J'apprends, donc je suis

A Jacques et Line, A Lise, Alain, Sylvie et Marianne, A tous ceux dont le regard m’a donné la force

d’explorer un terrain nouveau.

(( Croître comme l’arbre qui ne presse pas sa sève. D

M

(R.M. Rilke Lettres à un jeune poète », 1903)

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J'APPRENDS, DONC JE SUIS Introduction à la neuropédagogie

Couverture : Peinture de Georges Brunon

La loi du 1 1 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les (( copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective B et, d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, G toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite H (alinéa le‘ de l’article 40). Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les alinéas 425 et suivants du Code pénal, si elle n’était autorisée par l’éditeur ou par le Centre Français d’Exploitation du Droit de Copie - 6 , rue Gabriel-Laumain - 75010 PARIS.

O Les Éditions d’organisation, 1987. Achevé d’imprimer en avril 1992

Hélène Trocmé- Fabre

J’APPRENDS, DONC JE SUIS Introduction à la neuropédagogie

Préface d’Albert Jacquard Directeur du Dépa-ment de Génétique de l’Institut National d’Etudes Démographiques

LES ÉDITIONS D’ORGANISATION

AUX ÉDITIONS D’ORGANISATION Edward DE BONO Réfléchir mieux Tony BUZAN Une tête bien faite Alain CARDON Le manager et son équipe Alain CARDON, Vincent LENHARDT et Pierre NICOLAS L’analyse transactionnelle : outil de communication et d’évolution Olivier CLOUZOT et Annie BLOCH Apprendre autrement Olivier CLOUZOT - Enseigner autrement - Former autrement : apprentissages intellectuels, langages et structuration des connaissances Catherine CUDICIO - Comprendre la PNL Maîtriser la PNL Guy DELAIRE Commander ou motiver ? Thomas DEVERS Communiquer autrement :expression non verbale, attitudes et comportements Jacques DUMONT et Christian SCHUSTER Jouer à raisonner Jean FRIANT et Yvon L’HOSPITALIER Jeux-problèmes : de la logique à l’intelligence artificielle Charles HAMPDEN-TURNER Atlas de notre cerveau : Les grandes voies du psychisme et de la cognition Malcom S. KNOWLES L’apprenant adulte : vers un nouvel art de la formation Linda V. WILLIAMS Deux cerveaux pour apprendre : le droit et le gauche

-

ISBN : 2-7081-0860-3

SOMMAIRE

Page

Préface .........................................................

13

Apprendre à enseigner et enseigner à apprendre .................... Un constat .............................................. Un contrat .............................................. Un vrai langage ......................................... A la recherche d’une passerelle. d’un cadre et d’outils .......

17 17 20 21

21

PREMIÈRE PARTIE NOTRE CERVEAU AUJOURD’HUI

L‘apport des neurosciences .......................................

.

............................ Explorer un cerveau humain. normal. en activité .......... La vie cérébrale prise sur le fait .......................... Transmission hormonale et molécules cérébrales ..........

Chapitre 1 Les technologies nouvelles .

-

.

29 31 31 32 35

Chapitre 2 Cerveau(x) et information .............................

39

Le trajet de l’information......................................

40

1.

-

-

De l’environnement à l’homme .......................... Des sens au cerveau : réception et transmission de l’information ................................................

2. Niveaux d’organisation :évolution et maturation du cerveau ..... - Quatre cerveaux en un .................................. - Notre dynamisme sensori-moteur ........................ - Corrélats neurologiques du développement de l’intelligence .

40

41

45 46 50

53

Japprends. donc je suis

8

3. Nos deux hémisphères :deux gestions .......................... - L‘asymétrie des deux hémisphères ........................ - L‘équilibre du pouvoir : confrontation ou coopération ? .... - Voir le voir, l’entendre et le dire. et même... le penser et le vouloir ................................................

60 63 66

4. Mémoires sensorielles et images mentales ....................... - Trois et même quatre dimensions ........................ - Les images mentales .................................... - Un mécanisme commun ................................

70 71 78 82

.

67

......................... 1. Vigilance. conscience et attention ............................... - Une bonne qualité d’éveil ............................... - La notion de conscience ................................ - L‘attention .............................................

83

2 . Motivation(s) et changement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

90 91

Chapitre 3 Cerveau(x) et comportements

-

Modèles homéostasique, dynamique, cognitif. humaniste .

84 85 85 88

..................................... 4. Affectivité et communication .................................. - Au-delà des cultures ? ................................... 5. Rythmes cérébraux et communication .......................... - Des rythmes de base universels? .........................

93

Chapitre 4. L’observateur observé ................................. 1. Les mots clés de notre potentiel ...............................

99

3. Perception et personnalité

2. Quel modèle pour notre cerveau ? .............................. - Ordinateur ou servo-mécanisme? ........................ - Le modèle holographique ............................... - Système ouvert et structure dissipative ................... - Autres modèles ........................................ . Un modèle cybernétique appliqué à l’apprentissage d’une langue étrangère ........................................ 3. Conditions optimales de fonctionnement :hygiène et nourriture cérébrales .......................................................

94 95 96 97

100

102 103 106 107 109

110

111

Chapitre 5. Quelles perspectives pour la formation ? ................ 117 La conscientisation de l’apprenant et de l’enseignant ....... 118 L‘expérience partagée ................................... 118 Le droit à la différence et à l’intelligence ................. 119

. .

-

9

Sommaire DEUXIÈME PARTIE APPRENDRE A GÉRER SES RESSOURCES Vers un apprentissage bionomique ................................

123

Chapitre 6. Quelle(s) pédagogie(s) pour quel(s) apprentissage(s) ? .... 127 1. Les solutions à rechercher .....................................

128

................

129

3. Trois pôles en inter-relation. ................................... 1. Comprendre ........................................... - La réalité cérébrale; tout est relation; l’ancrage; la complexité ; les différents niveaux ; les conditions optimales de fonctionnement ; l’interface cerveau-information ; savoir d’où l’on part et où l’on va. 2. Faire .................................................. Informer, dire, dialoguer... ; faciliter la prise en charge, la mémorisation; que faire en cas de dysfonctionnement? développer la mise en relation, les évocations mentales, la pensée positive, le langage des deux hémisphères, le voyage imaginaire, la représentation graphique, les sens tactile et kinesthésique, l’apprentissage expérienciel ; éviter les fautes contre le cerveau. 3. Laisser se faire l’itinérance .............................. - Faire confance au potentiel ; respecter la durée ; laisser la place au choix; faire lâcher prise... ; accepter les différences.

130 131

2. Éduquer et apprendre :l’itinéraire de l’apprenant

136

~

148

Chapitre 7. Applications pédagogiques. Trois expériences exemplaires 151 1. Un projet national au Venezuela:<< Développement de l’intelligence» .........................................................

151

2. Une approche holistique (États- Unis) ...........................

158

3. Un partage inter-culturel (Australie) ............................

165

............... .........................................

Chapitre 8. Nouvelles perspectives pour la formation

171

Une charte pédagogique

172

TROISIÈME PARTIE CONSTRUIRE AUJOURD’HUI AVEC HIER ET DEMAIN

Outils et techniques pour le formateur en formation de neuropédagogie. ......................................................

175

rapprends, donc je suis

10

En amont, en parallèle et en aval

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., . , . . . . . . . .

177

Chapitre 9. La spirale de la formation Dynamique des différentes phases de la formation : un contenu -k une démarche.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 1. La Période << T moins 1 >> du formateur :travailler en amont. . . . . . 181 - Attentes, les 4R, image de soi, besoins en formation 2. Transmission d’un contenu et d’une démarche . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 - Réflexion préalable ; figures et tableaux (cf. liste pages 273274). 3. Construire une séquence d’enseignement cohérente avec la démarche neuropédagogique . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 - Construire la conscientisation de l’apprenant ; construire la prise d’information ; construire le traitement de l’information. - Construire les actes de lecture.

Chapitre 10. Construire un nouveau regard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 Apprendre, vous avez dit capprendre >> ? Reconceptualiser . . . ... . . . . 229 Aptitude, attention, attitude, autonomie, changement, communication, comprendre, connaissance, contexte, créativité, culture, différences, difficultés, dualité/ dualisme, écriture, entropie, environnement, équilibre, erreur, évaluation, évolution, habitude, image de soi, intelligence, intériorisation, lecture, mots/ langage, norme, objectif, Occident, performance, processus, réel/ imaginaire, réussite/échec, système, temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1 A la fois marbre et sculpteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 248

. ... ... ... .. ... .. ... .. ... . . .. La double hélice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LE contrat.. . .. . . . .... . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ....

Chapitre 11. Construire pour demain -

25 I 253 255

Références bibliographiques . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 259 Liste des figures.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. .. ... .. .. . . . . . . . . . . . 273 Liste des tableaux . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . ... .. . . 274 Liste des questionnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 5 Index thématique ............................................ Index des auteurs et noms propres

. ..... . . ..... . .... . . ....... .

277 287

Au lecteur

Le titre de cet ouvrage n’est pas une impertinence envers Descartes. Cést un plaidoyer pour un retour aux racines biologiques de lapprentissage. Un plaidoyer pour un apprentissage bionomique :qui gère la vie. Un plaidoyer pour un apprentissage écologique :qui tienne compte des rapports de I apprenant avec son environnement. Un plaidoyer pour 1ëmergence de l’être et son dépassement au-delà de l’existence tout court :nous sommes nés pour apprendre et pour découvrir notre potentiel dans la durée. Ce livre est lefruit de nombreuses interrogations, rencontres, interactions. II est né de la passion d’explorer, de construire, dïnventer. II s’adresse à tous ceux qui se sentent engagés dans le face-à-face de l’homme et du monde dans lequel il vit. II a été conçu pour être un outil et un maillon de li’tinéraire du lecteur, un témoin de sa propre recherche. La voie d’accès à la neuropédagogie proposée dans ce livre est la spirale. Structure de toute énergie et de toute vie organique, la spirale incite le lecteur à porter un nouveau regard sur l’acquisition des connaissances, puis sur la formation du formateur à partir des données des neurosciences. Celles-ci ont été explorées en partant d’interrogations nées de situations d’apprentissage vécues. Ce livre est donc construit dans un va-et-vient constant entre la pratique et la théorie. L’ordre de succession des chapitres correspond à la logique de notre démarche :les chapitres à dominance théorique mènent le lecteur pas à pas vers un nouveau regard sur sa pratique de l’information et de la communication, puis vers une exploration personnelle des concepts sousjacents aux notions fondamentales qui sous-tendent toute situation de formation.

PR ÉFACE D’Homo à Sapiens. Étrangement nous apprenons à l’école, nous lisons dans les encyclopédies, que la nature, au terme provisoire d’une évolution étendue sur quelques milliards d’années, a fait apparaître, parmi bien d’autres espèces, Homo Sapiens.. Mais comment imaginer que la nature, à laquelle nous dénions par hypothèse tout projet, toute capacité de viser un objectif futur, soit capable de générer de la sagesse? En toute rigueur l’évolution ne peut avoir abouti qu’à Homo; à ce substantif il est possible d’adjoindre des adjectifs tels que erectus ou gracilis, mais certainement pas sapiens ; les premiers correspondent à un constat de fait sur les caractéristiques naturelles de l’espèce ;le troisième est un jugement sur ces performances intellectuelles. D’où vient donc ce sapiens ? Si, conformément à la règle du jeu de la science, on refuse l’explication d’un apport surnaturel, divin, force est d’admettre qu’il vient de Homo lui-même. I1 se trouve que Homo a reçu de la nature le pouvoir de prendre le relais de la nature. Celle-ci a fait Homo et Homo a fait Sapiens. Non pas brutalement comme le fait une mutation génétique, mais progressivement, longuement, au cours d’une lente émergence qui a permis de compléter l’humanité reçue d’une humanitude construite. L‘essentiel de l’homme d’aujourd’hui, ce ne sont pas ses cordes vocales, mais l’usage qu’il en fait, la parole ; ce ne sont pas les assemblages neuronaux mais les performances qu’il a su leur faire réaliser, la réflexion sur l’univers et sur nous-mêmes. I1 est classique d’affirmer avec des termes bien pédants, que l’ontogenèse récapitule la phylogenèse. Autrement dit le développement physique d’un individu, du .stade de l’embryon au stade adulte, passe par des phases successives qui rappellent les phases de l’évolution de l’espèce, depuis les lointains ancêtres marins jusqu’à l’état actuel. Le parallélisme n’est à vrai dire que très approximatif. Par contre, il est plus rigoureux si l’on évoque non le développement des organes mais la progression de l’efficacité avec laquelle nous utilisons l’organe le plus décisif, le système nerveux central.

14

Jhpprends, donc j e suis

A la naissance, cet organe est dans une incapacité quasi totale; pour l’essentiel les connexions reliant ses éléments sont encore inexistantes ; elles prolifèrent ensuite dans un foisonnement désordonné qui permet d’attribuer à leur ensemble comme caractéristiques premières d’être surabondant, redondant, et le fait d’être aléatoire. Les structures, les réseaux qui permettent à cet ensemble de fonctionner sont alors à peine à l’état d’ébauche. Elles seront réalisées peu à peu, en fonction initialement de programmes génétiquement déterminés ; mais le patrimoine génétique paraît dramatiquement pauvre (quelques dizaines de milliers d’instructions) face à la richesse de la machine à construire (un million de milliards d’éléments, soit un nombre dix milliards de fois plus grand que celui des instructions). Interviennent également dans cette mise en place des structures cérébrales tous les apports antérieurs qui suscitent la réalisation des innombrables circuits, permettant par exemple de développer un langage. Mais là encore, ces apports semblent bien pauvres face à la complexité de l’objet à construire. L‘«inné )) et 1’« acquis O , même s’épaulant l’un l’autre en une interaction qui démultiplie l’effet de chacun, ne suffisent guère à expliquer l’aboutissement. I1 faut faire appel à la capacité du cerveau à produire, par son fonctionnement même, ses propres structures. Le foie secrète de la bile ;que secrète donc le cerveau ? Certains répondent (( la pensée »,mais n’est-ce pas mélanger des concepts de natures différentes ? Il est sans doute plus vrai d’affirmer que, par son fonctionnement, le cerveau secrète des structures cérébrales. De même que Homo est devenu, par son propre effort au long des dizaines de milliers d’années, Sapiens, de même chaque petit d’homme doit effectuer le long parcours le menant de l’état d’objet fourni par la nature à celui de sujet capable de prendre son destin en main. Mais ce parcours ne peut être suivi seul ; pour faire un homme il faut les hommes. 11 n’est pas excessif de dire que l’objectif de la vie de chacun est de se construire en participant à la construction des autres. C’est cela l’éducation ; à la fois donner à un jeune le goût de se créer lui-même, en se regardant de l’extérieur et en prenant conscience de la possibilité de choisir un chemin (educere) et lui apporter toute la nourriture intellectuelle nécessaire pour qu’il puisse réaliser son projet (educure). Le rôle premier de tout groupe d’hommes, ethnie, nation, humanité dans son ensemble est de faire des hommes, ou, plutôt de créer des conditions permettant aux hommes de se faire eux-mêmes. Hélas, trop d’objectifs occultent cette fonction essentielle ; et nos sociétés modernes sont des modèles d’aberration. Comment a-t-on pu par exemple définir les nations comme des communautés de défense, obsédées par la crainte des agressions de la part des nations voisines ; alors qu’elles sont d’abord des communautés d’éducation, qui devraient être obsédées par la nécessité d’accroître sans cesse la richesse humaine qu’elles représentent ? Cette obsession devrait aboutir à de multiples recherches sur cet acte essentiel : éduquer. Recherches d’autant plus difficiles que cet acte est paradoxal, car son aboutissement est un être libre, capable notamment de refuser l’influence de l’éducateur : (( lorsque tu m’auras compris, tu pourras

Préface

15

me jeter D. Raison de plus pour le multiplier, pour effectuer en permanence les remises en cause qu’imposent les avancées de disciplines scientifiques concernées, en premier lieu celles qui étudient le fonctionnement du cerveau. En fait de telles recherches sont rares. Le travail d’Hélène Trocmé-Fabre me semble un modèle de ce qui devrait être réalisé; il ouvre en effet la problématique de l’éducation à l’ensemble des cheminements actuels de la réflexion scientifique. I1 constitue un apport qui sera précieux pour tous ceux qui s’efforcent de mieux jouer leur rôle de constructeur de l’humanitude.

Albert Jacquard, Paris, juin 1987

APPRENDRE A ENSEIGNER ET ENSEIGNER A APPRENDRE

N Ne vivez pour l’instant que vos questions. Peut-être simplement, en les vivant, finirez-vous par entrer insensiblement, un jour, dans les réponses... Presque tout ce qui est grave est difficile. )) ... a Ne voyez-vous pas que tout ce qui arrive est toujours un commencement ? H

R . M . R I L K ELettres , à un jeune poète, 1903

Un constat

Les enseignants, les formateurs, les responsables d’institutions, les parents et les apprenants eux-mêmes... prennent peu à peu conscience qu’il existe une véritable faille, un fossé parfois très important, entre les ressources des apprenants - jeunes ou adultes - et leurs réalisations ; entre les efforts fournis et les résultats obtenus ; entre les attentes des uns et des autres, et les objectifs réellement atteints. Les causes de ce décalage, dramatique dans certains cas, sont multiples et de nature diverse. Nous en citerons quatre. La première concerne l’institution ; la seconde, la conception qu’a l’homme de son équilibre. La troisième concerne le monde de l’information ; la quatrième, la connaissance de nos mécanismes. Lapremière cause est à chercher dans le fait que l’institution et le système scolaire attachent une importance beaucoup plus grande aux résultats qu’au processus d’acquisition des connaissances*. La pédagogie scolaire propose

* Les termes (( d’acquisition des connaissances )) et <(d’apprentissage seront employés indistinctement bien que, dans le contexte de cet ouvrage, le premier se réfère au processus lui-même, indépendamment de la structure de l’institution, et le second davantage au cadre dans lequel les activités d’acquisition s’effectuent : scolaire, extra-scolaire, professionnel... Le terme a apprenant )) est un néologisme emprunté à l’anglais (learner). II est peu satisfaisant mais il a le mérite d’être plus actif qu’a élève ». Le terme de ((formateur)) est employé, actuellement, davantage pour la formation continue que pour la formation initiale. I1 n’est pas non plus satisfaisant mais il est trop tôt pour adopter une autre terminologie.

