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Comment les informations sont-elles stockées dans le cerveau

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Je crois que l'information dans l'ordinateur est physiquement stockée comme un réseau de "boîtes". Chaque boîte est soit magnétisée, soit démagnétisée. L'ordinateur lit ceci pour récupérer et consolider les informations utiles.

Ma question est au niveau cellulaire, comment les informations sont-elles stockées. J'ai essayé de rechercher le sujet et de lire sur le renforcement des synapses. Cependant, quel est le mécanisme de bas niveau pour stocker les informations ? Il doit y avoir un "état" de la cellule qui peut être traité.

Soit dit en passant, quel est le mécanisme physique derrière chaque type de mémoire.


Une hypothèse sur la base moléculaire de la mémoire est CaMKII
Nature Reviews Neuroscience 13, 169-182 (mars 2012) | doi: 10.1038/nrn3192
Mécanismes d'action de CaMKII dans la potentialisation à long terme
http://www.silvalab.com/LMcourse/Lisman2012.pdf


Comment les informations sont-elles transférées dans la mémoire à long terme ?

Chaque jour, notre cerveau perçoit d'innombrables impressions, dont seule une petite fraction est transférée dans la mémoire à long terme. Depuis longtemps, les scientifiques étudient la question de savoir quels mécanismes neuronaux sous-tendent la formation de la mémoire. Selon le niveau auquel cette question a été posée, des réponses différentes ont été trouvées. Au niveau cellulaire, on sait déjà assez bien comment les processus d'apprentissage renforcent les contacts entre les neurones. Les connexions neuronales les plus utilisées sont consolidées. D'autres scientifiques étudient le processus d'apprentissage dans le contexte de l'ensemble du cerveau. Ils ont découvert que pour éviter que des informations ne soient oubliées, elles doivent être transférées de la mémoire de travail de l'hippocampe vers le cortex cérébral, où elles sont stockées à long terme. Pour la première fois, des scientifiques autour d'Uwe Heinemann, directeur de l'Institut de neurophysiologie du Johannes Müller Center for Physiology à la Charité et membre du Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin, ont désormais établi un lien entre ces deux processus.

L'hippocampe est le centre de coordination le plus important pour les impressions récentes de toute origine. C'est ici que les impressions telles que l'odorat, le toucher, les informations acoustiques et visuelles sont liées et stockées à court terme. Les cellules nerveuses qui sous-tendent cette fonction de l'hippocampe sont organisées en assemblages neuronaux qui communiquent via des ondes de réseau (oscillations) et ainsi transfèrent des informations.

Comme la capacité d'information de l'hippocampe est limitée et que notre cerveau est exposé à un flot de nouvelles impressions chaque jour, il essaie de transférer les informations le plus rapidement possible de la mémoire de travail à la mémoire à long terme. Selon l'état actuel des connaissances, cela se fait en transférant les informations de l'hippocampe au cortex cérébral. Dans ce processus, de courtes oscillations synchrones dans la gamme de fréquences autour de 200 Hertz se produisent, qui sont préférentiellement observées pendant le sommeil ou dans les phases de repos pendant la journée. Ainsi, un bon sommeil améliore votre mémoire. Heinemann et ses collègues ont étudié de manière intensive quels processus cellulaires sous-tendent l'émergence de ces oscillations à haute fréquence.

Jusqu'à présent, les oscillations à haute fréquence qui conduisent à la formation de la mémoire n'ont été observées que chez les animaux vivants. Dans les préparations du cerveau, appelées sections cérébrales, le réseau neuronal n'est probablement pas assez puissant pour générer de telles oscillations, car d'importants composants du réseau manquent. Les scientifiques autour de Heinemann ont simulé l'apprentissage dans des sections du cerveau en appliquant des stimuli électriques répétés qui renforcent les connexions entre les cellules nerveuses individuelles. Cette amélioration des contacts neuronaux a induit des oscillations à haute fréquence autour de 200 Hertz, tout comme celles qui sont généralement observées lors du transfert d'informations vers le cortex cérébral. De cette façon, pour la première fois, une connexion a été établie entre les processus d'apprentissage cellulaire et les processus d'apprentissage qui se produisent dans le contexte de l'ensemble du cerveau, tels que le stockage d'informations à long terme dans le cortex cérébral.

Dans d'autres expériences, les scientifiques pourraient montrer que l'induction de telles oscillations de réseau ultra rapides dépend de l'activation d'un récepteur spécifique du glutamate, le récepteur N-méthyl-D-aspartate (NMDA). Le récepteur NMDA est un élément constitutif important aux points de contact entre les cellules nerveuses et joue un rôle important dans les processus d'apprentissage cellulaire. C'est une preuve supplémentaire que les processus d'apprentissage cellulaire sont une condition préalable au stockage d'informations à long terme dans le cortex. La possibilité de générer désormais également des oscillations très fréquentes dans les sections du cerveau offre de nouvelles perspectives de recherche, car dans cette préparation, les cellules sont beaucoup plus accessibles que dans le cerveau vivant.

Institut de neurophysiologie, Charité Berlin
Tucholskystrae 2
10117 Berlin
Téléphone : ++ 49 (0)30 450-52 81


Conclusion

Bien que la mémoire sensorielle soit quelque chose que vous ne remarquerez probablement pas et que vous ne pourrez jamais vraiment vous rappeler, comme vos souvenirs ordinaires, espérons-le, en lisant cet article, vous avez appris à quel point ce type de mémoire est essentiel. Même si vous ne voyez, entendez et touchez quelque chose que pendant un bref instant, prenez un moment pour remercier la mémoire sensorielle, car elle fait beaucoup dans les coulisses. Sans une mémoire sensorielle qui fonctionne bien, vous ne seriez pas en mesure de former les souvenirs qui vous sont chers, de converser avec des amis ou même de mémoriser correctement des informations importantes. Avec les bons outils, vous pouvez aiguiser votre mémoire sensorielle et rendre vos expériences actuelles plus enrichissantes et mémorables. Faites le premier pas aujourd'hui.

Foire aux questions (FAQ) :

Qu'est-ce que la mémoire sensorielle en psychologie ?

La mémoire sensorielle en psychologie est le processus de mémoire qui stocke les informations captées par les sens. Ces impressions sensorielles sont stockées très brièvement, en particulier par rapport à d'autres types de mémoire, car la mémoire humaine s'appuie sur des informations sensorielles pour créer des souvenirs et améliorer la compréhension, mais n'a pas à conserver les impressions d'entrées sensorielles à long terme afin de conserver les mémoires ou de trier informations.

La mémoire sensorielle est une partie importante de la psychologie, en plus de la neurologie, car la mémoire sensorielle peut jouer un rôle dans une multitude de problèmes de santé mentale, notamment le trouble de stress post-traumatique et d'autres troubles de la mémoire, tels que l'amnésie. La mémoire sensorielle qui ne s'intègre pas correctement, mais est connue pour conserver des impressions bien au-delà de la période standard requise par les processus de mémoire, peut conduire à un sentiment accru de rappel, ce qui peut provoquer des symptômes tels que des flashbacks.

Quel est un bon exemple de mémoire sensorielle ?

L'un des plus grands exemples de mémoire sensorielle & mdashand mémoire sensorielle emblématique en particulier & mdashis la sensation de & ldquoseeing & rdquo une traînée de lumière lorsqu'un cierge magique ou une autre source lumineuse est déplacé très rapidement. Même si la lumière a déjà dépassé un certain point, la mémoire humaine conserve les informations sensorielles fournies par le cierge magique pendant une brève période, permettant à votre esprit de « voir » une traînée de lumière.

Quels sont les types de mémoire sensorielle ?

Il existe 3 types différents de processus de mémoire sensorielle qui sont largement étudiés, même s'il va de soi que chaque sens différent a sa propre information stockée dans des banques de mémoire sensorielle. Les trois types d'informations sensorielles largement étudiées comprennent la mémoire iconique (impressions d'informations sensorielles créées par la vue), la mémoire échoïque (impressions d'informations sensorielles créées par le son) et la mémoire haptique (impressions d'informations sensorielles créées par le toucher). Les banques de mémoire créées par la vue, l'ouïe et le toucher sont très brèves et ne conservent ces impressions sensorielles que pendant une brève période et juste assez longtemps pour comprendre ou stocker des souvenirs. Une fois que les impressions sensorielles sont vues, elles se dirigent vers le stockage des informations en les transférant d'abord dans la mémoire de travail (qui permet de traiter et d'analyser les informations), avant d'être distribuées dans le stockage de la mémoire à long terme, supprimées complètement de la mémoire ou brièvement conservées à court terme. banques de mémoire à terme.

Où est stockée la mémoire sensorielle ?

La mémoire sensorielle est un type de mémoire à court terme et ne se déplace pas seule dans les informations à long terme. ces informations complétées sont ensuite envoyées au stockage en mémoire à long terme. La mémoire humaine s'appuie sur des processus de mémoire qui recueillent d'abord des informations, puis analysent les informations après l'événement ou le stimulus d'origine, et concluent en stockant, en supprimant ou en analysant davantage les informations reçues. Ce processus permet un flux continu de informations à assimiler (via la mémoire à court terme, où est stockée la mémoire sensorielle), sans surcharger les processus et fonctions du cerveau.

Qu'est-ce que la mémoire sensorielle avec exemple ?

La mémoire sensorielle est un type de mémoire à court terme qui conserve les informations sensorielles pendant quelques secondes seulement après l'apparition des stimuli sensoriels, afin de mieux comprendre une situation, une idée ou un événement. La mémoire sensorielle peut inclure des souvenirs visuels&mdashl'exemple le plus courant étant le &ldquotrail&rdquo qu'une lampe de poche laisse lorsqu'elle est déplacée rapidement&mdashles souvenirs auditifs&mdashle plus courant étant lorsque vous avez des mots &ldquobounce&rdquo dans votre esprit pendant quelques battements, avant que vous ne puissiez réellement comprendre ce qui a été dit&mdashand mémoire haptique , ou la mémoire de touch&mdash, l'exemple le plus courant étant la capacité de se souvenir d'une texture presque comme si vous touchiez un objet, alors que vous ne touchez pas du tout l'objet. Chacun de ces types de processus de mémoire sensorielle permet au cerveau de retenir et d'évaluer des informations après que la source originale de stimuli soit passée ou disparue.

Quels sont les 3 types de mémoire ?

Les trois types de mémoire sensorielle bien étudiées sont la mémoire haptique (toucher), la mémoire échoïque (son) et la mémoire iconique (vue). Ces types de mémoire relèvent tous de la mémoire sensorielle, ou d'un type de mémoire à court terme qui stocke brièvement des informations sensorielles (généralement pas plus de quelques secondes) afin de mieux comprendre ou de stocker plus efficacement un souvenir ou un événement. La mémoire humaine commence à utiliser les processus de mémoire sensorielle dans la petite enfance et continue à utiliser ces 3 types de processus de mémoire à l'âge adulte et au-delà.

Qu'est-ce que le processus de mémoire sensorielle ?

Le processus de mémoire sensorielle décrit une facette de la mémoire de travail, qui nécessite différentes sources d'entrée de mémoire afin de créer une image robuste et complète des informations données. La mémoire sensorielle comprend tous les sens, mais seuls 3 aspects de la mémoire sensorielle ont été étudiés avec une réelle profondeur ou régularité : la mémoire échoïque (son), la mémoire haptique (toucher) et la mémoire iconique (vue). Chacun de ces sens crée des « instantanés », en quelque sorte, d'une expérience basée sur les sens, afin d'analyser et de comprendre de manière plus approfondie un événement, une information ou des stimuli entrants.

Quelles sont les 3 fonctions de la mémoire sensorielle ?

