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Ce que nous dit la plasticité cérébrale sur les possibilités d'apprentissage

Cet article fait état des dernières découvertes sur la structure et le mode de fonctionnement, et leur rapport à l’apprentissage

Contrairement à ce qu’on a toujours cru, la plasticité cérébrale n’est pas vraiment limitée dans le temps. Même arrivé à l’âge adulte, le cerveau humain continue à se moduler et à subir des changements notoires. Et aussi mature soit-il, il est capable d’acquérir de nouveaux apprentissages. C’est ce qu’ont prouvé les recherches et les études fondées sur les nouvelles technologies d’imagerie et les progrès réalisés dans le domaine des neurosciences depuis la moitié du XXe siècle. Image utilisateur

I. Qu’est-ce que la plasticité cérébrale ?

1.1. Une propriété à s’adapter

Les progrès technique en matière d’imagerie ont prouvé que le cerveau humain est capable de remodeler les connexions entre ses neurones conformément aux expériences vécues et à l’environnement dans lequel il se développe. Cette aptitude qui nous permet de nous adapter à de nouvelles expériences et ce remodelage continu du cerveau est ce qu’on appelle la plasticité cérébrale ou la neuroplasticité.

Au cours des dernières décennies, la plasticité cérébrale a fait partie des découvertes qui ont le plus marqué l’univers scientifique. Nos neurones sont capables de se régénérer et de répondre à de nouveaux stimuli, grâce à un processus impliquant de multiples réactions métaboliques et biochimiques. Ce qui nous accorde un grand potentiel d’adaptation aux nouvelles situations qu’on rencontre dans notre vie.

1.2. Un processus dynamique

Les connexions nerveuses se déclenchent chez un être humain depuis la vie fœtale. À sa naissance et au fil du temps, les 86 milliards de cellules nerveuses (1) -dont la fonction est de recevoir les informations, de les traiter et de les envoyer au reste du corps- continuent d’exister alors que d’autres finissent par disparaitre. Voici quelques chiffres qui montrent l’évolution des connexions chez un enfant et adulte : l’enfant a 1 000 100 de milliards de connexions neuronales, contre 300 000 milliards chez l’adulte. La baisse est énorme. Ce sont ces connexions qui permettent à l’individu de sentir, réfléchir, imaginer, etc. Et l’enfant en a plus besoin pour nourrir son cerveau mentalement et affectivement et se préparer à mieux vivre sa vie d’adulte. Or, pendant longtemps, on a cru que la plasticité du cerveau était limitée par l’âge et que l’essentiel du travail de modelage des circuits neuronaux se faisait pendant l’enfance, jusqu’à l’âge de 6 ans. Et que plus on avance dans l’âge, plus notre cerveau prend des rides. Certes, mais ceci ne signifie qu’il a cessé de créer de nouvelles connexions. Grâce aux nouvelles technologies d’imagerie, comme l’IRM, les chercheurs ont pu montrer que la structure du cerveau d’un adulte n’est pas immuable. Au contraire, elle change avec le temps et certaines parties, notamment celles dédiées au traitement de l’information et à la mémorisation de faits plus complexes, ont tendance à se développer de manière plus importante. Le cerveau humain d’un adulte est capable non seulement de se régénérer, mais aussi d’établir de nouvelles connexions : entre 10 000 et 30 000 / jour, et ce jusqu’à la fin de sa vie.

1.3. L’élagage synaptique

S’il est vrai que le nombre de connexions synaptiques diminue avec l’âge, notre cerveau reste cependant performant et éveillé. Sa plasticité est assurée grâce à l’élagage synaptique; un mécanisme qui évite la déperdition de connexions neuronales déjà établies en les renforçant. Comment ? Reproduire une expérience ou un apprentissage de manière régulière permet de les graver dans la mémoire. Et les connexions synaptiques souvent sollicitées se transforment en automatismes : le cerveau les réalise sans fournir trop d’efforts. C’est ce genre de réflexe qui vous permet par exemple de lire sans trop solliciter votre cerveau, contrairement à un individu qui commence à peine à apprendre à lire. Du coup, les informations rarement utilisées et les expériences occasionnellement vécues ne tarderont pas à s’évaporer.

II. Les mécanismes de la plasticité cérébrale

2.1. Comment ça marche ?

À la naissance, le nombre de synapses est assez limité. Le nouveau-né n’a pas vraiment commencé son apprentissage. Mais au fur et à mesure qu’il grandit, et que le processus d’exploration et d’expérimentation se développe, il se crée de nouvelles connexions.