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J’upprends, donc je suis

essentiellement des contenus, évaluables quantitativement et (( sommativement D. Les difficultés de mémorisation, de perception, de motivation et tout problème considéré comme périphérique n’ont qu’à se résoudre ... comme ils le pourront ! Les exercices demandés aux apprenants sont trop souvent choisis pour la facilité du contrôle et non pour leur rôle dans la progression de l’apprenant vers un objectif d’apprentissage. D’autre part, les activités sont, le plus souvent, à court terme et ponctuelles. La deuxième cause de la faille est la résistance au changement. Pour l’illustrer, prenons l’exemple de l’apprentissage d’une langue étrangère. Face à un nouveau système linguistique, l’apprenant doit accepter de réorganiser son propre système de représentation du monde extérieur : accepter ce qui est différent de soi, tout en maintenant sa propre structure. C’est à cet endroit précis que se place, pour la plupart des apprenants, la plus grande difficulté : le maintien de l’équilibre de leur propre système dans un environnement différent. La raison en est peut-être que nombreuses sont les personnes pour qui le maintien de l’équilibre est synonyme de statisme et de permanence. Nombreux sont ceux pour qui la résistance au changement est la principale règle de vie. Mais la vie est un perpétuel changement. « O n ne peut descendre deux fois dans le même fleuve)) constatait Héraclite il y a vingt-six siècles. Bien des échecs à l’école et dans la vie quotidienne sont la conséquence d’un refus ou d’une incapacité (acquise) de s’adapter. L‘organisme vivant, et l’homme plus que tout autre, est fait pour s’adapter à son environnement. L‘adaptabilité de l’homme est une capacité innée qu’aucun biologiste ne met en doute: l’homme est en transaction constante avec le milieu dans lequel il vit. I1 est donc important de rappeler aux enseignants, aux formateurs, aux parents et aux apprenants eux-mêmes que l’acte d’apprentissage n’est possible que s’il y a interaction entre l’organisme et son environnement, et dans le dialogue avec soi-même. Si l’adaptation est incontestablement possible pour chaque organisme normalement constitué, elle n’est pas toujours réalisée. Tout organisme vivant, et l’organisme humain en particulier, doit acquérir à un prix de plus en plus élevé, la synchronie entre son rythme intérieur et celui de son environnement. Or, notre environnement est en constante modification. L‘organisme humain, selon les biologistes, est le résultat et la cause de son environnement : il ne peut rester figé dans un environnement en évolution sans créer son propre déséquilibre. Le paradoxe que nous vivons de façon dramatique est que notre monde moderne est obsédé par la croissance, le développement, l’innovation : les applications avancent à grands pas dans le monde technologique, mais elles n’apparaissent pas -- ou si peu - dans une conception de l’homme qui continue d’être inspirée par les sciences exactes, quantitatives et mécanicistes. Ne nous leurrons pas: les valeurs qui régissent les technologies actuellement au service des décideurs ne correspondent pas à la vision du réel née des progrès de la science moderne, celle qui nous révèle la macrostructure à laquelle nous participons et dans laquelle nous vivons.

Apprendre à enseigner et enseigner à apprendre

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Qu’attend le monde de l’éducation pour découvrir, dire et mettre en application ce que les sciences d’aujourd’hui nous apportent :une nouvelle dimension de l’homme ? La troisième cause du décalage observé entre les ressources des apprenants et leurs réalisations, est liée à la précédente. Nous vivons dans ce qu’Alvin Toffler (1) a appelé l’infosphère, caractérisée par une explosion d’informations visuelles et auditives, et une nouvelle orientation des unes et des autres. I1 est impossible que les enseignants, les formateurs et les responsables de formation ignorent l’évolution du contexte informationnel dans lequel la formation est donnée. Les changements survenus depuis les dernières décennies dans les contextes auditif‘s et visuels - pour ne citer que les deux canaux privilégiés dans la transmission de l’information - sont d’ordre quantitatif et qualitatif: Le monde sonore comporte de plus en plus de décibels et de plus en plus de bruits technologiques continus ; de moins en moins de bruits humains, naturels, discontinus. (( La société produit un bruit colossal, celui-ci croît avec celle-là »,écrit Michel Serres (2). Quant au paysage visuel, il est de plus en plus dense ; les images sont de plus en plus rapides, déclenchant, grâce à certaines techniques, des effets hypnotiques comme dans certains vidéo-clips. Les heures de visionnement devant un écran atteignent des chiffres alarmants par jour et par habitant, allant jusqu’à cinq heures de visionnement quotidien pour les jeunes enfants et adolescents aux États-Unis: les images qu’on leur offre sont, pour la plupart, les représentations des nombreuses formes de violence du monde actuel (3). Enseignants et formateurs ne peuvent plus ignorer que le système perceptif des apprenants est en train d’être modifié profondément par les moyens de transmission électronique de l’information, comme il l’a été au cours de l’évolution des moyens d’expression écrite - de l’écriture pictographique à l’écriture syllabique, puis alphabétique. L‘évolution des supports matériels de l’information a amorcé une véritable rupture entre l’homme et ses moyens d’expression. Le contact avec les outils d’écriture devient de plus en plus distant, l’écriture manuelle de plus en plus rare : un clavier s’interpose là où la main transmettait directement la pensée. Le téléphone remplace la lettre; la radio, le journal; le disque, la partition ou le concert ; la cassette se substitue parfois à la lettre. L‘outil n’est pas neutre. I1 ne l’a jamais été. Depuis la préhistoire, les instruments et les outils ont eu une influence marquante sur le comportement, la pensée et le langage de l’homme. Notre époque n’échappe pas à la règle. Sachons prendre du recul et voir ce que nous gagnons... et ce que nous perdons. ( I ) A. TOFFLER, La Troisième Vague, Denoel, 1982. ( 2 ) Cf. SERRES Michel, Les Cinq Sens, B. Grasset, 1985. Cf. aussi R. MURRAY SCHAFER, Le Paysage sonore, Lattés, 1979. (3) Cf. la revue Ztinérunces no 2, Vaincre la peur, Albin Michel, 1986.

Japprends, donc je suis

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Une fois encore, nous sommes en plein paradoxe: l’oreille est de plus en plus sollicitée dans le monde contemporain, alors que le système éducatif reste essentiellement verbal, visuel, analytique ; il accorde une importance très grande au quantifiable, au linéaire, au digital. Or, il s’agit là d’un seul type de gestion de l’information, qui ne correspond pas à la totalité du potentiel de l’organe de l’apprentissage qu’est notre cerveau, siège de nos moyens d’apprendre.

Il semble donc indispensable que notre recherche d’un apprentissage <<écologique N, R bionomique >> au sens étymologique de ce mot (gestion de la vie) tienne compte des relations de l’apprenant avec son environnement auditif: visuel et informationnel. La quatrième cause de la faille constatée ci-dessus rejoint la première. Elle est due à la méconnaissance de notre potentiel cérébral et du fonctionnement des mécanismes cérébraux impliqués dans l’acte d’apprendre. Depuis les dernières décennies, dans diverses disciplines, le renouvellement des contenus, des matériaux et des approches méthodologiques a tenté de résoudre les problèmes de l’assimilation des nouvelles connaissances, du passage à l’acte, de la prise en charge de l’acte d’apprendre, de l’attention, de la motivation ... Mais tout se passe comme s’il subsistait une face cachée, non encore explorée, située en amont et en aval des approches pédagogiques et des méthodologies existantes. Cette face cachée, cette zone d’ombre, s’étend en deçà du territoire pédagogique traditionnel (ou institutionnel) où le formateur s’efforce de répondre à la question (( comment mieux enseigner o. Les méthodologies, essentiellement préoccupées par l’acte pédagogique, laissent de côté deux aspects de l’interaction apprenant-enseignant : d’une part, les processus d’apprentissage (prise d’information, traitement information, et production d’information) et, d’autre part, le style d’intervention de l’enseignant. En d’autres, termes, deux questions fondamentales restent à poser : << comment apprend-on ?» et <( quelle stratégie pédagogique le formateur emploie-t-il ? >> Ces deux questions sont intimement liées l’une à l’autre car la pédagogie doit s’adapter à la réalité de l’apprentissage: celle de l’apprenant, de ses ressources et de leur gestion ; son attitude face à l’apprentissage (c’est-à-dire à lui-même dans la durée): son désir d’apprendre, ses craintes, son refus, ou même... sa fuite ? ; l’image qu’il a de lui-même, du groupe ; les objectifs qu’il s’est fixés, etc. Un contrat

Faire découvrir à l’apprenant comment utiliser ses propres ressources, comment faire confiance à sa propre perception et, par conséquent, ne plus dépendre de celle d’un autre, est l’un des tout premiers objectifs pédagogiques. C’est l’axe fondamental sur lequel élaborer un programme d’inter-

Apprendre a enseigner et enseigner à apprendre

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ventions pédagogiques permettant d’établir un véritable contrat d’interaction communicative, mieux, d’inter-relation entre enseignant et apprenant. Ce contrat passe par une meilleure connaissance des ressources cérébrales des uns et des autres (apprenants et enseignants), des processus d’apprentissage et de l’itinéraire de l’apprenant. Le besoin de formation se manifeste de plus en plus nettement dans un domaine qui peut être identifié comme une neuropédagogie à créer, à vivre, en amont des contenus des diverses disciplines. Un vrai langage Le formateur est un communicant. I1 fait appel principalement (croitil) au langage verbal pour établir la communication avec l’apprenant, la maintenir et évaluer la prise d’information : est-il suffisamment conscient de l’écart qui existe entre les mots et ce qu’ils expriment ? Est-il conscient, selon l’expression d’Alfred Korzybski(4), de la différence entre ((la carte et le territoire )), de l’interaction des différents niveaux perceptifs (vision, audition...)? Est-il conscient du fait qu’il n’y a pas de rupture entre les différents niveaux d’intégration de l’information, ni dans l’itinéraire de l’information, celui qui mène des sens au langage? Est-il conscient de ce qu’il transmet par sa voix, ses gestes, la position de son corps et de tout ce qui véhicule sa présence à l’autre ... ? Les physiciens, les neurobiologistes, les psycho-sociologues nous avertissent clairement : entre la réalité et nous, s’interposent plusieurs filtres : celui de nos expériences passées, celui de nos sens qui informent notre cerveau, celui de notre environnement socio-culturel, celui de notre imaginaire... Le formateur et l’apprenant ont, chacun, un langage et un comportement qui reflètent leur représentation personnelle - et unique - du monde qui les entoure. Malgré (ou à cause de ?) ces différents codes et ces différentes gestions, nous sommes appelés à communiquer. Rendre un apprentissage et une intervention pédagogique efficaces exige, en premier lieu, de reconnecter le message verbal avec l’expérience sensorielle sous-jacente : éviter à tout prix l’appauvrissement du (( vécu )) et de son expression verbale. Ceci implique pour l’enseignant l’utilisation d’outils et de techniques permettant d’identifier rapidement le (( profil )) d’un apprenant, sa gestion )) préférentielle, ses stratégies de réussite et d’échec. A la recherche d‘une passerelle, d’un cadre et d’outils

L‘Occident a jusqu’ici manqué cruellement de passerelles entre savoir et savoir-faire, entre réalité et imaginaire, entre émotions et expression, entre monde extérieur et monde intérieur. Depuis une quinzaine d’années, les neurosciences ont connu un dévelop(4) Cf. KORZYBSKIA., Le Rôle du langage dans les processus perceptuels, Int. NonArist., Lib. Publ., 1965.

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J’apprends, donc je suis

pement fulgurant. Les techniques d’exploration cérébrale permettent actuellement d’explorer un cerveau humain, normal, en activité. Pour comprendre certains phénomènes mentaux tels que la gestion mentale, la mémoire, la perception auditive ou visuelle, l’attention, etc., on est actuellement en mesure d’utiliser des informations, recueillies à partir de cerveaux en situation normale d’activités telles que la lecture, l’écoute, ou la pensée intérieure. C’est donc aux neurosciences et aux leçons magistrales qu’elles sont en mesure de nous donner sur nous-mêmes et sur le conflit de la vie, que nous nous adresserons pour chercher une réponse à la question préalable à toute élaboration d’intervention pédagogique : a Comment apprend-on ?... (et donc comment être ?) D. L‘interaction de l’organisme et de son environnement qui est la définition même de l’apprentissage - doit être repensée à la lumière des données scientifiques dont nous disposons actuellement. Même si ces données sont partielles et provisoires, elles suffisent amplement pour que nous puissions élucider certains des problèmes qui ont résisté aux méthodologies nouvelles. Deux questions fondamentales se posent donc au formateur : - Comment peut-on enseigner quoi que ce soit sans engager l’apprenant tout entier dans le processus d’apprentissage ? - Comment peut-on enseigner quoi que ce soit sans être convaincu(e) que tous - quels que soient l’âge et le milieu - ont le droit de développer leur dimension cognitive, c’est-à-dire leur personnalité ? Ces deux questions se réfèrent à des axes différents, mais reliés. La première concerne l’axe méthodologique. L‘interrogation porte sur l’approche et les techniques d’intervention pédagogique. La seconde question pose l’interrogation du a pour quoi O, de la finalité, de la valeur de l’action entreprise. Elle est d’ordre éthique. C’est en changeant d’attitude face à l’acquisition des connaissances que les adultes d’aujourd’hui garantiront l’avenir des enfants. Rappelons-le une fois encore: il n’y a pas d’apprentissage possible chez l’homme sans compréhension de soi ni du monde extérieur, sans harmonie, sans acceptance, sans disponibilité à soi-même. La recherche des réponses aux questions posées passe donc par l’exploration, du terreau de l’apprentissage, de la toile de fond du savoir, en amont des théories psycho-pédagogiques d’hier et d’aujourd’hui, des contenus disciplinaires, pour se mettre à l’écoute des récentes recherches sur le cerveau, l’organe de l’apprentissage (5). Ce livre tentera : - D’établir une passerelle entre les Neurosciences et la Pédagogie, c’està-dire de faire le point sur les recherches susceptibles d’éclairer les problèmes fondamentaux de l’apprenant : ses processus de prise d’infor-

( 5 ) Le terreau de l’apprentissage est une expression de J.-P. CHANGEUX. La toile de fond du savoir est une expression née de la lecture de l’Alchimie de la Vie d’E. GUILLÉ8i C. HARDY.

Apprendre à enseigner et enseigner à apprendre

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mation, de traitement de l’information, de production, de mémorisation (rétention, rappel, reconnaissance), et le passage à I ’acte. - D’établir un cadre de compréhension de l’acte d’apprendre qui soit cohérent avec la réalité de I ’apprenant et de I’enseignapt, c’est-à-dire placer l’acte d’apprendre dans son contexte actuel (informationnel et perceptuel), dans une perspective d’inter-relation de l’apprenant et de l’enseignant, et d’une meilleure gestion des ressources de l’un et de l’autre. - De proposer des outils et des techniques pédagogiques compatibles avec le fonctionnement du cerveau tel qu’on le connaît actuellement. - De proposer un contenu de formation pour formateurs dans le domaine de la neuropédagogie. Une meilleure connaissance des mécanismes cérébraux impliqués dans l’acte d’apprendre permettra à l’enseignant de jouer pleinement son rôle de formateur et de catalyseur ; de déceler son propre style d’intervention pédagogique ; d’entrer en interaction avec l’apprenant par une communication mieux adaptée. De son côté, l’apprenant sera davantage en mesure de découvrir ses stratégies de réussite et d’échec, de développer d’autres stratégies que celles dans lesquelles il s’enferme trop souvent, d’élargir son champ perceptif et, selon l’expression d’Albert Jacquard, de (( devenir co-auteur de soimême )) (6). En ce dernier quart du XXe siècle, nous en sommes aux premiers stades de la (re-?)découverte de la dimension énergétique des mondes extérieur et intérieur de l’homme, et aux premiers balbutiements d’une approche systémique de l’homme et de son fonctionnement à différents niveaux. Les pourquoi des problèmes d’apprentissage qui appartiennent aux domaines familiaux, institutionnels, relationnels, saisonniers, etc. ne seront pas abordés ici. De très nombreuses études, certaines remarquables, portent sur les variables pondérables physiologiques, comportementales, émotionnelles ou cognitives. Dans ce livre, seul le comment du fonctionnement cérébral est exploré en relation avec l’acte d’apprendre. Le mécanisme d’apprentissage est analysé dans son rapprochement avec le pour quoi, c’est-à-dire l’activité finale de l’apprenant. Ceci, dans une volonté de se placer en amont de toute théorie psycho-socio-pédagogique ; de ne présenter aucune recette, aucun modèle unique, mais bien plutôt d’offrir une possibilité de réconcilier contenu et processus dans le contexte éducatif contemporain. L‘analyse proposée dans ce livre ne prétend être ni exhaustive ni un catalogue de certitudes. Elle cherche surtout à éviter le découpage et l’isolement des problèmes en unités cloisonnées. Un système n’est jamais isolé et l’objet de l’observation (ici, l’apprentissage) n’est jamais une chose mais un rapport, et même une série infinie de rapports. La démarche systémique, proposée par le groupe de Palo Alto aux ÉtatsUnis, est appliquée ici aux relations apprenant-enseignant . Elle fournit un angle sous lequel réviser certaines notions trop souvent obscures et floues, (6) JACQUARD A., Moi et les Autres, Éd. Virgule, Seuil, 1983.

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Japprends, donc je suis

telles que l’échec, les dons, l’évaluation, l’intelligence, la norme, etc. Elle nous convainc qu’il devient crucial de porter un nouveau regard sur les phénomènes complexes de l’apprentissage, afin de construire les relations entre l’apprenant, l’enseignant et l’institution (7). Quelle que soit la situation de formation dans laquelle nous nous trouvons, nous ne pouvons ignorer que nous sommes à l’intérieur d’un autre système qui pèse souvent très lourd, celui de l’institution éducative. Celleci ne changera pas par en haut : les responsables institutionnels sont trop éloignés de la réalité de l’apprenant. I1 appartient aux personnes impliquées sur le terrain de convaincre les décideurs qu’il est urgent de construire un édifice nouveau, qui tienne compte des réalités biologiques de l’apprentissage, pour que la face du monde éducatif change... Enfin, il est utile d’insister sur le fait que ce livre s’attaque à des problèmes pratiques : rendre l’apprenant et l’enseignant plus efficaces - et heureux en les éclairant sur leur propre démarche ; le premier sur ses ressources et leur gestion; le second sur ses interventions pédagogiques au cours de l’itinéraire de l’apprenant, traduites en termes de stratégies : opérantes... ou non. Dans un souci de signaler et non de résoudre, certaines notions comme la compréhension, l’intelligence, l’erreur... sont abordées comme des thèmes de réflexion et proposées au formateur pour une exploration personnelle à partir de sa propre pratique pédagogique. Dans une première partie, l’apport des neurosciences à la compréhension de notre cerveau aujourd’hui permet de placer l’acquisition des connaissances aux racines mêmes de l’acte d’apprentissage. Celui-ci est analysé dans les domaines suivants : la transmission de l’influx nerveux, les différents niveaux du traitement de l’information (8), les activités du langage, l’affectivité, l’attention, la mémoire, le comportement, le potentiel, l’hygiène cérébrale. La deuxième partie tente de dégager les implications en méthodologie de l’enseignement : vers une meilleure gestion des ressources et des potentialités de l’apprenant et de l’enseignant. La recherche d’une dynamique à trouver pour le système éducatif à venir se fera autour de trois pôles: comprendre, faire et laisser se faire ; autour de la relation étroite entre les caractéristiques et les exigences du fonctionnement cérébral, d’une part, et les réalités de la situation d’apprentissage, d’autre part. Des exemples d’expérimentations à l’étranger (l’une, au Venezuela, de dimension nationale; une autre aux États-Unis, dans le Colorado; une troisième en Australie) ont été choisis en raison de leur caractéristique commune : ces réalisations pédagogiques ont été construites à partir d’une connaissance approfondie des mécanismes cérébraux impliqués dans l’apprentissage. Elles sont peu connues en France, où les expériences pédagogiques qui tiennent compte de la réalité de l’élève sont l’œuvre courageuse (7) Cf. l’ouvrage de MARCE. et PICARD,L’École de Pa10 Alto, Retz, 1984. (8) Les termes de (( saisie », <( traitement », (< stockage », <( transmission », (( production )) d’information seront utilisés bien qu’ils ne transmettent qu’imparfaitement la réalité de la relation entre l’homme et son environnement, et celle de l’homme avec lui-même.