Bien qu'il existe plus de 3 fonctions de la mémoire sensorielle, les personnes travaillant dans les domaines de la psychologie se sont concentrées sur 3 sources d'entrée sensorielle et leurs centres de mémoire correspondants : la vue, le son et le toucher. La vue (mémoire emblématique), le son (mémoire échogène) et le toucher (mémoire haptique) sont tous considérés comme 3 fonctions essentielles pour créer une information complète et bien comprise, et chacun de ces sens joue un rôle dans la perception informations, traiter les informations et tirer des conclusions sur ces informations. La mémoire écho, par exemple, peut retenir un mot ou une phrase pendant que vous écoutez à contrecœur et vous donner l'occasion de saisir ce qui a été dit. La mémoire iconique vous permet de rappeler des informations sur un panneau d'affichage que vous avez passé quelques secondes plus tôt, sans avoir à vous retourner et à rechercher le panneau d'affichage. La mémoire haptique vous permet de vous rappeler que la texture d'un pull que vous venez de toucher est rugueuse et chaude, et donc un mauvais choix pour une journée à 70 degrés.

Comment la mémoire sensorielle est-elle utile ?

La mémoire sensorielle est un processus intégral de développement des mémoires à court et à long terme, car la mémoire sensorielle aide à traiter les stimuli entrants et facilite l'analyse et le stockage éventuel des informations. Les types de mémoire qui reposent sur la mémoire sensorielle sont vastes et comprennent la mémoire épisodique, sémantique, de travail et prospective, qui reposent toutes sur un processus fonctionnel de mémoire à court terme et un processus de mémoire à long terme. La mémoire épisodique est un type de processus de mémoire qui relaie des informations personnelles sans mémoire sensorielle, il serait difficile de créer une banque de mémoire épisodique robuste. Après tout, quelle révélation personnelle est complète sans un récit riche, rempli de détails sensoriels, tels que la peluche d'une fourrure de chat bien-aimée, ou le magnifique trille d'une voix d'un être cher perdu ?

La mémoire sémantique, elle aussi, repose sur la mémoire sensorielle. La mémoire sémantique est un type de processus de mémoire qui stocke des informations générales. Plutôt que d'utiliser le souvenir sensoriel de la défunte fourrure Fluffy, la mémoire sémantique pourrait s'appuyer sur l'esprit pour relayer une odeur spécifique afin d'identifier un type de cuisine, ou sur la vue des joueurs de sport afin d'identifier correctement les règles de la sportive en cause.

La mémoire de travail et prospective s'appuie également sur la mémoire sensorielle, car la mémoire de travail est le « ? Sans l'entrée visuelle, auditive et tactile de la mémoire sensorielle, le cerveau aurait du mal à comprendre les images, les sons et les textures et à maintenir la cohérence dans le fonctionnement quotidien.

La mémoire sensorielle peut également avoir une influence sur le fait qu'une personne éprouve ou non un syndrome particulier. La mémoire et la santé mentale sont très étroitement liées, et certaines preuves suggèrent un lien entre les troubles de la mémoire et la schizophrénie et d'autres maladies ou troubles mentaux. Bien que cela ne semble pas très important au premier abord, la mémoire sensorielle est absolument essentielle au fonctionnement correct et opportun de tous les types de mémoire.

Comment la mémoire sensorielle est-elle stockée ?

La mémoire sensorielle fait partie du système de mémoire de travail et est stockée brièvement dans la mémoire à court terme. Bien que la mémoire sensorielle puisse être intégrée à la mémoire à long terme, il est inhabituel que des impressions sensorielles persistent au-delà de quelques secondes dans un souvenir aussi riche qu'elles créent immédiatement après la réception de l'entrée. Par exemple, votre cerveau conservera le riche vibrato d'une performance live pendant quelques secondes, mais votre mémoire à long terme ne se souviendra que de la impression vous avez reçu de l'entrée auditive, à savoir que l'interprète a chanté magnifiquement. Lorsque vous percevez une œuvre d'art magistrale, votre cerveau conservera la mémoire de sa forme, de ses couleurs et de ses dimensions sans le même dynamisme que de se tenir devant une œuvre d'art. Lorsque vous tenez votre main à un cactus, votre cerveau retiendra la connaissance que le cactus était, en fait, piquant au toucher, mais n'excitera pas la sensation physique d'être piqué. De cette façon, la mémoire sensorielle n'est stockée que pendant une courte période, afin de créer et de stocker plus complètement des souvenirs. Il y a quelques rares exceptions à cela, comme dans le cas d'avoir une mémoire photographique ou de ressentir des flashbacks dans le cadre d'une réponse à un traumatisme.

Quelles sont les caractéristiques de la mémoire sensorielle ?

Les caractéristiques de la mémoire sensorielle fonctionnent de manière similaire aux caractéristiques des autres fonctions de la mémoire à court terme, la plus urgente étant leur durée : les mémoires sensorielles ne durent que quelques secondes, pour la plupart, et sont conçues pour transmettre des impressions, plutôt que de retenir et de revivre entrée sensorielle réelle. La mémoire sensorielle dépend également entièrement des sens et n'a pas de puissance de traitement propre bien que cela puisse sembler instantané, l'entrée sensorielle est transmise au cerveau, où la mémoire et les processus de pensée décomposent un événement ou un stimulus, plutôt que la mémoire sensorielle lui-même délivrant des informations complètes et exploitables.

Qu'est-ce que la mémoire sensorielle humaine ?

La mémoire sensorielle humaine fait partie des systèmes de mémoire à court terme et de travail. La mémoire sensorielle est chargée de recueillir des informations sensorielles, afin de répondre au besoin de la mémoire de travail d'un ensemble diversifié d'informations, afin de traiter, d'évaluer et de synthétiser plus efficacement les informations entrantes. La mémoire sensorielle peut aider à évaluer une situation, en conservant une image contenant des informations indispensables sur un événement à venir, ou peut aider à stocker un souvenir à long terme en conservant les informations et les sensations fournies après avoir tenu la main d'un être cher pour la première fois. temps. La mémoire sensorielle peut, à première vue, sembler être une banque de mémoire pour l'entrée sensorielle, mais c'est beaucoup moins une banque de mémoire, et bien plus une bande transporteuse de mémoire. -terme ou mémoire de travail, plutôt que de rester dans la mémoire à court terme, ou de persister dans la mémoire à long terme.


Comment apprenons-nous et comment les informations sont-elles stockées dans la mémoire à long terme ?

J'ai eu l'occasion de travailler avec le Dr Patricia Wolf, éducatrice de renom et auteur de Brain Matters, Translating Research into Classroom Practice. La Dre Wolfe est bien connue pour son expertise dans la compréhension du cerveau humain et de son fonctionnement. Au cours de son intense atelier de quatre jours, nous avons exploré les neurosciences de l'enseignement et de l'apprentissage. L'une des sections qui m'a semblé la plus précieuse était son explication du modèle de traitement de l'information qu'elle avait conçu. Ce modèle explique comment les informations sont traitées dans notre cerveau et comment les données sont finalement supprimées ou stockées dans la mémoire à long terme.

Qu'est-ce qu'apprendre ? Qu'est-ce que la mémoire ?

Selon le Dr Wolfe, « l'apprentissage est l'acte de créer (et de renforcer) des connexions entre des milliers de neurones formant des réseaux ou des cartes neuronales. » Tandis que « La mémoire est la capacité de reconstruire ou de réactiver les connexions précédemment établies » (p. 18, Wolfe, 2018). Ainsi, lorsque nous apprenons quelque chose de nouveau, nous créons en fait de nouvelles connexions entre nos neurones. Et lorsque nous voulons nous souvenir de quelque chose, nous demandons à ces neurones de s'activer afin que nous puissions nous rappeler ce que nous avons appris auparavant.

Mémoire sensorielle

Voyons en fait comment l'information nous vient à l'esprit et comment se déroule l'apprentissage. Les données entrent dans notre cerveau à travers nos cinq sens, la vue, le son, l'odorat, le goût et le toucher. Il entre ensuite dans une zone appelée mémoire sensorielle. (Veuillez noter qu'il n'y a pas de zone ou de structure réelle appelée « mémoire sensorielle » dans le cerveau, ce modèle est simplement utilisé pour aider à expliquer le processus d'apprentissage.)

Votre système d'activation réticulaire (RAS), réellement situé dans le tronc cérébral, joue un rôle de premier plan dans la détermination de ce qui est important et de ce qui ne l'est pas lorsqu'il s'agit de prêter attention à diverses stimulations. Ils agissent comme des antennes.Vos sens reçoivent des milliers et des milliers de stimuli en une journée et il ne peut pas prêter attention à tout cela, alors il filtre ce qui n'est pas important et le jette, tandis qu'il envoie des informations auxquelles vous voulez prêter attention, directement à la section de la mémoire de travail du cerveau. Parce que nous sommes tellement stimulés par ce qui entre par nos sens, on pense que nous laissons tomber environ 99% de ce qui entre dans le cerveau et que seulement 1% est envoyé à la mémoire de travail (Wolfe P., 2018). Dans certaines situations de stimulation visuelle très rares, les informations iront directement à la mémoire à long terme (Smith, 2005).

Nous deviendrions fous si nous essayions de traiter toutes les données que notre cerveau reçoit. Ainsi, un RAS fonctionnant correctement est essentiel pour l'apprentissage. Les informations ne sont dans la zone de mémoire sensorielle que pendant environ une ou deux secondes avant d'être envoyées à la mémoire de travail ou supprimées (Armstrong, 2008). Il est donc important que les enseignants s'assurent que les informations dont les élèves ont besoin font partie des 1 % envoyés à la mémoire de travail.

En passant, il arrive souvent que les enfants atteints d'un trouble déficitaire de l'attention (TDA) ou d'un trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité (TDAH) ne disposent pas d'un RAS qui fonctionne correctement et reçoivent trop d'informations et les distractions sensorielles sont partout où une personne marche dans le couloir, quelqu'un tombe un livre, l'horloge tourne trop fort, ils entendent un camion passer, le professeur parle, quelqu'un chuchote en classe, etc. En prenant un médicament comme le Ritalin, le cerveau accélère pour filtrer rapidement ce qui est important et ce que le cerveau doit rejeter, permettant ainsi à l'élève de se sentir plus détendu, plus calme et capable de se concentrer sur ce qui est important, comme la voix de l'enseignant.

Mémoire de travail

Lorsque le cerveau sent que l'information qu'il a reçue est importante, il l'envoie à la zone de mémoire de travail de ce modèle de traitement de l'information. Il ne dispose en fait que d'environ 18 secondes pour déterminer s'il souhaite jeter l'information à la poubelle ou travailler avec. S'il décide qu'il s'agit d'informations assez importantes, il y a un effort conscient pour travailler avec ces données et les revoir encore et encore jusqu'à ce qu'il soit prêt à les déplacer vers la mémoire à long terme. Faisant partie de la fonction exécutive du cortex préfrontal, la mémoire de travail nous aide à nous souvenir d'instant en instant (Smith, 2005). Au fur et à mesure que de nouvelles informations sont enseignées, elles doivent traverser la région de la mémoire de travail de ce modèle (Armstrong, 2008) avant de passer au stockage en mémoire à long terme.

La fonction principale de la mémoire de travail est de conserver temporairement des informations et de décider ce qu'elle va conserver ou supprimer. Il vérifie également d'embellir l'information ou de l'ajouter aux connaissances existantes. C'est la zone où le cerveau traite consciemment l'information et donne un sens à ce qu'il apprend. « Cela augmente la probabilité que l'information soit mémorisée et transférée dans la mémoire à long terme » (Wolfe P. , 2018). Alors, comment le cerveau détermine-t-il s'il doit conserver ou supprimer les informations dans sa mémoire de travail ?

