, replacing body and mind with interfacing mechanical/computer/electrical parts, often to the point of complete mechanization/replacement of all original material. Its sequel, Ghost in the Shell 2: Innocence deals heavily with the philosophical ramifications of this problem.

In the film Robotrix (1991), a criminally insane scientist, Ryuichi Sakamoto, transfers his mind into a cyborg and immediately commits a series of rapes and murders. Among his victims is female police officer Selena Lam. The scientist Dr. Sara transfers Selena's mind into a cyborg named Eve-27, then copies her own persona into a robotic assistant named Ann. The cyborg-robot team pursue the criminal Sakamoto by investigating a series of murdered prostitutes.

The film Freejack (1992) describes a future where the wealthy can seize people out of the past, moments before their death, and transfer their own mind & consciousness to the newly captured body, at the expense of that person's mind. A "freejack" is what an escapee of this process is called. The computer equipment which stores a mind temporarily while it awaits transplant is referred to as "the spiritual switchboard".

In the film The 6th Day (2000), the contents of a brain can be downloaded via the optic nerves, and copied to clones.

Chrysalis, a 2007 French movie about an experimental machine capable of partially uploading minds. Minds cannot function in purely digital form, they must be placed back into a human container.

In the 2014 movie Captain America: The Winter Soldier, Arnim Zola, a biochemist for HYDRA developed a terminal disease and he transferred his consciousness to a giant computer that took up the entire area of an old, abandoned S.H.I.E.L.D. facility in New Jersey.

In the 2014 movie Transcendence, Dr. Will Caster, an artificial intelligence researcher, is assassinated with a bullet laced with radioactive material and has his consciousness uploaded to several quantum processors (and eventually the internet) in order for him to survive in a digital form.

In the 2015 movie CHAPPiE the title character Chappie transfers the dying Deon's consciousness into a spare robot through a modified neural helmet.

In the 2015 film Advantageous, Gwen Koh is made to choose between having her consciousness transferred to a different body in order to keep her job as the face of a technology company or not having the resources to give her daughter the education that will maintain her position in a socially and economically stratified society.

In the 2015 film Self/less the super wealthy are offered the extension of their lives through the transfer of their minds into what are presented as cloned bodies, but are actually humans whose memories are overwritten and suppressed.

In the 2018 film Replicas a researcher working on creating synthetic robot brains copies his family's minds into cloned human bodies after they are killed in a car accident, in-order to bring them back to life. However, although their minds are copied into cloned bodies, their minds are first uploaded into storage devices called Mem-Drives capable of storing the entire contents of a human brain, until their minds can then later (only after the cloned bodies that first have to be grown are finished maturing) be transferred subsequently into the cloned human bodies. This film also deals with the concept of Mind uploading (into fully artificial robot bodies) as that is exactly what the primary character in the film is trying to accomplish, from nearly the very beginning of the film.

In Galaxy Express 999 (1978), people can achieve effective immortality by transferring their minds into android bodies, if they are wealthy enough to afford them. The main character is set on this as his supreme aspiration in life, but slowly comes to appreciate that it is not quite the panacea he had been led to believe it was.

In the 1985 TV movie Max Headroom and ABC Television series, TV reporter Edison Carter is copied into Network 23's computers creating the TV personality Max Headroom.

In Star Trek: The Next Generation season 2 episode 6 "The Schizoid Man" (1989), Dr Ira Graves uploads his mind into Data's positronic brain. He later downloads his memories into the Enterprise's computer, although his personality has been lost. His memories reduced to raw data of events.

In Battle Angel Alita (1990-, also known as Gunnm), a closely guarded secret of the elite city of Tiphares/Zalem is that its citizens, after being eugenically screened and rigorously tested in a maturity ritual, have their brains scanned, removed and replaced with chips. When this is revealed to a Tipharean/Zalem citizen, the internalized philosophical debate causes most citizens to go insane.

The antagonist of the M.A.N.T.I.S. episode "Switches" (1995) is a mad scientist on death row, who has designed a device which will upload his mind into the power grid. The device is activated when the scientist is executed in an electric chair. He is thwarted in his attempt to subject his ex-girlfriend to the same process.

In the TV series Stargate Atlantis, after being infected with Asuran (Replicator) Nanites, Dr. Weir is capable of accessing and uploading herself in the Asuran collective network.

In the TV series Stargate Universe, the consciousnesses of a number of deceased characters are uploaded to the Destiny's main computer, where they exist as live computer programs which can interact with the crew via induced audiovisual hallucinations.

Cowboy Bebop episode 23 "Brain Scratch" (1999) is about a cult dedicated towards electronic transference of the mind into a computer network.

In the Japanese animated television series Kaiba (2008), memories can be stored as information via a memory chip; when individuals die, their minds live on. This digitization of mental information allows for the transfer of one's mind to someone else's body, and the theft and manipulation of other people's memories has become the norm. Society is largely divided into two classes. In the skies are electrical storms, which cannot be passed through without losing one's memories. Above them lies the realm of the wealthy and powerful, who barter others' bodies and memories for their own enjoyment and longevity. Below the clouds is a troubled and dangerous world where good bodies are hard to come by and real money is scarce.

In the television series (2009-2010), a prequel to Battlestar Galactica, the ability to upload human consciousnesses into a virtual reality world is featured prominently. (Battlestar Galactica did not itself feature true mind uploading, since the cylons were artificial intelligences that were not based on ordinary human brains, though their minds could be transferred from one body to another in the same manner as is often envisioned for uploads.) While some characters believe that the process only creates an imperfect copy of the original person, as the death of the original consciousness is unnecessary for the creation of the virtual copy, other characters believe that it can be viewed as a form of religious rebirth analogous to the afterlife.

Mind transfer is a central theme in the television series Dollhouse (2009-2010).

In the anime series Serial Experiments Lain, the antagonist Masami Eiri embeds his memories and consciousness into the "Wired", the internet of the story universe. He believed that humanity should evolve by ridding themselves of their physical limitations and live as digital entities only.

In the second installment of the story The Trial of a Time Lord in the original Doctor Who series, the Doctor's assistant Perpugilliam Brown has her mind erased, and replaced with the mind of the dying Lord Kiv of the Mentors. The storyline mentions that this is the first time the entire mind of an individual can be transplanted from one body to another. It is a pivotal moment in the history of the series as it is the purported reason that the Time Lords took the Doctor out of time and placed him on trial. It was later shown to be false evidence in the Doctor's trial.

In the episode Silence in the Library of the 2005 revival of the British television show Donna Noble is "saved" by the computer Cal where she joins several others inside the computer that had been saved previously. Arguably the process of saving the individuals is more involved then simple mind uploading as the teleportation patterns of the individuals are also stored and the Doctor is able in the next episode Forest of the Dead to get Cal to return them to the physical world. However, also in Forest of the Dead, the character of River Song, is killed but the doctor is able, using a future Doctor's sonic screwdriver to upload River's consciousness into Cal thus extending her life indefinitely.

In the episode "13.1" of the show Warehouse 13, former Warehouse Agent Hugo Miller's hologram appears when an attempt is made to upgrade the computer systems inside the Warehouse. In fear of being deleted during the upgrade, Hugo locks down the entire Warehouse and attempts to kill everyone inside. Hugo's hologram is later identified as a portion of the agent's mind in which he uploaded onto the Warehouse computers using an artifact, but something went wrong during the transfer and only certain parts of his mind went into the computer, leaving the other parts in Hugo's biological mind. Having only half of an actual brain renders him insane and he is put into an asylum until he is later retrieved by Pete and Myka to reverse what the artifact has done, thus making him a whole person again and deleting the holographic and homicidal half version of Hugo in the Warehouse 13 computer systems.

In the 2014 episode "Days of Future Future" of the , Professor Frink loads Homer's brain onto a USB-Stick and then brings him to life in a digital environment with his head being shown on (the future equivalents of) "TV"-screens, digital photo frames and computer screens between which Homer can move freely and engage in screensavers and video games. Later Bart buys him a "robot body" (similar to the Surrogates in the movie Surrogates) which he plugs into the "TV" upon which it conflates and Homer's head moves from the screen over to the physical robot.

In Westworld (2016), the eponymous theme park is run with the purpose of digitalizing consciousness in order to achieve immortality. This is done by analyzing the human guests' behaviors and adjusting their digital representation until it reacts in the same way as the guest to any given stimulus.

In season 3 of The 100 (2014-2020), which aired in 2016, an AI device known as The Flame is introduced. This device requires merging with a human brain, and is passed down (over many years) to each new Commander of the Grounders, aka Heda. Each new Commander has access to (the ability to see and speak to) all of the prior Commanders, as their minds live on after their deaths, due to being uploaded and saved within The Flame.

Altered Carbon (2018) is based on the premise that "More than 300 years in the future, society has been transformed by new technology, leading to human bodies being interchangeable and death no longer being permanent."

In season 6 of The 100 (2014-2020), which aired in 2019, a group of colonists from Earth inhabited an Earthlike planet called Sanctum. They developed the technology to download the human mind to a drive and upload it to another human being. In order to achieve this, they also developed the technology to wipe the mind of a human being while keeping the brain intact. After wiping the mind of the victim, they could then insert the mind drive into the body and upload the consciousness of the downloaded mind, effectively allowing human consciousness to live forever in different bodies.

In Star Trek: Picard (2020), protagonist Jean-Luc Picard's consciousness is transferred to an android body upon his human body's death. Knowing that Picard would not want to be immortal, creator Altan Intigo Soong and La Sirena crew members Soji Asha and Agnes Jurati deliberately limit his new lifespan to what it would have been without the brain defect that killed him.

Super Sentai

In the Marvel Comics universe, Adolf Hitler's mind was transferred into a cloned body upon his death; this clone became the supervillain called the Hate-Monger, first introduced in 1963.

The 1966 comic book superhero NoMan "was a human mind housed in a robotic body. The mind, that of Anthony Dunn, had been transferred into the robotic form as his human body passed away."

In the 1990 Japanese manga series Battle Angel Alita, one of the main plot points orbits around the "secret of Tiphares". In the aerial city of Tiphares everyone who turns 19 undergoes an "initiation" to obtain Tipharean citizenship: officially this implies just gaining a small tattoo on the forehead but secretly the Medical Investigation Bureau, which controls the city, has the brain of every initiated person to be mechanically surgically removed and, while their body remained in a temporary suspended animation until the end of the process, transfers the individual's mind along with all his memories and informations in a so-called "brain bio-chip", which mimics every aspect of a human brain, which is then implanted where the brain was.

In Frank Miller's comic RoboCop Versus The Terminator (1992), the human brain of RoboCop is uploaded into Skynet, the malevolent artificial intelligence from the Terminator series. RoboCop's mind waits hidden inside Skynet for many years until he finally gets an opportunity to strike against it.

In Journey Into Mystery (2013) The aliens Beta Ray Bill and Ti Asha Ra as well as his ship Skuttlebutt are all representative uploaded entities. Bill is a cyborg and Ti Asha Ra is created from within the Celestial Galactus himself. In issues #652-55, Skuttlebutt is destroyed, and Ti Asha Ra is killed; however, the ship entity Bill had been chasing is a form of cosmic life collector and partitions Ti Asha Ra's mind to upload Skuttlebutt's consciousness into her physical body, apparently resurrecting her from the dead. It also uploads the life goddess Gaea and Ti Asha Ra into itself, which allows the Asgardian warrior maiden Sif and Bill to rescue them later as all is returned to normal.

In DC comics the hero "NoMan" was a 76-year-old man before having his consciousness uploaded.

In the computer game Space Quest IV: Roger Wilco and the Time Rippers (1991) from Sierra Entertainment, the hero Roger Wilco is chased through time by an uploaded version of his old enemy Sludge Vohaul, whose consciousness has been stored on the missing floppies from a never-produced fourth installment of the Leisure Suit Larry series (also made by Sierra).

In Cyborg Justice (1993), a game for the Sega Genesis, the player is uploaded into a robotic body.

In the video games (1993-), X's creator Doctor Light had uploaded his brainwaves into a computer before he died, and effectively "lives beyond the grave" as a sentient hologram that can communicate with X and Zero. Additionally, one stage (Cyber Peacock) and the game Mega Man Xtreme involved the protagonists (artificial humans) being uploaded into "cyberspace".

The computer game Independence War (1997), in which the player is assisted by a recreation of CNV-301 Dreadnought's former captain, who is bitter about having been recreated without his consent.

In the computer game Total Annihilation (1997), a multi-millennia galactic war rages between a society demanding mandatory destructive uploading and a rebellion against it.

