Cerveau et neurosciences : un cocktail épatant !


Apprendre à apprendre /

Le cerveau et son fonctionnement reste plutôt méconnu par rapport aux autres organes et notamment des enfants.

Or, depuis près de 25 ans, les neurosciences sont parties à la découverte du cerveau. De notre cerveau, cet organe mystérieux qui fait de l’être humain, un cas unique sur terre.

Et en matière d’éducation, les neurosciences sont désormais partout. Elles sont censées nous donner les clés pour décrypter l’organisation et le fonctionnement de notre cerveau et par là-même valider ou non le bien-fondé des approches éducatives actuelles qui ont, pour la plupart été développées de façon empirique.

Mais savez-vous vraiment ce qu’est le cerveau et ce que sont les neurosciences ? Et en quoi la connaissance de ces 2 notions est-elle importante dans la transmission des apprentissages ? Allons même plus loin, pouvons-nous expliquer de façon extrêmement simple ces notions pour qu’elles puissent même être comprises de nos enfants ? Ainsi ils seront mieux à même de comprendre le choix que nous faisons dans le cadre de leur apprentissage.

C’est le pari que je vais faire aujourd’hui, en rédigeant cet article, qui je l’espère permettra même aux plus jeunes de comprendre de quoi il en retourne.

Le cerveau vu par la science et les neurosciences

Le cerveau, c’est quoi ?

Le cerveau est un organe

Le cerveau est l’organe (comme les poumons ou le cœur) qui est le chef d’orchestre du corps humain. A lui seul, il contrôle l’ensemble des fonctions suivantes :

  • faire fonctionner les autres organes,
  • faire fonctionner les fonctions motrices (bouger, courir, etc…)
  • ressentir,
  • penser,
  • parler,
  • comprendre,
  • apprendre.

Le glucose est son carburant. Et le sang lui apporte l’oxygène qui est nécessaire à son bon fonctionnement.

Il est situé dans la tête et est protégé par un os : le crâne.

Il est composé d’environ 100 milliards de cellules nerveuses qu’on appelle « les neurones » et d’un million de milliards de connexions qu’on appelle « les synapses ». Cet ensemble constitue un énorme réseau, un peu comme l’internet mais en beaucoup plus complexe.

Comment fonctionnent les neurones ?

Le neurone est une cellule nerveuse. Elle est excitée soit par des stimulations extérieures qui arrivent de nos yeux, nos oreilles, notre peau, notre nez… soit de stimulations intérieures qui viennent des nerfs qui conduisent l’information au cerveau, comme par exemple dans le cas d’une douleur.

Par exemple, la vue du soleil ou la chaleur ressentie vont transmettre au cerveau qu’il est nécessaire de boire pour réhydrater le corps.

Comment se compose le cerveau ?

Le cerveau se compose de deux parties appelées hémisphères, gauche et droite, eux même découpés en 6 sous-parties (les lobes) :

cerveau neurosciences - les lobes
  • Le lobe frontal qui sert à réfléchir et à prendre des décisions. Le lobe frontal inclut dans sa partie avant le cortex préfrontal. C’est le siège des fonctions exécutives supérieures dont le langage mais aussi du goût et de l’odorat.
  • Le lobe pariétal qui sert à se repérer dans l’espace et aux mathématiques,
  • Le lobe occipital qui gère les yeux et la vue,
  • Le lobe temporal qui gère les oreilles et la compréhension des sons mais aussi, en collaboration avec le lobe occipital, la lecture et la mémoire.

Les deux derniers lobes sont situés au centre du cerveau :

  • Le lobe limbique qui gère les émotions,
  • Le lobe de l’insula ou cortex insulaire qui fait ressentir la douleur.

La dernière partie du cerveau s’appelle le cervelet. Elle n’est pas divisée en hémisphère et est le centre de l’équilibre et de la motricité.

Le cerveau est relié à l’ensemble du corps par la colonne vertébrale et transmet ainsi ses informations.

Comment le cerveau est étudié par les neurosciences

Qu’est-ce que les neurosciences ?

Les neurosciences regroupent l’ensemble des recherches effectuées sur le cerveau humain pour en comprendre son fonctionnement et le soigner, le cas échéant.

Le terme est apparu pour la première fois à la fin des années 1960 en Angleterre pour désigner la branche des sciences biologiques qui s’intéresse à l’étude du système nerveux.

Quand sont apparues les neurosciences ?

Les premières études de cadavres ont débuté à la Renaissance (1300-1600). C’est à cette époque que sont réalisées les premiers dessins de cerveaux (André Vésale – 1514/1564). Vers 1590, Leeuwenhoek, savant néerlandais, invente le premier microscope mais ce n’est qu’à la fin du 19ème siècle, avec les progrès de la science, que sera découvert le neurone.

cerveau neurosciences - Paul Broca
Paul Broca

En 1861, Paul Broca, neurochirurgien français, identifie pour la première fois l’aire du langage.

Les lecteurs de cet article ont également lu  Lettres en miroir : b et d, p et q

En 1920, le neurologue allemand Hans Berger réussit à amplifier l’activité électrique des neurones et ouvre la voie à l’électroencephalogramme.

A la fin du 20ème siècle, l’IRM et les premières caméras d’imagerie cérébrales apparaissent.

