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Comprendre le cerveau et son fonctionnement

Recherche Mis en ligne le 1 mars 2014
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Pourquoi comprendre le Cerveau ? Pour au moins quatre raisons :

Par le Pr. Yves Agid
Professeur de neurologie et de neurosciences, Membre Fondateur

Philosophique. Le cerveau est l’organe qui perçoit, qui pense, et qui agit. C’est donc lui qui permet de donner un sens à l’existence. Du reste, la suppression de son fonctionnement signifie la mort véritable.
Sociologique. Le cerveau est le chef d’orchestre de l’organisme qu’il gère tout en se gérant lui-même. C’est donc lui qui est responsable de nos comportements, et donc de nos interactions avec les individus qui composent la société.
Scientifique. Le cerveau commence à être compris dans son fonctionnement. Nous vivons donc une époque enthousiasmante pour comprendre la genèse de nos facultés intellectuelles et de nos émotions, et donc les comportements moteurs qui en sont l’expression.
Médical. Le cerveau malade commence aussi à être compris, qu’il s’agisse des maladies neurologiques (Alzheimer, Parkinson, sclérose latérale amyotrophique, sclérose en plaques, épilepsie, séquelles de traumatisme de la moelle épinière, etc.) ou psychiatriques (dépression, attaques de panique, schizophrénie, autisme, troubles obsessionnels compulsifs, etc.).

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Série de documents sur les recherches sur le cerveau par Stanislas Dehaene du collège de France :

Psychologie cognitiveLes fondements cognitifs des apprentissages scolaires

Le cours 2014 a été consacré aux liens qu’entretiennent ou que devraient entretenir les sciences cognitives avec les sciences de l’éducation. Ces liens sont nombreux et réciproques. Comprendre comment l’éducation parvient à transformer le cerveau humain est l’un des grands problèmes ouverts en neurosciences cognitives, qui soulève de nombreuses questions passionnantes : comment les apprentissages scolaires (langues première et seconde, lecture, écriture, mathématiques) s’inscrivent-ils dans les circuits de notre cerveau ? Quels rôles respectifs jouent l’organisation précoce et la plasticité cérébrale dans ces modifications ? Pourquoi l’espèce humaine est-elle la seule qui parvienne à modifier ses représentations mentales et ses circuits cérébraux par le biais d’un enseignement explicite ? Les spécialistes de l’éducation, eux, attendent des sciences cognitives qu’elles les aident à répondre aux grands défis que pose l’éducation de masse au XXIsiècle : comment maximiser le potentiel de tous les enfants ? Quelles méthodes pédagogiques, quels principes d’organisation de la classe sont-ils les mieux à même de faciliter l’apprentissage pour tous, et ainsi de réduire les inégalités sociales qui sont particulièrement criantes dans notre pays ?

Au cours des trente dernières années, d’importants progrès ont été réalisés dans la compréhension des principes fondamentaux de la plasticité cérébrale et de l’apprentissage. Le fonctionnement de la mémoire, le rôle fondamental de l’attention, l’importance du sommeil sont autant de découvertes riches de conséquences pour l’organisation scolaire. Les compétences des très jeunes enfants pour le langage, l’arithmétique, la logique ou l’estimation des probabilités remettent en question certains postulats fondamentaux des théories constructivistes de l’apprentissage, en démontrant l’existence d’intuitions précoces et abstraites sur lesquelles l’enseignement doit s’appuyer. La réalité de pathologies du développement telles que la dyslexie, la dyscalculie, la dyspraxie, ou les troubles de l’attention, ne fait plus de doute, et des stratégies existent pour les détecter et les compenser.

Je suis convaincu que nous ne pouvons pas enseigner convenablement sans posséder, implicitement ou explicitement, un modèle mental de ce qui se passe dans la tête de l’enfant – quelles sont ses intuitions, correctes ou erronées, quelles sont les étapes par lesquelles il doit passer pour progresser, et quels facteurs l’aident à développer ses compétences. Tous les enfants démarrent dans la vie avec une organisation cérébrale similaire. Il existe donc des principes fondamentaux que tout enseignement, s’il se veut efficace, se doit de respecter (tout en demeurant compatibles avec une grande liberté pédagogique). L’objectif de ce cours est de les mettre en évidence et d’en tirer des conséquences pour l’enseignement.

1 - Éducation, plasticité cérébrale et recyclage neuronal :

Stanislas Dehaene nous explique dans ce cours:

  • Comment l'étude de la plasticité du cerveau nous informe sur nos capacités à apprendre ?
  • Jusqu'à quel age a-t-on une plasticité cérébrale nous permettant d'apprendre?
  • Pourquoi les effets des benzodiazépine (Xanax, Témesta, Témesta.... ) nous empêchent d'accéder aux apprentissages nouveaux ?
  • Comment l'environnement familial influe sur notre capacité à apprendre ?
  • Comment a-t-on prouvé que la peur joue sur la plasticité cérébrale ?
  • Pourquoi le sens du nombre serait en partie inné ?

Il termine ce cours en expliquant que les troubles "Dys" peuvent être corrigés à condition de prendre en compte la plasticité cérébrale avec ses limites.

Descriptif du cours de Stanislas Dehaene

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2 - L'attention et le contrôle exécutif

Les sciences cognitives ont identifié au moins quatre grands facteurs clés que l’on peut qualifier de « piliers de l’apprentissage » dans la mesure où ils jouent un rôle déterminant dans la vitesse et la facilité de l’ensemble des apprentissages scolaires : l’attention ; l’engagement actif de l’enfant ; le retour rapide d’informations ; et la consolidation quotidienne des apprentissages.

Commençons par l’attention, qui peut être définie comme l’ensemble des mécanismes par lesquels le cerveau sélectionne une information et en oriente le traitement. Le psychologue américain Michael Posner distingue au moins trois systèmes attentionnels : l’alerte, qui module globalement le niveau de vigilance ; l’orientation de l’attention, qui sélectionne un objet ; et le contrôle exécutif, qui sélectionne la chaîne de traitements appropriée à une tâche donnée et en contrôle l’exécution. Chacun de ces systèmes module massivement l’activité cérébrale et peut donc faciliter l’apprentissage, mais aussi l’orienter dans la mauvaise direction. Le plus grand talent d’un enseignant consiste sans doute à canaliser et captiver, à chaque instant, l’attention de l’enfant afin de l’orienter vers le niveau approprié.

Les systèmes cérébraux d’alerte et de vigilance signalent quand il convient de faire attention. Ils s’accompagnent de la libération massive et diffuse de neuromodulateurs tels que la sérotonine et l’acétylcholine. Ceux-ci modulent massivement l’activité corticale et l’apprentissage. Des expériences chez l’animal montrent que leur décharge peut radicalement altérer la plasticité des cartes corticales auditives ou tactiles. Les travaux de Daphné Bavelier suggèrent que les jeux vidéo fournissent un moyen particulièrement efficace de mobiliser.

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3 - L'engagement actif, la curiosité, et la correction des erreurs

Descriptif du cours de Stanislas Dehaene

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4 - La consolidation des apprentissages et l'importance du sommeil

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5 -La mémoire et son optimisation

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6 -Fondements cognitifs de la lecture

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7 -Fondements cognitifs de l'apprentissage des mathématiques

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