Si un élève est submergé par la quantité de contenu de la leçon, il peut rejeter des parties importantes de la leçon simplement à cause de la surcharge. Les informations nouvellement présentées peuvent être supprimées pour d'autres raisons, comme penser au match de football de vendredi soir. « Lorsqu'un élève perd des portions du contenu ou est incapable d'assimiler ce qui est enseigné, la cohérence est menacée parce que l'information comporte des lacunes et ne peut pas être récupérée pour avoir un sens » (Armstrong, 2008). Lorsqu'un élève subit une surcharge de travail ou s'ennuie à mourir, les enseignants doivent comprendre l'importance de ces systèmes de mémoire lors de la conception des plans de cours. Les bonnes leçons évitent les pièges d'un contenu trop chargé et d'un enseignement ennuyeux par l'enseignant.

La répétition renforce la mémoire grâce à un processus appelé consolidation. Cette répétition renforce et stabilise les connexions des neurones au fil des jours, des semaines, des mois et même des années (Wolfe P., 2018). Les enseignants doivent constamment vérifier la compréhension pendant que les informations sont traitées dans la mémoire de travail des élèves pour s'assurer qu'elles sont complètes et exactes.

Le Dr Wolfe résume la mémoire de travail comme suit :

  • où l'information est traitée consciemment.
  • le véhicule pour la récupération de toutes les informations nécessaires à l'exécution d'une tâche particulière.
  • un processeur série qui ne peut pas effectuer plusieurs tâches (regardez mon article sur le multitâche et « The Cocktail Party Effect ».)
  • la zone où se déroule la répétition. Plus les informations sont préparées activement, plus elles ont de chances d'être transférées dans la mémoire à long terme (Wolfe P. , 2018).

Memoire à long terme

Les informations sont stockées dans notre section Mémoire à long terme de ce modèle. Les données doivent être rappelées ou récupérées dans la mémoire de travail afin de les traiter consciemment. Un bon exemple de cela est lorsque mon mari et moi conduisons et, tout en écoutant la radio, chantons des chansons qui étaient populaires lorsque nous étions de retour au lycée. Même si je ne me souviens pas des noms des chansons pour le moment, si je les entendais jouer, je pourrais chanter chaque couplet. Les chansons sont tirées dans ma mémoire de travail et je me souviens de chaque mot. Les neuroscientifiques croient qu'une fois que vous apprenez quelque chose, il est à jamais stocké dans notre mémoire à long terme. L'astuce consiste à récupérer des informations. Pouvez-vous penser à un exemple tiré de votre propre expérience qui pourrait valider cette croyance ? Quand je sens le pain qui cuit, je pense tout de suite à la ferme de ma grand-mère. Quand je goûte les Milk Duds, un bonbon préféré de l'enfance, je pense aller au cinéma le samedi après-midi.

Il est important que les enseignants comprennent comment fonctionne ce modèle de processus d'information. Il faut du temps pour que la consolidation se produise. Combien de temps cela prend tout dépend de l'information apprise et de la personne qui l'étudie. Nous savons que la consolidation a lieu et que l'introduction de nouvelles informations trop tôt perturbe la consolidation des apprentissages antérieurs (p. 157, Wolfe, 2010). Par conséquent, les enseignants doivent se garder de spécifier des intervalles de temps entre l'introduction d'un nouveau matériel. L'intégration de stratégies de répétition élaborées dans les leçons donnera aux élèves le temps de traiter en profondeur les informations apprises. Une autre façon d'augmenter la consolidation consiste à incorporer progressivement les nouvelles informations et à les répéter à intervalles réguliers.

Lorsque les étudiants mémorisent des informations pour un test, ils les oublient rapidement. Ce problème est exacerbé lorsqu'ils ont tant de matériel à couvrir en peu de temps. Encoder ce qu'ils ont appris dans la mémoire à long terme prend du temps et des efforts. Surveillez mon article sur les stratégies de répétition élaborées qui peuvent aider à transférer l'apprentissage dans la mémoire à long terme.

Pour des commentaires et/ou des questions, n'hésitez pas à me contacter à
[email protected]

Lou Whitaker, éd. RÉ.
drogué du cerveau

A propos de l'auteur:
Le Dr Lou E. Whitaker est titulaire d'un baccalauréat en sciences de l'éducation de la Northern Illinois University, d'une maîtrise en administration de la National-Louis University et d'un doctorat en leadership pédagogique de la Nova Southeastern University. Ayant plus de 35 ans d'expérience en éducation, elle a été enseignante, directrice adjointe, directrice et surintendante adjointe des écoles de l'archidiocèse de Milwaukee. Elle est actuellement consultante pédagogique pour Open Minds Enterprises, EdCenter, Global Center for College & Career Readiness, ainsi que consultante pour MeTEOR Education.

Choisi comme l'un des membres Brainy Bunch du Dr Pat Wolfe, elle a été impliquée dans l'étude continue du Dr Wolfe sur le cerveau humain. The Brainy Bunch est un groupe d'éducateurs et de professionnels de la santé passionnés par le développement du cerveau et son impact sur l'apprentissage. Chaque année, le groupe invite deux neuroscientifiques exceptionnels à les rencontrer et à discuter de leurs derniers développements en matière de recherche. Ensuite, ce groupe renommé d'éducateurs, dirigé par le Dr Wolfe, traduit la recherche neurologique en pratique en classe. Le Dr Whitaker comprend l'importance de se tenir au courant de ce qui se passe en neurosciences ainsi que l'importance de la recherche sur les meilleures pratiques fondée sur les données. Ceux-ci sont essentiels pour avoir un impact positif sur la vie de nos étudiants.

BIBLIOGRAPHIE

Armstrong, S. (2008). Enseigner plus intelligemment avec le cerveau en point de mire. New York, NY : Scolastique.
Smith, A. (2005). Le cerveau derrière tout ça : de nouvelles connaissances sur le cerveau et l'apprentissage. Norwalk, Connecticut : Crown House.
Wolfe, P. (2010). Brain Matters, 2e édition, traduisant la recherche en pratique en classe. Alexandria, VA : Association de Supervision et de Développement de Curriculum.
Wolfe, P. (2018). Les neurosciences de l'enseignement et de l'apprentissage Un manuel du formateur. Orlando, Floride : ASCD.


La physique

Le terme entropie a été introduit à l'origine par le physicien allemand Rudolf Clausius dans ses travaux sur la thermodynamique au 19ème siècle. Clausius a inventé le mot pour qu'il soit le plus proche possible du mot énergie. Dans certaines formulations de la mécanique statistique, une formule d'entropie est dérivée qui ressemble de manière confuse à la formule d'entropie dérivée par Shannon.

Il existe diverses intersections entre la théorie de l'information et la thermodynamique. L'une des principales contributions de Shannon a été son analyse de la gestion du bruit dans les systèmes de communication. Le bruit est une caractéristique incontournable de l'univers. Une grande partie du bruit qui se produit dans les systèmes de communication est un bruit aléatoire, souvent appelé bruit thermique, généré par la chaleur dans les circuits électriques. Alors que le bruit thermique peut être réduit, il ne peut jamais être complètement éliminé. Une autre source de bruit est le rayonnement de fond cosmique homogène, considéré comme un vestige de la création de l'univers. Le travail de Shannon permet de calculer des coûts énergétiques minimaux pour envoyer un peu d'informations à travers un tel bruit.

Un autre problème abordé par la théorie de l'information a été imaginé par le physicien écossais James Clerk Maxwell en 1871. Maxwell a créé une « expérience de pensée » qui viole apparemment la deuxième loi de la thermodynamique. Cette loi stipule essentiellement que tous les systèmes isolés, en l'absence d'un apport d'énergie, se dégradent inexorablement ou tendent vers le désordre. Maxwell a commencé par postuler deux récipients remplis de gaz à températures égales, reliés par une vanne. (La température peut être définie comme une mesure de la vitesse moyenne des molécules de gaz, en gardant à l'esprit que les molécules individuelles peuvent voyager à des vitesses très variables.) Maxwell a ensuite décrit une créature mythique, maintenant connue sous le nom de démon de Maxwell, qui est capable de s'ouvrir rapidement et fermer la vanne de manière à ne laisser passer que les molécules rapides dans un sens et seules les molécules lentes à passer dans l'autre sens. Alternativement, Maxwell a imaginé son démon permettant aux molécules de passer dans une seule direction. Dans les deux cas, un récipient « chaud » et un « froid » ou un récipient « plein » et « vide », le résultat apparent est deux récipients qui, sans apport d'énergie d'une source externe, constituent un système isolé plus ordonné— violant ainsi la deuxième loi de la thermodynamique.

La théorie de l'information permet d'effectuer un exorcisme du démon de Maxwell. En particulier, il montre que le démon a besoin d'informations pour sélectionner des molécules pour les deux vaisseaux différents mais que la transmission d'informations nécessite de l'énergie. Une fois que l'énergie requise pour collecter des informations est incluse dans les calculs, on peut voir qu'il n'y a pas de violation de la deuxième loi de la thermodynamique.


25 faits intéressants sur le cerveau, la psychologie et l'esprit

1. Il peut stocker environ 2 500 000 gigaoctets

Selon Paul Reber, professeur de psychologie à la Northwestern University, le cerveau humain peut stocker environ 2 500 000 gigaoctets. C'est l'équivalent de 300 ans d'émissions de télévision. [Scientifique américain]

2. La durée d'attention humaine est plus courte qu'un poisson rouge

La recherche montre que la durée d'attention moyenne a diminué de 12 minutes en moyenne au cours des 10 dernières années. Aujourd'hui, la durée d'attention humaine est plus courte qu'un poisson rouge. [Time] Des études ont même montré des liens entre le multitâche de l'appareil - par exemple, si vous faites défiler les réseaux sociaux tout en regardant la télévision - et la diminution de la durée d'attention.

3. Le poids moyen du cerveau humain adulte est de trois livres

En moyenne, le cerveau adulte pèse trois livres. Pour référence, cela est comparable au poids d'un cantaloup. [Géographie nationale]

4. Les souvenirs sont stockés pour une utilisation à court et à long terme en même temps

Les neuroscientifiques savent depuis longtemps que l'hippocampe stocke des souvenirs à court terme. Cependant, une étude récente a révélé que si les souvenirs à court terme se forment dans l'hippocampe, ils sont simultanément stockés dans une autre partie du cerveau pour les souvenirs à long terme.