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d’enseignants qui luttent encore seuls. Ceux-ci trouveront sans doute, dans les expériences décrites dans ce livre, confirmation, encouragement, et la force de poursuivre leur effort. La troisième partie répond aux besoins en formation souvent exprimés par des enseignants et des formateurs, en France et à l’étranger. Elle propose un contenu de formation et un répertoire-exploration destinés à tout enseignant ou formateur, quels que soient la discipline et le niveau scolaire auquel il intervient. I1 s’agit d’un matériel testé de nombreuses fois auprès de publics variés en France et à l’étranger, et qui regroupe les données de base concernant le potentiel cérébral humain ; l’évolution et la maturation cérébrales ;la prise, le traitement et la production de l’information ;les deux hémisphères et leurs gestions spécifiques ; les profils et styles d’apprentissage... Des exemples de grilles d’observation de l’apprenant et des questionnaires sont proposés comme schémas de base, pour un approfondissement des concepts sous-jacents à toute action de formation et de communication. Ces outils visent aussi à faciliter l’adaptation du formateur/communicant à la situation spécifique dans laquelle il se trouve. Un répertoire de concepts à explorer est proposé sous forme de fiches. I1 s’agit d’une amorce de recherche personnelle (exemples de réflexions, notes bibliographiques, références..,), incitant chacun à poursuivre son exploration et à arrimer son enseignement à des bases conceptuelles solides. Enfin, l’approche neuropédagogique permet d’intégrer l’apprentissage dans une perspective psychosociale qui tient compte de la totalité de l’être apprenant. L’apprentissage et l’enseignement sont, et doivent être, considérés comme des processus pluriels. C’est la condition essentielle pour que soient respectées les ressources de chacun et que soit établi, sur des bases solides, le contrat entre les partenaires de la situation d’apprentissage : apprenant, enseignant et institution.

PREMIÈRE PARTIE

NOTRE CERVEAU AUJOURD‘HUI

Se savoir Cellule de l’Univers Se connaître dualité et non dualité Se savoir pareil et non pareil à l’autre au milliard d’autres savoir le Milliard être soi, et n’être qu’UN (L’Atelier de la Martinerie, Hauteclaire, Ports-sur- Vienne, en Touraine et en France, 1980)

L‘APPORT DES NEUROSCIENCES

Si l’homme a, depuis qu’il est né, cherché à comprendre son origine et sa destinée, il a mis des siècles à considérer son cerveau comme le siège de la pensée. I1 y a 5000 ans, les Égyptiens connaissaient déjà le lien qui existait entre une blessure à la tête et la paralysie dans l’hémicorps opposé, mais ils n’en avaient rien déduit d’autre. Aujourd’hui, subsistent encore les restes de diverses conceptions rigides et erronées sur le fonctionnement du cerveau. Le cœur désigne toujours le siège des sentiments dans notre vocabulaire et sur les tee-shirts de nos adolescents... C’est vrai qu’il existe d’illustres prédécesseurs attachés à cette croyance : les Mésopotamiens, les Hébreux, Homère, Aristote, pour qui le cerveau était composé de terre et d’eau... et avait le rôle d’un réfrigérateur pour le corps. La thèse céphalo-centriste, établissant le siège de la pensée dans le cerveau, est née avec Platon et Hippocrate. Elle traversera les siècles tant bien que mal. Les thèses dualistes, proclamant l’immatérialité de l’âme, ont retardé et, sans doute, fait reculer le moment où l’esprit de l’homme a pu s’observer lui-même, loin de l’affrontement des diverses doctrines. Les découvertes en anatomie et en morphologie cérébrale, grâce à des technologies de plus en plus précises, ont apporté la vérification de la thèse platonicienne. Depuis le X V I I ~siècle, grâce à l’Anglais Willis d’Oxford, on connaît l’existence des couches sous-corticales du cerveau. Au début du XïXc siècle, avec la phrénologie de Gall, on parle à nouveau de localisation cérébrale. A la fin du siècle, les termes neurones et synapses sont forgés, le premier par l’Allemand Waldeyer, le second par l’Anglais Sherrington. Les trois premiers quarts du xxc ont apporté une moisson d’éclaircissements sur l’acte d’apprendre, la transmission de l’influx nerveux, les différents changements intervenant dans le système nerveux central au cours de l’apprentissage, et les divers comportements psychiques résultant de l’interaction de l’homme et de son environnement. Depuis les années 1950, ce qui est nouveau ce sont les progrès consi-

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Notre cerveau aujourd’hui

dérables qu’a fait la connaissance de ce qu’on a appelé l’esprit ; progrès dûs à la naissance de sciences et de théories nouvelles telles que la cybernétique d’A. Wiener et de W. McCulloch, la théorie des Systèmes et la Nouvelle Communication, avec l’École de Palo Alto, la thermodynamique, la physique quantique et post-quantique, la cosmologie, l’informatique, l’électronique..., et, depuis les deux dernières décennies, de nouveaux membres dans la grande famille des neurosciences. Ces diverses approches des problèmes humains proposent un nouveau regard sur la nature du modèle et de l’ordre du monde dans lequel nous vivons, ainsi que sur les problèmes fondamentaux des relations entre substance et forme.

CHAPITRE 1

LES TECHNOLOGIES NOUVELLES

Depuis une dizaine d’années, la presse s’est fait l’écho des découvertes et des recherches des paléoneurologues, des neurophysiologistes et des neurobiologistes sur les localisations cérébrales et la latéralisation des deux hémisphères ; en particulier, les travaux de Roger Sperry qui reçut le Prix Nobel en 1981. Ces recherches ont permis de confirmer que chaque hémisphère cérébral non seulement reçoit les stimuli transmis par l’hémicorps opposé, mais les traite de façon spécifique. L‘intérêt suscité par les sciences d’exploration cérébrale semble partagé par un large public. Sans doute est-ce l’expression du désir de parvenir à une meilleure connaissance du monde intérieur de l’homme, à mesure qu’augmentent les menaces de l’environnement : Socrate serait41 enfin entendu ? D’autre part, le franchissement des frontières de tous ordres est devenu - enfin ! - une réalité : d’un pays à l’autre, d’un continent à l’autre, d’une discipline à l’autre, d’une science à l’autre... les cloisons s’effritent ou s’abaissent. Le sens de la globalité, de la complexité et de la relativité naît peu à peu dans les esprits. Le modèle mécaniste du monde qui a présidé si longtemps aux conceptions éducatives de notre monde occidental, semble maintenant ébranlé... Explorer un cerveau humain, normal, en activité

Les recherches en neurosciences ont connu un développement fulgurant depuis les années 1970. Elles ont bénéficié tout particulièrement des progrès réalisés en physique, en électronique, en informatique, en biologie moléculaire. Beaucoup d’aspects de la vie cérébrale restent encore inexpliqués, mais

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Notre cerveau aujourd’hui

on est maintenant en mesure de suivre le fonctionnement d’un cerveau humain, normal, en activité ; c’est-à-dire que pour tenter de comprendre les mécanismes fondamentaux de l’acte d’apprendre, il n’est plus besoin de dépendre seulement d’études de cas cliniques ou pathologiques, ou encore d’expérimentation en laboratoire sur des rats ou des singes. I1 est possible actuellement, grâce à ces techniques, de voir en direct les zones du cerveau activées dans une situation donnée. Des correspondances entre activités cognitives et activations cérébrales commencent à être discernées. Les technologies mises à la disposition du corps médical permettent un examen dynamique dufonctionnement des organes. La nature de l’influx nerveulr‘ étant double (physico-chimique), les techniques d’exploration cérébrale appartiennent à ces deux domaines. Les technologies modernes sont en mesure de combiner les différentes techniques. Les recherches explorant la chimie du cerveau sont en pleine expansion. Les découvertes de neurotransmetteurs, des endorphines et de nouvelles molécules apportent un éclairage nouveau à notre compréhension du fonctionnement cérébral. Les chercheurs nous révèlent à travers les mécanismes régulateurs du cerveau hormonal, des concepts d’une importance capitale pour notre compréhension du traitement de l’information : ce sont des mots clés indispensables à la compréhension de nos mécanismes de base. Repérons-les : Précurseur, récepteur ;reconnaissance, processus de maturation, recapture, stockage, synthèse locale, rétroaction, inhibition, pré-synaptique, etc. (1). La vie Cérébrale prise sur le fait

Jusqu’à ces vingt dernières années, l’exploration cérébrale était possible, essentiellement grâce aux rayons X découverts en 1895 par Roentgen, la radioactivité naturelle, découverte en 1898 et la radioactivité artificielle, découverte en 1934. Ces découvertes permirent l’utilisation des radiotraceurs, puis des radio-éléments. A partir de 1929 l’électro-encéphalogrammede Hans Berger enregistra l’activité électrique globale des milliards de neurones du cerveau. Puis, dans les années 1940, W. Penfield (Canada) explora le cortex par électrodes. G. Dawson, en 1950, puis Manfred Clynes et Michael Kohn en 1960, à l’hôpital d’État de Rockland (New York), purent enregistrer l’activité neuronale correspondant à une perception sensorielle par la technique des potentiels évoqués (2). La nouvelle génération de technologies permet de prendre la vie cérébrale (1) Cf. ENJALBEKT A. et EPELBAUM J., Le Cerveau hormonal, Sciences et Découverte, Le Rocher, 1986. (2) Consulter l’article de D. REGAN,Les Émissions électriques du cerveau humain dans Pour la Science no 28, 1980.

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Les technologies nouvelles

cortex moteur

aire motrice supplémentaire

cortex somato-sensitif

cortex prémoteur

z visuelle associative

zone auditive lobe temporal auditive primaire

.

.

cortex orémoteur

I cortex sornato-

cortex moteur

,

pariétal préfrontales r

I

o

b

e lobe occipital

aire

/

motrice supplémentaire

(h.g.i

Figure 1. Les aires cérébrales En haut, l’hémisphère gauche. En bas, les deux hémisphères, vus d’en haut.

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Notre cerveau aujourd’hui

sur le fait. Grâce à l’électronique, les images sont devenues quantitatives. Elles sont numérisées et enregistrées dans un calculateur. Ces images, traitées mathématiquement, sont d’une très grande précision. La caméra à positrons permet, par exemple, de suivre les atomes à la trace dans notre corps, dans nos organes et nos tissus, et ceci en temps réel, sans risque pour 1”organisme: le rayonnement émis de l’intérieur du cerveau, dans les zones en activité qui ont fixé une substance radioactive (inhalée, et non plus injectée), est suivi par la caméra qui transmet les éléments permettant de dresser une véritable cartographie du cerveau (3). L‘exploration de la morphologie cérébrale est réalisée soit indirectement (par films Rayons X), soit directement par : - Scanner RX qui permet d’obtenir sans traumatisme des images fidèles de la structure cérébrale, par tranches successives. - Stéréotaxie, technique de repérage, permettant de reconstruire une image cérébrale en trois dimensions. - Imagerie par résonance magnétique (I.R.M.), ou Résonance Magnétique Nucléaire (R. M.N.), appelée à l’origine zeugmatographie, capable de localiser les noyaux des atomes et de les faire résonner dans un champ magnétique. L‘exploration fonctionnelle est soit : - Vasculaire ; ellie utilise l’idéographie cérébrale, et mesure les variations de débit sanguin grâce à une substance isotope radioactive inhalée par le sujet. Cette technique permet, à travers le débit vasculaire, de dresser la carte des structures cérébrales engagées dans la réalisation d’un comportement : par exemple, les activités langagières ou l’attention sélective. - Métabolique ; elle utilise : La Tomographie d’Émission Positonique (P.E.T.), qui permet la réalisation d’autoradiographies quantitatives de la distribution cérébrale de divers substrats métaboliques marqués. La G Positron Emission Transaxial Tomography D (P.E.T.T.), qui montre, grâce à un marqueur radioactif isotope, les variations d’activité cérébrale et le niveau d’activité fonctionnelle de différentes aires du cerveau. Électrique ; elle utilise : L‘électro-encéphalogramme (E.E.G.), qui enregistre sur le scalp les variations du champ électrique exprimant l’activité des générateurs bioélectriques cérébraux. Les Potentiels Évoqués, technique qui met en évidence certaines activités sensorielles spécifiques et permet l’évaluation objective des composantes périphériques de la perception. Les Potentiels lents, dits d’attention et de motivation : Les E.E.G. quantifiés qui permettent d’obtenir une reproduction cartographique des différents rythmes cérébraux. ~

(3) Cf. l’article de D.-B. ISABELLEet A. V E Y R EL’Imagerie , médicale, La Reche‘rche no 144, mai 1983.

Les technologies nouvelles -

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Électro-magnétique : la Magnéto-Encéphalographie (M.E.G.), beaucoup plus récente et lourde, permet de localiser de façon très précise les régions cérébrales impliquées dans la vision, l’audition, le toucher et la motricité. Les champs magnétiques du cerveau, évalués à un milliardième de la force des champs magnétiques terrestres, peuvent être captés par un scanner de type spécial (S.Q.U.I.D., Superconducting Quantum Interference Device). Cette technique est utilisée pour les fonctions cérébrales essentielles, bientôt pour la prise de décision et, comme l’espèrent les chercheurs de l’université de New York, pour découvrir les circuits de la production langagière. Transmission hormonale et molécules cérébrales

Le transfert de l’information dans le cerveau utilise une double voie : la voie neuronale et la voie hormonale. Cette dernière, explorée par l’arsenal de la neurochimie, se révèle être un domaine où les découvertes sont sur le point de révolutionner la connaissance du cerveau et de son organisation. Non seulement les chercheurs sont en mesure d’identifier les substances chimiques, leurs structures et les récepteurs, grâce à des techniques comme l’immunocytochimie, l’immunohistochimie, les techniques de coloration sélective (histo- et immuno-fluorescence), mais il est actuellement possible de réaliser la synthèse de molécules cérébrales, comme le G.R.E (Human Growth Hormone Releasing Factor), facteur responsable de la production de l’hormone de croissance. Les hormones cérébrales obéissent à deux principes fondamentaux : l’action à distance et l’autorégulation par rétroaction. Elles modfient continuellement la perception du milieu intérieur. Elles sont responsables de notre adaptation. Les découvertes concernant les neurotransmetteurs dont l’action a pour effet d’acheminer les messages dans le cerveau, d’exciter et de bloquer l’activité des neurones, ne cessent d’ouvrir de nouvelles voies et d’offrir de nouvelles perspectives pour l’exploration des relations du cerveau, du corps et de son environnement. Les interactions et les rapports de l’organique et du psychologique sont fréquemment soulignés par les chercheurs : la neurochimie semble être un véritable clavier, à l’articulation du neuronal et de ce qu’on appelle encore le mental. Une révision de la terminologie classique concernant les activités cérébrales est inévitable : les frontières imposées par la conception mécaniste et dualiste de l’homme et de l’univers... vacillent. Les rapports de la forme et de la substance, l’organisation des supports, des significations et du sens sont à redéfinir. A mesure que les découvertes scientifiquesnous sont révélées, notre vision de l’homme et de l’univers devient moins linéaire, moins mécaniciste, moins réductrice. Les travaux de R. Guillemin sur les neuropeptides, ceux d’Hughes et Kosterlitz sur les enképhalines, ceux de nombreux biologistes sur certaines molécules cérébrales dont la sérotonine, de Soloman Snyder sur les récepteurs des enképhalines, ceux de A. Bjorlund sur les implants cérébraux,...