In the video game Doom Eternal, the Seraphim, Samur Maykr, uploaded his consciousness into a cloned body in order to move among the humans more easily as Dr. Samuel Hayden. Samur transferred his consciousness once again, this time into a technological shell of UAC design, enabling him to sidestep ancient laws and enter Hell during the earliest human expeditions. He located and took possession of the Slayer's sarcophagus, knowing he would be key to stopping the coming conflict. After aiding the Slayer in the war against Hell the Seraphim's original body was reclaimed.

In the MMO Eve Online (2003), players take the role of pilots for hire known as "capsuleers" or "Empyreans". Through usage of capsule technology, they have their minds downloaded and transferred to a new clone through the galactic network at the moment before death.

In the RPG game Harbinger (2003) one of the playable characters is uploaded being in a gladiator robotic body, on a generational starship.

In the video game Jak 3 (2004), the character Vin uploads his mind into a computer before he is killed.

In the Destroy All Humans! series (2005-), Orthopox 13 uploads a "copy of my [his] exquisite mind" onto a Holopox unit just before his ship is nuked by the KGB.

In the games and , the character GLaDOS is actually Aperture Science's CEO Cave Johnson's assistant Caroline, transferred into a computer. Cave originally opted for himself to be transferred into a computer, but died before it could happen, and hence Caroline was transferred instead. At the end of Portal, GLaDOS also claims to have Chell's brain "scanned and permanently backed up in case something terrible happens".

In the game Dirge of Cerberus: Final Fantasy VII (2006), the character Professor Hojo is revealed to have uploaded his consciousness into the worldwide network moments before his death in the original Final Fantasy VII (1997) as a means to survive the encounter with the protagonists and ultimately download himself into a new, stronger body 3 years later.

In Assassin's Creed: Revelations (2011) it turns out that Subject 16 uploaded his mind into the Animus virtual machine shortly before committing suicide in the first game.

In Watch Dogs: Legion several people had their mind uploaded by one of the antagonists "Skye Larsen", eventually having had part of their consciousness deleted to turn them into AI programmes, such as driving a taxi or managing a house.

In the game Deponia (2012) the character "Goal" has her personality backed up onto a disc, inserted inside her head.

Cortana from Halo series is based on a cloned brain.

In Halo 4 (2012), this is the main purpose of the Forerunner device known as the Composer. It digitizes organic intelligences, allowing them to live as AIs. However, the process corrupts the minds that are converted and is irreversible.

In (2013) it was revealed that in the time since , the personality of "Alcatraz"-the protagonist of Crysis 2-was effectively supplanted by "Prophets" whose memories and consciousness were embedded in the "nanosuit" that Alcatraz was wearing.

In the MMO first-person shooter Dust 514 (2013), mercenary foot soldiers use a device called a Neural Interface System (NIS) implant to transfer conscientiousness to a clone body at the moment of death.

In the thriller game Master Reboot (2013) the players' character is uploaded into the "Soul Cloud" upon biological death, where all the data that makes up a persons soul in stored in vast data banks.

In Warframe (2013), the titular Warframe suits are actually biomechanical shells which are connected the conscience of the actual Tenno, human children who were given unpredictable powers by the Void.

In the video game Elite: Dangerous (2014) from Frontier Developments, Utopia, one of possible Powerplay factions to be joined by players, was created over idea of preservation of human mind through mind uploading.[citation needed ]

In the thriller game SOMA (2015).

In the JRPG "Xenoblade Chronicles X" (2015), where humans who escaped the Earth's destruction had their consciousnesses recorded and stored inside a database where they can control artificial bodies known as Mimeosomes.

In the Visual Novel Steins;Gate 0 (2015), a main character Makise Kurisu, persists in the form of a digital copy of her brain powered by the experimental program "Amadeus".

In the tabletop game Car Wars (1980) characters' bodies are routinely cloned and their stored memories uploaded into the new bodies, which are activated upon the death of the old versions.

In the role-playing game Dimension Book 2: Phase World (1994), a member of an artificial race called the Machine People named Annie integrates her consciousness permanently with a spacecraft.

In the online collaborative world-building project "Orion's Arm" (2000-) the concepts of mind copying and uploading are used extensively, particularly in the e-novel Betrayals.

The RPG Eclipse Phase takes place in a frightening future after a technological singularity in which a group of superintelligent Seed AIs known as TITANs that were infected by an alien nano-virus forcibly destructively uploaded most humans and transhumans alive at the time and kidnapped their egos (term used for brain emulations in the setting), while destroying the surface in an event called "The Fall". Most of the survivors live in space, and have uploaded their personalities (or "egos") and can regularly switch between physical bodies ("morphs"), or inhabit simulated bodies ("infomorphs") in virtual environments. Duplication of uploaded personalities is also possible ("forking").

Machine Intelligence List - list of stories with machine intelligences, those marked with "H" include "humans in computerized/program/digitized form"

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Mind uploading , whole brain emulation, or substrate-independent minds, is a use of a computer or another substrate as an emulated human brain. The term "mind transfer" also refers to a hypothetical transfer of a mind from one biological brain to another.

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UE304 EC2 - CM Cerveau anatomie et fonctionnement Flashcards | Quizlet

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Start studying UE304 EC2 - CM Cerveau anatomie et fonctionnement. Learn vocabulary, terms and more with flashcards, games and other study tools.

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Do you know what your brain is made of? How does memory function? What is a neuron and how does it work? For that matter, what's a comic? And in the words of Lewis Carroll's famous caterpillar:"who are you?"
Supported by the Wellcome Trust,this debut graphic novel by Dr. Matteo Farinella and Dr.Hana Ros is a journey through the human brain: a place of neuron forests, memory caves and castles of deception. Along the way, you'll encounter Boschean beasts, giant squid, guitar-playing sea slugs and the great pioneers of Neuroscience. BUY NEUROCOMIC HERE

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Do you know what your brain is made of? How does memory function? What is a neuron and how does it work? For that matter, what's a comic? And in the words of Lewis Carroll's famous caterpillar:"who are you?"

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MISE À JOUR VENDREDI 15 MAI : étant donné les prévisions météos de 60% de risques d'averses demain samedi le 16 et du soleil pour dimanche le 17, veuillez noter que la randonnée aura lieu LES DEUX JOURS, SAMEDI ET DIMANCHE À 14h, pour offrir plus de choix et ne pénaliser personne !

Voici un billet spécial pour vous signaler la tenue d'un événement non moins spécial qui aura lieu samedi prochain le 16 mai à 14 heures : une randonnée pédestre au Mont-Royal considéré comme un modèle géant de votre cerveau !

Organisé dans le cadre du cours " Les trois infinis : le petit, le grand et le complexe " de l'UPop Montréal, il se veut pour ainsi dire un complément à la séance de lundi dernier que j'ai eu le plaisir de donner sur l'infiniment complexe. L'UPop Montréal étant le lieu de toutes les expérimentations, elle a appuyé ce fantasme un peu fou que j'ai depuis longtemps d'offrir ce qui est à ma connaissance la première randonnée guidée à l'intérieur d'un (modèle de) cerveau humain !

À l'origine de ce projet, un constat évident: la forêt, avec ses arbres aux branches et aux racines entremêlées, constituent l'une des métaphores les plus justes pour décrire l'intrication des dendrites et des axones des assemblées de neurones à l'œuvre dans la genèse de notre pensée. Et ça je ne suis pas le premier à le dire comme l'illustre superbement le livre Neurocomic.

J'écris donc ce billet en pleine semaine pour vous donner un avant-goût de l'expérience en question et j'y inclus même plusieurs images, pratique plutôt inhabituelle comme l'auront remarqué les habitué.es de ce blogue. Mais après plusieurs séances de répérage au Mont-Royal, je me retrouve avec un parcours pas mal rempli d'de toutes sortes que je commence à avoir hâte de partager avec vous !

Un peu comme dans le film Le voyage fantastique (1966) où une équipe de scientifiques était réduite et injectée dans le cerveau d'un homme atteint d'une tumeur cérébrale (qu'ils devaient aller détruire), nous entrerons dans ce modèle de cerveau géant par un nerf (je ne vous dis pas lequel pour garder le suspens... 😉 ). Nous monterons ensuite par la moelle épinière jusqu'au tronc (d'arbre) cérébral, franchirons les multiples marches de nos mémoires jusqu'à l'observatoire cortical avec vu sur la croix de notre glande pinéale (malheureusement pas en lien avec notre " âme " comme le pensait Descartes mais avec notre rythme circadien ) !

Après avoir exploré diverses régions de l'hémisphère gauche, nous traverserons le corps calleux de la montée Camillien-Houde pour explorer l'hémisphère droit du cimetière Mont-Royal, malheureusement durement éprouvé par l', la maladie de Parkinson et des à plusieurs drogues...

Après avoir flirté avec des états modifiés de conscience dans les hautes sphères de cet hémisphère droit, nous traverserons une fois de plus le corps calleux qui aura entretemps été sectionné pour explorer les expériences classiques avec les personnes au cerveau divisé (" split-brain ") et tout ce qu'elles nous ont appris sur notre propension à fournir des alibis langagiers pour justifier le moindre de nos comportements. Le croisement d'une petite cascade d'eau à la fin du parcours permettra non seulement de se rafraîchir un peu, mais aussi de formuler l'une des métaphores les plus justes sur le caractère dynamique et plastique de notre système nerveux issu d'une longue évolution biologique.

Voici donc en terminant la carte du fameux parcours (en bleu) qui fait un bon deux heures de marche en tout, sans les pauses. En passant, pour ceux et celles qui ne voudraient qu'en faire la moitié ou les deux tiers, on peut prendre l'autobus à la Maison Smith et au Belvédère des automobiles où nous allons passer.

Bref, une expérience unique après laquelle vous ne verrez plus jamais le mont Royal de la même manière ! Et peut-être votre cerveau aussi...

Rendez-vous donc samedi prochain le 16 mai à 14h au pied du monument à George-Étienne Cartier (en face du parc Jeanne-Mance, où il y a les tam-tams le dimanche). Prévoyez des chaussures de marches, de l'eau et une collation. On devrait revenir à notre point de départ vers 17h. En cas de pluie (plus de 50% de risque d'averse), l'activité est remise au lendemain (si moins de risques d'averse), dimanche 17 mai, même heure.

L'infiniment complexe : le labyrinth de nos réseux cérébraux
Neurocomic
Le voyage fantastique (film, 1966)
Vidéo : Le voyage fantastique; part1

Du simple au complexe | Comments Closed

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Le blog du cerveau à tous les niveaux - Niveau intermédiaire " La complexité à pied : quand le Mont-Royal devient votre cerveau !

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MISE À JOUR VENDREDI 15 MAI : étant donné les prévisions météos de 60% de risques d'averses demain samedi le 16 et du soleil pour dimanche le 17, veuillez noter que la randonnée aura lieu LES DEUX JOURS, SAMEDI ET DIMANCHE À 14h, pour offrir plus de choix et ne pénaliser personne !

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A timeline showcasing many of the advancements in the field of neuroscience.

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Centre d'Action Laïque de la Province de Liège

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Albert Moukheiber - Votre cerveau vous joue des tours (Live Zoom)

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Vous saurez tout sur le... cerveau en cinq podcasts

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Il est la source de toute connaissance et c'est peut-être l'organe que nous connaissons le moins. Notre matière grise nous réserve encore bien des surprises... Zoom sur ce nouveau continent à découvrir, avec nos oreilles.

Déplié, il mesurerait 1 à 2 mètres carrés. Il ne représente que 2 % du poids du corps humain, et pourtant il consomme 20 % de son énergie. Dans ses connexions nerveuses les plus larges, l'information circule à 430 kilomètres-heure... Le cerveau humain n'en finit pas d'étonner. Il s'est adapté et prodigieusement développé au fil de l'évolution. Au menu de ces cinq podcasts : l'apprentissage, l'intelligence artificielle et... son étrange ressemblance avec l'univers.

Premiers pas

" Connaissez-vous vraiment votre cerveau ? " Sur RTL, l'émission La Curiosité est un vilain défaut de Sidonie Bonnec et Thomas Hugues constitue une bonne entrée en la matière. Leur invité est Sébastien Bohler, docteur en neurosciences et auteur du Bug humain (éd. Robert Laffont). Ensemble, ils détricotent les préjugés (non, nous n'utilisons pas seulement 10 % de notre cerveau) et posent les premiers jalons : de quoi est constitué cet étrange organe, qui est le seul à s'être nommé lui-même ? Quelle différence y a-t-il entre les deux hémisphères ? Et surtout, en quoi le cerveau des chauffeurs de taxi londoniens est-il différent du nôtre ? On y apprendra sans s'offusquer que le cerveau des hommes est légèrement plus gros que celui des femmes, et qu'il n'atteint pas pour autant la taille de celui de l'homme de Néandertal, qui vécut voilà trente mille ans... De quoi bien commencer l'aventure.

