Muscler son cerveau comme on muscle son corps, c’est la promesse des programmes de « brain training ». Sur quoi reposent leurs promesses alléchantes ? Pour le savoir, nous avons interrogé Charlie Wilson, qui mène des recherches sur les fondements neuronaux des processus d’apprentissage.
Partant du principe qu’il est possible de «muscler» notre cerveau comme n’importe quelle partie du corps, des entreprises ont créé des programmes d’entraînement cérébral (brain training) destinés à stimuler nos capacités cognitives. Se présentant sous la forme d’applications ludiques, ces programmes promettent à chacun d’améliorer sa mémoire, d’accroître sa concentration, de réagir plus rapidement ou de réfléchir plus efficacement. Alléchant ! Mais est-ce vraiment le cas ? Nous avons posé la question à Charlie Wilson, chargé de recherche à l’Institut cellule souche et cerveau, à Lyon, et spécialiste des processus qui nous permettent d’apprendre à apprendre. Sa réponse est nuancée, car les choses ne sont pas simples… comme souvent en neurosciences !
Avant toute chose, il faut s’intéresser à la façon dont nous apprenons. On distingue deux niveaux d’apprentissage, rappelle le chercheur. Le premier consiste à apprendre une tâche simple par une technique dite d’association ou de renforcement, c’est-à-dire par l’introduction d’une récompense dans l’activité. Présentons, par exemple, deux gobelets à un jeune enfant : un rouge et un jaune. S’il touche le gobelet rouge, il a une récompense. Au début de l’expérience, il touchera indifféremment les deux gobelets. Au fur et à mesure de la tâche, son taux d’erreur diminuera car il comprend que seul le gobelet rouge lui octroie une récompense. Le premier niveau d’apprentissage est atteint. «Les neurones associés au gobelet rouge et ceux associés à la récompense sont activés en même temps, explique Charlie Wilson. La connexion entre eux se renforce : c’est ainsi qu’on crée l’association.»
«Le cortex préfrontal permet de lier les informations entre elles, même si elles sont espacées dans le temps. C’est ainsi que le sujet peut tirer une règle générale de ses expériences.»
Vient ensuite le deuxième niveau d’apprentissage. L’enfant est confronté à un nouveau couple d’objets : par exemple, un stylo et un carnet. Après une phase d’exploration, il comprend que seul le stylo donne droit à une récompense. L’expérience se poursuit avec d’autres tâches binaires de ce type. Que constate-t-on au bout d’un certain temps ? Après avoir effectué des exercices différents mais s’inscrivant dans un même schéma binaire, l’enfant est en mesure d’extraire une règle générale : peu importe le type d’objet, l’un des deux est associé à une récompense. Résultat, il ne se trompe presque plus : il teste un premier objet, s’il n’est pas récompensé, il sait que le deuxième le sera. «L’apprentissage de toute nouvelle tache similaire deviendra donc très rapide, car il aura appris à apprendre.»
Voilà pour le principe. Mais que se passe-t-il dans le cerveau ? Le deuxième niveau d’apprentissage est rendu possible grâce à l’activation du cortex préfrontal (CPF), siège de la prise de décision, une zone particulièrement développée chez les primates (humains ou non). «Le CPF permet de lier les informations entre elles, même si elles sont espacées dans le temps. C’est ainsi que le sujet peut tirer une règle générale des expériences décrites plus haut.»
L’entraînement cérébral peut se révéler utiles pour des cas pathologiques, des personnes atteintes de troubles de l’apprentissage ou pour lutter contre le vieillissement.
Le postulat sur lequel repose les entreprises spécialisées dans l’entraînement cérébral est le suivant : en réalisant régulièrement des exercices stimulant telle ou telle fonction cognitive, vous serez plus performant pour accomplir des tâches de la vie quotidienne. Elles misent sur la « transférabilité » des apprentissages réalisés à l’entraînement. Elles s’appuient pour cela sur des études scientifiques sérieuses telle celle de Jaeggi, publiée en 2008 dans la revue PNAS. [1] «Les chercheurs qui ont mené cette étude ont montré qu’une entraînement réalisé sur une tâche cognitive donnée faisant appel à la mémoire de travail permettait d’améliorer le QI des sujets. » Un résultat qui a frappé les esprits… mais n’a pas été confirmé. En effet, cette exceptionnelle transférabilité a été sérieusement remise en question par l’étude d’Owen, publiée dans la revue Nature en 2010. [2] Adossant son dispositif expérimental à un jeu télévisé reposant sur des tests cognitifs, le chercheur a pu tester l’efficacité de l’entraînement cérébral sur un panel de près de 11 500 individus. Le résultat a été sans appel : les participants n’ont globalement pas fait preuve de meilleures facultés cognitives après l’émission qu’avant. «La transférabilité peut avoir lieu, nuance Charlie Wilson, mais sur des tâches présentant une similarité de surface. Encore faut-il savoir évaluer le degré de similarité…»
Alors, que faut-il penser des promesses faites par les sociétés de brain training ? «Si les gens aiment faire ce genre de jeux, qu’ils continuent ! Je n’y vois aucun problème», répond le chercheur. Ce qui le dérange davantage, ce sont les profits générés sur des bases scientifiques peu solides. En revanche, il reconnaît que ces entraînements peuvent se révéler utiles pour des cas pathologiques, des personnes atteintes de troubles de l’apprentissage ou pour lutter contre le vieillissement. C’est d’ailleurs l’argument que mettent généralement en avant ces sociétés : l’entraînement cérébral permettrait de mieux affronter les effets du vieillissement ou les maladies neurodégénératives. A condition, ajoutent-elles, d’avoir par ailleurs une bonne hygiène de vie (sport, alimentation, vie sociale…). Chacun sait, en effet, que le cerveau est le seul organe qui s’use plus vite si on ne s’en sert pas !
Retrouvez Charlie Wilson à la Semaine du cerveau
« De l’erreur à l’apprentissage », conférence avec :
- Martine Marquillo, professeur des universités en sciences du langage, laboratoire ICAR (LabEx ASLAN).
- Charlie Wilson, neuroscientifique, Institut cellule souche et cerveau (LabEX CORTEX).
Pourquoi les élèves français préfèrent-ils s’abstenir de répondre plutôt que de commettre des erreurs ? On verra que les représentations populaires du cerveau ont eu un effet sur le statut des erreurs en didactique des langues. Puis, à la lumière des neurosciences, nous « apprendrons à apprendre ». Quels sont les avantages et les applications de l’entraînement cognitif ? Peut-on penser à un entraînement cognitif comme un entraînement sportif ? Mieux comprendre le cerveau, permet-il un meilleur entraînement cognitif ?
Mercredi 20 mars de 18h30 à 20h30 – Grand amphithéâtre de l’Université de Lyon – 90, rue Pasteur, Lyon 7e – Entrée libre dans la limite des places disponibles.
1. Jaeggi SM, Buschkuehl M, Jonides J, Perrig WJ (2008) Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences 105:6829–6833.
2. Owen AM, Hampshire A, Grahn JA, Stenton R, Dajani S, Burns AS, Howard RJ, Ballard CG (2010) Putting brain training to the test. Nature 465:775–778.