5. La vitamine B1 peut aider à améliorer la mémoire à court et à long terme

La vitamine B1 est essentielle à la production de l'acétylcholine, une substance chimique du cerveau, nécessaire à la concentration et au stockage des souvenirs. Une étude australienne a révélé que ceux qui ont consommé des suppléments de vitamine B1 et de l'acide folique pendant deux ans ont amélioré leur mémoire à long et à court terme. [Huffington Post]

6. Un accès facile à l'information peut rendre la mémorisation plus difficile

Être capable d'accéder rapidement à l'information, c'est-à-dire via notre Internet invincible limite, ce qui rend en fait plus difficile de s'en souvenir. Plus nous travaillons dur pour accéder aux données, plus nous avons de chances de nous en souvenir. [Huffington Post]

7. Les souvenirs commencent à se former dans l'utérus

Les souvenirs commencent à se former dans l'utérus, car c'est un moment critique pour le développement du cerveau. Le rappel de mémoire peut survenir dès quatre mois de grossesse. [ABC]

8. Il utilise 20% de l'oxygène total et de l'énergie du corps

Le cerveau utilise 20 pour cent de l'oxygène et de l'énergie totales du corps, qui se rendent au cerveau par les vaisseaux sanguins. Les cellules nerveuses du cerveau ont besoin de beaucoup d'énergie sans oxygène et énergie adéquates pour le tissu du système nerveux central, on peut souffrir d'altérations des fonctions cérébrales et de troubles neurologiques. [Scientifique américain]

9. Il est composé de 73% d'eau

Le cerveau est composé à 73 pour cent d'eau. Il suffit de 2% de déshydratation pour affecter votre attention et votre mémoire. [Courrier quotidien]

10. La transpiration peut rétrécir temporairement le cerveau

Une heure et demie de transpiration peut réduire temporairement la taille du cerveau autant qu'un an de vieillissement. [Courrier quotidien]

11. Cinq minutes sans oxygène peuvent causer des dommages au cerveau

Cinq minutes sans oxygène peuvent entraîner la mort des cellules du cerveau, ce qui provoque des lésions cérébrales. [Médical Quotidien]

12. Il génère 12-15 watts d'électricité

Le cerveau génère entre 12 et 25 watts d'électricité, c'est suffisant pour alimenter une ampoule de faible puissance ! [Géographie nationale]

13. Les neurones parcourent 150 mph dans le cerveau

Les neurones parcourent 150 mph dans le cerveau. Différents types de neurones se déplacent à des vitesses différentes - par exemple, les signaux de douleur se déplacent beaucoup plus lentement que les autres. [Géographie nationale]

14. Ceux qui répondent deux fois à un quiz sont 65% plus susceptibles de se souvenir des faits

Ceux qui répondent à un quiz après sa révision sont 65% plus susceptibles de se souvenir des faits. [BBC]

15. Apprendre de nouvelles choses augmente la matière grise dans le cerveau

Lorsque nous apprenons quelque chose de nouveau, notre cerveau forme de nouvelles connexions entre les neurones, ce qui augmente alors la matière grise visible dans le cerveau. [BBC]

16. La mémoire est prioritaire par l'émotion

La mémoire est prioritaire par l'émotion. Mais cela signifie également que beaucoup de nos « souvenirs » sont des fictions imparfaites involontaires. [New yorkais]

17. Les émotions peuvent altérer la chimie de notre cerveau

De même pour le fait ci-dessus, les émotions modifient radicalement notre cerveau. Les réactions chimiques suscitées par les sentiments peuvent être physiquement observées dans les scanners cérébraux et les études de la matière grise. [Huffington Post]

18. Il a en moyenne 50 000 à 70 000 pensées par jour

Le cerveau moyen a entre 50 000 et 70 000 pensées par jour. Malheureusement, la majorité (environ 60 à 70 %) des pensées sont négatives. [Huffington Post]

19. Plus de 100 000 réactions chimiques ont lieu dans le cerveau chaque seconde

Avec environ 100 milliards de cellules cérébrales, plus de 100 000 réactions chimiques ont lieu dans le cerveau chaque seconde. [Géographie nationale]

20. En état d'ébriété, il ne peut pas former de souvenirs

En état d'ébriété, le cerveau est incapable de former des souvenirs. Alors non, vous n'avez pas "oublié" ce qui s'est passé la nuit dernière. Le souvenir n'a tout simplement jamais été formé. [Courrier quotidien]

21. La pratique du souvenir peut aider le SSPT

La pratique du souvenir peut aider à soulager le TSPT. Il existe une variété de méthodes de traitement psychologique que les fournisseurs de soins de santé mentale utilisent pour aider les personnes souffrant de TSPT à affronter et à faire face en toute sécurité aux expériences traumatisantes. [Smithsonien]

22. Sa texture et sa consistance sont comparables au tofu

La texture et la consistance du cerveau humain sont comparables au tofu. Ce n'est pas trop surprenant, étant donné qu'il est composé principalement de matière grise et blanche, ainsi que d'eau. [Géographie nationale]

23. Ça commence à ralentir vers 24 ans

La recherche montre que la vitesse cognitive de votre cerveau commence à ralentir vers l'âge de 24 ans. [Temps]

24. 95% de toutes les décisions sont inconscientes

95% de toutes les décisions ont lieu dans le subconscient. Cela signifie que la grande majorité de nos actions et comportements sont dus à une activité cérébrale qui dépasse notre conscience. [Science Quotidien]

25. Le cerveau lui-même ne peut pas ressentir la douleur

Bien que la douleur soit traitée dans le cerveau, l'organe lui-même ne peut pas ressentir la douleur. C'est pourquoi les chirurgies cérébrales peuvent avoir lieu alors qu'un patient est éveillé, sans inconfort. [Temps]

La liste se rallonge de plus en plus. Au fur et à mesure que de plus en plus de recherches sont menées et que nous en apprenons davantage sur les capacités du cerveau humain, nous apprenons également à garder notre esprit vif. Découvrez comment nous nous souvenons des souvenirs et comment le cerveau change lorsque vous apprenez.

Même si le cerveau est capable de transformer les souvenirs à court terme en souvenirs à long terme, il est toujours important de préserver ces souvenirs pour les générations futures. C'est pourquoi Legacybox vous aide à numériser vos souvenirs - que vous ayez des cassettes, des films, des photos ou des enregistrements audio, nous sommes là pour vous aider.


Déchargement cognitif : les avantages et les inconvénients de la mémoire de l'utilisation de la technologie pour stocker des informations illimitées

Quiconque a déjà fait une liste de courses, pris des notes de cours ou utilisé un calendrier pour suivre son emploi du temps quotidien s'est engagé dans un déchargement cognitif : le processus d'enregistrement externe des pensées et des souvenirs pour réduire la demande cognitive. Bien que cela puisse sembler intuitif, le déchargement cognitif est peut-être l'une des techniques les plus vitales utilisées dans la mémoire humaine.

En tant qu'apprenants fréquents de quantités massives d'informations, les étudiants peuvent être les plus grands déchargeurs. Pendant les cours, les étudiants prennent souvent des notes comme un sténographe judiciaire, en prenant soin de saisir chaque élément d'information présenté. La faillibilité de la mémoire humaine est bien établie (voir Schacter, 1999) et le déchargement peut être utile pour maximiser le stockage d'informations en permettant à une plus grande quantité d'informations de rester accessible. De plus, le déchargement peut être un outil utile pour maximiser l'utilité de la mémoire en réduisant la mesure dans laquelle nous devons nous occuper des informations déchargées, ce qui permet aux apprenants de se concentrer sur d'autres informations dont il faut se souvenir (Dror & Harnad, 2008 Risko & Dunn, 2015 Risko & Gilbert, 2016).

De plus, des travaux antérieurs ont démontré que le déchargement d'informations facilite la mémoire pour d'autres informations en réduisant la mesure dans laquelle les informations déchargées interfèrent avec les informations cibles.Par exemple, Henkel (2014) a mené une visite guidée du musée et a demandé aux participants de prendre des photos de certains objets mais d'en observer d'autres. Lors d'un test de mémoire ultérieur, les participants se souvenaient mieux des objets qu'ils observaient par rapport aux objets qu'ils photographiaient (déchargés). De même, Storm et Stone (2014) ont demandé aux participants d'étudier des listes de mots stockés dans des fichiers sur une clé USB. Les participants ont ensuite enregistré certains des fichiers sur leur ordinateur (déchargés) et fermé d'autres fichiers sans enregistrer. Les participants se souvenaient mieux des informations d'un fichier s'ils avaient enregistré un fichier précédent (déchargé) que s'ils n'avaient pas enregistré ce fichier précédent. Ainsi, si les participants s'attendent à avoir un accès ultérieur aux informations enregistrées, le déchargement évite le besoin d'encoder les informations déchargées et permet aux participants de se concentrer sur les informations non déchargées et de mieux se souvenir.

Bien que la technologie récente ait facilité le déchargement et que les gens soient devenus symbiotiques avec leurs téléphones et autres appareils, le déchargement présente certains inconvénients. Par exemple, Sparrow, Liu et Wegner (2011) ont demandé aux participants d'étudier des questions triviales et les ont amenés à croire que les informations étudiées seraient enregistrées (déchargées) ou ne seraient pas stockées pour un accès ultérieur (non déchargées). Les participants qui pensaient qu'ils auraient accès aux informations stockées ont plus tard démontré une moins bonne mémoire pour les questions-questionnaires que les participants qui ne comptaient pas sur la technologie pour stocker les informations. Ainsi, le déchargement peut entraîner des résultats de mémoire plus médiocres si les informations déchargées ne peuvent pas être récupérées ultérieurement.

De plus, bien que le déchargement puisse être utile dans de nombreuses situations en réduisant le coût cognitif de la mémorisation d'informations moins importantes, il peut toujours être utile de se souvenir de certaines informations. Par exemple, comme en témoignent Sparrow et ses collègues (2011), le déchargement n'est un outil utile que si le support avec lequel l'information est déchargée est fiable et accessible. Si vous êtes une personne oublieuse et perdez souvent votre bloc-notes ou si vous avez un bureau désorganisé et que vous ne parvenez pas à localiser les notes de cours, les informations que vous avez téléchargées deviennent moins accessibles et il est peu probable qu'elles soient récupérées en cas de besoin. De plus, les examens en classe ne permettent généralement pas l'accès à la technologie, aux notes ou à votre manuel pendant la période de test, empêchant le déchargement en tant que stratégie de mémoire ou de test.

Bien que le déchargement puisse augmenter la quantité d'informations accessibles, seules les informations stockées en mémoire sont améliorées, car les informations déchargées diminuent généralement (Risko & amp Gilbert, 2016). Ainsi, pour maximiser l'utilité cognitive, il peut être préférable de prioriser la mémoire pour les informations importantes et de décharger les informations moins importantes. Par exemple, dans l'étude de Storm et Stone (2014) portant sur la sauvegarde ou la fermeture d'informations, ils ont également examiné la mémoire à la recherche d'informations lorsque les participants savaient et ignoraient s'ils auraient ou non accès ultérieurement aux informations déchargées. Lorsque les participants ont déchargé des informations en enregistrant certains fichiers avant d'étudier les fichiers à retenir, la mémoire des fichiers à retenir a été améliorée. Cependant, ce n'était pas le cas lorsque le processus de sauvegarde était connu pour être peu fiable, car les participants sont par la suite incapables d'allouer leur attention de manière plus stratégique ou de réduire les interférences provenant d'informations potentiellement déchargées. Ainsi, le déchargement stratégique n'est une stratégie de mémoire efficace que lorsque le mécanisme que vous utilisez pour décharger les informations est fiable.

Grâce aux technologies récentes, le déchargement des informations est plus facile que jamais. Avec des ordinateurs et des smartphones connectés à Internet et capables d'enregistrer et de récupérer des quantités d'informations essentiellement infinies, le déchargement est devenu encore plus efficace, entraînant des changements importants dans la façon dont les humains pensent et se souviennent (Barr, Pennycook, Stolz, & Fugelsang, 2015) . Bien que le déchargement remplisse de nombreuses fonctions utiles, nous devons faire attention à la quantité et aux informations que nous déchargeons, car il existe des situations dans lesquelles nous n'avons peut-être pas accès aux notes de cours (par exemple, les examens), à nos ordinateurs ou à nos téléphones (par exemple, batterie morte ) et devons nous souvenir des informations nous-mêmes.

En somme, lorsque les informations à retenir sont accessibles, le déchargement peut faciliter l'encodage et la mémorisation de nouvelles informations. Ainsi, lorsque des informations enregistrées sont disponibles indéfiniment, il est moins nécessaire de se souvenir de ces informations, ce qui réduit la mesure dans laquelle ces informations déchargées interfèrent avec l'apprentissage de nouvelles informations. Cependant, le simple déchargement des informations n'est pas suffisant pour obtenir les avantages de la mémoire si le processus de déchargement n'est pas fiable. De plus, il peut être utile de se souvenir d'informations importantes (c'est-à-dire le numéro de téléphone d'un tuteur en cas d'urgence) plutôt que de tout décharger. Grâce à la technologie moderne offrant un stockage fiable essentiellement illimité et un accès facile à ces informations, les avantages du déchargement peuvent être obtenus avec des coûts cognitifs minimes, permettant l'accès à des quantités massives d'informations.