Ecouter La Curiosité est un vilain défaut sur RTL

Galaxie intérieure

Certains discutent météo en attendant leurs enfants à la sortie de l'école, eux étaient plutôt du genre à évoquer trous noirs, galaxies et neurotransmetteurs. David Elbaz est astrophysicien, Alain Destexhe est neurobiologiste. Ils se sont rencontrés par hasard, et, au gré de la conversation, ont découvert d'étonnantes similitudes entre leurs domaines de recherche respectifs, l'Univers et le cerveau humain. A commencer par un étrange " bruit de fond " : celui de l'Univers et celui, découvert par les premiers électro-encéphalogrammes, de notre matière grise. Au micro de Mathieu Vidard dans La Tête au carré (France Inter), ils déroulent la liste des points communs liant l'infiniment grand à l'infiniment petit. Par exemple, la manière dont les galaxies donnent naissance à des étoiles est caractéristique d'un système nerveux, vivant. Les galaxies communiquent entre elles, comme nos propres neurones... Ne manquez surtout pas la fin de l'émission, où l'on peut entendre la transposition musicale - saisissante - du comportement des neurones humains, lors des états de veille et de sommeil. Attention, ça swingue.

Le saviez-vous ?

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les images représentant un bébé ou un petit animal -mention spéciale pour le chaton - avaient tant de succès sur les réseaux sociaux ? C'est que notre cerveau est " piraté par le mignon ! " affirme le très sérieux neuroscientifique Christophe Rodo. Il tient une chronique hebdomadaire de six à huit minutes, alliant humour et pédagogie. Comment réagit notre cerveau quand nous sommes amoureux ? Quand nous devons faire un choix dans un supermarché ? Quand nous avons le trac ? Christophe Rodo a réponse à tout, même aux questions que nous nous sommes jamais posées. Ludique, et très instructif.

Apprendre avec le cœur

Dans Le Tour de la question, sur Europe 1, Wendy Bouchard se penche sur le thème de l'apprentissage. Peut-on faire travailler notre cerveau à tout âge ? Oui, mais contrairement à ce que l'on a coutume de dire, le cerveau n'est pas un muscle. Selon le neurologue Richard Frackowiak, il se rapprocherait davantage de la machine. Ce qui ne fait pas pour autant de la mémoire un disque dur. Car " la mémoire est quelque chose que l'on construit ", explique-t-il. Seconde invitée de l'émission : la rédactrice en chef adjointe des hors-séries du magazine 60 Millions de consommateurs, qui a publié un numéro intitulé " Un cerveau au top ! " en avril 2019. Elle démonte le mythe des compléments alimentaires comme le Guronsan, utilisé par les étudiants pour lutter contre la fatigue pendant la période intense des révisions. Le vrai secret ? " Le cerveau n'apprend jamais aussi bien que lorsqu'il est dans le plaisir. "

Pilule rouge ou pilule bleue ?

Amateurs de science-fiction, vous êtes ici chez vous ! Nicolas Martin explore dans La Méthode Scientifique (France Culture) les nouveaux champs de la recherche sur le cerveau, qui dépassent de loin les limites de notre imagination. Le thème qui échauffe les esprits est le suivant : notre cerveau pourrait-il collaborer directement avec un autre (ou avec une machine) ? Notons qu'un dénommé Elon Musk s'emploie depuis 2016 à trouver le moyen d'installer dans le cerveau humain un appareil électronique connecté (projet Neuralink)... Pur fantasme ? Le casting des invités de l'émission est significatif : un médecin neurobiologiste, un professeur d'informatique et... un écrivain, auteur du roman de space opera Latium. Car ce nouveau monde, il faut bien commencer par le rêver.

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Vous saurez tout sur le... cerveau en cinq podcasts

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Il est la source de toute connaissance et c'est peut-être l'organe que nous connaissons le moins. Notre matière grise nous réserve encore bien des surprises... Zoom sur ce nouveau continent à découvrir, avec nos oreilles. Déplié, il mesurerait 1 à 2 mètres carrés.

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Apprentissage : le cerveau est comme une forêt!

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Que se passe-t-il dans la tête d'une personne qui apprend? Comment une meilleure connaissance du fonctionnement du cerveau peut-elle aider un enseignant à améliorer sa pratique?
Cet article rédigé par Steve Masson, professeur à l'UQAM, porte sur les récentes avancées de la science quant à la façon dont l'apprentissage modifie la structure du cerveau d'une personne. Le spécialiste de la neuroéducation explique en quoi ces découvertes sont pertinentes pour les pédagogues.

Sur le plan cérébral, qu'est-ce qu'apprendre?

Apprendre, c'est établir de nouvelles connexions entre les neurones du cerveau. Une fois créées, ces connexions peuvent se renforcer ou s'estomper, voire même disparaitre. Pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau lors de l'apprentissage, les scientifiques utilisent l'image d'un apprenant qui marche dans une forêt vierge bondée de végétation.

Au départ, il est difficile pour l'apprenant de se déplacer d'un point à un autre dans la forêt. Il doit écraser les branches et les feuilles afin de tracer un sentier. Or, plus il repasse souvent dans un sentier, plus il est facile pour l'apprenant d'y circuler. En revanche, s'il n'emprunte pas souvent un sentier, celui-ci disparait petit à petit, car la végétation repousse.

Quand on apprend, ce qui se passe dans le cerveau est semblable à ce qui se produit lorsque l'apprenant marche dans une forêt vierge. La première fois qu'il se retrouve face à une nouvelle tâche impliquant l'activation de nouveaux savoirs, l'apprenant peut avoir de la difficulté à créer " les sentiers ", c'est-à-dire les connexions neuronales qui lui permettent d'accomplir aisément la tâche. En contrepartie, en répétant plus d'une fois l'action nouvelle, l'apprenant active des neurones, et ces neurones se connectent ensemble et renforcent progressivement les connexions établies.

Après plusieurs activations cérébrales, les neurones deviennent donc de plus en plus connectés, ce qui permet aux influx nerveux de circuler dans le cerveau de plus en plus aisément et efficacement.

C'est pour cela que l'entrainement mène à l'accomplissement plus rapide et plus efficace d'une tâche : les connexions neuronales se fortifient. Ces connexions peuvent toutefois s'affaiblir si l'apprenant ne les mobilise pas suffisamment, ce qui explique pourquoi il arrive d'oublier ce que nous avons déjà appris.

Ce que doivent savoir les pédagogues

Pour guider efficacement les apprenants dans leurs apprentissages, l'enseignant doit saisir l'importance de pratiquer et de répéter souvent les tâches associées aux nouveaux savoirs. Mieux connaitre le fonctionnement du cerveau permet également de mieux saisir pourquoi, chez certains élèves, des erreurs persistent à la suite d'un enseignement.

En effet, si les erreurs commises résultent de réseaux de neurones qui sont très solidement établis dans le cerveau, alors ils ne peuvent pas être modifiés aisément.

Dans un même ordre d'idée, le fait qu'un élève ne parvienne pas à effectuer une tâche ne signifie pas qu'il n'a rien appris, mais plutôt que les connexions entre les neurones activées dans son cerveau ne sont pas encore suffisamment renforcées pour que les influx nerveux empruntent aisément ce " sentier ".

L'apprentissage actif

Dans les dernières années, la recherche a montré que les élèves apprennent davantage s'ils sont " actifs dans leurs apprentissages ". Il ne s'agit pas ici d'activité physique, mais bien de l'activité du cerveau. Par exemple, la manipulation de matériel ne garantit pas que l'élève active réellement les neurones de son cerveau. Dans un même ordre d'idées, le fait qu'un élève écoute " passivement " un exposé magistral ne signifie pas pour autant que l'activité de son cerveau est passive. C'est lorsque les neurones s'activent et établissent des liens entre elles que le cerveau est véritablement actif.

La répétition

Or, il n'est pas suffisant que le cerveau s'active pour que l'apprenant apprenne; il doit répéter cette activation pour qu'un réel apprentissage se produise. Ainsi, l'enseignant aurait avantage à morceler les contenus d'apprentissage et à miser sur la pratique afin que les connexions neuronales soient suffisamment fortifiées pour passer au prochain contenu.

Cependant, le simple fait de répéter une tâche n'assure pas un apprentissage si le cerveau n'est pas actif lors de ces répétitions. Par exemple, lire plusieurs fois un texte ou répéter de façon excessive le même type de tâche peut avoir l'effet inverse et faire en sorte que l'apprenant se démotive et se désengage complètement de l'apprentissage visé, d'où l'importance de varier les activités pédagogiques.

La récupération en mémoire

Les activités pédagogiques qui stimulent la récupération en mémoire des concepts appris sont de mise afin de consolider ces apprentissages. Comme le mentionne Masson, il peut s'agir de " questionner les élèves, leur demander d'enseigner ou d'expliquer une notion ou une procédure, faire interagir les élèves les uns avec les autres, etc. ".
Les principes d'un enseignement efficace
Évaluer pour apprendre

L'évaluation peut être utilisée comme stratégie d'apprentissage, car elle permet d'activer les connexions neuronales, parfois même plus qu'une période d'étude qui peut s'avérer plus passive. Ainsi, lire des notes de cours en annotant certains passages serait une stratégie d'étude moins efficace que se faire poser des questions au sujet de la matière par un pair ou se poser soi-même des questions pour inciter l'activation de son cerveau et la récupération des informations en mémoire.

E. Kennedy

Pour citer un article du RIRE, veuillez vous référer aux normes de l'APA.

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Apprentissage : le cerveau est comme une forêt! - CTREQ - RIRE

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Comment une meilleure connaissance du fonctionnement du cerveau peut-elle aider un enseignant à améliorer sa pratique?

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Déconstruire le mythe des digital natives, BD pour le média Curieux! en partenariat avec In Fine, forum du numérique pour l'éducation. mars...

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Brain

France Culture

Science publique Épisode du vendredi 26 août 2016 par Michel Alberganti

Le développement des neurosciences permet de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Il n'élimine pas les croyances et les mythes sur les pouvoirs cachés de notre encéphale. Elena Pasquinelli corrige ces erreurs et montre que nous avons intérêt à nous méfier de certaines perceptions.

Elena Pasquinelli (philosophe, spécialiste des sciences de la cognition, chercheure associée à l'Institut Nicod (CNRS-EHESS-ENS), membre de la Fondation La Main à la pâte.), Pierre Henri Gouyon (Biologiste), Bruno Falissard (Psychiatre, professeur de santé publique à l'université Paris-Sud, directeur du CESP (centre de recherche en épidémiologie et santé des populations)), Jean-Michel Besnier (professeur émérite de philosophie à Sorbonne Université.).

Rediffusion du 11 décembre 2015
Pendant que des milliers de cerveaux travaillent d'arrache-pied à la COP21 pour sauver la planète d'un réchauffement fatal, nous allons peut-être comprendre, grâce aux quatre cerveaux réunis dans le studio 1 de la Maison de la radio, pourquoi l'être humain se laisse souvent bercer d'illusions lorsqu'il imagine les pouvoirs de son organe suprême. Pour regarder en face les mythes bien incrustés dans nos neurones et démêler le vrai du faux ou du non vérifiable, nous recevons aujourd'hui dans le Club Science publique l'auteure d'un livre remarquable et remarqué puisqu'il vient de recevoir le prix Le gout des sciences remis le 24 novembre 2015 par Thierry Mandon, secrétaire d'Etat en charge de l'enseignement supérieur et de la recherche. C'est en effet l'ouvrage intitulé *_" Mon cerveau, ce héros, mythes et réalités " , écrit par Elena Pasquinelli qui a obtenu, cette année, le prix du livre généraliste.

C'est peu dire que la lecture de ce livre nous fait perdre nos rêves de disposer d'un organe extraordinaire logé dans notre crâne. L'auteur passe en effet en revue un grand nombre de croyances auxquelles nous nous accrochons, parfois depuis fort longtemps. Au point d'en perdre la trace en tentant de remonter à leur origine. Un seul exemple, le premier que cite Elena Pasquinelli : le fait de n'utiliser que 10% de notre cerveau. L'argument fondateur du film Lucy de Luc besson, sorti en 2014, en prend un sacré coup. Or, il ne s'agit que d'une façon d'exprimer nos croyances en de multiples pouvoirs mystérieux, plus ou moins cachés ou réservés à certains privilégiés, qui seraient enfouis au cœur de nos 100 milliards de neurones. Un chiffre aussi célèbre qu'approximatif, souligne Elena Pasquinelli. Au fil des pages, tout y passe et le lecteur prend une sacrée leçon de modestie cérébrale.

