Jean-Charles Réno
Cet article nous explique pourquoi notre cerveau apprend mieux des succès que de nos échecs.
POURQUOI ON APPREND MIEUX DE NOS SUCCÈS QUE DE NOS ÉCHECS
Une étude du MIT nous en apprend sur la capacité du cerveau à changer suite à un apprentissage Deborah Halber, Picower Institute
Vous êtes-vous déjà senti déprimé parce que vous répétiez les mêmes erreurs ?
Des chercheurs de l’Institut Picower pour l’Apprentissage et la Mémoire du MIT en expliquent la raison : nos cellules cérébrales apprennent d’une expérience quelconque uniquement lorsque nous réussissons dans quelque chose et non lorsque nous échouons.
Dans la parution du 30 juillet 2013 du journal Neuron, Earl K. Miller, professeur de Neuroscience de Picower, et ses collègues du MIT, Mark Histed et Anitha Pasupathy, ont, pour la toute première fois, créé un instantané du processus d’apprentissage démontrant la façon dont les cellules modifient leurs réactions en temps réel suite à des informations leur permettant de distinguer une action adéquate d’une autre qui ne l’est pas.
« Nous avons démontré que les cellules cérébrales se souviennent si nos récents comportements s’avérèrent des succès ou pas, » affirme Miller. De plus, lorsqu’un comportement s’avère un succès, les cellules s’adaptent à ce que vient d’apprendre l’animal. Par contre, suite à un échec, il n’y avait que peu ou pas de changement dans le cerveau – ni amélioration du comportement.
L’étude nous en apprend sur les mécanismes neuronaux connectant une rétroaction environnementale à la plasticité neuronale – sur cette capacité du cerveau à se modifier suite à une expérience. Cela aura certes un impact dans notre compréhension de l’acquisition de connaissances et du traitement des troubles d’apprentissage.
Succès enrichissants
On montra à des singes, en alternance, deux images sur un écran d’ordinateur. Lorsqu’une de ces images apparaissait, on récompensait l’animal lorsqu’il dirigeait son regard vers la droite ; pour une autre image, il devait regarder à gauche. Les singes y allèrent par essais et erreurs afin de découvrir laquelle des images correspondait à quel mouvement.
Les chercheurs constatèrent que, peu importe que la réaction de l’animal ait été adéquate ou non, des signaux, dans certaines parties du cerveau, «résonnaient» pendant plusieurs secondes suite aux répercussions de leurs réactions. L’activité neuronale suite à une réaction adéquate – et sa récompense – aidait les singes à faire mieux lors de l’apparition suivante quelques secondes plus tard.
« Lorsque le singe réagissait adéquatement, un signal subsistait dans son cerveau lui disant : « Tu as réagi correctement. » Juste après une bonne réponse, des neurones traitaient l’information avec plus de finesse et d’efficacité et le singe avait, la fois suivante, de meilleures chances de trouver la bonne réponse » ajoute Miller. « Mais suite à une erreur, il y avait absence d’amélioration. En d’autres mots, seuls les succès, et non les échecs, améliorent le traitement cérébral et le comportement des singes. »
Influence d’une fraction de seconde
Le cortex préfrontal orchestre les pensées et les actions conformément à nos objectifs internes alors que nos ganglions de la base sont associés au contrôle moteur, à la cognition et aux émotions. Ce travail de recherche démontre que ces deux régions cérébrales, dont nous suspections depuis longtemps un rôle dans l’acquisition de connaissances et pour la mémoire, bénéficient de toutes les informations à leur disposition pour effectuer les calculs neuronaux indispensables à l’apprentissage.
On pense que le cortex préfrontal et les ganglions de la base, fortement interconnectés les uns aux autres et au reste du cerveau, nous aident à apprendre des associations abstraites en générant de brefs signaux neuronaux lorsqu’une réaction est ou pas correcte. Mais les chercheurs ne comprenaient pas comment cette activité éphémère – elle s’estompe en moins d’une seconde – influençait les actions qui s’ensuivirent.
Dans cette étude, les chercheurs observèrent une activité de plusieurs neurones dans ces deux régions cérébrales reflétant la libération ou la retenue d’une récompense ; cette activité s’étendait sur plusieurs secondes, jusqu’à l’autre expérimentation. Des neurones individuels des deux régions véhiculaient, pendant quatre à six secondes, des informations solides et soutenues sur le résultat, couvrant ainsi tout l’espace-temps entre deux expérimentations.
La sélectivité réactive était plus prononcée lorsqu’une précédente expérimentation avait été récompensée mais plus faible lorsque l’expérimentation précédente s’était soldée par une erreur. Et il en était ainsi peu importe que l’animal apprenne l’association ou y était déjà coutumier et donc habile.
Suite à une réaction adéquate, les impulsions électriques en provenance des neurones des deux régions cérébrales étaient plus robustes et véhiculaient davantage d’informations. « Le ratio signal/bruit s’améliorait dans les deux régions cérébrales,» dit Miller. «Cette réaction renfoncée augmentait également leurs chances de réagir correctement à la prochaine expérimentation. Ce qui explique, au niveau neuronal, pourquoi nous semblons apprendre davantage de nos succès que de nos revers. »
En plus de Miller, les auteurs sont Mark H. Histed, diplômé du MIT, maintenant postdoctoral au Harvard Medical School, et la postdoctorale Anitha Pasupathy, maintenant professeur adjoint à l’Université de Washington.
Cette recherche a été financée par le National Institute of Neurological Disorders and Stroke et par la Tourette’s Syndrome Association.
POURQUOI ON APPREND MIEUX DE NOS SUCCÈS QUE DE NOS ÉCHECS : Traduction de Why We Learn More From Our Successes Than Our Failures, MIT study sheds light on the brain’s ability to change in response to learning, par Deborah Halber du Picower Institute. Paru dans MITnews, octobre 2013.
Traduction de Richard Parent, Mont St-Hilaire, Québec. Septembre 2014. (Hors résumé)