Barr, N., Pennycook, G., Stolz, J. A., & Fugelsang, J. A. (2015). Le cerveau dans votre poche : preuve que les smartphones sont utilisés pour supplanter la pensée. Ordinateurs dans le comportement humain, 48, 473-480.

Dror, I. E., & Harnad, S. (2008). Décharger la cognition sur la technologie cognitive. Dans I. E. Dror & S. Harnad (Eds.), Cognition distribuée : comment la technologie cognitive élargit notre esprit (p. 1–23). Amsterdam, Pays-Bas : John Benjamins.

Henkel, L.A. (2014). Souvenirs point-and-shoot : L'influence de prendre des photos sur la mémoire pour une visite de musée. Sciences psychologiques, 25, 396-402.

Risko, E. F., & amp Dunn, T. L. (2015). Stockage d'informations dans le monde : métacognition et déchargement cognitif dans une tâche de mémoire à court terme. Conscience et cognition, 36, 61-74.

Risko, E. F., & amp Gilbert, S. (2016). Déchargement cognitif : tendances émergentes et orientations futures. Tendances en sciences cognitives, 20, 676-688.

Schacter, D.L. (1999). Les sept péchés de la mémoire : comment l'esprit oublie et se souvient. Psychologue américain, 54 ans, 182-203.

Sparrow, B., Liu, J., & Wegner, D. M. (2011). Effets de Google sur la mémoire : conséquences cognitives d'avoir des informations à portée de main. Science, 333, 776-778.

Storm, B.C., & Stone, S.M. (2014). Mémoire améliorée : les avantages de l'économie sur l'apprentissage et la mémorisation de nouvelles informations. Sciences psychologiques, 26, 182-188.


Comment les gens apprennent : cerveau, esprit, expérience et école : édition étendue (2000)

Comme la presse populaire l'a découvert, les gens ont un vif appétit pour les informations de recherche sur le fonctionnement du cerveau et le développement des processus de pensée (Semaine d'actualités, 1996, 1997 Temps, 1997a, b). L'intérêt est particulièrement élevé pour les histoires sur le développement neurologique des bébés et des enfants et l'effet des premières expériences sur l'apprentissage. Les domaines des neurosciences et des sciences cognitives contribuent à satisfaire cette curiosité fondamentale sur la façon dont les gens pensent et apprennent.

En considérant quelles découvertes de la recherche sur le cerveau sont pertinentes pour l'apprentissage humain ou, par extension, pour l'éducation, il faut faire attention à éviter d'adopter des concepts à la mode qui n'ont pas été démontrés utiles dans la pratique en classe. Parmi ceux-ci se trouve le concept selon lequel les hémisphères gauche et droit du cerveau devraient être enseignés séparément pour maximiser l'efficacité de l'apprentissage. Une autre est la notion selon laquelle le cerveau se développe dans des « poussées » holistiques, à l'intérieur ou autour desquelles des objectifs éducatifs spécifiques devraient être organisés : déterminé. Une autre idée fausse largement répandue est que les gens n'utilisent que 20 pour cent de leur cerveau, avec des pourcentages différents selon les incarnations, et devraient pouvoir en utiliser davantage. Cette croyance semble provenir des premières découvertes en neurosciences selon lesquelles une grande partie du cortex cérébral est constituée de "zones silencieuses" qui ne sont pas activées par l'activité sensorielle ou motrice. Cependant, il est maintenant connu que ces zones silencieuses médient des fonctions cognitives supérieures qui ne sont pas directement couplées à l'activité sensorielle ou motrice.

Les avancées des neurosciences confirment les positions théoriques avancées par la psychologie du développement depuis plusieurs années, comme l'importance de l'expérience précoce du développement (Hunt, 1961). Ce qui est nouveau, et donc important pour ce volume, c'est la convergence de preuves provenant d'un certain nombre de domaines scientifiques. Comme les sciences de la psychologie du développement, de la psychologie cognitive et des neurosciences, pour n'en citer que trois, ont contribué à un grand nombre d'études de recherche, les détails sur l'apprentissage et le développement ont convergé pour former une image plus complète de la façon dont le développement intellectuel se produit. Clarification de certains des mécanismes d'apprentissage par neuro-

la science a progressé, en partie, grâce à l'avènement des technologies d'imagerie non invasives, telles que la tomographie par émission de positons (TEP) et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (FMRI). Ces technologies ont permis aux chercheurs d'observer directement les processus d'apprentissage humains.

Ce chapitre passe en revue les principales découvertes des neurosciences et des sciences cognitives qui élargissent les connaissances sur les mécanismes de l'apprentissage humain. Trois points principaux guident la discussion dans ce chapitre :

L'apprentissage modifie la structure physique du cerveau.

Ces changements structurels modifient l'organisation fonctionnelle du cerveau en d'autres termes, l'apprentissage organise et réorganise le cerveau.

Différentes parties du cerveau peuvent être prêtes à apprendre à des moments différents.

Nous expliquons d'abord certains concepts de base des neurosciences et les nouvelles connaissances sur le développement du cerveau, y compris les effets de l'instruction et de l'apprentissage sur le cerveau. Nous examinons ensuite le langage dans l'apprentissage comme un exemple de la connexion esprit-cerveau. Enfin, nous examinons les recherches sur la façon dont la mémoire est représentée dans le cerveau et ses implications pour l'apprentissage.

Du point de vue des neurosciences, l'instruction et l'apprentissage sont des éléments très importants du développement du cerveau d'un enfant et des processus de développement psychologique. Le développement du cerveau et le développement psychologique impliquent des interactions continues entre un enfant et l'environnement extérieur et plus précisément, une hiérarchie d'environnements, s'étendant du niveau des cellules individuelles du corps à la limite la plus évidente de la peau. Une meilleure compréhension de la nature de ce processus interactif rend discutables des questions telles que combien dépend des gènes et combien dépend de l'environnement. Comme divers chercheurs en développement l'ont suggéré, cette question ressemble beaucoup à celle qui contribue le plus à l'aire d'un rectangle, sa hauteur ou sa largeur (Eisenberg, 1995) ?

LE CERVEAU : LA BASE POUR L'APPRENTISSAGE

Les neuroscientifiques étudient l'anatomie, la physiologie, la chimie et la biologie moléculaire du système nerveux, avec un intérêt particulier pour la relation entre l'activité cérébrale et le comportement et l'apprentissage. Plusieurs questions cruciales sur l'apprentissage précoce intriguent particulièrement les neuroscientifiques. Comment se développe le cerveau ? Y a-t-il des stades de développement du cerveau? Y a-t-il des périodes critiques où certaines choses doivent se produire pour que le cerveau se développe normalement ? Comment l'information est-elle codée dans les systèmes nerveux en développement et chez l'adulte ? Et peut-être le plus important : comment l'expérience affecte-t-elle le cerveau ?

Quelques bases

Une cellule nerveuse, ou neurone, est une cellule qui reçoit des informations d'autres cellules nerveuses ou des organes sensoriels, puis projette ces informations vers d'autres cellules nerveuses, tandis que d'autres neurones les renvoient vers les parties du corps qui interagissent avec l'environnement. , comme les muscles. Les cellules nerveuses sont équipées d'un corps cellulaire et d'une sorte de cœur métabolique et d'une énorme structure arborescente appelée champ dendritique, qui est le côté entrée du neurone. L'information entre dans la cellule à partir de projections appelées axones. La plupart des informations excitatrices entrent dans la cellule à partir du champ dendritique, souvent à travers de minuscules projections dendritiques appelées épines. Les jonctions par lesquelles l'information passe d'un neurone à un autre sont appelées synapses, qui peuvent être de nature excitatrice ou inhibitrice. Le neurone intègre les informations qu'il reçoit de toutes ses synapses et cela détermine sa sortie.

Au cours du processus de développement, le &ldquowring diagram&rdquo du cerveau est créé par la formation de synapses. À la naissance, le cerveau humain n'a en place qu'une proportion relativement faible des billions de synapses qu'il aura finalement, il gagnera environ les deux tiers de sa taille adulte après la naissance. Le reste des synapses se forme après la naissance et une partie de ce processus est guidée par l'expérience.

Les connexions synaptiques sont ajoutées au cerveau de deux manières fondamentales. La première façon est que les synapses sont surproduites, puis sélectivement perdues. La surproduction et la perte de synapses est un mécanisme fondamental que le cerveau utilise pour incorporer des informations provenant de l'expérience. Il a tendance à se produire pendant les premières périodes de développement. Dans le cortex visuel&mdasha, la zone du cortex cérébral du cerveau qui contrôle la vue&mdasha a beaucoup plus de synapses à 6 mois qu'à l'âge adulte. En effet, de plus en plus de synapses se forment dans les premiers mois de la vie, puis elles disparaissent, parfois en nombre prodigieux. Le temps nécessaire à ce phénomène pour suivre son cours varie dans différentes parties du cerveau, de 2 à 3 ans dans le cortex visuel humain à 8 à 10 ans dans certaines parties du cortex frontal.

Certains neuroscientifiques expliquent la formation des synapses par analogie avec l'art de la sculpture. Les artistes classiques travaillant le marbre ont créé une sculpture en ciselant des morceaux de pierre inutiles jusqu'à ce qu'ils aient atteint leur forme finale. Des études animales suggèrent que le &ldquopruning&rdquo qui se produit pendant la surproduction et la perte de synapses est similaire à cet acte de sculpter une sculpture. Le système nerveux établit un grand nombre de connexions, puis l'expérience joue sur ce réseau, en sélectionnant les connexions appropriées et en supprimant celles qui ne conviennent pas. Ce qui reste est une forme finale raffinée qui constitue les bases sensorielles et peut-être cognitives des phases ultérieures du développement.

La deuxième méthode de formation de synapses consiste à ajouter de nouvelles synapses, à l'instar de l'artiste qui crée une sculpture en ajoutant des éléments jusqu'à ce que la forme soit complète. Contrairement à la surproduction et à la perte de synapses,

le processus d'addition de synapses fonctionne tout au long de la durée de vie humaine et est particulièrement important plus tard dans la vie. Ce processus n'est pas seulement sensible à l'expérience, il est en fait conduit par l'expérience. L'addition synaptique est probablement à la base de certaines, voire de la plupart, des formes de mémoire. Comme nous le verrons plus loin dans ce chapitre, les travaux des chercheurs en sciences cognitives et en éducation contribuent à notre compréhension de l'addition de synapses.

Câblage du cerveau

Le rôle de l'expérience dans le câblage du cerveau a été éclairé par des recherches sur le cortex visuel chez les animaux et les humains. Chez l'adulte, les entrées entrant dans le cerveau par les deux yeux se terminent séparément dans des régions adjacentes du cortex visuel. Par la suite, les deux entrées convergent vers le prochain ensemble de neurones. Les gens ne naissent pas avec ce modèle neuronal. Mais à travers les processus normaux de la vision, le cerveau trie les choses.

Les neuroscientifiques ont découvert ce phénomène en étudiant des humains présentant des anomalies visuelles, comme une cataracte ou une irrégularité musculaire qui dévie l'œil. Si l'œil est privé de l'expérience visuelle appropriée à un stade précoce de développement (à cause de telles anomalies), il perd sa capacité à transmettre des informations visuelles au système nerveux central. Lorsque l'œil qui était incapable de voir à un très jeune âge a été corrigé plus tard, la correction seule n'a pas aidé et l'œil affligé ne pouvait toujours pas voir. Lorsque les chercheurs ont examiné le cerveau de singes dans lesquels des manipulations expérimentales similaires avaient été effectuées, ils ont découvert que l'œil normal avait capturé une quantité de neurones supérieure à la moyenne et que l'œil entravé avait perdu ces connexions.

