Comprendre le cerveau - naissance d'une science de l'apprentissage.pdf

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Comprendrele cerveau : naissance

dune sciencede lapprentissage



Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement

Comprendre le cerveau :

naissance dune sciencede lapprentissage

ORGANISATION DE COOPRATION ET DE DVELOPPEMENT CONOMIQUES



ORGANISATION DE COOPRATIONET DE DVELOPPEMENT CONOMIQUES

LOCDE est un forum unique en son genre o les gouvernements de 30 dmocraties uvrent

ensemble pour relever les dfis conomiques, sociaux et environnementaux que pose la

mondialisation. LOCDE est aussi l'avant-garde des efforts entrepris pour comprendre les volutions

du monde actuel et les proccupations quelles font natre. Elle aide les gouvernements faire face

des situations nouvelles en examinant des thmes tels que le gouvernement dentreprise, lconomiede linformation et les dfis poss par le vieillissement de la population. LOrganisation offre aux

gouvernements un cadre leur permettant de comparer leurs expriences en matire de politiques, de

chercher des rponses des problmes communs, didentifier les bonnes pratiques et de travailler la

coordination des politiques nationales et internationales.

Les pays membres de lOCDE sont : lAllemagne, lAustralie, lAutriche, la Belgique, le Canada, la

Core, le Danemark, l'Espagne, les tats-Unis, la Finlande, la France, la Grce, la Hongrie, lIrlande,

lIslande, lItalie, le Japon, le Luxembourg, le Mexique, la Norvge, la Nouvelle-Zlande, les Pays-Bas, la

Pologne, le Portugal, la Rpublique slovaque, la Rpublique tchque, le Royaume-Uni, la Sude, la

Suisse et la Turquie. La Commission des Communauts europennes participe aux travaux de lOCDE.

Les ditions OCDE assurent une large diffusion aux travaux de l'Organisation. Ces dernierscomprennent les rsultats de lactivit de collecte de statistiques, les travaux de recherche mens sur

des questions conomiques, sociales et environnementales, ainsi que les conventions, les principes

directeurs et les modles dvelopps par les pays membres.

Publi en anglais sous le titre :

Understanding the Brain: The Birth of a Learning Science

OCDE 2007

Toute reproduction, copie, transmission ou traduction de cette publication doit faire lobjet dune autorisation crite. Les demandes doivent tre

adresses aux ditions OCDE [email protected] par fax 33 1 45 24 99 30. Les demandes dautorisation de photocopie partielle doivent tre adresses

au Centre franais dexploitation du droit de copie (CFC), 20, rue des Grands-Augustins, 75006 Paris, France, fax 33 1 46 34 67 19, [email protected] (pour les tats-Unis exclusivement) au Copyright Clearance Center (CCC), 222 Rosewood Drive Danvers, MA 01923, USA, fax 1 978 646 8600,[email protected].

Cet ouvrage est publi sous la responsabilit du Secrtaire gnral de lOCDE. Les

opinions et les interprtations exprimes ne refltent pas ncessairement les vues de

lOCDE ou des gouvernements de ses pays membres.
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]



AVANT-PROPOS

COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 2007 3

Avant-propos

Le projet du Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement (CERI) de lOCDE intitul Sciences de lapprentissage et recherche sur le cerveau a t lanc en 1999. Le but premier de ce

projet novateur tait dencourager la collaboration entre, dune part, sciences de lapprentissage et

recherche sur le cerveau, et, de lautre, chercheurs et dcideurs politiques. Le Comit directeur du

CERI a reconnu quil sagissait l dune tche difficile, dun vritable dfi, mais dont les retombes

positives taient potentiellement trs importantes. On a soulign en particulier que ce projet tait des

plus prometteurs pour ce qui est de la comprhension des processus dapprentissage tout au long dela vie, et quil fournirait un cadre propice pour soulever nombre de questions thiques de la plus

haute importance. Ledit potentiel et lesdites interrogations ont fait encore davantage ressortir la

ncessit dun dialogue entre les diffrentes parties prenantes.

Dornavant, la recherche sur le cerveau installe lentement mais srement ses applications dans

le champ des apprentissages. Lors de sa seconde phase, le projet du CERI a russi initier une

considrable fertilisation croise entre domaines de recherche et entre chercheurs. Il a par ailleurs

bnfici dune remarquable reconnaissance internationale, ce qui a conduit dans les pays de lOCDE

lmergence de nombreuses initiatives destines ancrer la connaissance du cerveau dans les

pratiques ducatives. Toutefois, les dcouvertes neuroscientifiques exploites par le secteur de

lducation restent encore limites ce jour, en partie parce quil nexiste pas encore de consensus fort

sur les applications potentielles de la recherche sur le cerveau aux politiques ducatives. Mais les

raisons ne manquent pas pour encourager les centres pionniers situs au carrefour entre cerveau

et apprentissages et pour promouvoir la cration de passerelles supplmentaires entre les deux

communauts de recherche. Les dcouvertes sur la plasticit du cerveau et sur la capacit de ltre

humain apprendre tout au long de la vie, ainsi que le dveloppement de technologies toujours plus

performantes (imagerie crbrale permettant une exploration non invasive du cerveau) ouvrent la

voie des approches totalement indites. En rapprochant encore les deux communauts, la

probabilit de nouvelles dcouvertes forte valeur ajoute ne peut que crotre.

Le prsent ouvrage fait suite au rapport Comprendre le cerveau : vers une nouvellescience de lapprentissagepubli en 2002 par lOCDE (et paru en sept langues; la plus grande

part de cette premire publication se retrouve dans le prsent livre). Il a pour but dinformer le lecteur

sur le cerveau, de laider comprendre comment celui-ci apprend, et de montrer comment

lapprentissage peut tre optimis par la formation et par des pratiques denseignement adaptes. Le

texte a t conu pour tre accessible aux non-spcialistes et sefforce par consquent dviter le

jargon. Le contenu drive en partie du travail effectu par les trois rseaux transdisciplinaires crs

en 2002 pour traiter respectivement de littratie, de numratie et dapprentissage tout au long de la

vie, auxquels est venue sajouter en 2004 une quatrime activit, consacre au rle des motions

dans lapprentissage. Le site Internet innovant ddi au projet a galement servi de plateforme

interactive pour recueillir les contributions de praticiens de lducation et, de manire gnrale, pourpermettre la socit civile de prendre part aux dbats.



AVANT-PROPOS

COMPRENDRE LE CERVEAU : NAISSANCE DUNE SCIENCE DE LAPPRENTISSAGE ISBN 978-92-64-02914-9 OCDE 20074

Ds le dbut, ce projet a reu un soutien essentiel, en matire de contenu et de financement, de

la part :

de la National Science Foundation (Direction de la recherche, de lvaluation et de la

communication/Division de lducation), tats-Unis ;

du ministre de lducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie (MEXT),Japon ;

du dpartement pour lducation et les Comptences (DfES), Royaume-Uni ;

du ministre de lducation, Finlande ;

du ministre de lducation, Espagne ;

de la Lifelong Learning Foundation, Royaume-Uni.