Sans craindre les désillusions, mais en les redoutant un peu quand même, nous recevons aujourd'hui dans le Club Science publique, Elena Pasquinelli, chercheure en philosophie et en sciences cognitives, chargée de cours à l'Ecole normale supérieure et membre de la Fondation La Main à la Pâte ainsi que trois membres du Club Science publique: Jean-Michel Besnier, philosophe, Bruno Falissard, médecin psychiatre et Pierre Henri Gouyon, biologiste.]

[VIDEO] Le clip de la dernière émission de Science publique, le 1er juillet 2016

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Notre cerveau est-il moins extraordinaire que nous le croyons ?

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Le développement des neurosciences permet de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau humain. Il n'élimine pas les croyances et les mythes sur les pouvoirs cachés de notre encéphale. Elena Pasquinelli corrige ces erreurs et montre que nous avons intérêt à nous méfier de certaines perceptions.

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L'intro-fiction de Charles Pépin :

Je voudrais vous raconter l'histoire du sens critique, ou plutôt l'histoire d'un jeune garçon. Il commence par penser ce qu'on pense dans sa famille, dans son milieu. Puis il pense comme on pense dans son groupe d'amis. Il a 15 ans et dans chaque cellule de son sang, tout ce qu'il y a en lui d'adolescent lui crie de penser comme les autres, de suivre ce petit troupeau qui l'a accueilli. Il faut bien appartenir ; il fait tellement plus chaud à l'intérieur du groupe qu'au dehors. C'est l'année de ses seize ans que tout change. une découverte, une rencontre, un professeur de philosophie. " L'opinion est du genre du cri ", voila ce que leur dit ce prof de philo. Et il imite le cri de la mouette en se mettant à sauter sur l'estrade, ce qui est une très bonne façon de commencer l'année. Que voulait dire Platon en affirmant que l'opinion est du genre du cri ? Qu'une opinion non réfléchie, non questionnée, est pareille au cri d'une mouette : elle colle au corps, exprime la manière dont nous sommes déterminés, incapables donc de liberté.

L'opinion est du genre du cri

En elle, nous ne pensons pas, mais crions la manière dont notre enracinement familial, social, économique, nous détermine à penser ce que nous pensons. Vous allez arrêter de crier, reprend le prof de philo, arrêter de vous sentir libres là même où vous êtes déterminés. Vos semelles vont se décoller, s'arracher à la glue du social. Ce décollage, cet arrachement, c'est cela, la liberté de penser. La philosophie, c'est apprendre à penser par soi-même. bien sûr, il faudra apprendre les pensées des autres, apprendre à penser aussi contre soi pour savoir ce que l'on pense. Toute philosophie devrait être en même temps une psychanalyse :

je pense comme ça, mais pourquoi je pense comme ça ? Est-ce vraiment ma pensée ?

Il a des étoiles dans les yeux, notre garçon de 16 ans. Quelque chose de chaud, de beau, monte dans sa poitrine, et cette fois ce n'est plus ce réconfort d'appartenir, c'est ce désir de devenir, devenir singulier, autonome, critique. " Je pense donc je suis ", c'est comme un peu mieux que je suis (du verbe suivre) donc je suis. Par ma pensée, je fais un pas de côté, je peux sortir du troupeau, argumenter, rebondir, critiquer, critiquer même le prof, et me critiquer moi-même. Par ma pensée, j'arrête de coller à la mode, au groupe, à la pub, au système : je décolle, je m'envole, mais pas comme la mouette dont parlait Platon, comme ce sujet humain enfin capable de déployer les ailes de sa liberté. Je ne crie plus et dans ce beau silence, enfin je pense.

Mais est-ce vraiment possible ? Jusqu'où peut-on apprendre à penser ? Pour en parler ce matin j'ai la joie de recevoir Albert Moukheiber, docteur en neurosciences et psychologue clinicien, qui nous a rejoint dans la caverne de France Inter, Sous le soleil de Platon, pour nous aider à démasquer nos biais cognitifs, la manière dont se forment nos opinions, pour nous aider peut-être, à apprendre à penser...

Albert Moukheiber : Il faut apprendre à penser contre son cerveau

Charles Pépin : Suspendre son jugement, c'est le génie des Sceptiques ! "

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Comment déjouer les biais cognitifs ? avec le neuroscientifique Albert Moukheiber

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Comment déjouer les biais cognitifs et en finir avec les fake news ? Une leçon de philosophie audacieuse, qui vous invite à "penser avec les autres", par Albert Moukheiber, psychologue et spécialiste en neurosciences

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Depuis quelques années le mot neuroéducation résonne comme une promesse : les neurosciences permettraient enfin de comprendre le cerveau des élèves, et d'améliorer leurs apprentissages. Bien représentées au Conseil Scientifique de l'Education Nationale présidé par Stanislas Dehaene, les neurosciences pour l'éducation ou la neuroéducation se développe aussi dans des diplômes universitaires, des colloques, des formations et fascinent les médias. Mais ces travaux créent aussi la controverse, certaines critiques accusent les neurosciences de réduire l'enfant à un objet biologique, à un cerveau sur pattes, d'autres remettent en question la validité de ces méthodes pour évaluer véritablement les apprentissages des élèves. Alors pourquoi les neurosciences fascinent tant et sont elles utiles pour aider les élèves à mieux apprendre ? Pour le savoir nous avons mené l'enquête.

la naissance d'une science de l'apprentissage (OCDE, 2007) ?

Le terme neurosciences apparaît dans les années 1960 pour désigner les études qui s'intéressent au système nerveux et en particulier aux neurones et au cerveau. Au croisement de la biologie, de la chimie et des sciences cognitives, les neurosciences s'intéressent à différentes fonctions comme la mémoire, les émotions ou encore les apprentissages, et prennent leur essor grâce au développement de techniques de neuroimagerie cérébrale.

Dès les années 1970 les spécialistes découvrent que le cerveau est capable de créer, défaire, réorganiser des réseaux de neurones à tous les âges de la vie, c'est la plasticité neuronale ou cérébrale. Chaque seconde, notre cerveau se modifie en fonction des expériences affectives, psychiques, cognitives que nous vivons. Le cerveau est capable de se développer tout au long de la vie, et donc l'intelligence n'est pas fixée à la naissance.

Des recherches plus récentes ont montré le principe de connectivité du cerveau c'est à dire que pour chaque activité cognitive, différentes régions fonctionnent en collaboration. La neuroéducation ou neuropédagogie est une discipline à la frontière des neurosciences et de l'éducation qui pour objectif d'adapter l'enseignement aux fonctionnements et capacités du cerveau, bref de créer de meilleures manières d'enseigner et d'apprendre. En 2007, un rapport de l'OCDE qui fait le point sur les découvertes récentes en la matière va jusqu'à parler de la naissance d'une science de l'apprentissage. Certaines de ces découvertes sont d'ailleurs utilisées directement en classe, c'est le cas du programme ATOLE, développé par Jean-Philippe Lachaux, directeur de recherche au Centre de recherche en neurosciences de Lyon. En s'appuyant sur des recherches en neurosciences cognitives qui montre que l'attention est une compétence qui peut s'apprendre et s'enseigner.

" Il ne faut pas imaginer la capacité de concentration comme un truc binaire, il y a ceux qui vont bien et ceux qui ont un problème. "
Jean-Philippe Lachaux. (2019). L'attention à l'école.

Alors les neurosciences vont-elles révolutionner l'éducation ? Et bien ce n'est pas si simple, et cela pour plusieurs raisons.

Des Neuromythes QUI PERDURENT

La première raison, c'est qu'il faut bien faire la différence entre les résultats de la recherche et les neuromythes. Les neurosciences nous fascinent mais attention car autour d'elles se développent de nombreux mythes.Que ce soit l'idée des périodes critiques pour apprendre, la division cerveau gauche et cerveau droit, ou encore les 10% d'utilisation du cerveau, toutes ces idées sont solidement réfutées par des spécialistes. De la même manière, le concept des styles d'apprentissage, l'idée que certains élèves sont plus visuels, d'autres plus auditifs ou autre n'est appuyé par aucune donnée scientifique comme l'explique Steve Masson, directeur du Laboratoire de recherche en neuroéducation à Montréal à partir d'un article de 2008.

" La plupart des expériences qui ont été faites ne montrent pas que les élèves apprennent mieux lorsqu'on adapte leurs styles d'apprentissages. "
Masson Steve. (2015, 5 novembre). Combattre les neuromythes en éducation.

LES limiteS dES neurosciences pour l'éducation

Une deuxième raison pour prendre la neuroéducation avec des pincettes sont les limites des expériences réalisées. Les connaissances actuelles de l'anatomie du cerveau ne permettent pas d'expliquer avec précision ni certitude tous les processus mentaux. Et puis, le protocole de ces expériences est bien éloigné de la réalité de la salle de classe. Menées en laboratoire, sur un nombre limité d'enfants, ces études ne permettent pas de prendre en compte certaines variables, comme le contexte d'apprentissage, les effets de l'environnement ou encore de la famille, qui sont pourtant fondamentales pour comprendre pourquoi et comment un enfant apprend.

Et enfin, les neuroscientifiques eux mêmes mettent en garde contre une application directe de ces découvertes dans le domaine spécifique de l'éducation et en particulier dans la classe. Selon Daniel Ansari, spécialiste de sciences cognitives et d'apprentissage au Canada, la recherche en imagerie cérébrale ne doit pas dicter comment l'enseignement doit se faire, car elle n'offre qu'un regard partiel sur l'éducation et que bon nombre d'autres facteurs de contexte doivent être aussi considérés. C'est aussi la position d'Elena Pasquinelli, chercheuse en philosophie et spécialiste des sciences de la cognition.

" Les sciences [...] sont des opération descriptives, on décrit ce qui se passe dans le développement de l'enfant, ce qui se passe dans son cerveau, ce qui se passe dans sa cognition. On ne prescrit pas. ce serait trahir ce qui ets la mission de la science. la mission de la science est de nous permettre de comprendre."
Elena Pasquinelli.

Il est clair que l'avancée quotidienne des connaissances sur le cerveau aura des conséquences dans le domaine de l'éducation dans les années à venir. Mais cette science est encore jeune et elle évolue très vite, comme le montre la découverte relativement récente des cellules gliales qui auraient un rôle aussi important que les neurones dans le cerveau, et que l'on connaît seulement depuis quelques années, il faut donc rester prudent avec les résultats des neurosciences.

Enfin, les neurosciences pour l'éducation n'arrivent pas dans un domaine vierge et leurs découvertes dans le domaine de l'éducation s'appuient fortement sur des résultats solides fournis par plusieurs décennies de recherche dans des disciplines comme la didactique, la philosophie, la linguistique, la sociologie, et bien d'autres. Cette fascination pour la nouveauté ne doit pas faire oublier toutes les autres sciences qui nous permettent de comprendre l'éducation et les apprentissages.

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#14 Les neurosciences à l'école : une révolution? - La WebRadio de l'Institut Français de l'Éducation

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Depuis quelques années le mot neuroéducation résonne comme une promesse : les neurosciences permettraient enfin de comprendre le cerveau des élèves, et d'améliorer leurs apprentissages. Bien représentées au Conseil Scientifique de l'Education Nationale présidé par Stanislas Dehaene, les neurosciences pour l'éducation ou la neuroéducation se développe aussi dans des diplômes universitaires, des colloques, des formations et fascinent les médias.

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Neuromythes dans l'éducation : les risques quand on s'intéresse à la neuro-éducation

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La science et l'intuition se rencontrent et s'opposent : certains disent qu'il faut se fier à l'instinct (aux sensations, aux émotions, à ce que ça fait à l'intérieur) et d'autres disent que les décisions (politiques, sociétales, marketing, économiques, éducatives) doivent être guidées par les sciences. Aujourd'hui, nous avons la possibilité de nous informer rationnellement pour confirmer ou infirmer les informations envoyées par nos sensations et nos émotions. Pour autant, toutes les informations disponibles qui se réclament scientifiques ne sont pas pour autant dénuées de biais.

Elena Pasquinelli, chercheuse en philosophie et sciences cognitives, professeure à l'école normale supérieure de Paris, nous invite donc à la prudence en ce qui concerne l'application des découvertes en neurosciences à l'éducation et à la pédagogie (la neuroéducation).