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Notre cerveau aujourd’hui

sont des exemples de l’étendue des domaines explorés et de leurs multiples implications dans l’étude de la vie mentale et de l’acquisition des connaissances. Ce qui apparaît très nettement, c’est l’intrication des phénomènes cérébraux, et le fait que - dans ce domaine comme dans celui du monde physique - rien n’est isolé ; aucun comportement ne correspond à une seule localisation cérébrale précise et unique. I1 est également très difficile, comme le remarque J.-D. Vincent, a de faire la part du câblé et de l’hormonal )) (4). Parmi les domaines récemment explorés par la neurochimie, celui de la neuromélanine semble être un exemple de la révolution qui se prépare dans la compréhension des mécanismes cérébraux. La mélanine est une molécule qui a été longtemps méconnue, avant d’être re-découverte en 1983 par un chercheur californien, Frank Barr. Cette molécule absorbe l’énergie électromagnétique de la lumière et la convertit en vibrations sonores et vice-versa. Elle peut également intervenir dans le métabolisme. La mélanine est douée d’autosynthèse et d’auto-organisation. Pour Frank Barr, elle est sans doute la molécule clé, à la base des systèmes vivants. La mélanine du cerveau, ou neuromélanine, va probablement nous permettre de comprendre un jour l’évolution, le développement de I’embryon, la régénération des tissus, l’homéostasie, la conscience et les états modifiés de conscience, etc. : elle semble être au centre de toute l’activité physiologique et psychologique de l’organisme. Stockée dans le cerveau sous la forme de lipofuscine, la neuromélanine crée probablement une sorte defilm holographique pour la mémoire à long terme, en déposant de minces couches de substance semi-conductrice dans le cerveau. Elle se: joint sans doute également à l’action des cellules gliales pour former la matrice de l’organisation mentale. Cette théorie présente de nombreuses implications non seulement dans le domaine de la recherche, de la médecine et de la biologie, mais aussi dans les sciences de l’éducation. Le rôle de la mélanine et, en particulier, de la neuromélanine dans la mémoire, l’affectivité et la créativité, va être exploré dans les années à venir par les différentes branches des neurosciences (5). Tôt ou tard on en viendra à une redéfinition de la science humaine, de la vie elle-même et de l’évolution. En effet, il semble qu’avec la découverte des propriétés de la mélanine, on ait fait un pas de plus vers la compréhension de l’évolution de l’évolution et en particulier, de l’évolution du mental, et de son lien avec le neural. Tout se passe un peu comme si, pour reprendre une image employée par Arthur Young, après avoir décrit l’automobile, puis son accélération, on s’intéressait maintenant au contrôle exercé par le conducteur: à l’accélération de l’accélération (6). (4) J.-D. VINCENT,Biologie des passions, Éditions O. Jacob, Seuil, 1986. (5) Les recherches de E BARRsont peu connues en France. On en trouvera l’essentiel dans la revue Medical Hypothesis, 11, 1-140, 1983. (6) A. YOUNG, interviewé par M.Ferguson, cf. Brain & Mind Bulletin, vol. 8, nos12 et 13, 1 1 July 1983. Dans d’autres branches scientifiques, astronomie, radio-astronomie,

Les technologies nouvelles

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L‘instrumentation moderne permet d’observer le monde infra-microscopique de la nature humaine, comme elle le fait dans le monde de la physique moderne, aux niveaux atomique et subatomique. Ce monde infra-atomique qui, par définition, est très éloigné de notre monde sensoriel et macroscopique, n’est jamais absent de la situation d’apprentissage G Ce que nous voyons et entendons n’est jamais le phénomène lui-même mais toujours ses conséquences )) écrit E Capra (7). Notre observation de l’apprenant va donc devoir en tenir compte. Le langage avec lequel nous nous adressons à l’apprenant est tiré de notre expérience sensorielle, directe, individuelle. I1 n’est pas totalement adéquat pour décrire et communiquer notre pensée, en particulier les phénomènes sous-jacents à notre observation d’une réalité qui se place au-delà de notre perception. Plus nous pénétrons la nature des choses de la vie, et en particulier de l’apprentissage, plus nous devons abandonner d’images et de notions traditionnellement véhiculées par le langage courant. Cette réalité sera constamment présente et développée dans les chapitres suivants. Ce qui s’offre, non seulement aux chercheurs, mais à tous ceux qui s’adressent au cerveau de l’homme (pédagogues, formateurs, parents, professionnels de la communication et... tout être humain en activité), c’est une somme immense de potentialités d’exploration et de réflexion sur les richesses d’un système qui reste si peu connu et, souvent, si mal utilisé dans la vie quotidienne. Si le livre du cerveau manque cruellement de certains chapitres et d’une conclusion, il semble que l’introduction soit en voie d’être écrite et que les quelques paragraphes existants nous incitent à nous mettre d’urgence à la tâche. En 1981,250 O00 travaux de recherche sur le cerveau étaient signalés aux États-Unis, dont la plupart avaient des implications directes en pédagogie. Qu’en est-il aujourd’hui, qu’en sera-t-il demain en Europe ? Dans le contexte éducatif actuel, quelles sont les implications pédagogiques possibles de ces recherches ?

paléontologie, anthropologie, etc., les découvertes confirment qu’il nous faut changer notre regard sur les phénomènes cosmiques, la vie organique, l’évolution... (7) E CAPRA,Le Tao de la physique, Sand, Pans, 1985 ; trad. de The Tao of Physics, Bentam Books, N.Y., 1977.

CHAPITRE 2

CERVEAU(X) ET INFORMATION

Étant donné le nombre très important des données actuellement disponibles dans le domaine qui nous intéresse, à savoir les recherches sur le cerveau susceptibles d’apporter une réponse aux questions que se posent les pédagogues et formateurs - et nous l’espérons aussi, les apprenants euxmêmes - un choix difficile a dû être effectué : il a été fait en fonction 1. de l’importance des données, 2. de l’urgence de la réponse à apporter à l’attente du monde de la formation. Pour illustrer le premier choix, ce qu’il est essentiel d’apprendre des neurosciences, citons les recherches qui nous éclairent sur le processus d’acquisition et de transmission de l’information ; la vision, et l’audition... Quant à l’urgence de certains éclaircissements à apporter, il s’agit, par exemple, des problèmes d’assimilation et de mémorisation de l’information ; de l’hyperactivité ou de la démotivation des élèves. Certains des aspects abordés ici correspondent à une demande d’information qui n’est pas toujours exprimée consciemment par les formateurs - bien qu’elle soit, à notre avis, d’une importance capitale. D’autre part, certaines questions posées par les enseignants et formateurs le sont souvent sous la pression des exigences de la situation éducative, de l’institution ou de l’environnement. L‘important, semble-t-il, est de faire en sorte de cerner, avec les moyens dont on dispose actuellement, les véritables mécanismes impliqués dans l’acte d’apprendre ; de répondre, lorsque cela est possible, aux questions qui se posent, mais aussi de faire naître une interrogation sur certaines pratiques pédagogiques, tout en restant conscient de la difficulté d’adapter à la situation artificielle de la classe, la réalité profondément dynamique de notre vie cérébrale. L‘ordre dans lequel les réalités cérébrales sont abordées dans ce chapitre, n’est pas immuable. Il n a ni cloisonnement, ni hiérarchie entre les différents aspects abordés. Les seuls guides sont la situation d’apprentissage et l’ordre dans lequel s’instaure le processus d’acquisition des connaissances : l’ordre

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même suivi par l’information, de l’environnement aux organes sensoriels et au cerveau; en d’autres termes, le trajet de l’information de la prise au traitement et à la production de l’information. 1. LE TRAJET DE L‘INFORMATION De l’environnement à l‘homme

En abordant cet aspect d’un problème qui se pose en permanence à l’homme, rappelons que ce dernier est en transaction constante avec son environnement. Cette transaction est essentiellement un échange d’énergie. I1 s’agit donc de se pencher sur : - les constituants en interaction, - la nature des énergies mises en jeu, - le transfert des énergies. En interaction, se trouvent l’organisme humain d’une part, et son environnement d’autre part. L‘un et l’autre constituent à la fois un support vibratoire et une source d’énergie vibratoire. Ces unités fonctionnelles sont interdépendantes. L‘échange d’énergie apporte signification et sens. L‘interaction de l’homme et de son environnement variera selon la nature du support vibratoire et le niveau énergétique concerné. Les liens énergétiques de l’homme et du monde qui l’entoure sont extrêmement complexes. Ce que nous ne pouvons pas ignorer (le formateur moins que tout autre), c’est le nombre inconnu et certainement élevé d’énergies - et donc d’influences - actuellement indécelables par l’observation. L‘énergie vibratoire est informante et structurante. Les mots-clés qui la caractérisent - ceci concerne tous les niveaux d’organisation - sont direction, fréquence, amplitude. Nous retrouverons ces caractéristiques dans l’analyse des stimuli visuels et auditifs, et lorsque nous chercherons à élargir notre champ perceptif. Le mode de circulation de l’énergie est la spirale, et non la ligne droite. La double spirale de l’ADN devrait être un rappel constant de la structure fondamentale de notre organisme. D’autre part, la réception vibratoire de l’homme fonctionne de façon discontinue. I1 n’est plus possible de considérer un système quelconque - et a fortiori la rencontre de deux systèmes comme la somme ou la simple séquence des propriétés des composants. L’homme est un système ouvert. Son système nerveux central est <( fait pour agir dans l’espace D (1).

(1) L‘expression est d’Henri LABORIT.D’autres auteurs ont souligné l’importance de considérer le cerveau humain comme un système ouvert (Pribram, Prigogine...).

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Des sens au cerveau : réception et transmission de l’information*

L‘information extérieure et l’information intérieure arrivent constamment et simultanément au cerveau. C’est une réalité que les intervenants et communicants professionnels oublient trop souvent... Ceci explique, pourtant, que la réception du message ne soit pas toujours celle que l’on attend ... Les voies de transmission sont de deux sortes: la voie directe, dite lemniscale, ponctuelle, et la voie réticulaire, dfluse. I1 serait bon que les formateurs s’interrogent sur la réception de l’information qu’ils apportent à l’apprenant. En effet, les activités et tâches demandées aux apprenants sont étroitement liées à la réception de l’information, à la compréhension des consignes, à l’utilisation des diverses voies de transmission, afférentes et efférentes. A-t-on jamais pensé à s’interroger sur le rapport à établir entre, d’une part, l’importance et l’étendue des zones corticales motrices et sensitives (correspondent à la face, à la rétine, au pouce, à la phonation, etc.) et d’autre part, les types d’activités demandées aux élèves tout au long de leur développement et... de leur scolarité? On serait étonné, sans doute, de la permanence de certaines stimulations au détriment d’autres... Nos cinq sens fonctionnent ainsi : les longueurs d’ondes, émises par les stimuli extérieurs, déclenchent le fonctionnement de récepteurs spécifiques (l’œil, l’oreille, etc.) dans la mesure où la fréquence et l’amplitude émises correspondent aux caractéristiques de ces récepteurs. N’oublions pas que certains signaux ne peuvent pas être perçus par nos organes sensoriels. Ils appartiennent au monde du supra-sensible. Ils sont bien émis, mais ne peuvent être captés. Ils ne mettent en résonance aucun récepteur : il n’y a donc pas de perception sensorielle. L‘être humain est sourd à la musique des sphères )) écrit E. Guillé (2), mais la (( musique )) n’est pas à nier pour autant. N’oublions pas, non plus, que nous nous envoyons des messages à nousmêmes et que nos images mentales (ce que nous évoquons visuellement, auditivement, ou encore kinesthésiquement) utilisent une partie des circuits nerveux desservant la modalité sensorielle correspondante. Chacun de nous a fait l’expérience qui consiste à tenter de communiquer avec une autre personne profondément plongée dans ses pensées : celle-ci n’entend pas ce qu’on lui dit (les circuits sont occupés !). Les recherches nous révèlent que l’imagerie et la perception reposeraient sur les mêmes mécanismes psychophysiologiques (3). La dynamique de la vie résulterait d’un équilibre entre les influences des ondes reçues et des ondes émises. Les biologistes ont détecté l’existence de

* Nous conservons pour le moment, le vocabulaire utilisé couramment en biologie, en informatique et en linguistique : (( prise », w transmission », e réception d’information, mais nous devons être conscients que l’information n’est pas une entité en soi. (2) E. GUILLÉ et C. HARDY,1983. (3) Cf. l’article de S.M. KOSSLYN, Les Images mentales, La Recherche, vol. 11, no 108, février 1980.

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deux forces coexistantes dès le niveau génétique : l’une conservatrice, l’autre évolutive. Les molécules d’ADN reçoivent et transmettent l’information aux gènes de structure. I1 est tout à fait remarquable de repérer cette double fonction dès le niveau cellulaire. Nous nous arrêterons sur trois aspects de l’information qui concernent tout particulièrement les formateurs et les apprenants : l’influx nerveux ; le câblage et codage de l’information ; la perception et le traitement.

a,’ L‘influx nerveux On sait expliquer maintenant, dans les grandes lignes, la propagation de l’influx nerveux: le transport axonal et dendritique est un événement électrique engendré par l’inversion d’un potentiel d’action, lui-même assuré par l’échange d’ions sodium et d’ions potassium. D’autres processus chimiques se déroulent au niveau des points de contact des neurones, les synapses. La double nature chimique et électrique de notre vie cérébrale, et donc de nos moyens de communication, est expliquée en ces termes par J.D. Vincent : a Pour qu’il y ait vie, il faut de l’organisation et, pour qu’il y ait organisation, il faut qu’il y ait communication, c’est-à-dire échanges d’informations entre les cellules et, au sein d’une même cellule, entre les éléments qui la composent. I1 existe chez les êtres organisés deux modes de communication, le nerveux et l’hormonal ... )) Les recherches en neurobiologie, depuis les années 1970, ont apporté une somme d’informations considérable sur l’interpénétration des mécanismes électrologiques et neurochimiques. Une fois encore, ce sont ies caractéristiques essentielles du fonctionnement cérébral qu’il s ’agit de retenir pour rendre cohérente toute intervention pédagogique : La polarité est un facteur essentiel de l’échange au cours duquel l’énergie se transforme d’une forme à l’autre : chimique électrique chimique. La diversité des neurotransmetteurs et de leur action est la marque spécifique du mécanisme cérébral fondamental. La discontinuité est une autre caractéristique de la transmission de l’influx nerveux. Les deux traits essentiels de la communication cérébrale sont : La communication synaptique, locale, immédiate, de brève durée (quelques millièmes de seconde). La communication hormonale, qui se fait à distance; elle est diffusée à l’ensemble des cellules cibles et pendant une durée prolongée.

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b) Câblage et codage de l’information Recueillies par les organes des sens, les informations convergent vers le néocortex après être passées par le relais thalamique. Ce n’est que depuis une vingtaine d’années que la neuroanatomie et la neurophysiologie ont pu, grâce aux technologies nouvelles, rectifier certaines notions qui prévalaient jusque-là telles que l’organisation hiérarchique des systèmes sensoriels, la localisation des fonctions, et la conception mécaniste du fonctionnement cérébral.

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D’autre part, les zones sous-corticales étant maintenant mieux connues, l’information en provenance de ces zones est prise davantage en compte dans l’étude du codage et du décodage de l’information. I1 était temps. En d’autres termes, le relais thalamique, dont il sera question en détail plus loin, est enfin reconnu comme faisant partie intégrante du circuit de l’information. Pour chaque modalité sensorielle, visuelle, auditive, etc., la propagation de l’information s’effectue à partir des centres sensoriels, ou aires primaires, vers les aires associatives, (( véritables mosaïques de blocs correspondant chacune à une représentation d’une surface sensorielle )) selon l’expression de J. Bullier (4). De récentes recherches ont permis d’apporter les précisions suivantes : le traitement de l’information sensorielle se fait de façon simultanée, distribuée et non séquentielle à l’intérieur d’une même modalité (visuelle, auditive...). Une seule modalité est donc représentée par des aires corticales multiples, ce qui signifierait que chaque aire fonctionnelle analyse un aspect dgférent de la réalité extérieure. I1 y aurait division du travail, ce qui se traduirait par uneflexibilité, une plasticité capable de pallier les conséquences d’un déficit. Par ailleurs, on sait maintenant que les échanges et les connexions d’une mosaïque Ll’autre - donc d’une modalité sensorielle à l’autre - se font dans trois régions de convergence multisensorielle: le lobe temporal et les deux lobes frontaux. Les aires associatives auraient un rôle non seulement dans la représentation du monde sensoriel, mais participeraient à l’interprétation du sens. Enfin, simultanéité et interaction sont également des termes qui, d’après ces recherches, représentent des caractéristiques fondamentales du fonctionnement du cerveau. J.-P. Changeux utilise le terme d’« assemblées de neurones »,forgé par Herb, pour désigner le type d’activité neuronale(4). Les termes de (( modules », d’« essaims )> ou de (( feuillets )) sont aussi utilisés pour décrire le phénomène de groupement et d’orientation dans l’espace neuronal ; ce phénomène serait une caractéristique essentielle du codage de l’information dans le cerveau.

Enchaînement, combinaison, interconversion, interconnexion, sont des mots-clés de la dynamique cérébrale :ils sont, ils devraient être, les clés des serrures de l’apprentissage. Une autre donnée concernant le câblage de notre système nerveux central a été révélée au cours des vingt dernières années et elle est d’une extrême importance dans l’interprétation de notre réalité cérébrale: il s’agit du processus de << myélinisation », c’est-àdire du gainage des fibres nerveuses qui établissent les connexions entre les différentes zones cérébrales. Ce (4) J. BULLIER, (( Les cartes du Cerveau », La Recherche, no 148, octobre 1983, vol. 14 ; J.-P. CHANGEUX,L’homme Neuronal, Fayard, 1983. Cf. aussi H. LABORIT(1973), (1986). R.A. LURIA(1973), H. MAMO(1977), J.-D. VINCENT

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gainage consolide les fibres et permet une transmission plus rapide de l’influx nerveux. Ce processus se déroule dès le huitième mois après la conception de l’embryon, rendant progressivement les zones auditives, motrices et visuelles du cerveau, et les connexions entre elles, de plus en plus opérationnelles. Les fibres acoustiques sont (( celles dont la myélinisation, c’està-dire l’aptitude à fonctionner, retarde le plus )) (5). Les lobes frontaux, siège de la ré-flexion, de la structuration, et de la conceptualisation, étant les derniers à être totalement myélinisés, il est de toute première importance de ne faire accéder l’apprenant à des tâches d’abstraction qu’à l’âge cérébral correspondant (6).

c) Perception et traitement de l’information A lui seul, le premier de ces deux termes suffirait à remplir plusieurs bibliothèques... I1 ne sera question, dans cette section, que de la relation perception/ traitement de l’information. La première question qui se pose, est de savoir à partir de quel moment on peut parler de traitement de l’information. Pour le système visuel, les neurobiologistes nous disent que le cerveau commence à la rétine. J.P. Changeux fait une distinction très nette entre sensation et perception, entre percept et concept. 11 note (( une parenté neurale, une congruence matérielle, entre le percept et l’image de mémoire ». Mais, poursuit-& dès qu’on aborde le thème de la signification et de l’interprétation de la réalité, on entre dans un domaine où les données biologiques font cruellement défaut )) (7). Bien que, à notre connaissance tout au moins, les études portant sur la perception sensorielle aient été essentiellement destinées à apporter une aide à la détection de maladies et au diagnostic clinique, elles nous offrent une analyse des caractéristiques fondamentales du processus perceptuel. Pour ne citer que deux des domaines sensoriels, le visuel et l’auditif, intervenant en priorité dans le processus d’apprentissage scolaire, il est particulièrement précieux pour des enseignants et formateurs d’apprendre, grâce à des recherches récentes, que «la voie visuelle traite le mouvement et la position dans l’espace dans des canaux parallèles>> ; qu’elle «possède des canaux spéciJques pour les changements de taille et les stimuli clignotants». Que, d’autre part, «la voie auditive traite l’information le long de canaux distincts N ; et que <( certains neurones sont activés par des changements d’intensité d’un son mais ne réagissent que peu ou pas du tout à un son pur continu, alors que d’autres neurones sont fortement stimulés par un son pur continu >> (8). Les interactions entre cellules du système visuel, et en particulier les cellules de la rétine, telles que les ont enregistrées des techniques récentes, ont révélé une fonction essentielle de la vision : la détection des contrastes (5) Source : Henri WALLON(1969), citant STERNet FLECHTIG. (6) Cf. dans la bibliographie GALIND., JOHNSTONE J. et al. (1979). Cf. aussi l’ouvrage de Britt M. BARTH,L’apprentissage de l’abstraction, Retz, 1987. (7) CHANGEUX, op. cif., p. 166-167. Cf. aussi COWAN M. (1981). (8) Cf. REGAND. (1980).