Le projet a galement reu un soutien essentiel, pour ce qui est des questions scientifiques,

financires et dorganisation, de la part de lInstitut RIKEN de la science du cerveau (Japon); de

lInstitut Sackler (tats-Unis); du Learning Lab Denmark (Danemark); du Centre pour la

neuroscience et lducation (ZNL) de lUniversit dUlm (Allemagne); de lINSERM (France); delUniversit de Cambridge (Royaume-Uni); de lAcadmie des sciences (France); de lUniversit et de

la ville de Grenade (Espagne); et de la Royal Institution (Royaume-Uni).

lOCDE, le responsable du projet Sciences de lapprentissage et recherche sur le cerveau ,

Bruno della Chiesa, tait galement en charge de la ralisation du prsent rapport, avec Cassandra

Davis, Koji Miyamoto et Keiko Momii. Des apports substantiels ont t apports par Christina

Hinton, Eamonn Kelly, Ulrike Rimmele et Ronit Strobel-Dahan, consultants. La version anglaise du

rapport proprement dit (partie I) de ce livre a t dite par David Istance et la version franaise par

Bruno della Chiesa. Le livre a t relu et corrig, en tout ou en partie, par Jarl Bengtsson, Delphine

Grandrieux, David Istance, Christina Hinton, Atsushi Iriki, Masao Ito, Jellemer Jolles, Hideaki

Koizumi, Michael Posner, Ulrike Rimmele, Adriana Ruiz Esparza, Ronit Strobel-Dahan et le BrainTeam du CERI.

Au sein du Secrtariat, Jarl Bengtsson a pris linitiative de lancer ce projet et a constamment

apport son soutien stratgique et critique; Tom Schuller la suivi lors de la seconde phase; la

logistique a t mise en place et assure par Vanessa Christoph, Emily Groves et Carrie Tyler (par

ordre chronologique de succession); Cassandra Davis tait lditeur du site Internet.

Barbara Ischinger,

Directrice, Direction de lducation



REMERCIEMENTS


Remerciements

Au nom du Secrtariat, Bruno della Chiesa voudrait :

Ddier ce travail Jarl Bengtsson, le cerveau lorigine du projet Sciences de

lapprentissage et recherche sur le cerveau .

Exprimer toute sa gratitude et une reconnaissance toute particulire Eric Hamilton,

Masao Ito, Eamonn Kelly, Hideaki Koizumi, Michael Posner, et Emile Servan-Schreiber,

pour leur engagement sans faille tout au long du projet.

Remercier de leur soutien les principaux partenaires du projet, pour leur importantes

contributions (financires et/ou substantielles) : Richard Bartholomew et son quipe,

Christopher Brookes, Eamonn Kelly, Juan Gallo et son quipe, Eric Hamilton et son quipe,

Masayuki Inoue et son quipe, Sren Kjr Jensen et son quipe, Reijo Laukkanen et son

quipe, Pierre Lna et son quipe, Francisco Lopez Ruperez, Jos Moratalla et son quipe,

Teiichi Sato, Sylvia Schmelkes del Valle, Hans Siggaard Jensen et son quipe, Finbarr Sloane.

Remercier les scientifiques de haut niveau qui ont fait preuve dun profond engagement

dans le projet : Brian Butterworth, Stanislas Dehaene, Christina Hinton, Jellemer Jolles,

Heikki Lyytinen, Bruce McCandliss, Ulrike Rimmele, Nuria Sebastian, Manfred Spitzer.

Remercier Hilary Barth, Antonio Battro, Daniel Berch, Leo Blomert, Elisa Bonilla, JohnBruer, Tom Carr, Marie Cheour, Guy Claxton, Frank Coffield, Stanley Colcombe,

Margarete Delazer, Guinevere Eden, Linnea Ehri, Michel Fayol, Uta Frith, Michael Fritz,

Ram Frost, Peter Grdenfors, Christian Gerlach, Usha Goswami, Sharon Griffin, Peter

Hannon, Takao Hensch, Katrin Hille, Shu Hua, Petra Hurks, Walo Hutmacher, Atsushi

Iriki, Layne Kalbfleisch, Ryuta Kawashima, Arthur Kramer, Morten Kringelbach, Stephen

Kosslyn, Jan de Lange, Cindy Leaney, Geoff Masters, Michael Meaney, Michael Miller, Fred

Morrison, Risto Ntnen, Kevin Ochsner, David Papo, Raja Parasuraman, Eraldo Paulesu,

Ken Pugh, Denis Ralph, Ricardo Rosas, Wolfgang Schinagl, Mark Seidenberg, David

Servan-Schreiber, Bennett Shaywitz, Sally Shaywitz, Elizabeth Spelke, Pio Tudela, Harry

Uylings, Janet Werker, Daniel Wolpert, Johannes Ziegler, tous experts de haut niveau,impliqus dans le vaste rseau cr par le projet.

Remercier pour leur hospitalit, et pour avoir mis disposition du projet leurs locaux,

leur matriel et leur temps, permettant ainsi la russite des confrences

trandisciplinaires du projet (par ordre dentre en scne) : le Sackler Institute, tats-Unis;

lUniversit de Grenade, Espagne; le RIKEN Brain Science Institute, Japon; le National

Board of Education, Finlande; la Royal Institution, Royaume-Uni ; lINSERM, France; le

ZNL de lUniversit de lhpital psychiatrique de Ulm, Allemagne ; le Learning Lab,

Danemark; le ministre espagnol de lducation, Espagne; lAcadmie des sciences,

France; le Research Institute for Science and Technology for Society (RISTEX) de la JapanScience and Technology Agency (JST), Japon ; et le Centre for Neuroscience in Education

de lUniversit de Cambridge, Royaume-Uni.



REMERCIEMENTS


Remercier les rdacteurs et tous ceux qui ont un titre ou un autre contribu cette

publication : Christopher Ball, Bharti, Frank Coffield, Mlanie Daubrosse, Gavin Doyle,

Karen Evans, Kurt Fisher, Ram Frost, Christian Gerlach, Usha Goswami, Rob Harriman,

Liet Hellwig, Katrin Hille, Christina Hinton, David Istance, Marc Jamous, Jellemer Jolles,

Eamonn Kelly, Sandrine Kelner, Hideaki Koizumi, Morten Kringelbach, Raja Parasuraman,

Odile Pavot, Michael Posner, Ulrike Rimmele, Adriana Ruiz Esparza, Nuria Sebastian,Emile Servan-Schreiber, Ronit Strobel-D ahan, Collette Tayler, Rudolf Tippelt,

Johannes Ziegler.

Remercier les traducteurs : Jean-Daniel Brque, Isabelle Hellyar, Duane Peres, Amber

Robinson, Marie Surgers.

Remercier les collgues des Ressources humaines pour avoir lanc et mis en place les

deux vnements Conscience du cerveau au sige de lOCDE ainsi que les collgues

de la Direction des affaires publiques et de la communication pour leur soutien et toute

leur comprhension.

Remercier les membres du Centre pour la recherche et linnovation dans lenseignement(CERI) qui se sont impliqus dans ce projet un titre ou un autre : Francisco Benavides,

Tracey Burns, Emma Forbes, Stephen Girasuolo, Jennifer Gouby, Delphine Grandrieux,

David Istance, Kurt Larsen, Sue Lindsay, Cindy Luggery-Babic et Tom Schuller.

Et pour finir remercier le dvou Brain Team du CERI : Jarl Bengtsson, Vanessa

Christoph, Cassandra Davis, Emily Groves, Koji Miyamoto, Keiko Momii, et Carrie Tyler,

sans qui tout ce travail naurait pas t possible.