Les techniques utilisées pour étudier le cerveau par les neurosciences

La principale source d’information pour les neuroscientifiques est l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) qui permet d’établir des images précises du cerveau actualisées toutes les secondes.

cerveau neurosciences - IRM

Pendant l’IRM, le sujet est soumis à des questions auxquelles il doit répondre à l’aide de 2 boutons (pendant l’IRM, le sujet ne doit pas bouger la tête).

cerveau neurosciences - Résultats IRM

Puis le neuroscientifique étudie l’activité cérébrale générée par la stimulation (la question) et en détermine des règles en fonction de l’intensité et de diverses mesures obtenues.

Apprendre : le cerveau vu par les neurosciences cognitives

Il existe divers courants dans les neurosciences. Mais, en ce qui concerne l’apprentissage (sujet de prédilection de jaimepaslecole.com 🙂 ), ce sont les neurosciences cognitives qui vont plus particulièrement nous intéresser.

Ainsi, les neurosciences ont mis en lumière, que tout ce qui relève de la réflexion est effectué par la partie avant du cerveau : le lobe frontal. L’aire de la parole est la partie gauche de ce même lobe frontal. Pour ce qui est des mathématiques, c’est le lobe pariétal qui est à l’œuvre.

Les neuroscientifiques vont ainsi déterminer quelles stimulations seront les plus appropriées pour générer une activité dans les parties de cerveau les plus adéquates pour traiter l’information. Par exemple, pour vérifier l’efficacité d’une approche mathématique, le neuroscientifique va, en formulant différentes questions, mesurer quelles questions susciteront le plus d’activité dans le lobe pariétal.

Les 10 règles d’or pour apprendre issues des neurosciences

Les premières informations issues des neurosciences sur l’apprentissage sont une dizaine de règles d’or pour bien apprendre et comme vous pourrez le constater, certaines semblent… relever du bon sens :

  1. Apprendre à se concentrer ;
  2. Faire des sessions d’apprentissages courtes et nombreuses (il vaut mieux étudier quelque chose ¼ d’heure par jour pendant 8 jours que 2 heures sur une même journée) ;
  3. Importance de la répétition pour améliorer la mémorisation (l’élève doit rapidement repenser à la leçon à la fin du cours, puis la revoir le soir même, au bout de 48 heures, au bout d’une semaine, 1 mois plus tard , 6 mois plus tard et enfin 1 an pour que le cerveau consolide bien l’information). Globalement, l’idée est que le bon apprentissage est celui qui est intériorisé et relève quasiment du réflexe ;
  4. Importance du sommeil (l’attention est meilleure quand l’élève dort bien mais, également, la consolidation des informations est meilleure) ;
  5. Pour réviser, se poser des questions en amont plutôt que de relire immédiatement ;
  6. Travailler sur des stratégies d’inhibition des erreurs récurrentes d’où l’importance du retour d’information (ou feedback) auprès de l’élève pour que celui-ci puisse se corriger rapidement ;
  7. Faire des liens entre les informations acquises avec celles d’autres matières, avec sa vie personnelle, … ;
  8. Faire des fiches personnelles de mémorisation (des cartes mentales, par exemple, comme je l’explique dans cet article) ;
  9. Diversifier les sources d’apprentissage : visuelles, auditives, écrites, … Plus il y a de sources diverses, mieux on retient ;
  10. Une culture générale et un vocabulaire de qualité sont un accélérateur d’apprentissage. Donc il convient de se pas négliger cet aspect.

Même si certaines de ces règles semblent de bon sens, on note une tendance globale dans ces règles d’or : elles se satisfont mal d’un apprentissage académique avec une participation active limitée des élèves.

Les neurosciences ont mis aussi en lumière l’importance de la manipulation dans l’apprentissage des mathématiques et autres matières d’ailleurs (ce qui rejoint la règle 9 de diversification des sources) ouvertement adoptée par la méthode de Singapour.

Elles mettent enfin en lumière l’importance du contexte parental, qui comme en lecture ou en culture générale, doit accompagner l’enfant au quotidien dans ses apprentissages car la répétition est la clé d’un apprentissage réussi.

Il est aussi vraisemblable, que si les neurosciences portent un regard positif sur les pédagogies alternatives, comme je vous en parlais dans ce précédent article, cela est sans aucun doute dû au fait que ce type de pédagogies s’adapte au rythme des enfants dans un environnement bienveillant, condition essentielle pour bien apprendre.

Mais bien apprendre c’est aussi continuer à apprendre en dehors de l’école. Et en cela nous, parents, nous avons un rôle crucial à jouer, seuls (compter en faisant la cuisine, par exemple) ou, si nécessaire, avec l’aide de professionnels extérieurs. J’espère avoir gagné mon pari de simplicité et de clarté et que vous êtes désormais, vous est vos enfants, incollables sur les grandes lignes du fonctionnement du cerveau et des neurosciences.

Si vous souhaitez en savoir plus …

Je vous propose la lecture du dossier sur le cerveau et de son fonctionnement mis en ligne par l’Institut du Cerveau et de la Moelle épinière que vous pouvez retrouver ici.

Pour les enfants, je recommande l’ouvrage très bien illustré et très accessible d’Olivier Houdé et Grégoire Borst : “Questions Réponses : Mon cerveau” chez Nathan.

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