Ce phénomène ne se produit que si un œil est empêché d'avoir une vision normale très tôt dans le développement. La période à laquelle l'œil est sensible correspond au moment de la surproduction synaptique et de la perte du cortex visuel. Hors du mélange initial d'entrées qui se chevauchent, les connexions neuronales qui appartiennent à l'œil qui voit normalement ont tendance à survivre, tandis que les connexions qui appartiennent à l'œil anormal disparaissent. Lorsque les deux yeux voient normalement, chaque œil perd certaines des connexions qui se chevauchent, mais les deux conservent un nombre normal.

En cas de privation de naissance, un œil prend complètement le relais. Plus la privation survient tardivement après la naissance, moins elle a d'effet. Vers l'âge de 6 mois, fermer un œil pendant des semaines ne produira aucun effet. La période critique est passée, les connexions se sont déjà triées et les connexions qui se chevauchent ont été éliminées.

Cette anomalie a aidé les scientifiques à mieux comprendre le développement visuel normal. Dans le développement normal, la voie de chaque œil est sculptée (ou &ldquopruned&rdquo) jusqu'au bon nombre de connexions, et celles connectées

tions sont sculptées d'autres manières, par exemple, pour permettre de voir des motifs. En surproduisant des synapses puis en sélectionnant les bonnes connexions, le cerveau développe un schéma de torsion organisé qui fonctionne de manière optimale. Le processus de développement du cerveau utilise en fait des informations visuelles entrant de l'extérieur pour s'organiser plus précisément qu'il ne le pourrait avec les seuls mécanismes moléculaires intrinsèques. Cette information externe est encore plus importante pour le développement cognitif ultérieur. Plus une personne interagit avec le monde, plus elle a besoin d'informations du monde incorporées dans les structures cérébrales.

La surproduction et la sélection de synapses peuvent progresser à des rythmes différents dans différentes parties du cerveau (Huttenlocher et Dabholkar, 1997). Dans le cortex visuel primaire, un pic de densité synaptique se produit relativement rapidement. Dans le cortex frontal médial, une région clairement associée à des fonctions cognitives supérieures, le processus est plus long : la production synaptique commence avant la naissance et la densité synaptique continue d'augmenter jusqu'à 5 ou 6 ans. Le processus de sélection, qui correspond conceptuellement à l'organisation principale des patrons, se poursuit au cours des 4&ndash5 années suivantes et se termine vers le début de l'adolescence. Ce manque de synchronisation entre les régions corticales peut également se produire sur des neurones corticaux individuels où différentes entrées peuvent mûrir à des vitesses différentes (voir Juraska, 1982, sur les études animales).

Une fois le cycle de surproduction et de sélection synaptique terminé, des changements supplémentaires se produisent dans le cerveau. Ils semblent inclure à la fois la modification des synapses existantes et l'ajout de synapses entièrement nouvelles au cerveau. Les preuves de la recherche (décrites dans la section suivante) suggèrent que l'activité dans le système nerveux associée aux expériences d'apprentissage provoque d'une manière ou d'une autre la création de nouvelles synapses par les cellules nerveuses. Contrairement au processus de surproduction et de perte de synapses, l'ajout et la modification de synapses sont des processus permanents, guidés par l'expérience. En substance, la qualité des informations auxquelles on est exposé et la quantité d'informations que l'on acquiert se reflètent tout au long de la vie dans la structure du cerveau.Ce processus n'est probablement pas le seul moyen par lequel les informations sont stockées dans le cerveau, mais c'est un moyen très important qui donne un aperçu de la façon dont les gens apprennent.

EXPÉRIENCES ET ENVIRONNEMENTS POUR LE DÉVELOPPEMENT DU CERVEAU

Les altérations cérébrales qui se produisent pendant l'apprentissage semblent rendre les cellules nerveuses plus efficaces ou plus puissantes. Les animaux élevés dans des environnements complexes ont un plus grand volume de capillaires par cellule nerveuse et donc un plus grand apport de sang au cerveau et mdash que les animaux en cage, que l'animal en cage vive seul ou avec des compagnons (Black et al., 1987). (Les capillaires sont les minuscules vaisseaux sanguins qui fournissent de l'oxygène et d'autres nutriments au cerveau.) De cette façon, l'expérience augmente la qualité globale

du fonctionnement du cerveau. En utilisant les astrocytes (cellules qui soutiennent le fonctionnement des neurones en fournissant des nutriments et en éliminant les déchets) comme indice, il y a des quantités plus élevées d'astrocyte par neurone chez les animaux à environnement complexe que dans les groupes en cage. Dans l'ensemble, ces études décrivent un schéma orchestré de capacité accrue du cerveau qui dépend de l'expérience.

D'autres études sur des animaux montrent d'autres changements dans le cerveau grâce à l'apprentissage (voir encadré 5.1). Le poids et l'épaisseur du cortex cérébral peuvent être modifiés de manière mesurable chez les rats élevés depuis le sevrage, ou placés à l'âge adulte, dans une grande cage enrichie par la présence à la fois d'un ensemble changeant d'objets de jeu et d'exploration et d'autres rats pour induire le jeu et l'exploration (Rosenzweig et Bennett, 1978). Ces animaux sont également plus performants dans une variété de tâches de résolution de problèmes que les rats élevés dans des cages de laboratoire standard. Il est intéressant de noter que la présence interactive d'un groupe social et le contact physique direct avec l'environnement sont des facteurs importants : les animaux placés dans l'environnement enrichi seul ont montré relativement peu d'avantages, pas plus que les animaux placés dans de petites cages dans un environnement plus vaste (Ferchmin et al., 1978 Rosenzweig et Bennett, 1972). Ainsi, la structure grossière du cortex cérébral a été altérée à la fois par l'exposition aux opportunités d'apprentissage et par l'apprentissage dans un contexte social.

Une simple activité neuronale modifie-t-elle le cerveau ou l'apprentissage est-il nécessaire ?

Les changements dans le cerveau sont-ils dus à un apprentissage réel ou à des variations des niveaux agrégés d'activité neuronale ? Les animaux dans un environnement complexe apprennent non seulement des expériences, mais ils courent, jouent et font également de l'exercice, ce qui active le cerveau. La question est de savoir si l'activation seule peut produire des changements cérébraux sans que les sujets n'apprennent quoi que ce soit, tout comme l'activation des muscles par l'exercice peut les faire grandir. Pour répondre à cette question, un groupe d'animaux ayant acquis des habiletés motrices difficiles mais ayant relativement peu d'activité cérébrale a été comparé à des groupes ayant des niveaux élevés d'activité cérébrale mais ayant relativement peu appris (Black et al., 1990). Il y avait quatre groupes en tout. On a appris à un groupe de rats à traverser un parcours d'obstacles surélevé. Ces « acrobates » sont devenus très bons dans cette tâche après environ un mois de pratique. Un deuxième groupe d'« exercices obligatoires » a été mis sur un tapis roulant une fois par jour, où ils ont couru pendant 30 minutes, se sont reposés pendant 10 minutes, puis ont couru 30 minutes supplémentaires. Un troisième groupe d'« utilisateurs volontaires » avait librement accès à une roue d'activité fixée directement sur sa cage, qu'ils utilisaient souvent. Un groupe témoin de rats "patate de terre" n'a fait aucun exercice.

Qu'est-il arrivé au volume des vaisseaux sanguins et au nombre de synapses par neurone chez le rat ? Tant les utilisateurs obligatoires que les utilisateurs volontaires ont montré des densités de vaisseaux sanguins plus élevées que les rats en cage ou les acrobates, qui ont appris des compétences qui n'impliquaient pas

ENCADRÉ 5.1 Rendre les rats plus intelligents

Comment les rats apprennent-ils ? Les rats peuvent-ils être « éduqués ? » Dans les études classiques, les rats sont placés dans un environnement communautaire complexe rempli d'objets qui offrent de nombreuses possibilités d'exploration et de jeu (Greenough, 1976). Les objets sont changés et réarrangés chaque jour, et pendant le temps de changement, les animaux sont placés dans un autre environnement avec un autre ensemble d'objets. Ainsi, comme leurs homologues du monde réel dans les égouts de New York ou les champs du Kansas, ces rats ont un ensemble d'expériences relativement riche dont ils peuvent tirer des informations Un groupe contrasté de rats est placé dans un environnement de laboratoire plus typique, vivant seuls ou avec un ou deux : d'autres dans une cage stérile, ce qui est évidemment un piètre modèle d'un monde réel de rats. Ces deux paramètres peuvent aider à déterminer comment l'expérience affecte le développement du cerveau normal et des structures cognitives normales, et on peut également voir ce qui se passe lorsque les animaux sont privés d'expériences critiques.

Après avoir vécu dans des environnements complexes ou appauvris pendant une période allant du sevrage à l'adolescence du rat, les deux groupes d'animaux ont été soumis à une expérience d'apprentissage. Les rats qui avaient grandi dans l'environnement complexe ont fait moins d'erreurs au départ que les autres rats, ils ont également appris plus rapidement à ne faire aucune erreur du tout. En ce sens, ils étaient plus intelligents que leurs homologues plus démunis. Et avec des récompenses positives, ils ont mieux performé dans des tâches complexes que les animaux élevés dans des cages individuelles. Plus important encore, l'apprentissage a modifié le cerveau des rats : les animaux de l'environnement complexe avaient 20 à 25 % de synapses de plus par cellule nerveuse dans le cortex visuel que les animaux des cages standard (voir Turner et Greenough, 1985 Beaulieu et Colonnier, 1987). Il est clair que lorsque les animaux apprennent, ils ajoutent de nouvelles connexions au câblage de leur cerveau et un phénomène mdasha ne se limite pas au développement précoce (voir, par exemple, Greenough et al., 1979).

quantités d'activité. Mais lorsque le nombre de synapses par cellule nerveuse a été mesuré, les acrobates étaient le groupe le plus remarquable. L'apprentissage ajoute l'exercice de synapses ne le fait pas. Ainsi, différents types d'expérience conditionnent le cerveau de différentes manières. La formation de synapses et la formation de vaisseaux sanguins (vascularisation) sont deux formes importantes d'adaptation cérébrale, mais elles sont entraînées par des mécanismes physiologiques différents et par des événements comportementaux différents.

Modifications localisées

L'apprentissage de tâches spécifiques entraîne des changements localisés dans les zones du cerveau appropriées à la tâche. Par exemple, lorsque de jeunes animaux adultes étaient

a enseigné un labyrinthe, des changements structurels se sont produits dans la zone visuelle du cortex cérébral (Greenough et al., 1979). Lorsqu'ils ont appris le labyrinthe avec un œil bloqué avec une lentille de contact opaque, seules les régions du cerveau connectées à l'œil ouvert ont été altérées (Chang et Greenough, 1982). Lorsqu'ils ont appris un ensemble d'habiletés motrices complexes, des changements structurels se sont produits dans la région motrice du cortex cérébral et dans le cervelet, une structure du cerveau postérieur qui coordonne l'activité motrice (Black et al., 1990 Kleim et al., 1996).

Ces changements dans la structure du cerveau sous-tendent les changements dans l'organisation fonctionnelle du cerveau. C'est-à-dire que l'apprentissage impose de nouveaux schémas d'organisation au cerveau, et ce phénomène a été confirmé par des enregistrements électrophysiologiques de l'activité des cellules nerveuses (Beaulieu et Cynader, 1990). Les études sur le développement du cerveau fournissent un modèle du processus d'apprentissage au niveau cellulaire : les changements observés pour la première fois chez les rats se sont également avérés vrais chez les souris, les chats, les singes et les oiseaux, et ils se produisent presque certainement chez les humains.

RLE DE L'INSTRUCTION DANS LE DÉVELOPPEMENT DU CERVEAU

De toute évidence, le cerveau peut stocker des informations, mais quels types d'informations ? Le neuroscientifique n'aborde pas ces questions. Y répondre est le travail des scientifiques cognitifs, des chercheurs en éducation et d'autres qui étudient les effets des expériences sur le comportement humain et le potentiel humain. Plusieurs exemples illustrent comment l'enseignement de certains types d'informations peut influencer les processus de développement naturel. Cette section traite d'un cas concernant le développement du langage.