TABLE DES MATIRES


Table des matires

Rsum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Partie I

Le cerveau apprenant

Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Chapitre 1. Un abcdaire du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

Apprentissage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Bases neurales du phnomne dapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Dveloppement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

motions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Fonctions cognitives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Gntique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Habilets ( Skills ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Intelligence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Jentends, joublie. Je vois, je me souviens. Je fais, je comprends. [Confucius] . . . . . 31

Kafka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Mmoire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Neurone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

Opportunit (fentres d). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Plasticit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Qualit, hygine de vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Reprsentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Sociales (interactions) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Tu me dis, joublie, Tu menseignes, je me souviens, Tu mimpliques,

japprends. [Benjamin Franklin]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Universalit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Variabilit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

W comme travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

XYZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Chapitre 2. Comment le cerveau apprend tout au long de la vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Larchitecture du cerveau : les bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Organisation fonctionnelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42



TABLE DES MATIRES


La structure du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Comment le cerveau apprend au cours de la vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Plasticit et priodes sensibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

La petite enfance (environ 3 10 ans) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Ladolescence (environ 10 20 ans) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Lge adulte et la vieillesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Rcuprer grce lapprentissage des fonctions crbrales atteintes . . . . . . . . . . . 55

Surmonter le dclin des fonctions cognitives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Rcuprer les fonctions crbrales endommages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Chapitre 3. Limpact de lenvironnement sur lapprentissage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Interactions sociales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Rgulation des motions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

Sommeil et apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

Chapitre 4. Littratie et cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

Langage et sensibilits du dveloppement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

La littratie au niveau crbral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Linfluence de la langue sur le dveloppement de la littratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Dyslexie dveloppementale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Chapitre 5. Numratie et cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Cration de la numratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

Des nourrissons qui calculent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

La numratie au niveau crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Nombres et espace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Le rle de linstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Sexe et mathmatiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Entraves lapprentissage mathmatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

Chapitre 6. Dissiper les neuromythes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

Quest-ce quun neuromythe ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

Il ny a pas de temps perdre car pour le cerveau tout se joue avant lge

de trois ans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Il existe des priodes critiques o certains enseignements/apprentissagessont indispensables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
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TABLE DES MATIRES


Mais jai lu quelque part que nous nutilisons que 10 % de notre cerveau

de toute faon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Je suis cerveau gauche, elle est cerveau droit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

Il faut bien reconnatre que le cerveau de lhomme est diffrent

du cerveau de la femme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

Le cerveau dun jeune enfant ne peut correctement apprendre

quune seule langue la fois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Amliorez votre mmoire ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

Apprenez en dormant ! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Chapitre 7. thique et organisation de la neuroscience de lducation . . . . . . . . . . . . . 139

Les dfis thiques qui attendent la neuroscience de lducation . . . . . . . . . . . . . . . . 140

Dans quels buts et pour qui ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Questions thiques concernant lutilisation des produits agissant

sur le cerveau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

Interface cerveau-machine quest-ce qutre humain ?. . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Les risques dune approche trop scientifique de lducation ? . . . . . . . . . . . . . 143

Crer une nouvelle approche trandisciplinaire pour comprendre

les apprentissages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Transdisciplinarit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

Contributions rciproques de part et dautre : progrs bidirectionnel . . . . . . . 150

Au-del des frontires nationales : pour des initiatives internationales . . . . . 157

Prcautions et limites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

Conclusions et perspectives davenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Messages cls et conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

Les grands thmes de recherche venir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Naissance dune science de lapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

Partie II

Articles en coopration

Article A. Cerveau, dveloppement et apprentissage durant la petite enfance . . . . . 175

A.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

A.2. Que savons-nous du dveloppement crbral chez les nouveaux-ns,

les bbs et les jeunes enfants?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

A.2.1. Processus du dveloppement initial du cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

A.2.2. Le rle de lexprience . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

A.2.3. Choisir le bon moment les facteurs importantsdu dveloppement crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

A.2.4. La plasticit, caractristique fondamentale du cerveau des bbs. . . . 179



TABLE DES MATIRES


A.2.5. Priodes critiques ou sensibles du dveloppement neural? . . . . . . . . . 180

A.2.6. Priodes sensibles et plasticit crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

A.2.7. Apprendre durant la petite enfance, et au-del. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

A.3. Quelle est limportance des premires annes de la vie

dans le dveloppement et lapprentissage?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

A.3.1. Les avantages des programmes destins aux jeunes enfants . . . . . . . . 183A.3.2. Lapprentissage, lment crucial de la petite enfance . . . . . . . . . . . . . . 184

A.3.3. Ce qui nuit lapprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

A.3.4. Soins et ducation la petite enfance : il ny a pas

de baguette magique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

A.4. Les environnements qui favorisent le dveloppement des jeunes enfants . . 186

A.4.1. Les liens subtils entre jeu et apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

A.4.2. Rles des programmes et des orientations pdagogiques

dans le dveloppement du jeune enfant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

A.4.3. Favoriser lacquisition du langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

A.4.4. Comment encourager lapprentissage chez les jeunes enfants . . . . . . 188A.5. Les dfis relever pour synthtiser les rsultats des recherches

en neuroscience et en sciences de lducation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

A.6. Ractions du praticien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Article B. Le cerveau et lapprentissage ladolescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

B.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

B.2. Le dveloppement crbral de quoi sagit-il? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

B.2.1. Le dveloppement crbral au niveau microscopique . . . . . . . . . . . . . . 200B.2.2. Le dveloppement crbral au niveau macroscopique. . . . . . . . . . . . . . 201

B.2.3. Le dveloppement crbral peut tre examin

de nombreux niveaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

B.2.4. Techniques dimagerie crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

B.2.5. Il est difficile de dterminer le rle de linn et de lacquis

dans le dveloppement crbral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

B.3. Lexprience modle le cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

B.3.1. Activit crbrale au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

B.3.2. Structure crbrale au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

B.3.3. Les relations entre le cerveau et le comportement doivent souventfaire lobjet de dductions indirectes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

B.3.4. Enfants et adultes nutilisent pas leur cerveau de la mme manire . 206

B.3.5. Cerveau adolescent et modifications du comportement . . . . . . . . . . . . . 207

B.3.6. Rsum et implications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

B.4. Thories de lapprentissage ladolescence et volution au cours de la vie . 209

B.4.1. Implications pour lenseignement et lapprentissage ladolescence . 213

B.5. Dfis et pistes venir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

B.6. Ractions du praticien : Jai fait un rve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

B.6.1. Un nouveau regard sur lenseignement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

B.6.2. Faut-il fixer de nouveaux buts lcole et de nouvelles missionsaux enseignants? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221



TABLE DES MATIRES


Article C. Cerveau, cognition et apprentissage lge adulte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225

C.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

C.1.1. Quest-ce que lapprentissage?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

C.1.2. Le cerveau humain lge adulte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

C.1.3. Vue densemble de larticle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

C.2. Lge adulte : cognition et apprentissage au fil du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

C.2.1. Vieillissement et cognition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

C.2.2. Lapprentissage tout au long de la vie : la perspective

de lducation des adultes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

C.3. Vieillissement et fonctions crbrales : la neuroimagerie structurelle . . . . . . 231

C.4. Vieillissement et fonctions crbrales : la neuroimagerie fonctionnelle . . . . 232

C.5. Diffrences individuelles dans les modifications crbrales

et cognitives au cours du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

C.6. La gntique et les diffrences individuelles en matire de cognition . . . . . . 234

C.7. Entranement et vieillissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

C.7.1. Entranement cognitif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236

C.7.2. La formation : les perspectives pour le dveloppement. . . . . . . . . . . . . 236

C.8. Lapprentissage pour adultes : crer des environnements favorables . . . . . . . 239

C.8.1. Lapprentissage fond sur les comptences : pour prparer

rsoudre des problmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

C.8.2. Lapprentissage constructiviste : mettre profit

des expriences subjectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

C.8.3. Lapprentissage in situ : organiser les environnements dapprentissage. . 240

C.9. Programme de travail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

C.10. Ractions du praticien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Rfrences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

Annexe A. Les forums . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

Annexe B. Technologies dimagerie crbrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

Glossaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

Autres ouvrages disponibles dans la collection CERI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

Encadrs

2.1. La Learning Therapy (Japon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.1. Nutrition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

3.2. Les aspects organiques de lattention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.3. Exercice physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

