Neurosciences cognitives par S.Dehane

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Neurosciences cognitives par S.Dehane par Mind Map: Neurosciences cognitives par S.Dehane

1. Structuration du cerveau

1.1. Potentiel inné

1.1.1. Dès la naissance

1.1.2. Structuration première du cerveau avec diverses cellules

1.1.3. Origine génétique

1.2. Potentiel acquis

1.2.1. Acquis après la naissance

1.2.2. En lien avec les données issues du monde extérieur

1.3. Modèle multiplicatif: potentiel inné et acquis responsable de l'apprentissage

2. Plasticité cérébrale

2.1. Expériences réalisées

2.1.1. Ablations

2.1.1.1. Ex: ablation de l'hémisphère droit entraîne une compensation via l'hémisphère gauche

2.1.2. Lésions

2.1.2.1. Ex: Lésion précoce surmontable contrairement à l'âge adulte ou la plasticité est moins efficace

2.2. Non illimité

2.2.1. Période critique

2.2.1.1. fenêtre temporelle bien délimitée pendant laquelle les circuits neuronaux présentent une incapacité particulière à s’adapter aux entrées qu’ils reçoivent de leur environnement

2.2.1.2. Selon l'âge

2.2.1.2.1. Discrimination de la langue

2.2.1.2.2. Phonétique

2.2.1.2.3. Mots

2.2.1.2.4. Catégorie phonologique

2.2.1.2.5. Autres langages

2.2.1.3. Facteurs internes

2.2.1.3.1. GABA : fermeture de la plasticité

2.2.1.3.2. Maturité des cellules panier : fermeture de la période critique

2.2.1.4. Facteurs externes

2.2.1.4.1. positifs

2.2.1.4.2. négatifs

2.2.2. Diminue avec l'âge

2.3. Imparfaite

2.4. Non déterminante dans l'organisation du cortex cérébral

2.5. Neurones communiquent par synapses :

2.5.1. les neurones pyramidaux ont des milliers de connexions, plus on vieillit et moins il y a de création de synapses

2.6. Lien avec les sciences de l'éducation

2.6.1. Recyclage neuronal

2.6.1.1. Pas de changement génétique, on réutilise des circuits existants qui ne servaient pas à la base.

2.6.1.2. Ex: La lecture et les mots utilisent la partie du cerveau qui reconnait les visages (avec symétrie)

2.6.2. Réactivation des traces dormantes

2.6.2.1. Réactivation des connexions mise en place durant l’enfance

2.6.3. Capacité d’adaptation et de priorisation des aires du cerveau mobilisées face à un apprentissage

2.6.4. Climat scolaire et appréhension de l’école est un frein à l’apprentissage

3. Attention

3.1. Facteurs clés : PISA 2012: corrélation entre l’anxiété et le milieu social

3.2. L'attention: pilier de l’apprentissage

3.2.1. Ensemble des mécanismes pour sélectionner une information et ses étapes de traitement interne dans le système

3.2.2. Limites: L’attention peut faciliter l’apprentissage, mais peut aussi orienter dans une mauvaise direction

3.3. 3 systèmes attentionnels

3.3.1. Alerte

3.3.1.1. quand faire attention ?

3.3.2. Orientation

3.3.2.1. à quoi faire attention ?

3.3.3. Contrôle exécutif

3.3.3.1. comment faire attention ?

3.4. Applications pédagogiques

3.4.1. Supports/consignes

3.4.1.1. Faire attention à ne pas donner une double tâche aux élèves.

3.4.1.2. Différenciation et simplification (voir le niveau de compétences et donner des infos si un élève n’a pas tout acquis pour qu’il arrive à bien faire la tâche.

3.4.2. Signaux ostensibles : contact visuel ou verbal qui oriente l’attention de l’élève

3.4.2.1. Postures enseignantes : contact visuel , intonation, gestes etc..

3.4.2.2. Biais : cécité inattentionnelle (se focaliser sur une action/ un objet et ne pas prêter attention à l’environnement autour), reproduction des actions par conditionnement (si quelqu’un refait la chose plusieurs fois, l’enfant réfléchit plus et reproduit).