Développement du langage et du cerveau

Le développement du cerveau est souvent programmé pour tirer parti d'expériences particulières, de sorte que les informations de l'environnement aident à organiser le cerveau. Le développement du langage chez l'homme est un exemple de processus naturel qui est guidé par un calendrier avec certaines conditions limites. Comme le développement du système visuel, des processus parallèles se produisent dans le développement du langage humain pour la capacité de percevoir les phonèmes, les « ldquoatomes » de la parole. Un phonème est défini comme la plus petite unité significative du son de la parole. Les êtres humains distinguent le son &ldquob&rdquo du son &ldquop&rdquo en grande partie en percevant le moment du début de la voix par rapport au moment où les lèvres se séparent. existent entre des phonèmes étroitement liés, et chez les adultes, ces limites reflètent l'expérience linguistique. Les très jeunes enfants discriminent beaucoup plus de frontières phonémiques que les adultes, mais ils perdent leurs pouvoirs discriminatoires lorsque certaines frontières ne sont pas étayées par l'expérience de la langue parlée (Kuhl, 1993). Japa natif-

Ces locuteurs, par exemple, ne distinguent généralement pas les sons &ldquor&rdquo des sons &ldquol&rdquo qui sont évidents pour les anglophones, et cette capacité est perdue dans la petite enfance parce que ce n'est pas dans le discours qu'ils entendent. On ne sait pas si la surproduction et l'élimination des synapses sous-tend ce processus, mais cela semble certainement plausible.

Le processus d'élimination des synapses se produit relativement lentement dans les régions corticales cérébrales impliquées dans des aspects du langage et d'autres fonctions cognitives supérieures (Huttenlocher et Dabholkar, 1997). Différents systèmes cérébraux semblent se développer selon différentes échelles de temps, entraînés en partie par l'expérience et en partie par des forces intrinsèques. Ce processus suggère que le cerveau des enfants peut être plus prêt à apprendre différentes choses à différents moments. Mais, comme indiqué ci-dessus, l'apprentissage continue d'affecter la structure du cerveau longtemps après la fin de la surproduction et de la perte de synapses. De nouvelles synapses sont ajoutées qui n'auraient jamais existé sans l'apprentissage, et le schéma électrique du cerveau continue de se réorganiser tout au long de la vie. Il peut y avoir d'autres changements dans le cerveau impliqués dans l'encodage de l'apprentissage, mais la plupart des scientifiques conviennent que l'addition et la modification de synapses sont les plus sûres.

Exemples d'effets de l'enseignement sur le développement du cerveau

Une connaissance détaillée des processus cérébraux qui sous-tendent le langage a émergé ces dernières années. Par exemple, il semble y avoir des zones cérébrales distinctes qui se spécialisent dans des sous-tâches telles que entendre des mots (langage parlé des autres), voir des mots (lire), prononcer des mots (parole) et générer des mots (penser avec le langage). Il reste à déterminer si ces modèles d'organisation du cerveau pour les compétences orales, écrites et d'écoute nécessitent des exercices séparés pour promouvoir les compétences constitutives du langage et de l'alphabétisation. Si ces compétences étroitement liées ont une représentation cérébrale quelque peu indépendante, alors la pratique coordonnée des compétences peut être un meilleur moyen d'encourager les apprenants à passer de manière transparente à la parole, à l'écriture et à l'écoute.

Le langage fournit un exemple particulièrement frappant de la façon dont les processus d'enseignement peuvent contribuer à l'organisation des fonctions cérébrales. L'exemple est intéressant car les processus du langage sont généralement plus étroitement associés au côté gauche du cerveau. Comme le souligne la discussion suivante, des types d'expériences spécifiques peuvent contribuer à ce que d'autres zones du cerveau prennent en charge certaines fonctions du langage. Par exemple, les personnes sourdes qui apprennent une langue des signes apprennent à communiquer en utilisant le système visuel à la place du système auditif. Les langues des signes manuelles ont des structures grammaticales, avec des affixes et une morphologie, mais ce ne sont pas des traductions de langues parlées. Chaque langue des signes particulière (comme la langue des signes américaine)

a une organisation unique, influencée par le fait qu'elle est perçue visuellement. La perception de la langue des signes dépend de la perception visuelle parallèle de la forme, de la localisation spatiale relative et du mouvement des mains et d'un type de perception très différent de la perception auditive de la langue parlée (Bellugi, 1980).

Dans le système nerveux d'une personne entendante, les voies du système auditif semblent être étroitement liées aux régions du cerveau qui traitent les caractéristiques du langage parlé, tandis que les voies visuelles semblent passer par plusieurs étapes de traitement avant que les caractéristiques du langage écrit ne soient extraites (Blakemore, 1977 Friedman et Cocking, 1986). Lorsqu'un individu sourd apprend à communiquer avec des signes manuels, différents processus du système nerveux ont remplacé ceux normalement utilisés pour l'accomplissement significatif du langage.

Les neuroscientifiques ont étudié comment les zones visuo-spatiales et de traitement du langage se rejoignent chacune dans un hémisphère différent du cerveau, tout en développant certaines nouvelles fonctions à la suite des expériences du langage visuel. Dans le cerveau de toutes les personnes sourdes, certaines zones corticales qui traitent normalement les informations auditives s'organisent pour traiter les informations visuelles. Pourtant, il existe également des différences démontrables entre les cerveaux des personnes sourdes qui utilisent la langue des signes et des personnes sourdes qui n'utilisent pas la langue des signes, probablement parce qu'elles ont eu des expériences linguistiques différentes (Neville, 1984, 1995). Entre autres choses, des différences majeures existent dans les activités électriques du cerveau des individus sourds qui utilisent la langue des signes et ceux qui ne connaissent pas la langue des signes (Friedman et Cocking, 1986 Neville, 1984). En outre, il existe des similitudes entre les utilisateurs de la langue des signes ayant une audition normale et les utilisateurs de la langue des signes qui sont sourds qui résultent de leurs expériences communes de participation à des activités linguistiques. En d'autres termes, des types d'instructions spécifiques peuvent modifier le cerveau, lui permettant d'utiliser des entrées sensorielles alternatives pour accomplir des fonctions adaptatives, dans ce cas, la communication.

Une autre démonstration que le cerveau humain peut être réorganisé fonctionnellement par l'instruction vient de la recherche sur des individus qui ont subi un accident vasculaire cérébral ou ont subi une ablation de certaines parties du cerveau (Bach-y-Rita, 1980, 1981 Crill et Raichle, 1982). Étant donné que la récupération spontanée est généralement peu probable, la meilleure façon d'aider ces personnes à retrouver leurs fonctions perdues est de leur fournir des instructions et de longues périodes de pratique. Bien que ce type d'apprentissage prenne généralement beaucoup de temps, il peut conduire à une récupération partielle ou totale des fonctions lorsqu'il est basé sur de solides principes d'enseignement. Des études sur des animaux présentant des déficiences similaires ont clairement montré la formation de nouvelles connexions cérébrales et d'autres ajustements, un peu comme ceux qui se produisent lorsque les adultes apprennent (par exemple, Jones et Schallert, 1994 Kolb, 1995). Ainsi, l'apprentissage guidé et l'apprentissage à partir d'expériences individuelles jouent tous deux un rôle important dans la réorganisation fonctionnelle du cerveau.

PROCESSUS DE LA MÉMOIRE ET DU CERVEAU

La recherche sur les processus de la mémoire a progressé ces dernières années grâce aux efforts combinés des neuroscientifiques et des scientifiques cognitifs, aidés par la tomographie par émission de positons et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (Schacter, 1997). La plupart des avancées de la recherche sur la mémoire qui aident les scientifiques à comprendre l'apprentissage proviennent de deux grands groupes d'études : les études qui montrent que la mémoire n'est pas une construction unitaire et les études qui relient les caractéristiques de l'apprentissage à l'efficacité ultérieure du rappel.

La mémoire n'est ni une entité unique ni un phénomène qui se produit dans une seule zone du cerveau. Il existe deux processus de mémoire de base : la mémoire déclarative, ou la mémoire des faits et des événements qui se produisent principalement dans les systèmes cérébraux impliquant l'hippocampe et la mémoire procédurale ou non déclarative, qui est la mémoire des compétences et d'autres opérations cognitives, ou la mémoire qui ne peut pas être représentée dans des phrases déclaratives. , qui se produit principalement dans les systèmes cérébraux impliquant le néostriatum (Squire, 1997).

Différentes caractéristiques de l'apprentissage contribuent à la durabilité ou à la fragilité de la mémoire. Par exemple, les comparaisons des souvenirs des personnes pour les mots avec leurs souvenirs pour les images des mêmes objets montrent un effet de supériorité pour les images. L'effet de supériorité des images est également vrai si les mots et les images sont combinés au cours de l'apprentissage (Roediger, 1997). De toute évidence, ce résultat a une pertinence directe pour améliorer l'apprentissage à long terme de certains types d'informations.

La recherche a également indiqué que l'esprit n'est pas seulement un enregistreur passif d'événements, mais qu'il est plutôt activement à l'œuvre à la fois pour stocker et rappeler des informations. Des recherches démontrent que lorsqu'une série d'événements est présentée dans une séquence aléatoire, les gens les réorganisent en séquences qui ont du sens lorsqu'ils essaient de les rappeler (Lichtenstein et Brewer, 1980). Le phénomène du cerveau actif est illustré de façon spectaculaire par le fait que l'esprit peut « se souvenir » de choses qui ne se sont pas réellement produites. Dans un exemple (Roediger, 1997), les gens reçoivent d'abord des listes de mots : sourcandy-sucre-amer-good-taste-tooth-nice-honey-soda-chocolate-heart-caketart-pie. Au cours de la phase de reconnaissance ultérieure, les sujets sont invités à répondre &ldquoyes&rdquo ou &ldquono&rdquo aux questions de savoir si un mot particulier figurait sur la liste. Avec une fréquence et une fiabilité élevées, les sujets signalent que le mot &ldquosweet&rdquo figurait sur la liste. C'est-à-dire qu'ils "se souviennent" de quelque chose qui n'est pas correct. La découverte illustre l'esprit actif au travail en utilisant des processus d'inférence pour relier les événements. Les gens se souviennent des mots qui sont implicites mais pas énoncés avec la même probabilité que les mots appris. Dans un acte d'efficacité et d'« économie cognitive » (Gibson, 1969), l'esprit crée des catégories pour traiter l'information. Ainsi, c'est une caractéristique de l'apprentissage que les processus de mémoire établissent des liens relationnels avec d'autres informations.

Compte tenu du fait que l'expérience modifie les structures cérébrales et que la

Les expériences spécifiques ont des effets spécifiques sur le cerveau, la nature de &ldquoexpérience» devient une question intéressante en relation avec les processus de mémoire. Par exemple, lorsqu'on demande aux enfants si un faux événement s'est déjà produit (comme vérifié par leurs parents), ils diront à juste titre qu'il ne leur est jamais arrivé (Ceci, 1997). Cependant, après des discussions répétées autour des mêmes faux événements étalés dans le temps, les enfants commencent à identifier ces faux événements comme de vrais événements. Après environ 12 semaines de telles discussions, les enfants donnent des récits entièrement élaborés de ces événements fictifs, impliquant les parents, les frères et sœurs et toute une série de &ldquoevidence. du cerveau comme des événements ou des mots qui ont été directement vécus (Schacter, 1997). L'imagerie par résonance magnétique montre également que les mêmes zones cérébrales sont activées lors des questions et réponses sur les événements vrais et faux. Cela peut expliquer pourquoi les faux souvenirs peuvent sembler si convaincants pour la personne qui rapporte les événements.