3.4. Musique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.5. Jeu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.6. Jeux vido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.7. Niveaux sonores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

7.1. Esprit, cerveau et ducation ( Mind, Brain and Education ou MBE ). . . . . . . . . 149

7.2. Le Centre pour les neurosciences dans lducation : Universitde Cambridge, Royaume-Uni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

7.3. Learning Lab Denmark. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151



TABLE DES MATIRES


7.4. Universit de Harvard Graduate School of Education . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

7.5. Le point de vue des ducateurs sur le rle de la neuroscience

dans lducation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

7.6. Technologie et ducation : une perspective mondiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

7.7. Le Centre de transfert pour la neuroscience et lapprentissage (ZNL),

Ulm, Allemagne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

7.8. JST-RISTEX, Japan Science and Technology-Research Institute

of Science and Technology for Society, Japon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.9. La neuroscience de lducation aux Pays-Bas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

A.1. motions et mmoire (apprentissage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

A.2. Le dveloppement initial du langage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

A.3. Les neurones miroirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

B.1. Le principe de lIRM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

B.2. Le principe de la TEP et de lIRMf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

A. Quest ce que lIRMf ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258B. La topographie optique en proche infrarouge utilise en sciences

de lapprentissage et en recherche sur le cerveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

Tableaux

2.1. Comment le cerveau apprend : rcapitulatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.2. Dclin ou atteintes des fonctions crbrales, et solutions possibles . . . . . . . . . . . . 61

Graphiques

2.1. Connection synaptique entre deux neurones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.2. Principales rgions du cortex crbral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.3. Le lobe frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.4. Le cerveau de ladolescent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.1. Structure interne du cerveau humain, comprenant le systme limbique . . . . . . . . 70

5.1. Aires crbrales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

7.1. Lvolution de la transdisciplinarit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

7.2. change bidirectionnel entre recherche et pratique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

A. Imagerie par rsonance magntique fonctionnelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258



ISBN 978-92-64-02914-9Comprendre le cerveau : naissance dune science de lapprentissage OCDE 2007

13

Rsum

Lducation est une pe double tranchant.

Elle peut devenir dangereuse si elle nest pas

manie correctement.

Wu Ting-Fang

Aprs vingt ans dun travail de pointe en neurosciences, la communaut ducativeprend conscience du fait que comprendre le cerveau peut indiquer de nouvelles voiesde recherche et amliorer politiques et pratiques ducatives. Ce rapport constitue unpanorama synthtique de lapprentissage inform par le fonctionnement crbral, et

soumet des thmes cruciaux lattention de la communaut ducative. Il ne propose pas

de solutions simplistes, ni ne prtend que la neuroscience ait rponse tout. En revanche,

il constitue un tat des lieux objectif des connaissances actuelles au carrefour des

neuroscience cognitives et de lapprentissage; il indique galement des pistes explorer, et

liste des implications politiques pour la prochaine dcennie.

La premire partie, Le cerveau apprenant , constitue le rapport proprement dit. Il est issu

de sept ans danalyses et de travaux du projet Sciences de lapprentissage et recherchesur le cerveau du CERI de lOCDE. La seconde partie, Articles en coopration , contient

trois rflexions portant sur le cerveau apprenant, durant la petite enfance, ladolescence

et lge adulte respectivement. Chacun est luvre de trois experts, qui ont mis en

commun exprience et connaissances pour runir les perspectives de la neuroscience et de

lducation. Lannexe Aest tire du site Internet interactif, ouvert la socit civile et

comprenant un forum destin aux enseignants. Lannexe B prsente au lecteur les

dernires avances en matire de technologies dimagerie crbrale, qui sont au cur des

dcouvertes tudies dans ce rapport.

Le premier chapitre est un abcdaire de mots cls, qui prsente brivement des concepts

complexes et permet au lecteur de se rfrer aux chapitres correspondants pour plus dedtails. Le dbut du chapitre suivant prsente ce quil faut savoir de larchitecture et du

fonctionnement du cerveau.

Comment le cerveau apprend au long de la vie

Les neuroscientifiques ont clairement montr que le cerveau dispose dune grande

capacit dadaptation aux demandes de son environnement : la plasticit. Des connexions

neuronales sont cres ou renforces, dautres sont affaiblies ou limines, selon les

besoins. Lampleur de la modification dpend du type dapprentissage effectu :

lapprentissage long terme entrane des modifications plus profondes. Elle dpend aussi

du momento lapprentissage a lieu : chez les bbs, la cration de nouvelles synapses se
http://-/?-http://-/?-http://-/?-http://-/?-



RSUM


fait un rythme extraordinaire. Mais lun des messages les plus fondamentaux reste celui-ci :

la plasticit est une caractristique fondamentale du cerveau tout au long de la vie.

Malgr cette plasticit permanente, il existe des priodes idales ou sensibles durant

lesquelles un apprentissage donn prsentera une efficacit maximale. Pour les stimuli

sensoriels (tels les sons du langage) et pour certaines expriences motionnelles et cognitives

(telle lexposition une langue), les priodes sensibles sont assez brves et se situent un ge

assez jeune. Dautres comptences (comme lacquisition de vocabulaire) ne connaissent pas de

priode sensible nette et peuvent tre apprises de faon optimale tout au long de la vie.

Les images de cerveaux dadolescents montrent quils sont loin dtre arrivs maturit, et

quils subissent dimportantes modifications structurelles bien aprs la pubert.

Ladolescence est une priode fondamentale pour le dveloppement motionnel, en raison

de la grande quantit dhormones prsentes dans le cerveau; limmaturit du cortex

prfrontal des adolescents joue sans doute un rle crucial dans linstabilit de leur

comportement. Nous traduisons cette combinaison dimmaturit motionnelle et de fort

potentiel cognitif par lexpression : la puissance est l, mais pas le contrle .Chez les adultes plus gs, laisance ou lexprience dans une tche donne peut rduire le

niveau dactivit crbrale : on peut considrer cela comme une preuve dun traitement

plus efficace. Mais le cerveau dcline quand on lutilise moins, ainsi que quand on vieillit.

Des tudes ont montr quapprendre peut limiter le dclin crbral : plus les personnes

dge mr ont loccasion dapprendre (viades cours pour adultes, leur mtier ou des

activits sociales), plus elles ont de chances de retarder lapparition de maladies

neurodgnratives, ou den limiter le dveloppement.

Limportance de lenvironnement

La neuroscience montre que la faon dont on nourrit et traite le cerveau joue un rle

crucial dans les processus dapprentissage, et commence dterminer quels sont les

environnements les plus favorables lapprentissage. La plupart des faons damliorer le

fonctionnement crbral dpendent de facteurs simples et quotidiens qualit de

lenvironnement social et des rapports humains, alimentation, exercice physique et

sommeil qui semblent tellement vidents quon a tendance ngliger leur importance.

En prtant attention ltat du cerveau et du corps, il est possible de mettre profit la

plasticit crbrale et de faciliter lapprentissage. Il faut adopter une approche globale, qui

tienne compte des liens troits entre bien-tre physique et intellectuel et ne nglige pas

linteraction entre aspects motionnels et cognitifs.

Au centre du cerveau humain se trouve un ensemble de structures parfois appel cerveau

motionnel : le systme limbique. On sait aujourdhui que nos motions sculptent le

tissu neural. En cas de stress excessif ou de peur intense, les processus neuraux de

rgulation motionnelle sont perturbs, ce qui diminue les capacits de jugement social et

les performances cognitives. Le stress rend performant et amliore la cognition et

lapprentissage, mais au-del dun certain niveau, on obtient leffet inverse. Quant aux

motions positives, il est clair que lun des plus grands facteurs de motivation est ce

sentiment dillumination qui se produit lorsquon comprend un nouveau concept; le

cerveau ragit trs bien cette sensation. Lcole devrait faire en sorte que les enfantsdcouvrent trs jeunes le plaisir de comprendre, se rendant ainsi compte quapprendre est

une exprience trs agrable.