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lumineux qui permettent de distinguer les contours des objets. La rétine fournit un bon exemple de la manière dont une partie du système nerveux fonctionne. A mesure que nos connaissances progressent, elle devient de plus en plus un modèle pertinent pour comprendre comment se réalise l’intégration nerveuse dans les centres les plus élevés du cerveau (9). Les différentes recherches sur les systèmes sensoriels font apparaître les divers paramètres intervenant dans la perception et le traitement de l’information, ainsi que les mots-clés du fonctionnement du cerveau. Ces paramètres et ces mots-clés doivent servir de base aux enseignants et formateurs pour l’élaboration de leurs programmes et contenus de formation. Un autre exemple à retenir des explorations du fonctionnement de notre cerveau, est ce que révèle la recherche de Manfred Clynes et sa découverte de la loi (( Unidirectional Rate Sensitivity )) (U.R.S.). Selon cette loi, l’information est mieux perçue dans des conditions évolutives que dans des conditions statiques : nous sommes plus sensibles à des changements d’intensité (augmentation ou diminution) qu’à une intensité constante. D’autre part, ces changements utilisent un seul canal, unidirectionnel (fibre, membrane, séquence de réactions chimiques ou hormonales, etc.), car - affirme Clynes - les molécules ne peuvent ((arriver))qu’en nombre positif (10). 2. NIVEAUX D’ORGANISATION : ÉVOLUTION ET MATURATION DU CERVEAU L‘évolution phylogénétique et le développement ontogénétique du cerveau nous apportent un éclairage très précieux sur nos capacités à traiter l’information à plusieurs niveaux. Notre cerveau de la fin du xxesiècle est la résultante d’une évolution qu’il est essentiel de prendre en compte si l’on veut parvenir à la compréhension du fonctionnement cérébral. Pour Jean Charron, (( nous sommes nés il y a 15 milliards d’années D. Quel que soit l’ancêtre de l’homme auquel on se réfère: l’homo erectus (35 O00 ans), l’Australopithèque (4 millions d’années), le singe anthropomorphe (70 millions d’années), le mammifère primitif (200 millions d’années), les reptiles (300 millions d’années), ou les poissons (450 ou 500 millions...), il faut, pour expliquer l’origine de l’homme, remonter au début même de la vie sur la terre ; car l’homme, même s’il l’oublie aujourd’hui, fait partie intégrante du Cosmos. La Physique moderne est heureusement là pour nous le démontrer (1 1). Sans entrer dans la polémique des diverses théories portant sur les (9) Cf. l’article de D. HUBELet T. WIESEL,Les mécanismes cérébraux de la vision, in Pour la Science, Belin, 1981. (10) M. CLYNESest un chercheur australien, dont les découvertes et inventions sont un exemple frappant de pluridisciplinarité : neurophysiologiste, musicien, psychophysiologiste, il est aussi ingénieur en biocybernétique. Cf. son ouvrage Sentics, p. xiii. (1 1) Cf. bibliographie, A. GRIBENSKI (1980).

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relations de la phylogenèse et de l’ontogenèse, il est bon de rappeler la grande ressemblance des premiers stades de développement des différents fœtus, de la tortue à l’homme, signalés par Hæckel en 1874. Le cerveau est une structure biologique complexe. On l’oublie trop souvent, surtout lorsqu’on est apprenant ou enseignant. Dans le système éducatif traditionnel, on est tenté de ne s’adresser qu’à un seul de ces niveaux, le plus noble dans l’optique occidentale : (( l’intellectuel », le cortical, le plus récent dans l’évolution phylogénétique et dans le développement de l’embryon. En fait, tout se passe comme si nous avions à notre disposition trois types de ressources. Tout d’abord, un memento de poche, prêt à parer au plus pressé. La deuxième ressource est notre bibliothèque comportant plusieurs ouvrages de référen.ces et l’album-photo de la famille. Et, lorsque ces deux ressources se montrent insuffisantes, nous nous référons à une troisième ressource de la taille d’une banque de données ; mais cela demande beaucoup plus de temps... Quatre cerveaux en un

La théorie des trois cerveaux de MacLean, du National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland (États-Unis) est relativement peu connue en France. Certains la considèrent comme une simplification trop grande d’une réalité infiniment plus complexe. L‘erreur que l’on commet souvent est de considérer cette théorie comme un modèle fonctionnel alors qu’il s’agit essentiellement d’un modèle structural (12). Pour MacLean, il s’agit de faire (( une rétrospective au-delà de Freud o. Les trois cerveaux correspondent à trois types de traitement et d’organisation de l’information. Le modèle proposé par MacLean (structural, rappelonsle) est extrêmement utile pour expliquer certains comportements d’apprenants (et pourquoi pas, de formateurs). Le premier niveau, le cerveau reptilien ou complexe-R, comporte la plus grande partie du tronc cérébral (le système réticulaire, le cerveau moyen et les ganglions de la base). I1 est constitué de cellules disposées en amas et non en couches, comme c’est le cas dans le cortex. Le cerveau reptilien est riche en récepteurs d’opiacés et on y trouve une grande concentration de dopamine. MacLean a recensé vingt-quatre comportements ou conduites typiquement primales, qu’il regroupe en cinq conduites interopératives : a) l’isopraxie ou imitation d’un modèle ou de prototypes, b) les penchants, tendances, impulsions, c) la routine, la recherche d’une jurisprudence, les rituels, actes superstitieux, d) les tropismes, e) les stratégies de feintes. Le cerveau reptilien est rempli de savoir et de mémoire ancestrale. I1 (12) Cf. MCLEANP, (1964).

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prend des décisions de survie et défend le territoire. I1 est très attaché aux habitudes, et se charge de nos automatismes. Ses réponses aux stimuli sont immédiates et il ne sait pas faire face aux situations nouvelles. I1 ne sait pas innover, et il accepte mal qu’un autre soit différent de lui. Dans la classe de langue étrangère, il est ... à rude épreuve ! I1 est - très probablement le grand responsable des résistances qui se traduisent, chez certains apprenants, par des difficultés quasi insurmontables lorsqu’il s’agit de changer de code linguistique ou d’habitudes. L‘autistique souffrira d’une incapacité à imiter ; au contraire l’enfant retardé, lui, trouvera dans l’imitation une possibilité d’apprentissage, même limité. Le système limbique, ou cerveau mammifère, appelé encore cerveau émotionnel (et même viscéral), est, comme le terme limbique l’indique, construit autour du premier. MacLean le décrit comme ayant trois divisions : l’amygdale, le septum, et les noyaux thalamiques antérieurs. Le cerveau limbique marque le commencement de l’émancipation du super-ego ancestral. Grâce à lui, nous sommes capables de jouir d’une plus grande liberté de décision. II joue un rôle primordial dans notre comportement émotionnel et notre mémoire, et donc, dans la structuration de notre identité ; il y contribue par son aptitude à apprendre à partir d’expériences nouvelles qu’il classe en gratifiantes (donc à recommencer), ou désagréables (donc à éviter ou fuir). Encore étroitement lié au stimulus, il sait généraliser les réponses apprises. I1 est vital pour la mémoire à court terme et, a fortiori, pour la mémoire à long terme ; mais s’il lui est nécessaire, il n’est pas suffisant. D’autres zones cérébrales sont impliquées dans la mémorisation. Nous lui devons, enfin, notre sens du groupe et pour une grande part, notre altruisme. L‘apprenant, l’enseignant, le formateur, le parent.. . doivent savoir que ce cerveau est un véritable relais : tous les stimuli sensoriels (sauf olfactifs) passent par son (( étage H. II est parfaitement capable de bloquer une information montante (ou descendante) si l’environnement lui paraît menaçant, 1atmosphère déplaisante, si un choc affectif survient, ou encore si une image mentale trop prégnante est déclenchée... Cette formation cérébrale veille à la survie de l’organisme et de l’espèce. Les deux cerveaux reptilien et limbique sont intimement imbriqués l’un dans l’autre, et si étroitement reliés que certains biologistes les considèrent comme ne faisant qu’un. Ils ont en commun de combiner les informations intérieures et extérieures, un peu comme si, sur leur écran, les deux types d’information étaient confondues. On comprend mieux que, dans les situations où ces deux cerveaux sont «aux commandes)), il soit difJicile de distinguer entre une information extérieure et intérieure, du domaine du ressenti ou de l’imaginaire. C’est le cas, lorsque une émotion bloque notre compréhension, freine ou interdit une décision. Ni le cerveau reptilien, ni le cerveau limbique ne possèdent le moyen de s’exprimer verbalement.,,. d’où l’inutilité d’argumenter sur la motivation avec

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un apprenant qui n’est pas motivé !... Paul MacLean compare ces deux cerveaux primitifs l’un à un (( reptile en laisse n et l’autre à (( un cheval sans cavalier ». Le cavalier est à l’étage au-dessus (figure 2). C’est le néo-cortex. Pour traiter les données reçues par les organes sensoriels, les images mentales et nos mémoires diverses, pour transmettre les réactions cérébrales en langage verbal, il faut l’aide du néocortex. Celui-ci s’est développé massivement, si massivement qu’il lui a fallu se replier en profondeur pour loger ses 22 dm2 dans la boîte crânienne ! I1 a permis à l’homme la production d’un langage symbolique et des activités complexes comme la lecture, l’écriture, et l’arithmétique. (( Mère de l’invention )) et père de la pensée abstraite D selon MacLean, le néocortex permet la production et la préservation des idées. I1 raisonne froidement, et ne connaît pas les émotions... I1 est un écran beaucoup plus fin de la réalité extérieure grâce à ses capacités de traitement de données. I1 est capable d’analyser, d’anticiper, de prendre des décisions, de résoudre des problèmes, de conceptualiser... On trouve chez MacLean une explication originale de la localisation du langage dans l’hémisphère gauche : les chasseurs, plus tard les hommes d’armes, tenaient leur bouclier de la main gauche pour protéger plus efficacement leur cœur d’éventuelles blessures. Ils devaient donc tenir leur arme de la main droite, accompagnant leurs gestes défensifs ou offensifs de vocalisations, directement liées à l’action... ce qui aurait contribué au développement de l’hémisphère gauche.

Les lobes frontaux représentent la dernière poussée cérébrale et peuvent être considérés comme un quatrième cerveau. Ce cortex préfrontal est en effet très différent du néocortex en ce qu’il semble être le siège privilégié de l’empathie, de l’identification avec l’Autre, de la ré-flexion. Le front de l’Homme de Néanderthal s’est redressé pour devenir plus droit, plus grand et loger le cortex préfrontal que de nombreuses études ont discerné comme étant indispensable à la planification, à la réflexion, à la projection d’un avenir qui nous concerne, nous et les autres. Fortement relié au système limbique, il est décrit par MacLean comme étant la seule partie du cortex capable d’altruisme, de (( regarder à l’intérieur D et d’échapper à la loi implacable de la lutte pour la vie. MacLean signale, avec d’autres biologistes, que cette partie du cerveau continue à se développer après l’adolescence. Le rôle des lobes frontaux a été également souligné par A. Luria, le grand neurologue russe. Le cortex préfrontal possède ce que Luria appelle la (( barrière fonctionnelle ». C’est grâce aux lobes frontaux que nous avons un moyen d’échapper à la boucle stimulus réponse, en retardant le moment de la réaction et en donnant le temps à l’information de parvenirjusqu’au cortex préfrontal qui traitera cette information. Retarder la réaction pour prendre du recul, évoquer les conséquences, en un mot : penser (1 3).

(13) Cf. A.R. LURIA(1973b).

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Figure 2. Nos 3 cerveaux Paul MacLean compare notre triple structure cérébrale à un reptile en laisse, un cheval sans cavalier ; le cavalier est à l’étage au-dessus (dessin de D. Blondiaux).

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La théorie de MacLean a été prolongée par William Gray (du Newton Center, Massachusetts, États-Unis) dans sa théorie de 1’« Emotional Cognitive Structure )) (E.C.S.), qui tend à démontrer que toutes nos pensées sont codées par des tonalités affectives. Nos pensées naissent de nos émotions. Un autre théoricien, Paul La Violette (de Portland, Oregon, États-Unis) démontre que le processus de base de notre fonctionnement cérébral est un processus bottom up, c’est-à-dire de bas en haut, et non, comme on le croit souvent top-bottom, c’est-à-dire de haut en bas. En d’autres termes, notre activité mentale va du limbique au cortical. C’est également cet aspect du cheminement de l’information que souligne Henri Laborit, à savoir le passage obligatoire des stimuli sensoriels par le système nerveux primitif et - sauf en ce qui concerne les réactions réflexes - le passage par le relais du système limbique des informations conduites vers le néocortex (14). Certains comportements - comme l’agressivité s’expliquent par la prise de pouvoir de l’un des cerveaux. La défense du territoire peut devenir la préoccupation première de l’organisme ;l’affectivité peut intervenir dans la transmission de l’information à l’étage cortical, soit pour la favoriser, soit pour la bloquer. L‘équilibre entre les trois étages est fragile et il est loin d’être constant, une fois atteint. Toute interventionpédagogique devra tenter de réconcilier le cognitif avec sa base affective sous-corticale et ménager un contexte non-menaçant, enrichissant et chaleureux, dans lequel l’apprenant se sent interpellé totalement. Là se trouvent les conditions d’un apprentissage efficace. Notre dynamisme sensori-moteur

Le développement ontogénétique de notre système sensori-moteur est l’illustration même du dynamisme cérébral, celui d’un organisme ouvert en perpétuelle recherche de son propre équilibre et de son expression, en échange constant avec l’environnement. Et ceci... depuis l’origine de l’homme, à travers les 200000 générations d’hommes qui ont abouti à la nôtre. Capteurs, véhicules et transformateurs de l’énergie interne et externe à l’organisme, nos cinq systèmes sensoriels et notre motricité sont beaucoup plus qu’un assemblage de pièces détachées. L‘ontogénèse, le développement de l’individu depuis la fécondation jusqu’à l’âge adulte, démontre à quel point nos systèmes sensoriels sont imbriqués les uns dans les autres, dépendent les uns des autres et coopèrent bien avant la naissance du nouveau-né pour construire l’unité et la complexité de l’individu. Notre multisensorialité a souvent été chantée par les poètes ou les musiciens. Écoutons Claudel : (( Celui qui ne regarde pas l’azalée n’entendra pas le torrent )) et Richard Wagner : a l’œil s’adresse à l’homme extérieur et l’oreille à l’homme intérieur D. Le dynamisme de notre architecture et de notre organisation sensorielle (14) Cf. bibliographie GRAYW. (1979); LA VIOLETTE P. (1979) ; LABORIT H. (1981).

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peut être représentée par un seul chiffre : le poids du cerveau augmente de 35 % après l’âge de deux ans (15). Cette augmentation se traduit sous trois formes : - l’allongement des fibres (axones et dendrites des neurones) ; - la myélinisation des fibres (processus de gainage de fibres) (16) ; - l’apport d’énergie et de substance nutritive (par la multiplication des cellules gliales et le développement de la circulation artérielle). Les trois sources d’accroissement du poids cérébral s’accompagneraient pour certains auteurs d’une multiplication du nombre des synapses (leur nombre passerait de 200 milliards à la naissance à 10 puissance 14 ou 15 à l’âge adulte). Pour d’autres, au contraire, la maturation fonctionnelle du cerveau serait liée à l’élimination synaptique et (( à l’acquisition d’une efficacité synaptique, plus grande, au niveau moléculaire )) (1 7). Cette période de la vie humaine est d’une importance cruciale pour la mise en place des structures responsables du développement de l’individu : augmentation de la complexité et de la rapidité des connexions intercellulaires, consolidation du reseau neural qui deviendra de plus en plus fiable, non-continuité et non-linéarité des changements qui surviennent au cours du développement. Chaque système, visuel, audit$ moteur, a sa propre histoire, son orientation, sa fonction.

Notre système auditif Le système auditif est plus primal que le système visuel, mais il se structure plus lentement ; le nerf auditif est moins puissant que le nerf optique. I1 faudra entre cinq et sept ans à l’enfant pour être en mesure de gérer le langage, ou plutôt sa langue. Les recherches sur l’acquisition du langage chez l’homme nous rkvèlent que les nouveaux-nés perçoivent et imitent des sons qui n’existent pas dans leur langue maternelle, puis perdent - dès trois mois - cette capacité perceptive très large pour se réduire aux fréquences, rythmes et intonations de la langue maternelle. Le petit d’homme organisera son langage autour des concepts et des catégories qu’il rencontre dans son exploration du monde. L‘audition est considérée comme le système sensoriel le plus discriminat$ La transmission de l’onde sonore s’effectue selon des modalités exceptionnelles en neurophysiologie sensorielle : à travers des cavités aériennes et liquidiennes jusqu’au cortex. De plus, le système auditif est doublé d’une

(15) Cf. bibl. DOBBING J. and SANDS J. (1973). (16) Pour certains auteurs, la myélinisation est le facteur principal de maturation cérébrale (YAKOVLEV et LECOURS).D’autres attribuent l’accroissement du cerveau à l’augmentation de l’A.D.N. (HYDEN).Un autre facteur de maturation pourrait intervenir : la synthèse de protéines à laquelle l’A.R.N. participe (EPSTEIN). (17) Cf. RAKICet al, Concurrent overproduction of Synapses in Diverse Regions of the Primate Cerebral Cortex », Science, vol. 232, Ap. 1986, pp. 232-4.