La rencontre heureuse entre le monde de l'éducation et les neurosciences doit se poursuivre mais il existe pour autant des risques de la rencontre entre sciences et pratiques. Elena Pasquinelli liste quatre risques majeurs à prendre en compte quand nous nous intéressons à la neuroéducation.

Risque 1 : l'utilisation du savoir scientifique comme prescriptif.

Un domaine comme l'éducation répond à plusieurs valeurs qui ne se limitent pas à de meilleurs résultats à la fin d'une année dans une matière précise.

Il est par exemple également important de former des enfants, filles et garçons, qui sont capables d'interagir ensemble de manière pacifique et guidés par des valeurs éthiques, capables de faire preuve de sens critique et d'exercer leur liberté tout en respectant celle de l'autre.

Les sciences ne nous disent donc pas ce qu'il faut faire mais nous permettent éventuellement de fonder nos décisions sur la base de la connaissance de ce qui se passe.

Ainsi, Elena Pasuinelli cite une étude (par ailleurs démentie plus tard) selon laquelle les filles apprendraient mieux quand elles sont isolées des garçons en classe. Cette étude amènerait donc à plaider en faveur d'écoles non mixtes pour favoriser la réussite des filles. Mais d'un point de vue politique et éthique, est-ce réellement ce que nous souhaitons ?

Risque 2 : croire qu'on peut passer du laboratoire à la société directement.

Des études bien menées et bien confirmées ont montré que la répétition aide la mémorisation. Il est plus efficace de lire un texte cinq fois de manière espacée que de lire ce même texte cinq fois d'affilée. La répétition est donc une "bonne" indication cognitive.

Mais ces études n'ont pas été menées dans le cadre d'une classe où des éléments de motivation et de dynamique de groupe entrent en jeu.

L'application des sciences de la cognition et du cerveau est particulièrement difficile dans un environnement de groupe classe.

Risque 3 : Le jargon neuroscientifique et les images produites par les neuroscientifiques ont un effet persuasif.

Le fait même d'intégrer des images du cerveau et d'IRM ou des références à une aire précise du cerveau dans un document le rend plus convaincant. L'indication de la localisation cérébrale est souvent confondue avec l'explication d'un phénomène mental.

Risque 4 : la création de neuromythes.

Des idées fausses circulent dans le domaine de l'éducation. Les neuromythes sont des croyances fausses exprimées dans un langage scientifique, souvent inspirés par des études scientifiques mal interprétées, simplifiées, extrapolées ou parfois même dépassées/"périmées". Ces neuromythes résistent à l'information disponible.

Elena Pasquinelli en cite plusieurs :

l'effet Mozart (l'idée selon laquelle, si on écoute de la musique classique, on a des chance de devenir plus intelligent)

le mythe des trois premières années (les trois premières années représenteraient des fenêtres précoces d'apprentissage : même dans le cerveau adulte, des neurones apparaissent et des zones du cortex peuvent se réarranger)

la plasticité cérébrale absolue (le cerveau ne peut pas changer ses fonctions, ses limites ou sa constitution : on devrait plutôt parler de plasticité synaptique, c'est-à-dire de la force de la connexion entre les neurones et cette plasticité synaptique est suffisante pour qu'on puisse apprendre tous les jours)

on peut faire plusieurs choses à la fois (en réalité, le cerveau "switche" car il est strictement uni-tâche : il se concentre un peu sur une tâche puis un peu sur une autre et ensuite de suite)

le cerveau est comme un muscle (Les humains sont en effet très curieux et nous sommes conçus de manière à prendre du plaisir à résoudre des problèmes mais cela ne signifie pas que l'entrainement cérébral tels que des sudokus ou des mots croisés nous rendent plus intelligents. Les personnes qui augmentent leur capacité de mémorisation utilisent en fait des stratégies comme le fait de regrouper des informations en une seule pour augmenter "artificiellement" le nombre d'éléments stockés dans la mémoire à court terme. )

nous n'utilisons que 10% de notre cerveau (ce mythe est lié à celui sur le cerveau muscle puisque, si le cerveau est un muscle, on peut l'entraîner pour gagner sur les 90% du cerveau non utilisé)

cerveau droit/ cerveau gauche (même s'il est vrai que les deux hémisphères du cerveau ne sont pas identiques - ils n'ont même pas la même dimension ! - et qu'ils font des choses différentes, les hémisphères travaillent naturellement ensemble et n'ont pas besoin d'être reconnectés. Les exercices de Brain Gym sont basés sur un neuromythe et, de la même manière que le fait d'écouter de la musique classique ne fait pas de mal mais ne rend pas plus intelligent non plus, pratiquer des exercices de Brain Gym ne fait pas de mal mais ne rend pas plus efficace pour les apprentissages scolaires).

Elena Pasquinelli nous invite donc à la prudence quand il s'agit de prendre des décisions ou d'investir de l'argent dans du matériel pour l'école. En effet, les neuromythes peuvent conduire à des arbitrages budgétaires dommageables pour les élèves mais également, à terme, enlever la confiance dans la science.

Source : vidéo Les neuromythes - Elena Pasquinelli

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Pour aller plus loin : Du labo à l'école : science et apprentissage de Elena Pasquinelli (éditions Le Pommier). Disponible en médiathèque, en librairie ou sur internet.

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Neuromythes dans l'éducation : les risques quand on s'intéresse à la neuro-éducation

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La science et l'intuition se rencontrent et s'opposent : certains disent qu'il faut se fier à l'instinct (aux sensations, aux émotions, à ce que ça fait à l'intérieur) et d'autres disent que les décisions (politiques, sociétales, marketing, économiques, éducatives) doivent être guidées par les sciences.

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Les recherches en neurosciences ont connu un développement fulgurant au cours des dernières années. Pour le meilleur... et malheureusement aussi pour le pire. Car si ces recherches permettent de mieux comprendre l'être humain, leur propos peut être détourné et déformé, à tort et à travers. C'est ce que nous allons voir dans le cas des neuromythes.

Mais avant de plonger directement dans le sujet, je vous propose de répondre par "Vrai" ou "Faux" aux propositions suivantes. Prêts ? C'est parti :

Les individus apprennent mieux si l'information leur est communiquée en fonction de leur style d'apprentissage préféré (ex. auditif, visuel, kinesthésique...).

Les personnes à dominance hémisphérique droite sont plus créatives que les personnes à dominance hémisphérique gauche.

On utilise que 10% de notre cerveau.

L'âge de 3 ans constitue une période critique au-delà de laquelle les enfants éprouvent des difficultés à apprendre de nouvelles choses.

Parmi les différents types de personnalités existants, les individus peuvent être catégorisés comme étant soit introvertis, soit extravertis.

Si vous avez répondu "Vrai" à l'ensemble (ou à la majorité) des propositions ci-dessus, félicitations... car vous êtes tombé dans le panneau ! En effet, toutes ces propositions sont fausses. Et si vous y avez répondu positivement, c'est bien la preuve que OUI, les neuromythes sont parmis nous.

À priori rien de grave, me direz-vous. Pourtant, si nous n'y prêtons pas attention, ces neuromythes peuvent avoir des effets pour le moins... insidieux.

Pourquoi s'intéresser aux neuromythes ?

Il y a de cela plusieurs mois, Marie-Louise travaille comme avocate au sein d'une multinationale. Son entreprise est en cours d'acquisition par une autre firme. Elle est donc naturellement préoccupée et inquiète à l'idée de savoir ce qu'il adviendra de son poste. Pour répondre aux interrogations et aux inquiétudes des membres du personnel, les nouveaux patrons décident d'organiser une retraite. Avant celle-ci, ils demandent à chacun de passer un test de personnalité.

Le jour J, Marie-Louise se présente, et se voit remettre un t-shirt qu'on lui demande de porter. En fait, pour situer les employés et savoir "qui est qui", les patrons ont fait imprimer un t-shirt pour chacun... sur lequel ils ont fait inscrire le type de personnalité de chacun suite à la passation préalable du test.

Et un des nouveaux seniors exécutifs d'en rajouter une couche en rigolant : " For everyone who doesn't match my personality type, don't worry, you won't be fired, but you'll slowly be weeded out. "

Cette histoire pourrait vous sembler énorme et tirée par les cheveux. Il s'agit pourtant d'une réalité : Marie-Louise existe vraiment, et vous pouvez retrouver son témoignage sur le podcast "Work/Life" de Adam Grant, psychologue américain et professeur à la Wharton School. Ce témoignage révèle que, à l'heure actuelle, des personnes se font virer du jour au lendemain pour avoir un "mauvais" type de personnalité. Et c'est pourquoi, de mon point de vue, il est CRUCIAL de s'intéresser à la question des neuromythes, car ils peuvent potentiellement causer de graves dégâts humains !

Un neuromythe, c'est quoi ?

D'après Steve Masson - professeur à l'UQAM et directeur du Laboratoire de Recherche en Neuroéducation - un neuromythe est une "croyance erronée à propos du fonctionnement de notre cerveau."

Au-delà du fonctionnement de notre cerveau, on retrouve également sous l'appellation "neuromythe" une série de mythes liés à des croyances erronées à propos de notre fonctionnement psychologique en général. En anglais, nombreux sont les mots-clés qui regroupent, au final, des mythes divers et variés : "brain myths", mais aussi "learning myths", "psychological myths", "developmental myths" ...

On trouve une littérature assez abondante sur ce sujet dans le domaine de la formation et de l'éducation. Mais, comme l'exemple de Marie-Louise ci-dessus nous le fait comprendre, les neuromythes sont aussi présents dans d'autres contextes organisationnels : RH (notamment en recrutement), management, leadership...

En fait, les neuromythes sont devenus une légende des temps modernes. Tout comme une légende trouve ses origines dans des faits historiques, un neuromythe possède généralement (mais pas toujours) une part de vérité scientifique.

Globalement, les neuromythes peuvent prendre plusieurs formes :

Un fait scientifique dépassé

Il peut s'agir d'un fait scientifiquement avéré dans le passé, mais invalidé par des recherches plus récentes : la recherche évolue constamment, et ce qui était établi comme un fait ou consensus scientifique il y a de cela 20 ans n'est plus forcément considéré comme tel à l'heure actuelle. De plus, les méthodes de recherche évoluent grâce aux évolutions technologiques, et nous disposons maintenant d'outils de mesure dont nous ne disposions pas il y a quelques dizaines d'années : IRM, PETscan, électro-encéphalogramme, outils de tracking visuels... Tous ces outils sont finalement très récents dans l'histoire de la science. Il est donc primordial de comprendre que LA vérité scientifique n'existe pas.

Une simplification excessive

Il peut s'agir d'une mauvaise vulgarisation, ou d'une simplification excessive d'un processus (neuro)psychologique. Malheureusement, quand on cherche à s'intéresser sérieusement à ces sujets, RIEN n'est simple. Alors pourquoi avons-nous tendance à simplifier autant les choses, et parfois à outrance ? Parce que en tant qu'êtres humains, nous sommes entourés d'une masse incalculable d'informations, et nous avons besoin d'apporter de l'ordre dans le chaos qui nous entoure. C'est pourquoi nous raffolons des modèles, des typologies, qui permettent de ranger dans des cases. Cela nous rassure et nous permet de simplifier le traitement des informations qui nous parviennent. Mais il faut se rappeler que les modèles, en tant que tels, n'existent pas : ils sont créés artificiellement pour nous permettre de donner du sens à nos observations, nos expériences.

Absence de sources

Enfin, ni l'un ni l'autre. Certains mythes ont juste une origine peu claire, peu définie, voire carrément inexistante, on n'en trouve aucune source. Mais ils ont une apparence sexy et on a remis une couche scientifique par dessus pour qu'ils aient l'air crédibles.

On pourrait représenter ces critères au moyen d'une équation simple :
(Fait / Typologie x Sexyness) + Allure (neuro)scientifique = Neuromythe
Rajoutez à cela un bon relais de communication (réseaux sociaux, influenceurs...), et le mythe prolifère. Un peu à la manière des "fake news" qui se trouvent au centre de l'actualité depuis quelques temps, notamment sur Facebook.

Quelques neuromythes parmi les plus populaires

Je me permets de faire ici un retour en arrière par rapport aux affirmations proposées au début de cet article. Il est vraisemblable que vous ayez déjà croisé la route de certains de ces neuromythes, et je m'attacherai ici à essayer de déchiffrer ce qui relève de la légende et du "fait" scientifique.