RSUM


Pour apprendre efficacement, il est trs important de savoir grer ses motions;

lautorgulation est lune des comptences motionnelles et comportementales les plus

importantes parmi celles qui sont ncessaires lenfant comme ladulte dans leurs

environnements sociaux. Les motions guident ou perturbent les processus

psychologiques tels que la concentration ou la rsolution de problmes, et influencent les

relations humaines. La neuroscience (appuye sur la psychologie cognitive et ltude dudveloppement de lenfant) commence identifier dimportantes rgions crbrales dont

lactivit et le dveloppement sont en relation avec le self-control.

Langage, littratie et cerveau

Le cerveau est biologiquement prpar acqurir le langage ds le dbut de la vie, mais ce

processus doit tre catalys par lexprience. Il existe une relation inverse entre lge et

lefficacit de lapprentissage pour de nombreux aspects des langues : en gnral, plus

jeune est lapprenant, plus efficace est lapprentissage. La neuroscience connat mieux prsent les diffrences dans la faon dont enfants et adultes grent le langage au niveau

crbral. Cela pourrait avoir dimportantes rpercussions sur les politiques ducatives

concernant lenseignement des langues trangres, qui ne commence souvent qu

ladolescence. Adolescents et adultes sont bien sr capables dapprendre une nouvelle

langue, mais cela leur est plus difficile.

Limportance simultane, dans la faon dont le cerveau gre le langage, du traitement

phonologique et du traitement smantique direct peut alimenter le dbat classique

autour des mthodes de lecture. Comprendre le rle et la place de ces deux processus permet

davancer que la meilleure faon denseigner la lecture combine linstruction dite

syllabique et la mthode dite globale , limportance relative de chacune de cesapproches devant tre fonction des caractristiques morphologiques de la langue concerne.

Une grande partie des circuits crbraux permettant la lecture est commune toutes les

langues, mais il existe des diffrences lorsque les spcificits de chaque langue ncessitent

des fonctions particulires (par exemple en cas de diffrences dans les types dencodage ou

les stratgies de reconnaissance des mots). Pour se limiter provisoirement aux langues

alphabtiques, ce rapport sintresse surtout aux diffrents niveaux de transparence

des orthographes : une langue non transparente comme langlais ou le franais (cest--

dire une langue dans laquelle la correspondance entre les sons et les lettres est trs

variable) soppose une langue transparente ( lorthographe plus cohrente , par

exemple le finnois ou le turc). Des structures crbrales spcifiques sont actives pourgrer les aspects de la lecture propres chaque langue.

La dyslexie est trs rpandue et ignore les frontires culturelles et socio-conomiques. Elle

est souvent associe des caractristiques corticales atypiques larrire de lhmisphre

gauche et entrane des difficults traiter les lments sonores de la langue. Sur le plan

linguistique , les consquences en sont relativement minimes (confusion des mots la

prononciation similaire), mais les consquences pour la littratiepeuvent tre normes, car

relier les phonmes aux symboles crits est indispensable toute lecture dans une langue

alphabtique. La neuroscience ralise actuellement dimportantes avances, tant pour ce qui

est du diagnostic que pour ce qui est de la remdiation.



RSUM


Numratie et cerveau

La numratie, comme la littratie, est cre dans le cerveau viaune synergie entre biologie

et exprience. Lvolution a dvelopp certaines structures crbrales pour traiter le

langage; de la mme faon il en existe dautres permettant une perception quantitative. Et,

toujours comme pour le langage, les structures gntiquement prvues ne suffisent pas

grer les mathmatiques; elles travaillent en coordination avec dautres circuits neuraux,

non prvus pour la numratie mais adapts au traitement de celle-ci par lexprience. On

voit combien lducation est importante ( lcole, la maison ou par le jeu), et donc

combien la neuroscience peut aider dans cette mission ducative.

La neuroscience des mathmatiques nen est qu ses balbutiements, mais le domaine a

dj beaucoup progress ces dix dernires annes. On sait aujourdhui queffectuer des

oprations simples ncessite la collaboration de nombreuses structures situes dans

diffrentes rgions du cerveau. La simple reprsentation dun nombre implique un circuit

complexe qui fait appel la reprsentation de magnitude, la reprsentation visuelle et la reprsentation verbale. Le calcul ncessite lui aussi un rseau complexe, qui varie selon

lopration effectue : la soustraction dpend du circuit parital infrieur, alors que

laddition et la multiplication activent dautres rseaux neuraux. Actuellement la

neuroscience sait peu de choses sur les mathmatiques avances, mais il semble que les

circuits activs par des oprations complexes soient au moins partiellement distincts.

Comprendre les voies dveloppementales qui permettent laccs aux mathmatiques dun

point de vue crbral peut faciliter la mise au point des mthodes didactiques. Des

mthodes diffrentes peuvent dboucher sur la cration de voies neurales plus ou moins

efficaces : lapprentissage par rptition cre des circuits neuraux moins efficaces que

lapprentissage par stratgie. La neuroscience montre la supriorit de mthodes quipermettent dapprendre de faon dtaille, prcise et rflchie sur celles qui cherchent

identifier des rsultats exacts ou inexacts. Cela va dans le sens des ides qui sous-tendent

lvaluation formative.

Les fondements neuraux de la dyscalculie lquivalent mathmatique de la dyslexie

sont encore peu connus, mais ltude des caractristiques biologiques associes des

troubles mathmatiques prcis suggre que les mathmatiques ne sont pas une

construction purement culturelle : elles sont rgies par des structures crbrales

spcifiques qui doivent fonctionner correctement. Les circuits neuraux dont la dficience

cause la dyscalculie peuvent probablement tre rtablis grce des interventions cibles,

en raison de la plasticit (ou flexibilit) des rseaux impliqus dans le traitement des

mathmatiques.

Dissiper les neuromythes

Ces dernires annes, de plus en plus dides fausses se sont mises circuler propos du

cerveau. Lducation est concerne par ces neuromythes , qui prennent souvent la

forme de thories sur la faon dont on apprend. leur base, on trouve souvent un fait

scientifiquement exact, ce qui les rend plus difficile identifier et rfuter. Ils sont

incomplets, exagrs, voire totalement faux : il faut donc les disqualifier, de peur que lesystme scolaire ne se fourvoie.



RSUM


Pour chaque mythe ou groupe de mythes, on tudie la faon dont il est apparu dans la

conscience populaire, et on explique en quoi il est scientifiquement inexact. Ils sont

rpartis ainsi :

Il ny a pas de temps perdre, car pour le cerveau tout se joue avant trois ans .

Il existe des priodes durant lesquelles certains enseignements/apprentissages sontindispensables .

Mais jai lu quelque part que nous nutilisons que 10 % de notre cerveau de toute

faon .

Je suis cerveau gauche, elle est cerveau droit .

Il faut bien reconnatre que le cerveau de lhomme est diffrent de celui de la femme .

Le cerveau dun jeune enfant ne peut correctement apprendre quune langue la fois .

Amliorez votre mmoire !

Apprenez en dormant !

thique et organisation de la neuroscience

de lducation

Cette nouvelle discipline est riche de promesses ; il ne faut pas pour autant ignorer les

questions thiques quelle soulve.

Dans quel but, et pour qui ? Il importe de rflchir aux usages et aux abus des techniques

dimagerie crbrale. Comment sassurer que les donnes mdicales resteront

confidentielles et ne seront pas communiques des entreprises ou des institutions

scolaires? Plus la technologie permettra didentifier des caractristiques auparavant secrteset indcelables, plus il faudra tre vigilant sur leurs utilisations dans le domaine ducatif.