En somme, des classes de mots, d'images et d'autres catégories d'informations qui impliquent un traitement cognitif complexe sur une base répétée activent le cerveau. L'activation met en mouvement les événements qui sont codés dans le cadre de la mémoire à long terme.Les processus de mémoire traitent les événements de mémoire vrais et faux de la même manière et, comme le montrent les technologies d'imagerie, activent les mêmes régions cérébrales, quelle que soit la validité de ce dont on se souvient. L'expérience est importante pour le développement des structures cérébrales, et ce qui est enregistré dans le cerveau comme souvenirs d'expériences peut inclure ses propres activités mentales.

Ces points sur la mémoire sont importants pour comprendre l'apprentissage et peuvent expliquer en grande partie pourquoi les expériences sont bien ou mal mémorisées. Il est particulièrement important de constater que l'esprit impose une structure à l'information disponible par l'expérience. Cela correspond aux descriptions de l'organisation de l'information dans les performances qualifiées discutées au chapitre 3 : l'une des principales différences entre le novice et l'expert est la manière dont l'information est organisée et utilisée. Du point de vue de l'enseignement, cela suggère à nouveau l'importance d'un cadre global approprié dans lequel l'apprentissage se déroule de la manière la plus efficiente et efficace (voir les preuves discutées dans les chapitres 3 et 4).

Dans l'ensemble, la recherche en neurosciences confirme le rôle important que joue l'expérience dans la construction de la structure de l'esprit en modifiant les structures du cerveau : le développement n'est pas uniquement le déploiement de schémas préprogrammés. De plus, il existe une convergence de plusieurs types de recherches sur certaines des règles qui régissent l'apprentissage. L'une des règles les plus simples est que la pratique augmente l'apprentissage dans le cerveau, il existe une relation similaire entre la quantité d'expérience dans un environnement complexe et la quantité de changement structurel.

En résumé, les neurosciences commencent à fournir des informations, sinon

réponses définitives, à des questions d'un grand intérêt pour les éducateurs. Il est de plus en plus évident que le cerveau en développement et le cerveau mature sont structurellement altérés lors de l'apprentissage. Ainsi, on pense que ces changements structurels codent l'apprentissage dans le cerveau. Des études ont trouvé des altérations du poids et de l'épaisseur du cortex cérébral de rats qui étaient en contact direct avec un environnement physique stimulant et un groupe social interactif. Des travaux ultérieurs ont révélé des changements sous-jacents dans la structure des cellules nerveuses et des tissus qui soutiennent leur fonction. Les cellules nerveuses ont un plus grand nombre de synapses à travers lesquelles elles communiquent entre elles. La structure des cellules nerveuses elles-mêmes est modifiée en conséquence. Dans au moins certaines conditions, les astrocytes qui soutiennent les neurones et les capillaires qui alimentent le sang peuvent également être altérés. L'apprentissage de tâches spécifiques semble modifier les régions spécifiques du cerveau impliquées dans la tâche. Ces découvertes suggèrent que le cerveau est un organe dynamique, façonné dans une large mesure par l'expérience et par ce qu'un être vivant fait et a fait.

CONCLUSION

Il est souvent soutenu que les progrès dans la compréhension du développement du cerveau et des mécanismes d'apprentissage ont des implications substantielles pour l'éducation et les sciences de l'apprentissage. De plus, certains scientifiques du cerveau ont offert des conseils, souvent avec une base scientifique ténue, qui ont été incorporés dans des publications conçues pour les éducateurs (voir, par exemple, Sylwester, 1995:Ch. 7). Les neurosciences ont avancé au point où il est temps de réfléchir de manière critique à la forme sous laquelle les informations de recherche sont mises à la disposition des éducateurs afin qu'elles soient interprétées de manière appropriée pour la pratique et identifier les résultats de recherche prêts à être mis en œuvre et ceux qui ne le sont pas.

Ce chapitre passe en revue les preuves des effets de l'expérience sur le développement du cerveau, l'adaptabilité du cerveau pour des voies alternatives d'apprentissage et l'impact de l'expérience sur la mémoire. Plusieurs découvertes sur le cerveau et l'esprit sont claires et mènent aux prochains sujets de recherche :

L'organisation fonctionnelle du cerveau et de l'esprit dépend et bénéficie positivement de l'expérience.

Le développement n'est pas simplement un processus de développement biologique, mais aussi un processus actif qui tire des informations essentielles de l'expérience.

La recherche a montré que certaines expériences ont les effets les plus puissants pendant des périodes sensibles spécifiques, tandis que d'autres peuvent affecter le cerveau sur une période beaucoup plus longue.


Comment le cerveau stocke-t-il et récupère-t-il des souvenirs ?

La mémoire n'est pas mon domaine de recherche et cette réponse est bien sûr très loin d'être complète. Mais voici quelques réflexions qui, j'espère, vous intéresseront.

1) Il existe différentes formes de souvenirs et ils sont également codés dans le cerveau de manières très différentes.

2) Par exemple, la mémoire de travail (comme lorsque vous tenez quelques chiffres ou une adresse dans votre esprit) est très différente de la mémoire à long terme. Une façon de stocker la mémoire de travail consiste à maintenir actifs les circuits neuronaux qui codent les éléments mémorisés. Cela peut être considéré comme l'analogue physiologique de la répétition mentale des éléments dont nous voulons nous souvenir. La mémoire de travail est très étroite et limitée et vulnérable aux interférences.

3) Au lieu de cela, les souvenirs à long terme impliquent davantage de changements structurels dans le cerveau. Ces changements peuvent prendre différentes formes. Le plus typique (et largement étudié) est lorsque la force des connexions entre deux neurones - appelées synapses - change. Cette mise en œuvre physiologique des souvenirs donne une intuition de leur fonctionnement. Par exemple, imaginez qu'un neurone qui code un endroit, et un autre qui code une émotion, soient activés lorsqu'une mauvaise expérience est ressentie à cet endroit particulier. À la suite de cette expérience, ces deux neurones se déclenchent ensemble puis se connectent ensemble (c'est ce qu'on appelle la règle de Hebb). Ensuite, chaque fois que les neurones de cet endroit particulier sont activés, l'émotion est également récupérée.

4) Dans cette vue, une mémoire est un réseau d'éléments connectés. A chaque fois que l'on est activé, tout ce réseau de neurones associés devient actif. Souvent, ce réseau de neurones code un épisode, un événement dans le temps dans lequel différentes choses étaient liées. Un exemple classique et très pertinent de ceci est celui des souvenirs fortement émotionnels. Par exemple, la majorité des gens se souviennent d'une quantité incroyable de détails du moment où ils ont appris les attentats du 11 septembre. La mémoire stockée comprend non seulement tous les aspects pertinents, mais aussi des détails (comme où l'on était, quelles lumières ont été allumées et éteintes, avec qui nous étions, d'où venions-nous, etc.) Tous ces éléments sont regroupés dans un épisode, dans une mémoire, dans un réseau de neurones qui encode tous ces éléments. Cela explique aussi pourquoi, dans certains cas, certains éléments non pertinents peuvent déclencher un souvenir entier, souvent avec des composantes émotionnelles très fortes.

5) Enfin, une idée très intéressante qui est ressortie des dernières décennies de recherche en neurosciences est qu'au moment où un souvenir est évoqué, il est vulnérable, il peut être modifié. Juste comme une métaphore, imaginez lorsque vous ouvrez un document Word qui a été stocké sur votre disque dur. À ce moment-là, si quelqu'un apporte des modifications au document, il peut être modifié. En fait, nous le faisons nous-mêmes lorsque nous écrivons plusieurs versions du même document. C'est ainsi que fonctionnent les mémoires. Ce n'est pas qu'ils s'estompent passivement. Au lieu de cela, chaque fois qu'ils sont évoqués, ils sont légèrement modifiés, rognés, incorporés à de nouveaux éléments qui flottaient au moment où ils ont été évoqués. et la nouvelle mémoire est à nouveau stockée avec tous ces changements mais sans registre indiquant que ces changements ont été effectués. C'est (en partie) pourquoi nous avons tous de faux souvenirs, pourquoi nous sommes absolument certains que certains événements se sont produits alors qu'en fait ils ne se sont jamais produits.

Encore une fois, ce ne sont que quelques réflexions aléatoires (que j'aime et que je trouve particulièrement pertinentes) sur un processus remarquablement complexe qui ne tiendrait pas en quelques centaines de mots.

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Définition de l'encodage (psychologie) et son rôle dans la mémoire

À moins que nous ne la perdions, nous tenons souvent notre mémoire pour acquise. La mémoire est une compétence essentielle nécessaire à notre survie. Nous ne pouvons pas fonctionner dans le présent sans accéder aux souvenirs des choses que nous avons apprises, vécues ou prévues de faire. Même des fonctions simples comme manger ou s'habiller seraient des tâches monumentales si nous les réapprenions à chaque fois qu'elles devaient être effectuées.

Pendant des décennies, les psychologues et les chercheurs ont été fascinés par les complexités du processus de mémoire. D'innombrables expériences ont cherché à comprendre et à expliquer le phénomène de la mémoire. Bien que la recherche ait mis en lumière de nombreux aspects de la mémoire, il reste encore beaucoup à découvrir sur cette compétence essentielle de la vie.

La première étape de la création d'une mémoire est l'encodage. C'est là que votre cerveau perçoit les entrées sensorielles du monde extérieur et les transforme (encode) en souvenirs. Pour mieux comprendre le rôle de l'encodage dans la mémoire, nous devons d'abord être conscients de l'ensemble du processus de création des souvenirs.

Les trois processus de mémoire/apprentissage

Les psychologues ont identifié le processus de la mémoire en trois parties principales. Chaque partie joue un rôle essentiel dans la façon dont la mémoire est créée et rappelée. Ces trois parties comprennent :

La définition de l'encodage (psychologie) implique des informations entrant dans notre système de mémoire à partir d'une entrée sensorielle. Cette première étape cruciale dans la création d'un nouveau souvenir consiste à percevoir quelque chose à travers nos sens, puis à ce que le cerveau le traite en informations mémorables. L'information est codée de différentes manières, qui seront discutées plus tard.

Le stockage de la mémoire consiste à conserver des informations dans le cerveau. Le cerveau prend les informations codées et les filtre en tant que souvenirs sensoriels (à très court terme), à ​​court terme et à long terme. Les souvenirs ne sont pas stockés proprement à un endroit du cerveau. Au lieu de cela, différents éléments de la mémoire sont stockés dans des parties disparates du cerveau reliées entre elles par des réseaux de neurones. Plus les informations sont répétées à travers les réseaux de neurones, meilleures sont les chances qu'elles soient stockées dans la mémoire à long terme.

La récupération de la mémoire consiste à rappeler ou à accéder à nouveau à des informations précédemment encodées et stockées. C'est le processus de mémorisation. Il existe deux méthodes principales pour accéder à la mémoire : la reconnaissance et le rappel.

  • Reconnaissance associe un objet ou un événement physique à un précédent. Ce processus en grande partie inconscient aide à se souvenir de choses comme la reconnaissance faciale, des informations pour répondre à des questions de test à choix multiples ou comment naviguer dans votre région.
  • Le rappel implique de se souvenir d'un fait, d'un objet ou d'un événement qui n'est pas physiquement présent. Cela nécessite la révélation directe d'informations de mémoire. Cela inclut de vous souvenir du nom de quelqu'un que vous reconnaissez et de vous rappeler de remplir les questions vides.



Commentaires:

  1. Segenam

    Je pense que des erreurs sont commises. Je propose d'en discuter. Écrivez-moi dans PM.

  2. Ionnes

    Je m'excuse, mais je pense que vous vous trompez. Je peux le prouver. Écrivez-moi en MP, on s'en occupe.

  3. Akinosida

    Je n'ai pas très bien compris ce que vous vouliez dire par là.



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