Tout se joue avant l'âge de 3 ans

Autrement dit : l'âge de 3 ans constituerait une période "critique" au-delà de laquelle les enfants auraient des difficultés à apprendre de nouvelles choses. Ce qui est vrai, c'est que le développement des connexions neuronales est particulièrement intense durant les 3 premières années de la vie, et que ce rythme a tendance à ralentir au fil des années.

Ce qui est faux, c'est de croire que "tout est joué" et qu'on est dans l'incapacité d'apprendre de nouvelles choses par la suite. En effet, même si le développement des connexions neuronales ralentit, il ne s'interrompt pas pour autant. Des recherches menées à Stanford montrent d'ailleurs que, contrairement à ce qu'on pensait encore il y a plus de 10 ans, certaines zones du cerveau continuent à produire des neurones, même à l'âge adulte.

Le principe de dominance hémisphérique

Notre cerveau est constitué de 2 grandes parties, de 2 hémisphères : l'hémisphère gauche et l'hémisphère droit. Le principe de dominance hémisphérique (autrement connu sous le nom de "Cerveau gauche / Cerveau droit") part du principe que les personnes utilisant davantage leur hémisphère gauche auraient des capacités plutôt analytiques, logiques et rationnelles, alors que les personnes utilisant davantage leur hémisphère droit auraient des capacités plutôt artistiques, créatives et émotionnelles.

La réalité est beaucoup plus nuancée que cela et est loin d'être aussi simple. Les techniques d'imagerie cérébrale montrent que l'ensemble des tâches cognitives est effectué de façon bilatérale et que les 2 hémisphères travaillent de concert. Une des rares fonctions à être latéralisée majoritairement à gauche est le langage. Mais même dans ce cas, on observe, aussi une activation (certes moindre) de certaines zones localisées dans l'hémisphère droit.

En ce qui concerne la créativité, on observe que certaines tâches de résolution de problèmes font intervenir des zones localisées dans l'hémisphère droit... mais la résolution de problèmes n'est qu'une forme de créativité parmi d'autres, et le fait de raconter des histoires (le storytelling), par exemple, active des zones situées dans l'hémisphère gauche. La stricte distinction et opposition entre les 2 hémisphères est donc un pur non-sens.

L'efficacité des styles d'apprentissage

Ce mythe part du principe que nous développons tous des préférences d'apprentissage (certains seraient plus visuels, d'autres plus auditifs, ou encore kinesthésiques), et que le fait de nous enseigner en utilisant notre canal préféré améliorerait et renforcerait nos apprentissages. En somme, plus on s'adresserait à nous dans notre canal favori, mieux on apprendrait.

Ce qui est vrai, c'est que nous pouvons avoir effectivement des préférences. Par contre, ce qui est plus que remis en question, c'est le fait que nos préférences renforceraient d'emblée la qualité de nos apprentissages. En effet, nous autres pauvres mortels sommes TRÈS mauvais en matière de connaissance de soi ( "self-awareness") : ce que nous croyons et ce que nous pensons de nous-même ne traduit pas nécessairement une réalité objective. En somme, ce n'est pas parce que nous croyons être visuels, ou auditifs, ou kinesthésiques, que c'est effectivement ce canal là qui est le meilleur pour nous.

D'autre part, la grande majorité des études menées au cours des dernières années a tendance à montrer que ce n'est pas la mobilisation d'un seul canal, mais bien de PLUSIEURS canaux, qui consolide nos apprentissages. Si on présente un même message à 3 groupes différents :

Groupe 1 : message présenté sous forme visuelle,

Groupe 2 : message présenté sous forme verbale,

Groupe 3 : message présenté sous forme visuelle ET verbale,

Dans la grande majorité des cas, c'est le groupe 3 qui montrera un meilleur taux de compréhension et de mémorisation sur le long terme.

Enfin, si on devait vraiment retenir un seul sens, c'est la vision qu'il nous faudrait privilégier car elle l'emporte sur tous les autres sens. Dans la grande majorité des cas, nous aurons toujours un meilleur souvenir et un meilleur rappel des images qui nous auront été présentées, en comparaison à des éléments verbaux ou textuels.

On utilise que 10% de notre cerveau

Ce mythe là, on ne sait pas trop d'où il sort. Certains l'attribuent à un neurochirurgien italien qui, au 19ème siècle, traitait ses patients en leur prélevant des morceaux de cerveau pour mieux déterminer les causes de leur maladie. D'autres l'attribuent à Albert Einstein qui se serait moqué d'un journaliste en lui disant que le niveau de ses questions était tel qu'il ne devait utiliser que 10% de son cerveau. Et le monde du cinéma n'a fait que renforcer cette croyance lors de la sortie du film "Lucy" de Luc Besson.

Quoiqu'il en soit, l'ensemble des études sur le cerveau n'a JAMAIS trouvé une portion non utilisée. Certes il existe des zones pour lesquelles on a pas encore réussi à déterminer la fonction. Mais les travaux en imagerie cérébrale confirment que le cerveau est actif à 100% et que l'ensemble des zones cérébrales est en constante interaction.

Quels sont les risques posés par les neuromythes ?

Si certains mythes peuvent sembler inoffensifs de prime abord, ils posent chacun à leur manière des risques concrets :

Risque 1 : Prendre de mauvaises décisions

Imaginez que vous prévoyez de faire un tour d'Europe en voiture et que vous chargiez une map d'Amérique dans votre GPS. À moins d'avoir une excellente connaissance des routes et de la géographie, il y a de fortes chances que vous vous plantiez à un moment donné et que vous vous retrouviez en rade. Que ce soit au sein de notre société, de nos organisations, dans nos familles, nous prenons chaque jour des décisions, nous faisons chaque jour des choix, certains plus importants et stratégiques que d'autres. Si les faits, les mesures, les outils sur lesquels vous vous basez ne sont pas suffisamment précis, quelle est, à votre avis, la probabilité de prendre la meilleure décision ?

Le problème des neuromythes, c'est que malgré leur apparence parfois naïve, ils peuvent nous amener à faire de mauvais choix qui pourraient être évités. C'est le cas du mythe du "Tout se joue avant l'âge de 3 ans". En Angleterre, des politiques ont détourné ce "fait" pour justifier des ré-allocations budgétaires en faveur de l'enseignement maternel au détriment de l'enseignement universitaire, prétextant que le retour sur investissement serait meilleur.

Idem pour les mythes "cerveau gauche / cerveau droit" et les "styles d'apprentissage" pour lesquels on conçoit à l'heure actuelle des programmes de formation destinés aux enseignants, aux éducateurs, aux formateurs, et qui génèrent donc un business important... mais scientifiquement parlant infondé.

Risque 2 : Coincer les individus dans des cases

Imaginez un instant que votre taille de vêtements soit "L" et que les magasins ne proposent plus désormais que la taille "S" pour leurs t-shirts. De la même manière, il est impossible de réduire les individus à des "types" ou des "cases" bien précises et bien définies : chaque être humain est à la fois unique et semblable aux autres, et chaque cerveau est à la fois unique et différent. Méfiez-vous des raccourcis ou des simplifications excessives. Comme le dit l'adage : "One size does not fits all."

Ainsi dans le cas des modèles en psychologie de la personnalité, on ne parlera pas de "types", mais de "dimensions". Par exemple, une des dimensions les plus connues de la personnalité, à savoir "introversion - extraversion" est en réalité un continuum sur lequel nous nous positionnons quelque part entre les deux, mais très rarement à l'une des extrémités (il existe d'ailleurs des personnes qui se trouvent quasi pile au milieu et qu'on appelle les "ambivertis").

Or, s'ils sont mal utilisés ou utilisés à de mauvaises fins, certains modèles et outils tels que le MBTI ont tendance à renforcer le fait de mettre les individus dans des cases. D'autant plus que cet outil se base sur les théories psychanalytiques de Jung, qui datent maintenant d'il y a plus d'un siècle et qui sont plus que remises en question. Quand on étudie le MBTI d'un peu plus près, on se rend compte également de ses limites au niveau validité et fiabilité : un individu qui passe le MBTI aujourd'hui et qui le repasse un mois plus tard peut voir son profil changer du tout au tout. À utiliser donc avec beaucoup de précautions, surtout si vous l'utilisez en contexte RH et management.

Neuromythes, neurobullshit ? Comment construire son propre détecteur

Même s'ils sont bien présents dans notre quotidien, il existe heureusement plusieurs manières de les identifier. Pour ce faire, je vais vous proposer d'examiner 3 ensembles de données :

1. des données relatives à l'auteur qui avance un fait neuroscientifique (ou le prestataire),

2. des données relatives aux sources mentionnées et utilisées,

3. et enfin, le fait scientifique avancé en tant que tel (ou l'outil).

L'auteur du fait scientifique avancé (ou le prestataire)

Renseignez-vous a minima sur son background : a-t-il suivi une formation en psychologie, en neurosciences, en sciences cognitives ? De quelle(s) compétence(s) ou expérience(s) fait-il preuve pour avancer les faits ou les outils dont il parle ?

Intéressez-vous également aux outils et méthodes qu'il utilise : travaille-t-il exclusivement avec un seul outil, ou utilise-t-il un panel diversifié ?

Enfin, posez-vous la question de son intérêt : a-t-il un point de vue indépendant ou commercial ? S'il a un point de vue commercial, il a de fait un intérêt à vous vendre sa prestation, son outil.

N.B. Ne me faites pas dire ce que je ne dis pas : tous les prestataires ayant un intérêt commercial ne sont pas des charlatans. Il s'agit juste d'un critère, parmi d'autres, à prendre en compte.
Les sources mentionnées et utilisées

Si aucune source ou référence n'est citée ou mentionnée, il s'agit d'un carton rouge d'emblée : d'où viennent alors les informations avancées, et comment ont-elle été obtenues et collectées ? À priori, on peut difficilement tout sucer de son pouce et avoir tout inventé par soi-même.

Si des sources sont mentionnées, il sera important aussi d'évaluer la qualité et la pertinence de celles-ci. Sans vouloir être trop caricatural, un article provenant de "Psychologie Magazine" aura probablement moins de poids qu'un article publié dans "Harvard Business Review".

Méfiez-vous aussi des formateurs ou des conférenciers qui vous présentent des images du cerveau, sous forme de coupes anatomiques, ou des images d'IRM pointant des zones du cerveau, et qui permettraient soi-disant de "prouver" leurs propos. Le simple fait de présenter des images du cerveau a une influence sur le public, qui tend du coup à croire que l'information présentée possède un côté véridique et incontestable.

Le fait scientifique (ou l'outil) en tant que tel

La simple présence de jargon ou de certains mots-clés devrait attirer votre attention : "neuro-marketing", "neuro-management", "neuro-leadership", "neuro-whatever"... les neurosciences sont utilisées à toutes les sauces de nos jours. Autant de signaux qui devraient susciter votre curiosité à vous renseigner sur l'auteur et les sources (surtout s'il s'agit en prime d'un concept sous marque déposée ®).

La date de publication est aussi un facteur déterminant à prendre en compte : quand l'outil ou le modèle a-t-il été développé ? De quand date sa dernière mise à jour ? Si la publication ou la création date d'il y a plus de 20 ans, cela peut être un signe d'absence de mise à jour. Quelle est alors la garantie que l'information délivrée soit cohérente ?

À ce propos, et particulièrement dans le cas des questionnaires, quel est leur degré de validité et de fiabilité ? Autrement dit : le questionnaire mesure-t-il bien ce qu'il est censé mesurer, et mesure-t-il la même chose à un moment T que 6 mois ou un an plus tard ? Concevoir un questionnaire est un exercice extrêmement périlleux, et qui ne se pond pas du jour au lendemain.

N.B. Un outil reste un outil. Même un " bon " outil peut donner lieu à une mauvaise mise en oeuvre. Il est donc indispensable de croiser les sources d'informations, et aussi d'évaluer les compétences et la qualité de la relation avec le praticien qui l'utilise.

"The truth is out there!"

Comme vous pouvez le constater, identifier un neuromythe n'est pas une tâche aisée. Pourtant si vous voulez augmenter vos chances de prendre les bonnes décisions, tout en respectant les être humains qui composent vos équipes et organisations, il s'agit d'un défi à relever. Comme le disait Mulder à Scully dans la série X-Files : "The truth is out there!" ( "La vérité est ailleurs !"). Mais cela nécessite de votre part d'arrêter de croire aux baguettes magiques et aux méthodes miracles qui se présentent à vous : il n'existe PAS de solution universelle qui puisse répondre à toutes vos demandes et à tous vos problèmes !