3.4.3. Goulot d’étranglement

3.4.3.1. Si T1 puis T2 juste après, il donne une réponse à la première et pas à la deuxième

3.4.4. Le conditionnement social

3.4.4.1. Fait qu’ils apprennent, si le regard est présent et il y a une meilleure mémorisation.

4. Contrôle exécutif

4.1. Maintient le but

4.2. Sélection des représentations pertinentes

4.3. Inhiber des actions inappropriées

4.4. Détection des erreurs

4.5. Entraînement

4.5.1. Plus on s’entraine et plus le cortex préfrontal est développé

4.5.2. En lien avec le cortex cérébral et le système dopaminergique.

4.5.3. Les différents types d'entrainements et leurs intérêts

4.5.3.1. Aussi bien scolaire que ludique (entrainement moteur (Montessori), la musique et la méditation)

4.5.3.1.1. Ex: marcher sur une ligne, aide à la concentration, utile à long terme

4.5.3.2. Fonctionne surtout pour les milieux défavorisés

4.5.3.2.1. Permet de réduire les différences sociales

4.5.3.3. Peut se faire à tout âge (mais surtout chez les jeunes (Posner, Bavellier)

4.5.3.4. Intéressant chez les hyperactifs

4.5.3.4.1. Pourrait remplacer une approche pharmacologique

4.5.3.5. Intérêts des jeux vidéo et de la musique

4.5.3.5.1. Sélection des bonnes informations et contrer les inhibitions (contrer les mauvais réflexes), les jeux permettent une prise de décision, un changement rapide de tache, une information soutenue et un transfert de l’apprentissage.

4.5.3.6. Performances maximisées avec un entrainement conjoint des parents

4.5.3.7. Réduit le stress, augmente l’attention et la mémoire

5. Curiosité

5.1. Recherche active de la nouveauté

5.2. Augmenter l'envie d'apprendre

5.2.1. Retour immédiat sur l’erreur

5.2.2. Plus il y a de tests et plus l’apprentissage est efficace

5.3. Illusion de découvrir

5.3.1. Découvrir les fonctions d'un objet

5.4. Curiosité, apprentissage et récompense

5.4.1. Récompense intrinsèque liée à l’envie d’apprendre se combine avec les récompenses extrinsèques au sein du même circuit dopaminergique

5.4.2. Veiller à ne pas faire trop de récompenses ou plutôt veiller à des récompenses sociales comme la mise en valeur de leurs travaux. Cela permet aussi de faire un retour à l’élève sur sa progression.

5.5. En lien avec l'expérience

5.5.1. Ex d'instruction : Lit la question, puis essaye de deviner la réponse puis indique son niveau de curiosité

5.5.2. Plus la curiosité est grande et plus l’apprentissage est facilité

5.5.3. Courbe en U inversé qui montre que si l’élève est trop en confiance il n’a plus envie d’apprendre

5.5.4. La curiosité améliore la mémorisation

5.5.4.1. Ex: Expérience dilatation des pupilles en fonction des bonnes réponses : quand les bonnes réponses affichées, la pupille se dilatait et après 14 jours on a observé la même réponse

6. Engagement actif et retour d'information

6.1. Prédiction et retour d’erreur : modèle Bayésien

6.1.1. 1- Le cerveau génère en permanence des prédictions (=anticipation) sur le monde extérieur

6.1.2. 2- La comparaison avec la réalité génère un signal d’erreur (surprise)

6.1.3. 3- Le modèle interne est ajusté afin de minimiser ce terme d’erreur

6.1.4. 4- La prochaine fois, la prédiction sera mieux ajustée à la réalité

6.1.5. 5- L’apprentissage cesse lorsque l’erreur est nulle.

6.2. Engagement actif

6.2.1. Favoriser le travail actif des élèves

6.2.2. Favoriser les évaluations pour avoir un retour direct sur l'erreur

6.2.3. Faire attention aux mythes éducatifs (enfants acteurs de la découverte, Digital natives Homo Sapiens, types d’apprentissage)

6.3. Apprentissage avec et sans surprise

6.3.1. signal d’erreur visualisés suite à l’étude de la décharge des neurones dopaminergiques

6.3.2. Peu d’anticipation et blocage quand absence de surprise (il n’y a rien à apprendre)

6.4. Apprentissage avec surprise

6.4.1. La surprise détermine l’apprentissage

6.4.2. L’enfant apprend mieux après un événement impossible en lien avec la violation des attentes qui indique une opportunité nouvelle d’apprentissage.

6.4.3. Susciter une surprise/ violation des attentes dans nos pratiques (Situation déclenchante/Situation problème) pour favoriser les apprentissages.