Utilisation de produits qui agissent sur le cerveau : La limite entre usage mdical et usage non

mdical nest pas toujours vidente. La question se pose surtout quand des individus sains

absorbent des substances qui agissent sur ltat et le fonctionnement de leur cerveau. Les

parents doivent-ils avoir le droit dadministrer leurs enfants des produits pour amliorer

leurs performances scolaires, avec les risques associs de la mme manire que des

sportifs peuvent se doper?

Cerveaux et machines : On arrive de mieux en mieux combiner organes vivants et

technologie, ce qui recle un norme potentiel pour les handicaps alors susceptibles, par

exemple, de contrler des machines distance. Mais ces mmes technologies pourraientpermettre de contrler le comportement des gens, ce qui est bien sr source dinquitudes.

Une approche trop scientifique de lducation ?La neuroscience peut apporter un clairage

trs utile, mais si par exemple les bons enseignants taient reprs grce limpact

quils ont sur le cerveau de leurs lves, le scnario serait bien diffrent : on courrait le

risque de crer un systme ducatif qui reposerait trop sur les mesures scientifiques et

serait terriblement conformiste et monocolore.

La neuroscience ducative nen est qu ses dbuts. Pour quelle se dveloppe dans les

meilleures conditions possibles, elle doit tre trans-disciplinaire (utile la fois aux

communauts scientifique et ducative) et internationale. Il est indispensable dtablir unemthodologie et un vocabulaire communs. Il sagit dtablir une relation rciproque entre

pratique ducative et recherche sur lapprentissage, similaire la relation entre mdecine



RSUM


et biologie, en crant et en entretenant un change dinformations bidirectionnel et

continu, ncessaire une pratique ducative reposant sur ce quon sait du fonctionnement

crbral.

Le dsir de progresser dans ce domaine a t lorigine dinstitutions, de rseaux,

dinitiatives varis. Ce rapport contient des encadrs dcrivant les exemples les plus

marquants ce jour, comme l Institut de recherche en science et technologie pour la

socit de lAgence japonaise de la science et de la technologie (JST-RISTEX); le Centre de

transfert pour la neuroscience et lapprentissage (ZNL), Ulm, Allemagne; le Learning Lab

Denmark, Danemark; le Centre pour les neurosciences dans lducation, Universit de

Cambridge, Royaume-Uni ; le programme Esprit, cerveau et ducation (MBE pour

Mind, Brain, and Education ) de la Harvard Graduate School of Education, Universit de

Harvard, tats-Unis.

Messages cls et perspectives

La neuroscience de lducation dbouche sur des connaissances prcieuses et neuves, qui permettent

dinformer politiques et pratiques ducatives : sur bien des sujets, la neuroscience confirme des

lments dj connus et observables dans la vie quotidienne, mais elle permet de passer

de la simple corrlation la causalit (comprendre les mcanismes luvre dans des

processus familiers), ce qui facilite llaboration dapproches efficaces. Sur dautres sujets,

la neuroscience gnre de nouvelles connaissances et ouvre de nouvelles pistes.

Les recherches sur le cerveau apportent des lments neuroscientifiques importants qui permettent

de favoriser lapprentissage tout au long de la vie : loin de soutenir lide quil faut surtout

duquer les jeunes mme sil est vrai que ceux-ci disposent dun fabuleux potentiel

dapprentissage , la neuroscience a montr que lapprentissage se fait tout au long de lavie, et que plus on continue dapprendre, mieux on apprend.

La neuroscience confirme quil est toujours bnfique dapprendre, surtout chez les personnes ges :

on a de plus en plus conscience que lducation apporte de nombreux bnfices (au-

del des lments conomiques si importants dans llaboration des politiques

ducatives). La neuroscience est en train de montrer que lapprentissage est trs utile pour

remdier la dmence snile, un problme capital dans nos socits.

Le besoin dapproches globales, prenant en compte linterdpendance du corps et de lesprit, de

lmotionnel et du cognitif :prendre conscience de limportance du cerveau ne veut pas dire

quon ne sintresse plus quaux aspects cognitifs et aux performances. Au contraire, ilressort quel point il importe dadopter une approche globale, qui tienne compte des liens

troits entre bien-tre physique et intellectuel, aspects motionnels et cognitifs, esprit

analytique et capacits cratrices.

Comprendre ladolescence la puissance est l, mais pas le contrle : il est trs important de

comprendre ladolescence, car cest un ge cl en matire ducative, et ce qui se passe ce

moment-l chez un individu a gnralement des consquences pour toute sa vie

ultrieure. Les adolescents ont des capacits cognitives trs dveloppes ( la puissance est

l ), mais nont pas encore atteint la maturit motionnelle ( mais pas le contrle ). On

ne doit certes pas en conclure quil faille ncessairement attendre lge adulte pour

prendre des dcisions importantes pour lavenir. En revanche, il serait plus que souhaitableque les choix effectus cette priode de la vie ne soient pas dfinitifs, et puissent tre

moduls plus tard.



RSUM


Tenir compte de la neuroscience dans la conception des programmes et lorganisation de la scolarit :

ce sujet, le message exprim dans ce rapport est trs nuanc. Il nexiste pas de priodes

critiques durant lesquelles un apprentissage donndoit se faire, mais des priodes

sensibles , durant lesquelles un apprentissage sera plus efficace (lapprentissage langagier

est ici tudi de prs). Ce rapport souligne limportance de bases solides pour

lapprentissage tout au long de la vie, donc insiste sur lducation des jeunes enfants et lamatrise des comptences de base.

Faire en sorte que la neuroscience contribue rsoudre les principaux problmes auxquels lapprentissage

est confront, y compris les 3 D : dyslexie, dyscalculie, dmence. On a longtemps ignor les

causes de la dyslexie, par exemple ; mais aujourdhui on sait quelle est principalement due

une atypie du cortex auditif (voire peut-tre, dans certains cas, du cortex visuel), et on arrive

lidentifier chez des enfants trs jeunes. La remdiation est dautant plus efficace que lenfant

est jeune, mais elle reste souvent possible chez les plus grands.

Des valuations plus personnalises qui amliorent lapprentissage, sans slectionner ni exclure :

la neuroimagerie peut grandement faciliter lidentification des caractristiquesdapprentissage dun individu, et permettrait de personnaliser les mthodes dvaluation.

Cela dit, elle pourrait aussi dboucher sur des moyens de slection et dexclusion plus

puissants que ceux que nous connaissons aujourdhui.

Ces thmes cls sont des priorits pour la recherche en neuroscience ; il ne sagit pas dun

programme exhaustif, mais des conclusions tires du prsent rapport. Ce programme de

recherche qui a pour but de mieux comprendre les moments optimaux pour chaque type

dapprentissage, le dveloppement et la rgulation des motions, linfluence des outils et de

lenvironnement, et le traitement du langage et des mathmatiques conduirait la naissance

dune nouvelle science de lapprentissage, science ncessairement trans-disciplinaire.

Cest sur cette aspiration que ce rapport sachve, et cest elle qui lui donne son titre. Nousesprons quil sera possible de mettre profit ces nouvelles connaissances pour crer un

systme ducatif adapt lindividu et la socit, cest--dire la fois personnalis et

universel.




PARTIEI

Le cerveau apprenant




23

Introduction

Nicht das Gehirn denkt, sondern wir denken

das Gehirn.

(Ce nest pas le cerveau qui pense, mais nous

qui pensons le cerveau).