Pour clôturer, j'aimerais vous inviter à considérer 3 points qui me semblent essentiels dans notre chasse aux neuromythes :

1. Acceptez les limites de la science (et des neurosciences)

Nous l'avons vu : LA vérité scientifique n'existe pas. Les résultats de recherches évoluent, les méthodes de recherche évoluent, et ce qui fait l'objet d'un consensus scientifique aujourd'hui ne le sera plus forcément dans 20 ans. De plus, en tant qu'êtres humains nous sommes imparfaits par nature. Nous faisons naturellement des erreurs. Même des sources "scientifiques" et "evidence-based" dignes de confiance ont leurs propres limites et peuvent potentiellement se tromper.

2. Développez votre esprit critique

Evitez de prendre tout ce qu'on vous vend, tout ce qu'on vous raconte, pour argent comptant. Continuez à apprendre et à développer vos connaissances pour rester vous-même à jour et challenger le statu quo. Acceptez aussi de vous remettre en question : nous sommes tous sujets à nous laisser berner par les neuromythes, moi y compris. Il est très facile de tomber dans le panneau si on y prend pas garde. Rester dans une démarche d'apprentissage et d'amélioration continue est donc essentiel, et cela passera aussi par le choix des sources auxquelles vous porterez votre attention.

3. Privilégier des regards multiples

Enfin, adoptez des points de vue multiples, des paires de lunettes différentes. Même si c'est difficile, essayez de vous forger une opinion la plus objective possible sur ce que vous voyez, sur ce que vous lisez, sur ce que vous entendez. Basez-vous sur vos propres expériences, et aussi sur l'expérience d'autres collaborateurs : dans votre entreprise, et en dehors de votre entreprise. N'hésitez pas à créer le plus de ponts possibles avec d'autres organisations, avec d'autres prestataires de services, et aussi avec les associations professionnelles et le monde académique.

Des sources scientifiques et "evidence-based" relativement bien vulgarisées, il en existe. Elles ne sont pas nécessairement évidentes au premier coup d'oeil, mais elles sont là. À condition que vous vous donniez la peine de chercher un peu, vous trouverez des auteurs, des publications, qui vous permettront de faire évoluer vos pratiques avec un regard critique. De mon point de vue, je suis convaincu que c'est grâce à la pluralité des regards et des disciplines que nous pourrons, tous ensemble, prendre de meilleures décisions, pour notre société, pour nos organisations, pour nous-mêmes, pour nos enfants, et ainsi créer un monde meilleur !

Sources & Références

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Furnham, A. (2018). Myths and misconceptions in developmental and neuro-psychology. Psychology, 9, 249-259. https://doi.org/10.4236/psych.2018.92016

Gaussel, M. & Reverdy, C. (2013). Neurosciences et éducation : la bataille des cerveaux. Dossier d'actualité veille et analyses n°86, Institut Français de l'Education. http://veille-et-analyses.ens-lyon.fr/DA-Veille/86-septembre-2013.pdf

Howard-Jones, P. (2014). Neuroscience and education: myths and messages. Nature Reviews Neuroscience, 15, 817-824. https://doi.org/10.1038/nrn3817

Jamet, E. (2007). Concevoir des documents multimédias pour favoriser la compréhension. Dans J.F. Rouet, B. Germain & I. Mazel (Eds), Lecture et technologie numérique. SCEREN/CNDP.

Jarrett, C. (2015). Great myths of the brain. Chichester, UK: John Wiley & Sons.

Lafortune, S., Brault-Foisy, L.M. & Masson, S. (2013). Méfiez-vous des neuromythes. Vivre le primaire, 26(2), 56-58. http://www.associationneuroeducation.org/articles/2013/6/25/mefiez-vous-des-neuromythes.html

Mayer, R. (2008). Applying the science of learning: evidence-based principles for the design of multimedia instruction. American Psychologist, 63(8), 760-769. https://doi.org/10.1037/0003-066X.63.8.760

Medina, J. (2014). Brain rules: 12 principles for surviving and thriving at work, home, and school. Seattle, USA: Pear Press.

Nielsen, J.A., Zielinski, B.A., Ferguson, M.A., Lainhart, J.E. & Anderson, J.S. (2013). An evaluation of the left-brain vs. right-brain hypothesis with resting state functional connectivity magnetic resonance imaging. PLoS ONE, 8(8):e71275. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071275

Pashler, H., McDaniel, M., Rohrer, D. & Bjork, R. (2009). Learning styles: concepts and evidence. Psychological Science in the Public Interest, 9(3), 105-119. https://doi.org/10.1111/j.1539-6053.2009.01038.x

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Les neuromythes sont parmi nous : et avec votre esprit (critique) ?

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Les recherches en neurosciences ont connu un développement fulgurant au cours des dernières années. Pour le meilleur... et malheureusement aussi pour le pire. Car si ces recherches permettent de mieux comprendre l'être humain, leur propos peut être détourné et déformé, à tort et à travers.

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VIDAL, Catherine : Hommes, femmes, avons-nous le même cerveau ? Les petites pommes du savoir, Edition le Pommier.

VIDAL, Catherine : Notre cerveau évolue-t-il tout au long de la vie ? ? Les petites pommes du savoir, Edition le Pommier.

VIDAL, Catherine : Les filles ont-elles un cerveau pour faire des maths ? Les petites pommes du savoir, Edition le Pommier.

VIDAL, Catherine : Nos cerveaux, tous pareils, tous différents. Belin, laboratoire de l'égalité, 2015

BENOIT-BROWAEY Dorothée, Catherine VIDAL : Cerveau, sexe et pouvoir, Belin, 2005.

PASQUINELLI, Elena : Mon cerveau, ce héros, Le Pommier, 2015

MARMION Jean-François [dir] : Psychologie de la connerie, édition Sciences humaines, 2019.

MOUKHEIBER, A. : Votre cerveau vous joue des tours, Allary Editions, 2019

Catherine Vidal : https://www.youtube.com/watch?v=jaftcBvEKsI&ab_channel=Leblob%2Cl%E2%80%99extra-m%C3%A9dia

Hervé Chneiweiss : https://www.youtube.com/watch?v=NhY5qzsV_zk&ab_channel=EditionsdeL%27Iconoclaste

Hervé Chneiweiss : https://www.youtube.com/watch?v=6utbSCeIGwA&ab_channel=EditionsdeL%27Iconoclaste

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Déconstruire les neuromythes | les vidéos experts ÊtrePROF

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Déconstruire les neuromythes | les vidéos experts ÊtrePROF

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Les Ernest | Catherine Vidal : Le cerveau a-t-il un sexe ?

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Neuromythe n°2 🧠 : Vrai ou faux ? - Livre "Notre Cerveau"

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Pour aller plus loin…

TOSCANI Pascale [dir] : Les neurosciences de l’éducation : de la théorie à la pratique dans la classe. Chronique sociale, 2017. Page 45 à 128 (+ livret

Élève).

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Genes, Cells and Brain Areas of Intelligence

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What is the neurobiological basis of human intelligence? The brains of some people seem to be more efficient than those of others. Understanding the biological foundations of these differences is of great interest to basic and applied neuroscience. Somehow, the secret must lie in the cells in our br…

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Comment le cerveau influence-t-il le comportement ? Les spermatozoïdes peuvent ils être modifiés par l'environnement et transmettre certains caractères acquis à travers les générations ?

Traumatismes en héritage : quels sont les effets de l'environnement et de la culture sur les mécanismes biologiques, en particulier au niveau du cerveau ? Comment ceux-ci peuvent-ils influencer le comportement ? Comment les cellules germinales mâles, c'est-à-dire les cellules de sperme, peuvent-elles être modifiées par l'environnement de façon à transmettre certains caractères acquis à travers les générations ? Chacun de nous est déterminé par nos gènes, on hérite d'un set de gènes paternels et maternels (...), en réalité nous sommes plus que nos gènes, nous sommes une combinaison de gènes qui sont influencés par des facteurs environnementaux, et ils sont nombreux : notre vie, notre comportement, notre physiologie...

Une conférence enregistrée en 2016.

Isabelle Mansuy, neurogénéticienne à l'université de Zürich et à l'école polytechnique fédérale de Zürich.

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Peut-on souffrir des tragédies vécues par nos ancêtres ?

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Comment le cerveau influence-t-il le comportement ? Les spermatozoïdes peuvent ils être modifiés par l'environnement et transmettre certains caractères acquis à travers les générations ? Traumatismes en héritage : quels sont les effets de l'environnement et de la culture sur les mécanismes biologiques, en particulier au niveau du cerveau ?

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La Recherche - L'épigénétique est un mot à la mode. Quelle est sa définition ?

Edith Heard - Ce mot désigne les mécanismes moléculaires qui permettent de changer, de manière héritable, l'expression des gènes sans altérer la séquence ADN. Grâce à ces mécanismes, des gènes sont maintenus au silence ou, au contraire, exprimés. C'est ainsi que les cellules qui composent un même organisme et qui possèdent toutes la même information génétique gardent leur identité unique : les cellules musculaires ne deviennent pas des cellules neuronales, par exemple. Ces marques épigénétiques peuvent être transmises aux cellules filles. Mais, attention, ces mécanismes sont réversibles. Juste avant la formation des spermatozoïdes et des ovules, ainsi qu'au moment de la fécondation, il y a des mécanismes d'effacement de ces marques épigénétiques. Cette forme de remise à zéro est nécessaire pour effacer les épigénomes somatiques (*) avant de permettre la spécialisation des gamètes et la totipotence (*) de la première cellule de l'embryon.
Comment, chez les cellules des plantes et des animaux, certains gènes sont exprimés et d'autres mis au silence sans que leur séquence soit altérée ?
Avant d'aborder finement ces mécanismes, il faut rappeler l'organisation spatiale de la séquence ADN dans le noyau de la cellule (Fig. 1). Mesurant près de 2 mètres, elle est rangée dans un noyau qui fait 10 micromètres de diamètre. Cela revient à ranger un fil de 20 mètres dans une balle de tennis. Pour y parvenir, l'ADN s'enroule autour de protéines spécialisées, les histones. L'ensemble constitue la chromatine, qui est également compactée à plusieurs niveaux. Cette organisation joue un rôle important pour moduler l'accès à l'information génétique et pour préserver des états d'expression de gènes au fil des divisions cellulaires.