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fonction de régulation du tonus antigravitaire et joue un rôle dans l’équilibre du sujet, grâce a l’appareil vestibulaire. Notre système visuel

La vision, de son côté, est la source la plus importante d’informations que nous recevons du monde extérieur ; et ceci semble vrai dans toutes les cultures. (( L‘image qui se forme au fond de l’œil n’est que le point de départ de la perception visuelle. Elle est codée sous forme d’impulsions électriques, transmises jusqu’aux aires visuelles cérébrales où elles sont analysées en termes de recorinaissance des formes, des couleurs, des mouvements, etc. (1 8) )) Dans ces quelques lignes, les enseignants et formateurs peuvent, une fois encore, trouver de précieux mots- clés représentant les paramètres sur lesquels construire un enseignement : reconnaissance, formes, couleurs, mouvements. Le phénomène visuel s’opère à plusieurs niveaux : au niveau perceptif, par la capacité d’interpréter des images, identifier des formes. A un niveau plus complexe, la vision implique la catégorisation, la mémorisation et l’attention. Le nerf optique est un faisceau d’un million de fibres nerveuses. C’est une voie puissante de transmission de l’information. Le développement du système visuel est foudroyant de rapidité : il faut cinq mois environ à l’enfant pour contrôler le même champ visuel que l’adulte. Les voies optiques ont une double fonction ; la fonction visuelle proprement dite et la fonction du regard (19). L‘une et l’autre correspondraient respectivement aux aires 17 et 18 de Brodmann. Sans entrer dans une analyse approfondie, il \faut toutefois signaler la distinction fondamentale qui doit être faite entre la vision focalisée et la vision ambiante ou visuo-spatiale. Ces deux types de vision se complètent . Selon M. Jeannerod «un sujet ayant une vision focale sans la vision ambiante serait aussi inBrme que celui qui tenterait d’examiner un tableau dans une pièce obscure avec un mince pinceau lumineux)). Vision focalisante et vision visuo-spatiale sont à rapprocher des deux gestions cérébrales dont il sera question plus loin, lorsque seront décrits nos deux hémisphères cérébraux, le gauche et le droit. Nos deux types de vision correspondent également à deux types de lecture de l’écrit : les écritures alphabétiques et syllabiques d’une part, et les écritures pictographiques d’autre part. Des recherches récentes portant sur la durée et l’orientation du regard (18) M. IMBERT(1983) et (1984); cf. aussi FAING.L. (1979). (19) Cf. H. MAMO (1977).

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font apparaître le rôle du contact oculaire en tant que principal régulateur de la communication. Les variables (durée du maintien du contact, nombre de changements de la direction du regard, rôle de locuteur/récepteur, échange face à face ou en groupe...) semblent varier d’une culture à l’autre mais confirmerit le rôle primordial du comportement visuel dans l’évolution de l’individu et des rapports sociaux (20). Notre motricitë

La motricité, la troisième modalité sensorielle dont le développement sera suivi ici en parallèle avec celui de l’audition et de la vision, intervient très tôt dans le développement de l’embryon. La motricité est indissociable de toute sensorialité et de toute réalité cognitive et mnémonique. Pour Marcel Jousse, c’est le geste et la mémoire qui font l’homme. Pour Georges Brunon, à qui nous devons l’arbre magnifique dont nous avons fait le symbole du titre de ce livre, le geste est véhicule, moyen, voie. I1 est porteur de créativité (21). Goethe n’est pas démenti par l’embryogenèse, lorsqu’il fait dire à Faust : (( Im Anfang war die Tat )), rétorquant aux disciples de Platon qui donnaient la priorité à la pensée sur l’acte : (( Au commencement était l’Action. )) Pour C. Jung : (( Les actions n’ont jamais été inventées. Elles ont été accomplies(22). )) Pour Piaget, également, le mouvement est au commencement. Corrélats neurologiques du développement de l’intelligence

Le développement de l’intelligence tel que le décrivent les psychologues, et en particulier Piaget et Inhelder, s’opère au cours de différents stades: sensori-moteur ; pré-opératoire ; opérations concrètes ; opérations formelles. Certains auteurs ajoutent un stade ultérieur d’opérations post-formelles, et apportent la preuve que le développement du cerveau se poursuit au-delà de l’adolescence. Le parallélisme entre les stades piagétiens et les périodes de croissance neurologique a été étudié par plusieurs auteurs qui concluent, dans leur ensemble, à une croissance discontinue par palier. Alors que les premières études des neurophysiologistes et des neuropathologistes, soulignant cette particularité du développement cérébral, datent des années 1920 et 1930, les programmes scolaires continuent à être construits comme si l’enfant progressait d’année en année régulièrement, comme s’il était capable d’une production quantitativement identique au cours de chaque année scolaire... Chercheurs en neurologie et psychologues le montrent, pourtant, clai(20) Cf. les recherches de Patricia WEBBINK, auteur de The Power of the Eyes (1986), Springer, 536 Broadway, N.Y.C., 10012. L’Art et le Vivant, Éd. Dangles, 1982. (21) G. BRUNON, (22) C. JUNG(1983).

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rement : le développement cérébral de l’enfant se fait par poussées et paliers. I1 est marqué de périodes d’accélération et de ralentissement dont les systèmes éducatifs doivent tenir compte. Les périodes de pointe sont trois, sept, onze et quinze ans. Entre ces poussées, pendant les (( périodes creuses », il serait bon d’éviter un apprentissage intensif car le cerveau a une capacité réduite de réflexion et de créativité. A quinz,e ans, un apprenant mettra quatre fois moins de temps à acquérir les mêmes données qu’à treize ans. I1 vaudrait mieux, dans ces conditions, retarder certains apprentissages et utiliser les périodes de ralentissement pour assurer la consolidation des acquisitions antérieures, proposer des activités concretes, et encourager l’apprentissage expérienciel.

Si un programme éducatif se veut efficace, il doit s’adapter au développement des zones cérébrales et s’adresser aux capacités mentales correspondant aux fonctions devenues opérationnelles, grâce ù la maturation progressive du cerveau. I1 est aberrant de demander à un mécanisme quelconque d’opérer une fonction pour laquelle il n’est pas prêt. Pourquoi les formateurs et les enseignants oublient-ils, dans leur grande majorité, cette réalité essentielle ? En 1972, H.T. Epstein, psychologue de l’université Brandeis, à Waltham, Massachusetts (États-Unis), publiait une synthèse des travaux existant sur les changements chronologiques du poids du cerveau et du corps, en relation avec la mesure de la circonférence du crâne de la naissance à l’âge de dixsept ans. I1 donnait à sa théorie le nom de phrénoblysie (du grec : (( crâne )) et ((poussée »). I1 découvrait une différence marquée entre le crâne des garçons et celui des filles après la dixième année, et une nouvelle poussée cérébrale après l%gede quatorze ou quinze ans, fixée par Piaget comme étant le dernier des stades de développement de l’adolescent. Patricia Arlin confirmait, dans une étude portant sur des étudiantes de dix-neuf à vingt et un ans, que le développement du cerveau continuait après l’adolescence. Ce nouveau stade correspond à la capacité de recherche du problème qui, elle-même, ne doit pas être confondue avec la capacité de résoudre le problème. Les autres aptitudes de ce dernier stade serait le raisonnement inductif, la pensée créative ou divergente. Les implications de ces découvertes en méthodologie de l’apprentissage sont considérables. Le concept même d’intelligence doit être révisé à la lumière des donnkes recueillies auprès des neurophysiologistes. En effet, le cerveau se développe comme s’il était composé d’une série d’organes différents, qui se développeraient chacun à son propre rythme, certains atteignant la maturité avant les autres (23).

La mesure de l’intelligence doit être établie en tenant compte d’unfacteur supplémentaire et significatiJI Ù savoir l’aptitude ù développer de nouvelles (23) P. ARLIN(1975) ; cf. aussi D. ROSE (1982).

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compétences à un âge mental donné, et non pas la seule référence à un savoir ou à un savoir-faire donné. Les capacités en langage, calcul et raisonnement semblent atteindre un sommet vers l’âge de onze ans ; alors que les années entre treize et quinze ans correspondent à une baisse de niveau dans ces trois domaines pendant que, parallèlement, s’effectue la maturation affective et sexuelle. Les périodes d’entrahement intellectuel intensif ne devraient-elles pas correspondre aux périodes de poussée cérébrale ? Les programmes scolaires n’auraient-ils pas plus de chance d’être efficaces (et l’échec scolaire serait sans doute beaucoup plus rare) si, comme l’ont recommandé depuis longtemps des auteurs comme Alfred Whitehead ou Lee S. Vygotsky, ils tenaient compte des périodes de développement de l’enfant ? Ce qui semble plus grave encore dans l’erreur que commettent les systèmes éducatifs, c’est qu’en imposant à des enfants des tâches qui ne correspondent pas à leur développement cérébral - et donc à leurs capacités cérébrales, des attitudes de blocage et de rejet risquent de se cristalliser, même après la mise en place des structures mentales. Nous en arrivons donc à nous poser la question suivante : De quelles données essentielles les pédagogues devraient-ils disposerpour construire des programmes adaptés au développement cérébral ? I1 semble qu’un minimum de connaissances de base devraient précéder (et présider à) l’élaboration de toute intervention de formation : 1) Le système nerveux se développe de bas en haut : la moelle épinière (le système nerveux autonome) est formée avant le cerveau (le système nerveux central) ; - les couches internes (sous-corticales) se développent avant les couches externes (corticales) ; - les extrémités (lobes frontaux) se développent en dernier, et leur développement se prolonge jusqu’à l’âge adulte (24). Pour certains apprenants, l’itinéraire vers l’abstraction est trop rapide. Un retour vers le concret permet de résoudre certaines de leurs difficultés, en particulier lorsque est repris le chemin de la motricité (25). II est donc nécessaire d’observer une hiérarchisationdes tâches en relation avec la maturité du cerveau, seul décideur de la progression: de l’acte perceptif concret, sécurisant, à I ’acte conceptuel, abstrait. -

2) La différenciation progressive des champs corticaux se ferait par la myélinisation des analyseurs sensoriels, l’arborisation dentritique et la multiplication synaptique, dans l’ordre suivant : - analyseurs primaires (myélinisés dès le stade foetal) ; - analyseurs secondaires ou zones d’association (myélinisés dès les premières semaines et les premiers mois de la vie) ; - en dernier, les zones tertiaires ou zones de recouvrement. (24) Cf. YAKOVLEVet LECOURS, op. cit. (25) Cf. les recherches de FROSTIGet MASLOW(1979) ; COULTER (1981).

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Les zones de recouvrement, d’une importance capitale, sont les lobes frontaux et la zone infra-pariétale postérieure. Elles sont à la limite des zones visuelle, auditive, vestibulaire, cutanée et proprioceptive. Ces zones multisensorielles sont capables d’intégrer des informations de modalité sensorielle différente simultanément. Prenons pour exemple le cortex visuel. Les neurones de la zone primaire sont doués de sélectivité d’orientation et sont capables de reconnaître des formes et des contours. Les neurones de l’aire secondaire jouent un rôle dans l’analyse de la couleur, du mouvement, du relief; ceux de l’aire tertiaire jouent un rôle essentiel dans la conversion de la pensée concrète en pensée abstraite qui procède toujours sous la forme de schèmes internes. La zone tertiaire joue également un rôle dans la mémorisation de l’expérience, c’est-à-dire non seulement dans la réception et le codage de l’information, mais aussi dans son stockage (figure 3).

Quand, dans leurs actes pédagogiques, les formateurs font-ils intervenir un objectlf qui tienne compte de la réalité cérébrale muhisensorielle ?

3) Le corpus callosum, ou corps calleux, qui relie les deux hémisphères, est totalement myélinisé vers la dixième année. I1 joue un rôle très important dans la fine coordination des mouvements des membres. La myélinisation commence à l’extrémité postérieure du corps calleux, dans l’aire visuelle, et se propage d’arrière en avant, vers les lobes frontaux. Ce n’est que lorsque le processus est suffisamment avancé pour relier les deux hémisphères dans leur totalité que les tâches complexes d’abstraction pourront être réalisées. Le processus peut être plus lent chez certains enfants (26). La différence entre un enfant dit a retardé )) et un enfant dit (( doué )) consiste dans le temps qu’il faudra à chacun pour assimiler une information et l’accommoder. Ce temps peut vari‘er de trois mois (pour l’enfant doué) à un an et demi, et même deux ans, pour l’enfant retardé(27). D’autre part, les filles et les garçons à onze ans n’ont pas la même poussée cérébrale : les filles auraient une poussée de croissance cérébrale deux fois plus forte que les garçons. A quinze ans, ce serait l’inverse. I1 s’agit donc d’adapter les contenus des programmes et les pédagogies pour qu’aucune catégorie d’apprenants ne se décourage ou ne se démobilise face à des activités scolaires qui ne correspondent pas à leurs aptitudes. De même, puisque le développement cérébral ne se déroule pas de façon régulière mais par poussées suivies de paliers, la pédagogie devrait s’adapter aux périodes de ralentissement pour consolider les connaissances, développer un apprentissage expérienciel, un enseignement par tutorat, etc. II est donc essentiel de tenir compte du fait que le développement (26) Cf. LURIA(1973). (27) Cf. WABER(1982) et EPSTEIN(1978).

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pariétal

lobe occipital

/” 1 . Rétine 2. Corps genouillé latéral 3. Cortex visuel primaire

4a. Cortex visuel associatif 4b. Cortex pariétal 4c. Cortex temporal

Transmission de l’information Perception des éléments simples (lignes, taches de couleur ... ) Perception des formes complexes et couleurs Relations spatiales, position d’un objet dans l‘espace Traitement de l’information dans son ensemble

L‘architecture cérébrale représentée ci-dessus ne doit pas faire oublier la complexité des mécanismes cérébraux, en particulier le rôle des couches sous-corticales et du cerveau hormonal dans le traitement de l’information.

Figure 3. Le chemin de l’information visuelle au niveau cortical (d’après Mishkin et Appenzelle, 1987)

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neurologique de 1’apprenantest un critère indispensable sur lequel construire une pédagogie, et que le stade de développement, à un âge donné, peut varier d’un enfant à l’autre. 4) Les stades du développement neurologique sont (28) :

Le stade sensori-moteur, de O à 18 ou 24 mois, qui correspond au passage d’une activité réflexe à une activité volontaire. Neurologiquement, c’est une période d’activité intense. Les changements neurologiques correspondant à l’évolution du comportement pendant ceis deux premières années consistent essentiellement en une poussée du lobe préfrontal et des zones associatives permettant à l’enfant de relier certaines perceptions entre elles - en particulier d’identifier l’orientation d’un son, de reconnaître la voix de sa mère et de discriminer les sons verbaux des sons non-verbaux. Le développement du corps calleux est très rapide: composé de 13 O00 fibres à la dixième semaine fœtale, il en comporte ... 144 millions à l’âge de cinq mois ; cette croissance est liée au développernent des structures avoisinantes. La myélinisation de ce puissant faisceau de fibres se poursuit tout au long du premier stade piagétien, reliant des zones associatives visuelles et motrices, et permettant la coordination de l’œil et des mains. L‘action combinée du lobe préfrontal et des zones associatives permet l’intériorisation des moyens d’action dont Piaget date le début vers le quinzième mois. -

Le stade pré-opératoire, de 2 à dans: caractérisé par les fonctions sémiotiques et l’utilisation des signifiants - aussipar signes ou symboles, mais l’incapacité de maîtriser des opérations réversibles. Neurologiquement, de deux à six ans, on note plusieurs changements importants. Le lobe préfrontal (utile pour l’anticipation des gestes et leurs conséquences), et les zones de réception auditive se développent de façon considérable. Le faisceau arqué, reliant la zone de Wernicke (compréhension du langage) et celle de Broca (production du langage) est myélinisé. Le cortex n’est pas seul à se développer ; les couches sous-corticales, et en particulier les noyaux thalamiques, continuent à se développer et permettront à l’enfant d’affiner sa motricité. Mais, ne nous y trompons pas: la biologie de l’acquisition du langage reste un mystère presque total. Si l’anatomie et la physiologie des systèmes nerveux périphérique et central correspondant à la réception et la production du langage sont mieux connues, il n’en reste pas moins que personne, actuellement, n’est encore en mesure de dire comment les deux domaines sont reliés l’un à l’autre. Le modèle fonctionnel qui pourrait expliquer l’itinéraire du neurone à la phrase (ou vice versa) reste encore à construire. Comme le suggère un -

(28) Cf. PIAGETet INHELDERpour la description des différents stades. Cf. aussi, dans la troisième partie, le tableau du développement chronologique du cerveau humain et des activités cérébrales correspondantes.

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auteur, les fonctions cérébrales ne correspondent sans doute pas à nos concepts ou à notre vocabulaire (29)... Le stade des opérations concrètes: (ce sont des actions intériorisées, réversibles, qui s’articulent en systèmes d’ensemble et portent sur des objets) correspond à la tranche d’âge de huit à douze ans. I1 est caractérisé par une capacité de l’enfant à objectiver, a maîtriser les opérations logicomathématiques et la sériation; un peu plus tard, il maîtrisera les opérations infra-logiques. Neurologiquement, ce développement correspond à un enrichissement des zones associatives visuelle, auditive et motrice et à un développement plus lent, mais continu, des lobes frontaux. Ceux-ci, à la fin de leur développement, occuperont un quart de volume du cerveau (30). Le changement biologique intervenant dans cette période - il est l’objet de théories divergentes parmi les biologistes et les psychologues - joue indéniablement un rôle important dans la façon dont l’enfant bénéficiera de l’expérience et de son interaction avec l’environnement. -

Le stade des opérations formelles et de la pensée hypothético-déductive (I I / 12 ans à 14 ou 15 ans) est pour Piaget le dernier stade de développement cérébral. Tous les adultes ne parviennent pas à ce stade. Aux États-Unis, 30 % de la population adulte atteindraient ce niveau de développement mental (31). Les raisonnements déductifs ou inductifs, les opérations portant sur des abstractions ou des énoncés généraux sans support matériel feraient appel presque exclusivement aux zones cérébrales non spécifiques associatives (qui couvriraient 80 % du cortex) et très peu aux zones dites de projection, c’està-dire primaires. Les structures correspondant à la programmation et la vérification des informations seraient localisées dans les régions antérieures des deux hémisphères, antérieurement au gyrus précentral, et dans les zones pariétales. Le système de planification serait relié au cortex moteur (aire 4 de Brodmann), lui-même relié à la moelle et aux muscles. L‘explication de l’arrêt du développement cognitif chez certains adultes serait la suivante : la construction d’un cerveau d’adolescent par-dessus un cerveau d’enfant dont le développement ne s’est pas déroulé normalement, ne peut que mener à une situation de sous-développement cognitif, «car chaque stade est préparé par le précédent (32) ». A ceci, il faut ajouter la contribution de la neuro-endocrinologie qui nous indique que la sécrétion d’hormones intervient pour une large part dans le développement du cerveau et de sa maturation. Les différences individuelles -

(29) (30) (31) (32)

Cf. BULLOCK(1965). Cf. LURIA(1973a). Cf. EPSTEIN(1978). C’est la thèse d’EPSTEIN et de PIAGET, a laquelle n’adhère pas WALLON.

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seraient établies très tôt dans la vie de l’individu: les âges de un et quinze ans étant cruciaux pour les garçons, et ceux de un, neuf et onze ans pour les files (33).