Friedrich Nietzsche

La neuroscience1ouvre-t-elle rellement des pistes nouvelles pour amliorer lducation ?Ce rapport apporte une rponse non dnue de complexit cette question : oui, mais Des

lments convergents confirment lmergence dune neuroscience de lducation . Les

rcentes avances dans le domaine de la neuroscience ont considrablement augment la

pertinence de ce champ disciplinaire pour lducation. Les technologies dimagerie

permettent dsormais lobservation du cerveau en action, ouvrant ainsi la voie une

meilleure comprhension de ses fonctions cognitives et motionnelles. Il va sans dire que

lducation peut en tirer bnfice. De plus, cette tendance une plus grande applicabilit de

la neuroscience en matire ducative est accompagne par une rceptivit croissante de la

part des socits du XXIesicle. Le prsent rapport entend prsenter une synthse de ltatde la recherche lintersection des neurosciences cognitives et des apprentissages, et mettre

en lumire les implications politiques des rsultats de la recherche pour la dcennie venir.

Les rcentes dcouvertes sont de nature aider toutes les parties prenantes du monde de

lducation ce qui inclut apprenants, parents, enseignants et dcideurs politiques

mieux comprendre les processus efficaces en matire dapprentissages, ainsi que les

environnements qui leur sont lis. Une telle comprhension peut permettre aux dcideurs

de sorienter vers des mesures plus et mieux informes, peut amener les parents mettre en

place un meilleur environnement dapprentissage pour leurs enfants et aider les apprenants

choisir les approches les plus adaptes pour amliorer leurs comptences.

Il ne sagit en aucun cas de prtendre que la neuroscience est une panace qui va

rvolutionner lducation, mme long terme, et encore moins du jour au lendemain. Les

promoteurs de ce projet ont, depuis des annes, systmatiquement prcis que la

neuroscience ntait pas susceptible de rsoudreles problmes ducatifs. De nombreuses

questions se posent, dont les rponses sont chercher ailleurs, que ce soit dans les

sciences de lducation elles-mmes ou dans dautres disciplines de rfrence ,

notamment dans les sciences sociales, voire dans la philosophie. Pour autant, on ne peut

disqualifier en bloc la neuroscience et lcarter du dbat ducatif au motif quelle ne peut

1. Pour la commodit de la lecture, le terme neuroscience (parfois sous la forme plurielle neurosciences ) recouvre tout au long de la prsente publication les champs scants du domaine,quil sagisse de neurobiologie, de neuroscience cognitive, de neuroscience comportementale, depsychologie cognitive, etc.

PARTIEI



I. INTRODUCTION


elle seule fournir des solutions, et encore moins des solutions simples, des questions

dune grande complexit. Son principal mrite, ce jour, est dapporter de nouveaux

clairages sur des points dachoppement dj anciens, de soulever de nouvelles questions,

de contribuer confirmer ou infirmer des hypothses plus anciennes, voire de renforcer,

avec la crdibilit que donne la scientificit, des pratiques existantes quitte au besoin

en remettre srieusement en question quelques autres. Ce rapport montre entre autres quel point une vritable approche transdisciplinaire, mettant en scne autant de domaines

que possible, est ncessaire au traitement des questions qui se posent de faon de plus en

plus aigues aux socits contemporaines2.

La neuroscience fournit des lments prcis quant savoir commentetpourquoiles tres

humains (ou les cerveaux humains) rpondent diffrents processus et environnements

dapprentissage. De tels lments sont dune importance fondamentale lorsque lon

considre que bien des politiques et pratiques ducatives ce jour reposent sur des

informations limites ou lacunaires, dveloppes au mieux partir de donnes quantitatives

et qualitatives manant dun large spectre de pratiques, denvironnements et de rsultats. Si

de telles donnes reprsentent toujours de solides bases de connaissances, fondes sur des

faits, quant aux modes dapprentissage associs au succs ou lchec, elles ne permettent

en gnral pas dexpliciter les raisons profondes desdites observations. Ces raisons restent

souvent encore mystrieuses.

titre dexemple, lorsque parents, enseignants et dcideurs politiques tentent

didentifier le ou les moments les plus adapts pour enseigner une langue trangre aux

enfants, une dcision informe a toutes les chances dtre fonde sur une comparaison

dexpriences et de performances entre des apprenants soumis un tel enseignement

diffrents ges. Une analyse de ce type pourrait conclure que les meilleurs rsultats sont

obtenus lorsque lindividu commence apprendre une langue partir dun ge donn.Bien quune telle information soit utile en soi, elle ne permet pas de dterminer

limportance du facteur temps , dans un tel cadre, en termes de rsultats. Elle ne montre

pas non plus comment lapprentissage dune langue trangre peut tre optimis lge en

question voire dautres priodes de la vie.

Le lecteur trouvera dans les pages qui suivent un certain nombre dclairages prsentant

un caractre encore relativement hypothtique ce jour (lorsque par exemple les dcouvertes

prsentes sont fondes sur un nombre limit dtudes), ainsi que des reformulations de

principes largement connus, manant de la sagesse hrite de dcennies, voire de sicles

de pratiques et de recherches en matire ducative3. Toutefois, lhonntet intellectuelle la

plus lmentaire oblige prsenter comme telles les ides qui nont encore que le statutdhypothses (nous nentrerons toutefois pas ici dans les dbats scientifiques proprement

2. Le Secrtariat de lOCDE souhaite ds labord clairement se dissocier de toute interprtation de celivre qui, fonde sur les ides de diffrences crbrales individuelles et de styles dapprentissagediffrents, tenterait dtablir, au niveau de groupes ou de communauts humaines, un lienquelconque entre certain gnes et QI, impliquant ainsi potentiellement des connotations racistes.De telles interprtations doivent tre fermement condamnes.

3. Le lecteur remarquera galement que ce rapport ne prsente pas de cartographie complte descomparaisons et confrontations entre dcouvertes neuroscientifiques et thories delapprentissage. Pour promthenne quelle soit, lambition du prsent ouvrage nest pas de natureencyclopdique quant aux deux champs considrs. Les informations disponibles ne permettent

pas encore dtablir de manire exhaustive les paralllismes et les complmentarits entre les deuxdomaines. Lorsque cependant de telles comparaisons sont dores et dj possibles, elles sontbrivement mentionnes, pour ainsi dire de faon incidente. Ce travail de mise en relationsystmatique, qui devrait bientt tre de lordre du possible, reste entreprendre.



I. INTRODUCTION


dits, qui dpassent le cadre de notre propos). Faire tat dhypothses nouvelles prsente

lavantage dindiquer des pistes pour la recherche venir. Enfin, et ce nest pas le moindre

mrite dune telle dmarche, apporter de leau au moulin de certaines approches ducatives

par le biais de faits solidement tablis par la science est loin dtre vain : nen pas douter, un

tel exercice confortera souvent des pratiques conventionnelles qui jusquici manquaient

cruellement de fondements scientifiques. loccasion cependant, on dcouvrira galementque certaines pratiques sont disqualifies par lapproche neuroscientifique. Ainsi, certains

dbats qui agitent le monde de lducation, parfois depuis toujours, sen trouveront-ils

dpasss. Dautres au contraire seront enrichis par les nouveaux lments mis au jour.

Dautres pistes, dautres perspectives souvriront pour amliorer les mthodes traditionnelles.

Ce livre est conu de telle manire que le lecteur puisse choisir de ne lire que tel ou tel

chapitre sil le souhaite. On sest donc efforc de rendre chaque chapitre lisible de faon

indpendante. Bien entendu, une telle ambition ne vas pas sans quelques inconvnients :

le lecteur qui parcourra le rapport in extensoy trouvera parfois quelques redites. On ne peut

pas tout avoir. Merci de votre comprhension !




27

PARTIEI

Chapitre 1

Un abcdaire du cerveau

La connaissance est le seul bien; lignorance

est le seul mal.