Infographie : © Sylvie Dessert

Quels sont les mécanismes épigénétiques ?
Un niveau de régulation concerne la chromatine. Elle peut être modifiée soit au niveau de l'ADN, soit au niveau des histones. Ces modifications peuvent ainsi bloquer - ou au contraire avantager - l'expression d'une information génétique. L'un des mécanismes les plus étudiés est la méthylation, qui consiste en la fixation d'un groupement méthyle sur l'une des quatre bases de l'ADN [l'adénine, la cytosine, la guanine, la thymine, NDLR], notamment la cytosine. Lorsque la méthylation se produit sur des séquences promotrices de gènes, on a généralement une répression de l'expression ; si elle se produit à l'intérieur d'un gène, elle est souvent corrélée à une forte expression de celui-ci. La méthylation de l'ADN peut être maintenue au cours des divisions cellulaires, à condition que les enzymes de méthylation soient présentes et actives.
Et, sur les histones, quelles sont les modifications possibles ?
De nombreux groupements chimi-ques peuvent se fixer sur ces protéines autour desquelles s'enroule l'ADN, comme des groupements méthyles, acétyles ou phosphoryles. Certaines de ces modifications influent sur la structure de la chromatine. Par exemple, lorsqu'elles provoquent une compaction de la chromatine, le gène devient moins accessible à la machinerie de transcription et surtout peut conduire au recrutement de facteurs qui inhibent la transcription, son expression est donc réprimée. Comme il existe plusieurs variétés d'histones, et que plusieurs d'entre elles peuvent recevoir différentes modifications en même temps, les biologistes ont développé le concept de " code des histones " qui participerait à la régulation fine de l'expression des gènes. Mais ceci reste une hypothèse, au contraire du code génétique qui permet de traduire les séquences ADN en protéines.
Vous travaillez en particulier sur les mécanismes d'inactivation du chromosome X. De quoi s'agit-il ?
Chez les mammifères femelles, les cellules portent deux chromosomes X, hérités de chacun de leurs parents, tandis que les mâles ont un chromosome Y hérité de leur père et un chromosome X hérité de leur mère. Le chromosome Y porte très peu de gènes - une centaine à peine -, dont certains sont importants pour les caractères sexués masculins, alors que le chromosome X en porte plus d'un millier ! Pour compenser ce déséquilibre entre mâles et femelles, un processus d'inactivation de l'un des deux chromosomes X s'est donc mis en place chez les femelles. C'est un programme 100 % épigénétique qui éteint un chromosome entier !
Comment se produit cette inactivation ?
À l'aide notamment d'un ARN non codant, appelé Xist, qui recouvre l'un des deux chromosomes X présents dans toutes les cellules de mammifères femelles. Cette décoration permet de réduire au silence la plupart des gènes présents sur le chromosome. L'inactivation se produit soit sur le chromosome X hérité du père, soit sur celui hérité de la mère. Et une fois qu'elle est établie, elle est stable. Elle est maintenue au fil des divisions cellulaires. Mais l'inactivation du chromosome X est effacée dans la lignée germinale au cours de la formation des ovocytes.
Est-ce que tous les ARN non codant participent aux mécanismes épigénétiques ?
Cela fait débat dans la communauté scientifique, car si certains ARN non codant régulent l'expression de gènes, ou d'un chromosome presque entier dans le cas du chromosome X, ils ne sont pas tous hérités par les cellules filles lors de la division cellulaire. Or si l'on se réfère à la définition de l'épigénétique, ce mécanisme doit être héritable et réversible au niveau cellulaire.
Quels outils permettent d'observer ces phénomènes ?
Il y a eu une révolution dans les technologies pour analyser les marques épigénétiques très finement. Par exemple, nous pouvons détecter la méthylation, à la base près, sur tout le génome. On parle alors du méthylome. Le problème est que ces techniques coûtent encore très cher si on souhaite séquencer un méthylome entier. Pour cette raison, on cible seulement certaines régions du génome. Concernant les marques épigénétiques sur les histones, nous avons des outils, des anticorps, qui les détectent de façon très précise : grâce à cela, on identifie leur position à l'échelle du génome. Comme ces techniques sont moins onéreuses, on peut s'en servir en routine pour connaître l'épigénome d'un type cellulaire et corréler les résultats avec le transcriptome, c'est-à-dire l'analyse des gènes qui ont été transcrits en ARN. On sait ainsi quels sont les gènes qui ont été exprimés ou non en fonction des marques épigénétiques sur les histones. Une récente technique, appelée " capture chromatinienne de conformation ", permet de capter le repliement du génome dans le noyau. Ainsi, nous commençons à comprendre la corrélation entre ces repliements et les différences d'expression des gènes. Par exemple, on a découvert que l'ADN est organisé en domaines d'interaction de plusieurs centaines de kilobases et on a compris que les gènes à l'intérieur d'un domaine ont plutôt tendance à être exprimés en même temps, et de la même façon, que des gènes qui sont situés dans d'autres domaines. C'est donc peut-être une manière de compartimenter le génome, de définir des zones qui doivent être activées ou non à différents moments du développement. Il y a dix ans, nous n'avions pas toutes ces technologies qui nous permettent de regarder le génome dans toutes ses dimensions. Cela progresse à une vitesse incroyable.
Est-ce qu'on les utilise dans un contexte clinique ?
Oui, des analyses de méthylome sont faites, en clinique, sur des régions du génome. En effet, dans certains cas, connaître l'expression ou le profil de méthylation de gènes particuliers pourrait être utile pour prédire l'efficacité d'un traitement. Cependant, le plus souvent, ce qui compte est de savoir si certains gènes sont exprimés ou non. Pour cela, il est moins cher d'analyser seulement le transcriptome.
Lors de la fécondation, il y a un effacement de marques épigénétiques, notamment la méthylation. Ces marques peuvent-elles être transmises entre des générations d'individus ?
L'information épigénétique héritée des gamètes est remise à zéro. Sauf que - et c'est là que cela devient intéressant - certaines séquences d'ADN ont la capacité de garder en mémoire la méthylation qu'elles avaient dans le spermatozoïde et l'ovocyte. Et elles vont la maintenir tout au long de la vie. Ces séquences sont peu nombreuses, une centaine environ. Suivant l'origine parentale de la méthylation, l'expression de la copie paternelle ou maternelle du gène concerné va être mise sous silence. On parle de gènes " soumis à empreinte parentale ", qui sont certes en petit nombre, mais jouent un rôle décisif dans la croissance, le développement embryonnaire et le métabolisme. Certaines maladies sont liées à des altérations des gènes soumis à empreinte parentale, comme le syndrome de Beckwith-Wiedemann, caractérisé par une croissance excessive, une prédisposition tumorale et des malformations congénitales. Dans l'unité de l'Institut Curie où j'ai travaillé pendant dix ans, des équipes, comme celle de Deborah Bourc'his, cherchent à comprendre les mécanismes à l'origine de cette empreinte parentale.
Des molécules extérieures à la cellule peuvent-elles êtreà l'origine de mécanismes épigénétiques ?
C'est peu probable chez les mammifères. Néanmoins, ce que nous mangeons ou ce que nous respirons peut influencer l'expression de certains gènes dans l'organisme, et ceci peut être associé à des modifications épigénétiques. La question est : est-ce que ces changements d'état sont transmis à travers les divisions cellulaires ? Probablement pas chez les humains. En revanche, chez les abeilles c'est le cas. Dans une ruche, les larves des ouvrières et des reines sont génétiquement identiques, mais en fonction de l'alimentation et des soins apportés, une larve deviendra reine ou ouvrière. Cela dit, il ne faut pas s'emballer : rien d'aussi évident n'a été observé chez l'homme. Il est important de dire que l'épigénétique n'est pas au-dessus de la génétique. Les biologistes prennent conscience que des changements épigénétiques majeurs peuvent être conduits par des mutations génétiques, par exemple dans des gènes qui codent des enzymes responsables de la méthylation de l'ADN ou des enzymes qui enlèvent des groupements acétyles sur les histones.
Des marques épigénétiques dues à l'environnement peuvent-elles être transmises entre générations chez l'homme ?
Cela suscite beaucoup de recherches et de débats. Des travaux ont montré qu'il pouvait y avoir une transmission intergénérationnelle dans certains cas. On parle de transmission intergénérationnelle quand le signal qui provoque le changement épigénétique est toujours présent. Mais, concernant la transmission transgénérationnelle - c'est-à-dire au-delà de la troisième génération, avec la certitude que le signal à l'origine du changement épigénétique n'est plus présent -, il n'y a pas de preuves solides au niveau de la biologie moléculaire chez l'homme. La communauté scientifique sait que l'épigénétique suscite au sein de la société beaucoup d'intérêt et beaucoup d'attente, mais nous n'en sommes encore qu'à établir les bases moléculaires de cette discipline.
Justement, revenons aux abeilles. Une larve devient reine parce qu'elle a été nourrie avec de la gelée royale. A-t-on compris l'ensemble des mécanismes moléculaires qui sont en jeu ?
Non, les scientifiques sont loin d'avoir tout découvert. Le génome de l'abeille a été séquencé en 2006, cela a permis de faire des avancées. On sait que la présence ou l'absence de gelée royale modifie la méthylation de l'ADN des larves. En 2008, une équipe de plusieurs universités australiennes a montré que, lorsqu'on modifie l'expression de l'enzyme responsable de la méthylation de l'ADN (l'ADN méthyltransférase) chez des larves nourries pour devenir ouvrières, elles se développent avec des ovaires formés comme les reines. Cela indique que la gelée royale apporte des substances qui inhibent la méthylation de l'ADN. En 2010, les mêmes chercheurs, associés à un groupe du Centre allemand de recherche sur le cancer, à Heidelberg, ont séquencé les génomes issus de cellules du cerveau de reines et d'ouvrières. Ils ont analysé le profil de méthylation de ces génomes et ont constaté que près de 560 gènes étaient méthylés différemment chez les unes et chez les autres. De plus, ils ont observé que ces marques épigénétiques étaient sur des sites de l'ADN impliqués dans la production de différentes versions d'un même gène, par un mécanisme nommé " épissage alternatif ". Cela suggère que la méthylation est utilisée afin de mémoriser la version qui doit être utilisée s'il s'agit d'une reine ou d'une ouvrière.
D'autres mécanismes épigénétiques sont-ils à l'oeuvre ?
Oui, les chercheurs ont retrouvé dans la gelée royale un composé, le phénylbutyrate, connu pour être un inhibiteur des enzymes qui suppriment les groupements acétyles sur les histones. Ces enzymes, appelées histones désacétylases, favorisent la compaction de la chromatine et ainsi une baisse d'expression génétique. On a donc retrouvé quelques marques épigénétiques, mais est-ce vraiment celles-ci qui vont diriger l'activation d'une reine ? Cela reste débattu. Ainsi, on n'obtient pas de reine si on nourrit simplement une larve avec de la gelée royale. La différenciation entre reine et ouvrière met en jeu une cascade d'événements. Nous ne sommes qu'au début de leur compréhension. Les prochaines études utiliseront certainement des techniques d'édition du génome pour comprendre ce qu'il se passe dans une larve si, en manipulant tel ou tel gène, on fait apparaître une ouvrière ou une reine, et du coup comprendre un peu plus les bases moléculaires.
Les criquets peuvent aussi changer de morphologie et de comportement sous l'impulsion d'un facteur extérieur...
Là, il s'agit de tout autre chose. Le criquet pèlerin, habituellement solitaire inoffensif, peut très rapidement devenir grégaire et former des essaims gigantesques, dévastateurs pour la végétation. Les chercheurs tentent de comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine de ces modifications. Une équipe a notamment fait des tests pour savoir ce qui était transmis aux larves pour qu'elles produisent des individus grégaires. Ils ont remarqué que les femelles déposent une mousse sur les larves. En analysant sa composition, ils ont découvert qu'elle contient une molécule, une analogue alkylée de la L-dopa, un précurseur de la dopamine. Cette molécule suffirait à déclencher tout ce changement phénotypique. On a un début du mécanisme, mais nous ne savons pas encore ce qu'il se passe après.
Et chez les plantes ?
Il existe de nombreux exemples où des facteurs extérieurs modifient le comportement des plantes. Les mécanismes de régulation épigénétiques facilitent les changements de l'activité des gènes, permettant ainsi aux plantes de survivre et de se reproduire avec succès dans des environnements imprévisibles. Par exemple, le déclenchement de la floraison se fait à partir de mécanismes épigénétiques. L'exposition des plantes à une période importante de froid crée une accumulation d'un ARN non codant. Celui-ci cible ensuite un complexe protéique qui inactive un gène par méthylation. L'inactivation de ce gène conduit à l'élaboration de la fleur.
Les mécanismes épigénétiques permettent des changements de morphologie ou de comportement assez rapides. Ont-ils un rôle dans l'évolution et l'adaptation des espèces ?
C'est ce que suggèrent certains travaux, comme ceux réalisés sur un poisson, Astyanax mexicanus. Ce dernier vit dans les rivières et se nourrit de petits crustacés qu'il capture en pleine eau. Il a un cousin qui, lui, vit dans l'eau sombre au fond des grottes. Les deux poissons ont des différences morphologiques importantes : celui qui vit dans le noir a non seulement perdu ses yeux et sa pigmentation, mais il a acquis des mâchoires plus puissantes, pourvues de davantage de dents, et possède une plus grande sensibilité au goût et aux odeurs. Ce poisson aurait colonisé les cavernes il y a 30 000 ans environ. Or cette période est courte pour que des mutations surviennent et soient sélectionnées. L'équipe de Sylvie Rétaux, à l'université Paris-Saclay, a émis l'hypothèse qu'il y avait des mécanismes épigénétiques en jeu. Ainsi, les chercheurs ont comparé les gènes impliqués dans le développement de l'oeil entre les deux cousins et ils n'ont pas repéré la moindre mutation. En revanche, en manipulant le niveau de méthylation des gènes chez le poisson cavernicole, les yeux se sont formés. Donc les gènes sont fonctionnels chez lui : ils sont simplement réprimés. C'est un joli exemple d'un programme mis en arrêt de façon épigénétique. Mais attention, cette action épigénétique n'explique pas tout. Elle a été rendue possible grâce à une mutation génétique : la mutation d'un gène clé qui était déjà là chez certains poissons avant la colonisation des grottes.

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Edith Heard : " Nous établissons les bases moléculaires de cette discipline "

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La Recherche - L'épigénétique est un mot à la mode. Quelle est sa définition ? Edith Heard - Ce mot désigne les mécanismes moléculaires qui permettent de changer, de manière héritable, l'expression des gènes sans altérer la séquence ADN. Grâce à ces mécanismes, des gènes sont maintenus au silence ou, au contraire, exprimés.

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Vidéo de Matthieu FONTENEAU : génétique et épigénétique