Le développement harmonieux des fonctions supérieures corticales de l’apprenant dépend donc du déroulement harmonieux des étapes antérieures ;étapes que les systèmes éducatqs devraient établir en toute cohérence avec le fonctionnement cérébral. Plusieurs recherches récentes semblent confirmer que le développement cérébral ne s’arrêle pas à l’adolescence mais se poursuit au-delà du stade des opérations formelles. Un symposium sur les opérations post-formelles à l’université de Harvard en 1981, a posé les bases d’une révision de la notion de cognitivité, d’abstraction, et de système général de pensée chez l’adulte, Cette recherche pourrait contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement de l’individu dans le monde d’aujourd’hui (34). 3. NOS DEUX HÉMISPHÈRES : DEUX GESTIONS

La distance qui sépare la carte des aires corticales établie par Brodmann en 1909 et les soixante cartes contenues dans l’admirable ouvrage de Hampden-Turner en 1981, illustre l’évolution non seulement des techniques d’observation et d’analyse, mais aussi celle des conceptions et des théories relatives à la nature de la pensée. D’un côté, on lit sur la carte de Brodmann la fragmentation, la réduction, la compartimentation très nette des aires et des fonctions cérébrales. De l’autre, l’accent est mis sur la cohérence, la connectivité, la structuration et l’organisation complexe du cerveau. D’une représentation bidimensionnelle de la réalité cérébrale qui, nous le savons maintenant, est multidimensionnelle, on passe, chez Hampden-Turner, à une toute autre conception des fonctions cérébrales ; le niveau physiologique n’étant qu’un parmi les neuf niveaux d’interprétation que l’auteur distingue (35). On assiste à une redéjhition de la notion de fonction, qui devient globale et implique une grande variété de composantes. Les premières expériences portant sur les deux hémisphères furent réalisées à partir de cas pathologiques (lésions, tumeurs, traumatismes) et conclurent à une relation très nette entre l’hémisphère gauche et le langage d’une part, et entre l’hémisphère droit et les relations spatiales d’autre part. L‘appellation hémisphères dominant et non-dominant est révélatrice du rôle attribué au langage verbal (36). (33) Cf. FALKER F., cité par WABER,op. cit. (34) Cf. COMMONSet al. (1984). (35) Cf. HAMPDEN-TURNER (1990). (36) L‘hémisphère droit a été considéré, en Occident, comme passif et inférieur à l’hémisphère gauche jusqu’aux recherches de l’équipe de Roger SPERRYsur les cerveaux dédoublés. Cf. JAKOBSON R. et WAUGHL. (1980), p. 45 et suiv.

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Peu à peu, on réalisa des expériences destinées à déceler le fonctionnement mental dans l’un et l’autre hémisphères: les activités de calcul, l’écriture, la parole, la catégorisation, la discrimination, la sélection, la compréhension sémantique. .. sont généralement reconnues comme étant spécifiques de l’hémisphtre gauche. Lorsque celui-ci est endommagé, des troubles de syntaxe, de dénomination, de perception de séquences apparaissent. Cet hémisphère serait lié à un type de pensée linéaire, orientée vers l’avenir (37). Le langage stéréotypé, les sons non-verbaux, les mélodies, les bruits, les rythmes, les relations spatiales, la compréhension intuitive... sont les caractéristiques de l’hémisphère droit, telles qu’elles furent révélées par les expériences de laboratoire et les opérations chirurgicales de commissurectomie (section du corps calleux) sur des sujets occidentaux. Lorsque l’hémisphère droit est endommagé, on note soit la disparition des troubles de la perception périphérique, de l’intonation, de l’orientation spatiale, ou des changements d’humeur. Diverses recherches confirment l’autonomie fonctionnelle et la spécialisation des deux hémisphères et, surtout, Z’intégration de l’un et l’autre hémisphères dans diverses fonctions cérébrales (38). Aussi intéressantes et révélatrices que soient les recherches portant sur le cerveau (( dédoublé )) («split brain ))),il faut admettre que ces observations sont effectuées sur un cerveau dont on a provoqué une inactivation temporaire et partielle. De même, les recherches portant sur des cas cliniques et les cas de dysfonctionnement ne peuvent établir avec certitude, et par déduction, le fonctionnement d’un cerveau normal. Heureusement, d’autres techniques permettent actuellement d’explorer un cerveau normal, in vivo et in situ. Depuis quelques années, les préoccupations des chercheurs en neurosciences concernent le développement et la régénération des connexions neuronales ; l’ontogenèse des comportements et la neuropsychologie ; les approches comportementales du fonctionnement cérébral ; l’évolution du concept neuronique et synaptique ; les effets des neurotransmetteurs ; les implants et la récupération fonctionnelle ; la neurobiologie de la cognition ; la distribution de l’activité du cortex cérébral liée à l’activité mentale, etc. Les recherches récentes, dans leur ensemble, permettent d’aborder d’autres aspects du fonctionnement du cerveau, en particulier de préciser l’asymétrie cérébrale, de a réhabiliter )) le cerveau droit, de souligner la complémentarité des deux hémisphères et non plus leur opposition (figure 4) - de faire apparaître la connexion de diverses aires pour une activité donnée et l’imbrication des couches sous-corticales et corticales. ~

Ces aspects seront étudiés ici. Les activités langagières seront prises comme exemple significatif des deux gestions spécifiques de l’hémisphère gauche et de l’hémisphère droit. (37) Cf. DEGLIN V.L. (1976). (38) Cf. SPERRY R.W. et GAZZANIGA M.S. (1967).

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Figure 4.

Les deux hémisphères vus par l’hémisphère droit de l’auteur

Chaque hémisphère contient le germe de l’autre. Ils sont complémentaires et non opposés. Comme dans le symbole du Tai Chi, les zones claire et sombre sont en interrelation dynamique l’une par rapport à l’autre. La dominance de l’un équivaut à la suppression de la différence et à la négation de la réalité. La représentation ci-dessus de la complémentarité de nos deux hémisphères et des aspects de notre gestion mentale est inspirée de l’ouvrage de C. Hampden-Turner où l’auteur trace une cartographie historique du psychisme et de la cognition.

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L‘asymétrie des deux hémisphères

Cette caractéristique du cerveau humain est connue depuis longtemps. La première communication faite publiquement sur le sujet est celle de Marc Dax, à un Congrès médical, à Montpellier, en 1836. Mais cette contribution de Dax n’eut aucun retentissement à l’époque. Après un long intérim, on a assisté à un renouveau des recherches sur l’asymétrie anatomique des deux hémisphères entre les années 1970 et 1980. La question à laquelle les neurophysiologistes ont tenté de répondre, a essentiellement été celle de savoir si l’asymétrie anatomique était la cause ou l’effet de l’asymétrie fonctionnelle. On se doute qu’à l’origine de ce questionnement se plaçait l’éternelle question de découvrir la part de l’hérédité dans les différences entre individus... Trois hypothèses tentent d’apporter une explication : l’une anatomique, une autre génétique, une autre relationnelle. La première, l’hypothèse anatomique, semble confirmée, et de nombreuses variations individuelles sont attestées en relation avec la prédominance manuelle. Les cellules de l’hémisphère gauche seraient plus différenciées, auraient tendance A se connecter directement, les fibres connectrices étant moins nombreuses. Dans l’hémisphère droit, les cellules seraient moins diversifiées et les amas de cellules reliés par des faisceaux de fibres isolées. L‘asymétrie interhémisphérique est plus accentuée chez les hommes que chez les femmes, ainsi que l’asymétrie de la vascularisation. Certains esprits ont cru pouvoir conclure à des différences dans les capacités cognitives entre les deux sexes... Certaines différences dans le développement des filles et des garçons devraient certes rendre les éducateurs attentifs. A l’âge adulte, le jeu des influences environnementales, probablement, aplanit ou accentue les différences. Dans les couches sous-corticales, est signalé (( le peu de différence entre le cerveau de l’homme et de la femme: un petit noyau hypothalamique, apanage du mâle, quelques neurones contenant de la vasopressine )) (39)... La seconde hypothèse, l’hypothèse génétique, est peu convaincante. Un ouvrage publié conjointement par un généticien de l’évolution, un neurobiologiste et un psychologue, permet de faire le point sur la ((montée du déterminisme biologique )) et ses dangers (40). On sait que l’asymétrie structurale existe avant la naissance, qu’elle se forme durant la gestation et qu’elle est sous-tendue par l’asymétrie des rythmes de croissance. Mais rien ne permet d’affirmer ce que signifient les différences observées dans les fonctions de l’un et l’autre hémisphères. I1 semble surtout évident qu’en ce qui concerne le langage, on puisse surtout parler d’une actualisation post-natale d’un programme génétique de prédisposition langagière et que (( l’inné, en l’occurrence, n’exclut pas la nécessité d’un apprentissage )) (41). (39) Cf, GESCHWIND N. (1974); WITELSONS. (1980) ; GURet al. (1980). (40) Cf. LEWONTINR.C. et al. (1985). A.M. (1985); ROCH-LECOURS et al. (1984). (41) Cf. GALABURDA

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L’hypothèse relationnelle, selon laquelle la latéralisation des fonctions cérébrales se développe en fonction de l’environnement dans lequel vit l’enfant, est de plus en plus largement admise. Pour le monde de la formation, cela signifie que le type sensoriel et le style d’apprentissage se développent en fonction des influences éducatives reçues. L‘un des facteurs environnementaux essentiels est le langage, et en particulier l’écriture. Des expériences faites par A. Roch-Lecours (Montréal) et ses collaborateurs sur des sujets illettrés non-scolarisés et des sujets scolarisés ont permis d’étudier les différents scores des deux hémisphères, chez des êtres sains neurologiquement et chez d’autres dont l’hémisphère droit ou gauche était lésé. La dominance cérébrale gauche semblerait se confirmer dans l’ensemble, avec un écart moins grand pour certains aspects de la fonction linguistique, comme l’accès au lexique. Les auteurs, toutefois, font une remarque d’importance sur le lien entre scolarité, analphabétisme et malnutrition. (( I1 n’est pas exclu qu’une maturation cognitive générale liée à la scolarisation soit, plus que le phénomène spécifique lui-même de l’alphabétisation, en cause dans l’actualisation des latéralisations fonctionnelles cérébrales ; il n’est pas exclu, par ailleurs, que la malnutrition puisse interférer avec le déroulement de certains programmes génétiques. )) Sandra E Witelson, qui a étudié la très abondante littérature sur l’asymétrie cérébrale, conclut que, dans presque tous les cas, il y a corrélation entre l’asymétrie morphologique et l’asymétrie fonctionnelle. L‘asymétrie est moins prononcée ou inversée chez certains gauchers, mais la difficulté devant laquelle on se trouve pour définir la gaucherie de façon catégorique rend les études chiffrées sans portée générale. Witelson estime, malgré tout, que l’hypothèse selon laquelle l’asymétrie neuro-anatomique est un substrat de l’asymétrie fonctionnelle, est en grande partie démontrée. D’autres recherches ont examiné les domaines suivants : - les relations entre la prédominance de la main gauche, la dyslexie, le bégaiement et les désordres du système immunitaire et hormonal ; - les avantages des gauchers dans le traitement des stimuli auditifs et musicaux ; - les différences au niveau du métabolisme dans les deux hémisphères pendant des activités cognitives, chez les droitiers, les gauchers, hommes et femmes. D’après ces recherches, il semblerait exister une tendance à une moindre différenciation entre les deux hémisphères chez les femmes et les gauchers et, chez les gauchers, un corpus callosum plus épais, reliant ainsi plus fortement les deux hémisphères, suggérant une répartition différente des activités dans l’un et l’autre hémisphères, et une représentation bihémisphérique plus importante (42). D’autres recherches font apparaître la nonspécificité des diffkrences de taille et de forme du corps calleux (cf. A. Kertesz et al.). (42) Sur l’asymétrie hémisphérique entre homme et femme, cf. aussi ZAIDEL D.W. (1984) ; chez les gauchers, WITELSONS. (1980).

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En ce qui concerne le traitement des stimuli audit$., qu’il s’agisse de mots ou de syllabes sans signification, la recherche confirme et précise l’implication de l’hémisphère gauche pour les sons du langage et pour les stimuli familiers. I1 semble, d’après Kimiira, que la ((rivalité)) des deux hémisphères se placerait davantage au niveau perceptif qu’au niveau de la réponse (43). La disposition asymétrique du cerveau humain serait très ancienne dans l’évolution phylogénétique et dans le développement ontogénétique : Les mécanismes de production sonore et les fonctions auditives de l’hémisphère droit se révèlent beaucoup plus anciens que leurs équivalents dans l’hémisphère gauche, lesquels assurent l’articulation du discours et la discrimination des sons du langage à partir des traits distinctifs )) (44). La dominance de l’oreille droite (hémisphère gauche) ou de l’oreille gauche (hémisphère droit) a été étudiée par le professeur Tsunoda (Tokyo) pour déterminer à quelles caractéristiques linguistiques chaque hémisphère réagit de façon spécifique. Les résultats firent apparaître une latéralité de la perception des sons chez les Japonais différente de celle des Occidentaux : les voyelles, par exemple, sont perçues par l’hémisphère droit occidental et par l’hémisphère gauche japonais ou polynésien. Ceci peut paraître surprenant; mais il ne faut pas omettre de remarquer que les voyelles, dans la langue japonaise, ont un poids sémantique en soi et sont significatives, caractéristique qu’elles n’ont pas dans une langue occidentale où elles sont le centre d’une syllabe. L‘influence de la langue maternelle sur la latéralisation hémisphérique fut donc établie par Tsunoda, dont la recherche fit également apparaître que les fonctions affectives avaient leur siège dans l’hémisphère verbal pour les Japonais, au même titre que les fonctions logiques. Le lien entre affectivité et langage est, d’après lui, spécifique des cultures japonaise et polynésienne, alors que les cultures occidentales séparent les fonctions logiques des fonctions affectives. L‘aspect le plus remarquable de ces recherches est d’avoir souligné le rôle de la langue maternelle dans la structuration de l’architecture cérébrale. Réception et production de l‘intonation

Pour Elliott Ross, de l’université du Texas, l’hémisphère gauche est responsable de ce que l’on exprime, et l’hémisphère droit de la façon dont on s’exprime. La perception des émotions, d’après les recherches de Ross, est contrôlée par le lobe temporal supérieur droit, correspondant, dans l’hémisphère gauche, à la zone de perception de la parole (Wernicke). L‘expression des émotions est contrôlée dans le lobe frontal inférieur droit, correspondant, dans l’hémisphère gauche, à la zone de production de la parole (Broca). Les émotions sont transmises dans le langage par la mélodie, l’intonation, le rythme, la hauteur, le tempo et les autres paramètres auditifs non verbaux. La découverte de Ross est donc d’une importance capitale pour les ensei(43) Cf. KIMURAD. (1967). (44) D’une hypothèse émise par deux chercheurs russes, Balonov et Deglin, cités par JAKOBSON R. et WAUGHL. (1980).

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gnants de langues en particulier et, plus généralement, pour toute personne impliquée dans une situation communicative. Maintenant que les bases biologiques de l’affectivité commençent a être mieux connues, on peut espérer que l’affectivité ne sera plus considérée comme un phénomène à contempler de l’extérieur, ni comme un élément de subjectivité souvent jugée peu crédible.. . L‘affectivité, en tant qu’état réceptif et expressif, a sa place et son rôle dans l’apprentissage comme nous le verrons plus loin. La voie est ouverte à une conception générative de l’apprentissage. La recherche suggère qu’un nouveau regard soit porté par les formateurs sur leurs propres interventions méthodologiques. De nombreux auteurs insistent sur la coopération hémisphérique (45). <<

L‘équilibre du pouvoir : confrontation ou coopération ? >>

C’est en ces termes que Justine Sergent de l’université McGill à Montréal, présente le problkme de la latéralisation et de la spécificité des fonctions cérébrales. Elle apporte un éclairage nouveau à l’étude des deux hémisphères, en recadrant le problème de façon à tenir compte de l’influence des caractéristiques des stimuli et de la méthode utilisée. Elle suggère clue les études précédentes n’ont sans doute pas posé le véritable problèm’e car l’opposition analytique/ holistique est un épbhénomène, résultant d’’aspectsfondamentaux de l’entrée sensorielle et du traitement cortical des stimuli. En effet, la mesure des réactions aux stimuli est fonction de paramètres tels que la fréquence spatiale, la durée d’exposition du stimulus et le type de tâche demandée au sujet. Sergent démontre que les deux hémisphères sont capables de reconnaître les visages (ce que la plupart des études précédentes réservaient à l’hémisphère droit). Les deux hémisphères analysent. Les deux hémisphères sont en mesure de percevoir les ensembles... Où réside donc la différence? D’après les expérimentations portant sur plusieurs modalités (vision, audition, toucher), la différence fondamentale entre les deux hémisphères se situe dans la sensibilité aux différents paramètres spatio-temporels de l’information à traiter, et dans les aptitudes sensori-motrices à décoder l’information. L‘hémisphère droit traiterait l’information brève, l’image pauvre et/ ou de grande dimension. I1 se chargerait des opérations plus élémentaires et nouvelles (non familières). I1 servirait de cadre aux opérations de l’hémisphère gauche qui, lui, se chargerait du traitement des détails, des informations plus petites, plus complexes, familières, et exigeant un temps de traitement plus long (46). (45) Cf. les recherches de BAKANP. (1969) ; BOCENJ. et al. (1972) sur I’hémisphéricité ; COHEN R. (1969) slur les styles et profils d’apprcntissage; HARNETI D. (1974) sur l’apprentissage d’une langue étrangère ; WITTROCKM.C. (1977) sur la mémoire, etc. (46) Cf. aussi les recherches de KIMURAD. qui insiste sur les notions de coopération et dominance complémentaire des deux hémisphères ; cf. GARDNER H. (1987).