7. Mémoire et sommeil

7.1. Consolidation des apprentissages et importance du sommeil

7.1.1. Phases du sommeil

7.1.1.1. Sommeil paradoxal

7.1.1.2. Sommeil lent en 3 stades

7.1.1.2.1. Stade 1: endormissement

7.1.1.2.2. Stade 2: sommeil léger

7.1.1.2.3. Stade 3: Sommeil profond

7.1.2. Sommeil et apprentissage

7.1.2.1. Sommeil améliore les apprentissages avec un effet protecteur du sommeil et fatigue au moment du test

7.1.2.2. Expériences de perturbation du sommeil

7.1.2.2.1. Si on perturbe le sommeil paradoxal, il y aucun effet et pas de consolidation de l‘apprentissage

7.1.2.3. Le sommeil paradoxal permet un apprentissage perceptif.

7.1.2.4. Le sommeil paradoxal améliore la mémoire procédurale

7.1.2.5. Le sommeil profond favorise la mémoire déclarative

7.1.2.6. L’hippocampe : acteur de la consolidation de l’apprentissage durant le sommeil

7.1.2.6.1. Activation des neurones de l’hippocampe dans un ordre précis lors des apprentissages et la nuit les neurones se réactivent dans le même ordre mais plus rapidment

7.1.2.6.2. Consolidation des connaissances

7.1.2.6.3. Hypothèse des réactivations de l’hippocampe

7.1.2.7. Méthodes d’estimation de l’apprentissage durant le sommeil

7.1.2.7.1. Stimulation avec des ondes à la même fréquence que celle des ondes lentes (optimisation du sommeil profond) : synchronisation amène à une meilleure optimisation.

7.1.2.7.2. Stimulation auditive peut augmenter la profondeur du sommeil.

7.1.3. Apport des neurosciences

7.1.3.1. Consolidation

7.1.3.2. Transformation des apprentissages : passage de l’implicite à l’explicite, découverte

7.1.3.3. Période de sommeil dans les 4H suivant ‘apprentissage permet une meilleure mémorisation

7.1.3.4. Chez l’enfant, l’effet du sommeil sur l’apprentissage est plus important que chez l'adulte

7.1.3.4.1. En lien avec le sommeil profond

7.1.3.4.2. En lien avec une meilleure efficacité de l’hippocampe

7.1.4. Les applications à l'école

7.1.4.1. Sensibilisation sur l’importance du sommeil et adaptation au rythme du sommeil des adolescents

7.1.4.1.1. Favoriser la consolidation

7.1.4.1.2. Favoriser la transformation des apprentissages : passage implicite à l’explicite

7.1.4.2. Faire des siestes pour bénéficier d’un meilleur apprentissage des 4H précédentes

7.1.4.2.1. Favoriser les apprentissages

7.1.4.3. Distribution des apprentissages et allègement des journées

7.1.4.3.1. Favoriser l’effet du sommeil sur les apprentissages

7.1.4.3.2. Sommeil profond est plus important chez l’enfant et activation plus importante chez l’enfant (IRM)

7.1.5. Les troubles du sommeil peuvent entraîner d'autres troubles

7.1.5.1. Trouble de l'attention

7.1.5.2. Fatigue excessive. etc....

7.2. Mémoire

7.2.1. Types de mémoire

7.2.1.1. Mémoire à court terme

7.2.1.2. Mémoire procédurale

7.2.1.3. Mémoire à long termes

7.2.1.3.1. Déclarative (explicite) via l'hippocampe et l’amygdale

7.2.1.3.2. Non déclarative (non explicite)

7.2.2. Caractéristiques

7.2.2.1. Projection vers l’avenir

7.2.2.2. Mémoire procédurale, déclarative et de travail

7.2.2.3. Conflit entre mémoire déclarative et de travail

7.2.2.4. Capacité de transfert et de généralisation

7.2.3. Mémoire non stable/ non constante : l’oublie :

7.2.3.1. Il suit une courbe exponentielle : la mémoire n’est pas durable, plus on vieillit et plus on oublie

7.2.3.2. Plusieurs facteurs./ constantes d’oublis (leur régulation) entraînant un ralentissement ou prolongement de la mémoire en fonction du temps

7.2.3.3. Sur-apprentissage pour ralentir la décroissance de la mémoire

7.2.4. Retenir l'information dans le long terme

7.2.4.1. Profondeur de l’importance du stimulus

7.2.4.1.1. Le sens favorise la mémorisation

7.2.4.2. Effet des tests de mémoire

7.2.4.2.1. Se tester régulièrement maximise la performance à long terme

7.2.4.2.2. Alterner étude et test est plus efficace que ne faire qu’étudier

7.2.4.2.3. Feedback et retour sur les erreurs

7.2.5. Optimisation de la mémorisation grâce à la répartition des apprentissages

7.2.5.1. Apprentissage distribué

7.2.5.2. Apprentissage groupé (rappels, consolidation et généralisation)

7.2.5.3. intervalle optimum de révision : 10-20% du délai de test

7.2.5.4. Intéressant de mixer les exercices qui mobilisent les connaissances à divers moments du cycles