Comment les attentes du cerveau affectent l'apprentissage
Lorsque nous apprenons quelque chose de nouveau, notre cerveau fait continuellement des prédictions sur notre environnement, puis enregistre si ces hypothèses sont vraies.
Une nouvelle étude a révélé que nos attentes lors de ces prédictions affectent l'activité de divers réseaux cérébraux.
Des neuroscientifiques de la Ruhr-Universität Bochum en Allemagne ont récemment rapporté leurs résultats dans deux articles de revues Cortex cérébral et Journal of Neuroscience.
Les neuroscientifiques affirment avoir identifié deux régions clés du cerveau impliquées dans ce processus. Le thalamus joue un rôle central dans la prise de décision. Le cortex insulaire, en revanche, est particulièrement actif lorsqu'il est clair si la bonne ou la mauvaise décision a été prise.
«L'attente pendant l'apprentissage régule alors les connexions spécifiques dans le cerveau et donc la prédiction de la perception sensorielle pertinente pour l'apprentissage», a déclaré le professeur agrégé Dr Burkhard Pleger de la clinique neurologique de Berufsgenossenschaftliches Universitätsklinikum Bergmannsheil.
Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé une tâche d'apprentissage qui se concentre sur le processus de prise de décision lors de la perception du contact cutané dans le cerveau.
«C’est comme apprendre un jeu de stratégie informatique à l’aide d’une manette de jeu, qui donne un retour sensoriel à certains doigts sur certains stimuli», a expliqué Pleger. «Le fait est qu'un certain stimulus tactile mène au succès et que cela doit être appris de la stimulation à la stimulation.»
Pour l'expérience, 28 participants ont reçu un stimulus tactile A ou B sur l'index à chaque essai. Sur simple pression d'un bouton, ils devaient alors prédire si le stimulus tactile ultérieur serait le même ou non. La probabilité de A et B changeait constamment, ce que le participant devait apprendre de la prédiction à la prédiction, ont déclaré les chercheurs.
Au cours du test, l'activité cérébrale des participants a été examinée à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les chercheurs se sont dits particulièrement intéressés par les essais dans lesquels les participants ont changé leur stratégie de prise de décision. Ils ont ensuite posé la question de savoir dans quelle mesure le changement des attentes avait influencé l'activité cérébrale.
Pour les chercheurs, deux régions du cerveau se sont démarquées: le thalamus et le cortex insulaire.
Le thalamus traite les informations qui proviennent des organes sensoriels ou d'autres zones du cerveau et les transmet au cerveau. On l'appelle aussi la passerelle vers la conscience, selon les neuroscientifiques.
À l'aide d'images de résonance magnétique fonctionnelle, les chercheurs ont pu montrer que différentes connexions cérébrales entre le cortex préfrontal et le thalamus étaient responsables du maintien d'une stratégie d'apprentissage ou de la modification de la stratégie.
Selon les conclusions de l’étude, plus les attentes avant la décision sont élevées, plus la stratégie a été maintenue tôt et plus la force de ces liens est faible. Avec de faibles attentes, il y a eu un changement de stratégie et les régions semblent interagir beaucoup plus fortement les unes avec les autres.
«Le cerveau semble être particulièrement actif lorsqu'une stratégie d'apprentissage doit être modifiée alors qu'il faut beaucoup moins d'énergie pour maintenir une stratégie», a noté Pleger.
«Jusqu'à présent, le thalamus a été considéré comme un interrupteur. Nos résultats soulignent son rôle dans les fonctions cognitives supérieures qui aident à la prise de décision tout en apprenant. Ainsi, le thalamus n'est pas seulement une passerelle vers la conscience sensorielle, mais il semble plutôt le relier à des processus cognitifs qui servent, par exemple, à prendre des décisions.
Le cortex insulaire, quant à lui, est impliqué dans la perception, le contrôle moteur, la confiance en soi, les fonctions cognitives et les expériences interpersonnelles. Cette partie était particulièrement active lorsqu'un participant avait déjà pris sa décision et ensuite découvert s'il avait raison ou tort, selon les résultats de l'étude.
«Différents réseaux ancrés dans le cortex insulaire sont régulés par les attentes et semblent donc avoir une influence directe sur la perception sensorielle future», a déclaré Pleger.
Source: Ruhr-Universität Bochum
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