Socrate

Ne pas savoir est mauvais. Ne pas vouloir

savoir est pire. (Proverbe africain)

Ce chapitre offre un abcdaire du cerveau . Les contenus du prsent rapport,

dtaills dans les chapitres suivants, sont ici rsums et prsents en ordre

alphabtique sous formes de mots et concepts cls. On part donc de Apprentissageet Bases neurales, pour terminer avec Variabilit, Wcomme travail et XYZ.

Le lecteur peut choisir les entres qui lintressent particulirement, et se rfrerdirectement aux points correspondants, dans les chapitres qui offrent un spectre

la fois plus large et plus prcis des thmes ici abords. Ce chapitre est pertinent pour

toutes celles et tous ceux qui sont attirs par le carrefour entre sciences de

laprentissage et recherche sur le cerveau quils soient apprenants, parents,

enseignants, chercheurs ou dcideurs poltiques.



I.1. UN ABCDAIRE DU CERVEAU


ApprentissageLapproche neuroscientifique du phnomne dapprentissage offre un cadre thorique

scientifique dans lequel peuvent sinscrire les pratiques ducatives. Ce champ en pleine mergence

pose, au fur et mesure, les bases de la science de lapprentissage .

Un tre vivant est constitu dun grand nombre de niveaux dorganisation. En

consquence, un mme processus peut se dfinir diffremment en fonction du niveau

auquel on se place. Cest le cas du processus dapprentissage, dont la dfinition varie selon

la perspective de celui qui le dcrit.

Du cellulaire au comportemental, la divergence des dfinitions rend compte du

contraste entre les neurosciences et les sciences de l ducation. Pour les

neuroscientifiques, lapprentissage est un processus crbral en raction un stimulus,

alliant perception, traitement et intgration de linformation. Pour les ducateurs, il sagit

dun processus actif conduisant lacquisition de connaissances et entranant un

changement de comportement persistant, mesurable et spcifique.

Bases neurales du phnomne dapprentissageLa dfinition de lapprentissage valide par les neuroscientifiques lie ce processus un

substrat biologique. Lapprentissage, de ce point de vue, rsulte de lintgration de toutes lesinformations perues et traites. Cette intgration est alors matrialise par des modifications

structurelles au sein du cerveau : des changements microscopiques ont lieu, qui permettent

chaque information traite de laisser une trace physique de son passage.

Il apparat utile, et mme ncessaire, aujourdhui, que les ducateurs (et, de manire gnrale,

tout individu impliqu dans lducation) acquirent des connaissances quant aux bases scientifiques

du phnomne dapprentissage.

CerveauBien que jouant un rle fondamental, le cerveau demeure partie dun tout. Lindividu nest pas

rductible cet organe car le cerveau est en constante interaction avec le reste du corps.Le cerveau est lorgane sige des facults mentales. Il assure, la fois, les fonctions vitales

en contrlant le rythme cardiaque, la temprature corporelle, la respiration, etc., et les

fonctions dites suprieures telles que le langage, le raisonnement ou encore la conscience.

Cet organe comprend deux hmisphres (gauche et droit) dont la surface se divise

pour chacun en lobes (occipital, parital, temporal et frontal) voir une description plus

complte dans le chapitre 2.

Les principaux composants du tissu crbral sont les cellules gliales et nerveuses

(neurones). Le neurone est considr comme lunit fonctionnelle de base du cerveau,

qualit confre par son importante interconnectivit et sa spcialisation en matire decommunication. Les neurones sont organiss en rseaux fonctionnels localiss dans

diffrentes aires du cerveau.





DveloppementLe cerveau volue se dveloppe tout au long de la vie. Ce dveloppement dpend la

fois de la biologie et de lexprience (voir chapitre 2). Les tendances gntiques interagissent

avec lexprience pour dterminer la structure et le fonctionnement du cerveau tout

moment. En raison de cette interaction permanente, chaque cerveau est unique.Mme sil existe un large spectre de diffrences individuelles dans le dveloppement

crbral, le cerveau possde des caractristiques en lien avec lge qui peuvent avoir

dimportantes consquences pour lapprentissage. Les scientifiques commencent

cartographier ces changements lis la maturation, et comprendre comment la biologie

et lexprience interagissent pour guider le dveloppement.

Comprendre le dveloppement crbral dun point de vue scientifique pourrait avoir

dimportantes consquences sur les pratiques ducatives. Au fur et mesure que la science dcouvre

les changements crbraux lis lge, les ducateurs seront en mesure dutiliser linformation

disponible pour faire significativement voluer la didactique, de faon la rendre plus efficace en

sassurant quelle entre davantage en rsonance avec lge des apprenants.

motionsLes aspects motionnels ont longtemps t ngligs au sein de lducation institutionnelle. Les

rcents apports neuroscientifiques contribuent remdier cette carence, en dmontrant la place de

la dimension motionnelle dans les apprentissages (voir chapitre 3).

Les motions, dissocier des affects qui ne sont que leur interprtation consciente,

relvent de phnomnes crbraux et sont ncessaires ladaptation et la rgulation du

comportement humain.

Ce sont des ractions complexes que lon dcrit gnralement suivant troiscomposantes : un tat mental particulier, un changement physiologique et une impulsion

agir. Ainsi, face une situation perue comme dangereuse, les ractions engendres par

cette situation seront simultanment : une activation crbrale spcifique du circuit

dvolu la peur, lexpression corporelle de la peur traduite par lacclration du pouls, la

pleur et la sudation, et une raction de dfense ou de fuite ( fight or flight ).

Chaque motion correspond une unit fonctionnelle distincte et possde son propre

circuit crbral, impliquant des structures appartenant ce quon appelle le systme

limbique (galement appel sige des motions ), mais aussi des structures corticales,

plus particulirement le cortex prfrontal qui joue un rle capital dans la rgulation des

motions. La maturation du cortex prfrontal intervient dailleurs de faon particulirementtardive dans le dveloppement humain, puisque celle-ci ne prend fin quau cours de la

troisime dcennie de la vie. Ladolescence crbrale dure ainsi plus longtemps quon ne

lavait cru jusqu une poque trs rcente. Ce phnomne contribue donc expliquer

certains comportements : le cortex prfrontal ne peut compenser que tardivement, dans la

vie dun individu, les errements potentiels du systme limbique et ainsi remplir pleinement

son rle de rgulateur des motions.

Un change permanent rend indissociables les aspects physiologique, motionnel et

cognitif dun comportement. La force de ces liens explique lincidence majeure quont les

motions sur les apprentissages. Une motion perue comme positive, associe un

apprentissage, facilitera la russite, tandis quune motion perue comme ngative pourrainduire lchec.





Fonctions cognitivestudies diffrents niveaux, les fonctions cognitives bnficient de la richesse dun clairage

pluridisciplinaire. Ainsi, les neurosciences, la neuroscience cognitive et la psychologie cognitive

cherchent-elles, de faon complmentaire, comprendre ces processus.

La cognition se dfinit comme lensemble des processus qui permettent le traitementde linformation et la constitution des connaissances. Ces processus sont appels

fonctions cognitives . Parmi elles, les fonctions cognitives suprieures correspondent

aux processus les plus labors assurs par le cerveau humain. Elles ont merg lors de la

phase la plus rcente de lvolution du cerveau et ont leur sige principal dans le cortex,

structure particulirement dveloppe chez ltre humain (voir chapitre 2).

Parmi ces fonctions, on peut citer certains aspects de la perception, la mmoire,

lapprentissage mais aussi le langage, le raisonnement, la planification et la prise de dcision.

Gntique

On croit encore bien souvent un lien causal simple entre gntique et comportement.I

Documents

Comprendre le cerveau - naissance d'une science de l'apprentissage.pdf