Le fait d’activer de façon répétitive certains neurones rend la communication entre eux plus facile, et c’est ce qui va par la suite leur permettre de former un réseau de neurones qui au fur et à mesure qu’il est activé et réactivé sera à son tour renforcé. Ainsi, en répétant l’opération, les connexions sont plus solides et la communication optimale. Les premiers apprentissage sont souvent plus difficiles à assimiler, mais à force de répéter la même chose ou le même processus, le cerveau finit par y adhérer. Dans d’autres situations, le cerveau peut activer des connexions délaissées et les régénérer en les renforçant. D’un autre côté, les connexions neuronales non ou peu sollicitées finissent par disparaitre. Le cerveau en profite alors pour détourner son énergie vers les réseaux les plus actifs.

2.2. Les mécanismes les plus importants

Les mécanismes de la plasticité cérébrale se déclenchent suite à des réactions moléculaires et chimiques qui poussent le cerveau à réagir à certains stimuli et à s’adapter aux différentes expériences rencontrées. Alors si besoin est, le cerveau peut exciter un neurone et ainsi récupérer une connexion, en rétablissant l’équilibre qui existait auparavant entre les ions externes et internes des neurones. Autre mécanisme possible : la régénération d’une ou de plusieurs parties d’un neurone qui ont été endommagées, accidentellement (maladies, accidents…). Le cerveau est même capable de recruter des circuits en veille, c’est-à-dire certains qui ne sont pas encore actifs. Tous ces mécanismes visent un même objectif : augmenter le nombre de connexions entre les neurones et optimiser la plasticité cérébrale.

III. Comment exploiter la neuroplasticité en apprentissage ?

3.1. Neuroplasticité et nouvel apprentissage

Comprendre les mécanismes de fonctionnement du cerveau aide à améliorer les techniques d’apprentissage. D’où le rapport étroit entre la neuroplasticité et les sciences de l’éducation. En effet, si le cerveau humain est capable de s’adapter à de nouvelles situations et d’acquérir de nouvelles compétences, cela signifie que malgré la diminution de la quantité et de la vitesse de traitement de l’information par le cerveau avec l’âge, ces effets peuvent être ralentis et la capacité d’apprentissage prolongée plus longtemps. Ceci peut être atteint à travers trois actions : • Lutter contre les facteurs de risque : En effet, le tabac, l’alcool, et l’hypertension artérielle sont des accélérateurs du vieillissement ; • Identifier les dysfonctionnements du cerveau, et user de moyens pour les contrer ou du moins les diminuer. C’est la création de nouvelles connexions entre les neurones et le renforcement de certains d’entre eux qui va permettre de remodeler les circuits nerveux et donc de garder le cerveau éveillé. • Faire de la gymnastique mentale : Tant que le cerveau est sollicité, les réseaux de neurones s’en trouvent stimulés, voire de nouveaux sont créés.

3.2. Neuroplasticité et réapprentissage

La neuroplasticité permet non seulement d’acquérir de nouveaux savoirs, au-delà d’un certain âge, mais également de récupérer des savoir-faire et des fonctionnalités perdues accidentellement, et de traiter les lésions du cerveau. Elle rend ainsi possible le réapprentissage. C’est ce qui a été prouvé, par exemple, en observant des adultes qui ont été victimes d’accidents cardiovasculaires. Au bout d’une longue période, ils arrivaient à retrouver des compétences et des mouvements qu’ils avaient perdus, et au fil du temps leurs lésions s’atténuaient, parce que leurs cerveaux ont su s’adapter aux nouvelles situations et que certaines zones ont été réactivées parce que leurs neurones ont recréé les connexions perdues du fait de l’accident ou du trouble.


Pour conclure, s’il est vrai que les réserves neuronales diminuent avec l’âge, il nous reste tout de même un nombre bien suffisant pour maintenir nos activités cérébrales. Et à travers la stimulation régulière de notre cerveau par l’activité mentale, la plasticité cérébrale permet de développer et d’entretenir nos capacités fonctionnelles.

Notes :

(1) Une étude récente a estimé que, nous disposerions en moyenne d’environ 86 milliards de neurones au meilleur de notre forme.**

Sources et compléments de lecture:

  1. https://neuro.psychiatryonline.org/doi/full/10.1176/appi.neuropsych.12050109
  2. https://www.hindawi.com/journals/np/2014/541870/
  3. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364661399013108
  4. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627311009184
  5. https://www.futura-sciences.com/sante/definitions/corps-humain-plasticite-cerebrale-15833/
  6. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149763413001012
  7. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/4431873

Livres : Toward a Theory of Neuroplasticity

Theoretical aspects of neuroplasticity

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