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Souligner 1importanc.e des procédures méthodologiques et de la prise en compte des caractéristiques de l’information donnée et du type d’activité demandée, c’est ouvrir une voie essentielle à la réflexion pédagogique. Non seulement est confirmée la nécessité d’aller du global à l’analytique, du contexte au détail, du général au particulier, mais lesformateurs sont invités à construire un programme de plein emploi pour le cerveau, sur la base de la coopération des deux hémisphères. La véritable relation entre les deux hémisphères est une relation de complémentarité - et non d’opposition. La richesse de notre cerveau, et sa vocation première, est d’apprendre à gérer la pluralité de nos ressources face à celle du monde qui nous entoure ; ce monde qui nous construit, et que nous construisons. La notion de complémentarité n’est pas récente. (( Contraria sunt complementa)) est la devise que Niels Bohr a choisie, après avoir découvert le parallélisme entre la pensée orientale et la physique des quantas qu’il avait élaborée. Nous sommes équipés, grâce à notre cerveau, pour nous permettre de vivre le cercle des changements infinis dont la réalité nous est révélée par la science moderne, la science de l’infiniment subtil et de l’interdépendance des éléments. Cet équipement, cet héritage, nous en sommes responsables. Qu’en faisons-nous ? Ce questionnement - qui nous paraît fondamental sera présent tout au long de cet ouvrage. Voir le voir, l‘entendre et le dire, et même... le penser et le vouloir

Grâce à une technique utilisant des isotopes radio-actifs, une équipe de chercheurs danois et suédois a pu observer directement la topographie des zones fonctionnelles du cerveau humain. Ils ont obtenu des idéogrammes à partir de zones corticales de fixation et d’élimination du radio-isotope Xénon 133. Les images obtenues non seulement confirment la corrélation entre certaines aires corticales et certainesfonctions cérébrales, mais donnent un reflet assez exact de l’activité cérébrale pendant des activités langagières courantes : écouter, lire, parler, compter... Un fonctionnement dénsemble

Une des constatations frappantes que l’on peut faire à partir de ces images, est que les deux hémisphères sont activés par les activités de langage, et que l’hémisphère droit est loin d’être muet ou inactif lorsque le sujet parle, écoute ou lit. Les expérimentateurs ont constaté que la partie de l’hémisphère droit correspondant à la zone de Broca dans l’hémisphère gauche, était activée lorsque le sujet exprimait une idée, (( ce qui indique qu’elle contribue (même de façon accessoire) à la synthèse finale et à la réalisation du langage parlé. )) Autre constatation : la lecture dite (( silencieuse )) active l’aire de Broca (production du langage) et l’aire motrice supplémentaire. Pour cette activité,

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comme pour toutes, plusieurs aires corticales sont donc activées, confirmant les conclusions du ,grand neurologue russe, A. Luria : les processus complexes de comportement ne sont pas vraiment localisés, mais répartis dans le cerveau, et il s’agit essentiellement d’un fonctionnement de l’ensemble du système (47). Repos sensoriel et pauses structurantes

I1 est également surprenant de constater que, dans un état de repos sensoriel, c’est-à-dire sans stimulation auditive, visuelle, ni tactile, et dans une position de détente, on note une augmentation d’activation de la partie frontale du cerveau de l’ordre de 20 à 30 % au-dessus de la valeur moyenne, et de 50 % au-dessus de l’activation des zones occipitales et postérieures. Ceci représenterait, d’après les auteurs, un état de vigilance ou de a conscience éveillée O , permettant la programmation et la sélection des différents schémas de comportement, - au détriment, en quelque sorte, des aires motrices et sensorielles qui seraient même, sans doute, a inhibées ». Que peut signifier une telle découverte pour ceux qui se préoccupent de l’acquisition et de l’intégration des connaissances ? Sans doute, une réflexion et une interrogation sur le rythme auquel sont soumis les apprenants, les auditeurs, les spectateurs... lorsque l’information est donnée, envoyée, infligée, sans que la moindre pause ne soit ménagée, sans que le moindre temps d’intégration, de structuration, d’évocation ne soit prévu. Or - ce sera l’un des éléments intégré dans le modèle pédagogique proposé dans les derniers chapitres de ce livre - les pauses structurantes sont indispensables à la formation des images mentales qui contribuent à la constitution de nos systèmes de références et de valeurs. Le silence est l’écrin de la pensée. La pause est indispensable à l’ancrage de l’expérience dans le présent, le passé et l’avenir. Elle contribue à la mise en relief de nos perceptions et à la densité de notre être. Lëcoute prépare la parole

Les perceptions sensorielles, visuelles, auditives, tactiles, modifient l’idéogramme cérébral et l’on obtient des images différentes selon que le sujet regarde une image: mobile ou fixe, entend des mots ou un son neutre. Selon les idéogrammes obtenus par l’équipe danoise, la seule écoute de mots active non seulement la zone de la réception de la parole (Wernicke), mais également la zone oculo-motrice, bien que le sujet ait les yeux fermés. Plus les stimuli verbaux entendus sont complexes, plus la zone de Broca (production de la parole) est activée. Cette observation confirmerait l’importance d’étendre considérablement les périodes d’écoute et de stockage de l’information, puisque les fonctions de réception et de production de la parole sont physiologiquement reliées et que l’audition n’est pas sans influencer la parole. (47) Les expériences citées sont celles de N.A. LASSENet de ses collaborateurs à Copenhague (cf. bibliographie) ; cf. aussi LURIAA.R. (1973b, p. 67 et suiv.).

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Rythme et motricité font vivre

Les chercheurs de Copenhague ont réalisé l’idéogramme de l’hémisphère gauche d’un homme âgé dont le débit sanguin était faible, en-dessous du débit normal. Le sujet reçut l’ordre (oralement) d’agripper rythmiquement des objets avec sa main droite : en plus de l’augmentation d’activation des zones corticales correspondant à l’audition et à la main, on a constaté une augmentation du débit sanguin dans le cerveau tout entier. Beaucoup l’ont déjà dit, mais il reste encore à l’intégrer dans la pratique éducative et la règle de vie quotidiennes: rythme et motricité sont deux facteurs indispensables pour notre organisme. Notre société moderne oublie cet axe sur lequel notre équilibre se construit ou se reconstruit (48). << Neural >>

et << mental

))

Les chercheurs de Copenhague ont également obtenu une image du langage intérieur, révélant l’activité des régions frontales, notamment celle de l’aire motrice supplémentaire. L‘expérience a été réalisée à partir d’un langage automatique: pendant que le sujet compte de un à vingt, les aires de production et de réception de la parole ne sont pas activées. I1 s’agirait donc de la représentation d’un phénomène purement mental. L‘effort fourni pour réaliser des opérations mentales de raisonnement ou de mémorisation entraîne, toujours d’après les recherches de Niels Lassen et de ses collaborateurs, une augmentation de l’activité cérébrale globale de 10 % environ. Les recherches sur l’attention, poursuivies par P.-E. Roland, tendent à prouver qu’il existe un mécanisme cortical de discrimination sélective qui se manifeste lorsque le sujet est stimulé visuellement, auditivement, ou kinesthésiquement. Ce mécanisme d’attention est anticipatoire, indépendant de l’intensité et de la fréquence du stimulus, et dépend de la tâche accomplie. L‘activité corticale d’attention serait localisée dans la partie préfrontale supéromésiale du cortex. Toujours d’après ces recherches, l’hémisphère droit, lors d’une tâche discriminative, manifesterait une plus grande augmentation d’activité que l’hémisphère gauche (49). Les mêmes recherches notent que la douleur, résultant d’une stimulation moyenne, entraînerait une augmentation de 20 % du débit sanguin et de la consommation d’oxygène - donc une augmentation de l’activité cérébrale dans l’hémisphère controlatéral et dans les lobes frontaux. D’autres recherches poursuivies à Copenhague, en Australie, en Allemagne, aux États-Unis, permettent de penser qu’il existe une base anatomique de l’intention : l’aire motrice supplémentaire s’activerait une seconde et demie à deux secondes avant que le mouvement n’ait lieu. Cette découverte ~

(48) Cf. les travaux de P. GUBERINA (1985) sur l’importance du rythme dans le domaine de la perception de la parole et des langues étrangères ; les fondements de la méthodologie (1976) ; RENARDR. structuro-globale audio-visuelle in RENARDR. et VAN VLASSELAAER (1970) ; cf. aussi JOUSSEM. et FRAISSE P. (49, Cf. ROLANDP. (1982).

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est capitale aux yeux de J. Eccles, prix Nobel 1963, car elle révèle (( l’interface entre l’esprit et le cerveau », l’endroit où les événements mentaux déclenchent des événements neuronaux D. Cette interprétation est - on peut s’en douter - au centre du débat portant sur les relations du monde physique et mental : l’activité mentale est-elle une force qui s’ajoute à celles que l’on peut détecter par des mesures physiques, ou est-elle un aspect interne de l’activité totale de l’homme, (( dont l’activité cérébrale (et corporelle) est l’autre aspect, externe et complémentaire )) (50). I1 faut, enfin, préciser que la cartographie cérébrale dont il vient d’être question, reflète les réactions corticales sans être actuellement en mesure d’explorer les couches plus profondes, c’est-à-dire les réactions émotionnelles du sujet. Or, l’affectivité, comme la mémoire, est une réalité cérébrale totale, c’est-à-dire qu’elle mobilise - comme le rythme - le cerveau tout entier. Nous aiirons l’occasion d’y revenir.

4. MÉMOIRES SENSORIELLES ET IMAGES MENTALES Enlevez la Mémoire et il n’y a plus d’homme. D L‘homme ne vaut que par ce qu’il a mémorisé. D (Marcel Jousse) La mémoire, chacun en fait l’expérience constamment, est liée à l’identité de la personne. Les pertes ou les troubles de la mémoire sont des facteurs profondément dé-structurants pour la personnalité. Apprentissage, mémoire et images mentales sont indissociables. Leurs relations sont extrêmement complexes : certains apprentissages, devenus automatiques, ne déclenchent plus une mémoire consciente ; d’autres, plus élaborés, ne pourraient pas prendre place sans l’aide de la mémoire et le rappel de situations ou d’expériences antérieures. S’il est difficile - dans l’état actuel des recherches - de connaître exactement la nature et le fonctionnement de la mémoire ainsi que ses interactions avec d’autres processus mentaux, il n’est plus possible, néanmoins, que des formateurs et enseignants ignorent encore un certain nombre de recherches concernant les processus de mémoire déclenchés par l’acte d’apprendre.. Les différentes études de la mémoire sont nombreuses et variées - aussi variées que les définitions de l’acte mnémonique : philosophique, anatomique, physiologique, moléculaire, pathologique, psychologique, sociologique, etc. L‘étude dynamique de la mémoire a plus de cinquante ans. Elle a commencé avec K.S. Lashley dont les recherches révélèrent que la mémoire était répartie dans le cerveau tout entier. Vingt années plus tard, le physicien britannique Gabor découvrit l’hologramme, et permit à Karl Pribram, de l’université de Stanford, puis à Paul Pietsch, de l’université d’Indiana, de construire une théorie de la mémoire (( ((

(50) Cf. ECCLESJ., Sir (1983) ; cf. aussi GOLDBERG G. (1985).

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d’après le modèle holographique dont il sera question à propos des images mentales. Des recherches récentes apportent un éclairage nouveau sur les définitions de la mémoire neuronale et hormonale, ainsi que sur les différents processus du codage, du stockage et du rappel d’actes mentaux (51). Il s’agit ici de répondre, dans un premier temps, aux interrogations que les formateurs et enseignants se posent et à celles qu’ils devraient se poser : les différentes mémoires que l’apprenant utilise pour acquérir des connaissances nouvelles, à plus ou moins long terme ; les phases du processus : la saisie, la rétention, le rappel; la double nature électro-chimique de la mémoire ; l’oubli ; les facteurs favorisant ou inhibant la mémorisation ; la consolidation, l’habituation, 1’entraînement à la mémorisation ; les composantes affectives et culturelles de la mémoire. En un deuxième temps, l’accent sera mis sur l’importance de connaître le lien qui existe entre les mémoires sensorielles - visuelle, auditive, et kinesthésique - et les images mentales : leur nature, leur formation et leur rôle dans la vie mnémonique du sujet et, en particulier, de l’apprenant. Nos mémoires : a trois et même a quatre dimensions

Le mot mémoire devrait toujours être employé au pluriel car la mémoire dépend de la capacité qu’a une personne de combiner son expérience extérieure et intérieure, et ceci, depuis sa naissance - et, sans doute, même avant sa naissance. Non seulement chacun d’entre nous code, stocke et déclenche ses propres images ou son langage intérieur selon une stratégie qui lui est particulière, mais chaque souvenir peut être considéré comme totalement nouveau, même s’il se répète, car il appartient à tout un système de connexions qui ne peut jamais être identique à ce qu’il a été. La mémoire est liée à l’identité de chacun : à celle de l’apprenant aussi. Cette simple réalité cérébrale, si elle était mieux connue, et s’il en était tenu compte - pour soi-même et pour les autres - serait un élément de libération pour beaucoup de ceux qui se croient prisonniers de leurs souvenirs ou de ce qu’ils appellent leur manque de mémoire. Mémoires et durées

Les recherches portant sur la localisation et le mode de structuration des souvenirs font apparaître essentiellement trois types ou formes de mémoire, correspondant à des durées de rétention différentes : durée immédiate, à court terme, et à long terme. Avant d’aller plus loin, une remarque importante doit être faite: la (51) Cf. LURIAA.R. (1969 et 1973); POSTMANL. & KEPELG. (1970); FLORÈSC. (1972); LABORITH. (1973 et 1981); CHAUCHARD P. (1974); RICATEAUM. (1976); ROZENSWEIC M.R. (1976) ; BROWNM.E. (1977) ; PRIBRAM K. (1977) ; WITTROCK M.C. (1977) ; LORAYNE H. (1978); YOUNGJ.Z. (1978) ; LIEURY A. (1980) ; CHANCEUX J.-P. J.D. (1986)... (1983) ; VINVENT

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mémoire ne peut être étudiée isolément de ce que Robert Ornstein a appelé l’expérience temporelle, c’est-à-dire le sens qu’a l’individu de la durée, le temps psychologique qu’il faut distinguer du temps physique de l’horloge (52). Ornstein distingue quatre types d’expérience temporelle : Le premier est le contact immédiat avec le monde, la succession des (( maintenants D, selon l’expression de William James, la perception, l’appréhension immédiate du moment qui passe. Dans cet intervalle très court (3 à 4 secondes au maximum), les informations sensorielles sont perçues, mais peu d’informations sont traitées. Le sujet perçoit les intervalles, donc le rythme. Ornstein relie cette expérience du temps présent à la mémoire à court terme. - Le deuxième type est l’expérience de la durée, liée au souvenir du passé, à la rétrospection. Cette expérience est plus cognitive que la précédente ; elle est basée sur le traitement de l’information et reliée à la mémoire à long terme. - Le troisième type d’expérience temporelle correspond à l’expérience individuelle et elle est déterminée socialement. C’est une notion éminemment culturelle, également influencée par l’interprétation philosophique, intellectuelle du sujet. Elle est reliée au (( devenir D. L‘Occident, d’une part, et les cultures orientales ou indiennes, d’autre part, sont à l’opposé les unes des autres dans cette catégorie: le premier découpant le temps en unités précises, linéaires et définies. Les secondes, moins orientées vers la technique, choisissent des unités de temps en rapport avec leur rythme de vie («le temps de faire cuire un bol de riz n... ou G avant le coucher du soleil D). - La quatrième dimension temporelle est celle de la simultanéité et de la succession. Mais que veut dire (( en même temps )) ? Tout dépend de notre système de référence, répond Ornstein. -

Les recherches, depuis une vingtaine d’années, semblent confirmer l’existence d’une unité dt: base de 0,l seconde qui pourrait servir de substrat neutre au moment présent et, par conséquent, nous autoriser à parler de simultanéité (53). Cette conception du temps est à rapprocher des différentes formes de mémoire discernées par les neurophysiologistes. La rétention pendant une courte durée (une minute) correspond à la mémoire immédiate. Elle est très réduite également quantitativement (7 ou 8 items). La mémoire à court terme (M.C.T.) est de l’ordre de quelques minutes. Certains auteurs ajoutent une mémoire à moyen terme (quelques heures). La mémoire à long terme (M.L.T.) se mesure en jours, semaines ou années. (52) Cf. ORNSTEIN R.E. (1975). (53) Cf. STROUD J.M. ; BYERSP. et CONDONW.S.

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Le formateur a surtout besoin de savoir qu’aucunefrontière n’existe entre ces différentes mémoires et que très logiquement l’une mène à l’autre. De multiples opérations entrent en jeu dans la formation de la mémoire. Selon l’hypothèse de McGaugh, chaque type de mémoire garantirait le rappel pendant une période donnée, et la continuité apparente de la mémoire serait assurée par des systèmes qui ne seraient pas liés les uns aux autres, mais se chevaucheraient dans le temps (54). ~

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La mémoire est partout et elle est changement

Ce que le formateur ne peut ignorer non plus, c’est ce que dévoilent l’anatomie et la biologie de la mémoire. En effet, les chercheurs nous révèlent d’une part que les couches sous-corticales et corticales sont impliquées dans le processus mnémonique : la mémoire est distribuée ou dispersée ; d’autre part, que les changements intervenant dans le cerveau, sont provoqués par un double processus : - Électrique, qui semblerait caractériser la mémoire à court terme (c’est la seule à être affectée par l’électrochoc). - Chimique, caractérisant la mémoire à long terme. H. Laborit décrit longuement les (( circuits réverbérants )) (fermés et rétroactifs) qui caractérisent la mémoire à court terme, (( mémoire dynamique et fonctionnelle »,processus (( plus biophysique )) ; alors que la mémoire à long terme serait (( plus biochimique D, liée à la synthèse protéique. Le système limbique joue un rôle fondamental dans l’établissement de la mémoire (55). Luria, le célèbre neurologue russe qui a largement contribué à mieux faire connaître la nature de la mémoire, a étudié pendant plus de quarante ans les différents aspects du processus mnésique, au niveau cellulaire, moléculaire et morphophysiologique. I1 opta pour un concept plus précis que celui de la trace mnésique, à savoir la structure de l’activité mnésique. Luria confirma le rôle du système limbique et en particulier de l’hippocampe dans le stockage et la consolidation des impressions corticales et dans le maintien des impressions provenant de l’expérience directe. I1 nous éclaire surtout sur le rôle des aires corticales dans la structure de l’activité mnésique : - Le cortex hémisphérique gauche conserve les informations verbales. Le cortex hémisphérique droit est responsable de la restitution des informations spatiales et visuelles. - La zone temporale gauche est spécifique de la modalité sensorielle audioverbale (audition des sons phonémiques, des séries de mots, des structures verbales, etc.). ~

(54) Cf. LABORIT H. (1981) pour les différents types de mémoire ; MCGAUCH J.L. (1966).

(55) Le système limbique comprend l’hippocampe (un (( lieu de passage P), l’amygdale, l’aire septale, le tubercule olfactif, les noyaux antérieurs du thalamus, les corps mammillaires de l’hypothalamus, le gyrus cingulaire, le gyrus hippocampique, le cortex enthorinal et le lobe pyriforme; cf. LABORIT H. (1981).

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Notre cerveau aujourd’hui La zone pariéto-occipitale gauche pour les synthèses simultanées (ce que Luria appelle une activité (( gnostique »), et la nominalisation. Le lobe occipital gère les souvenirs visuels. Le lobe pariétal est responsable de la motricité. Les lobes frontaux sont indispensables à l’intention, la mémoire volontaire, la vérijkation et la réactivation des souvenirs (zones latérales de l’aire préfrontale), l’orientation dans l’espace, la sélectivité, la conscience (zones médianes).

L‘enseignant el. le formateur peuvent retenir avec profit la différenciation des formes de mémoire et d’activités mentales liées à la mémorisation. Les indications données par les neurologues devraient devenir des mots clés pour construire une pédagogie d’exploration, de renforcement, de consolidation, et d’entraînement de la mémoire. Quant aux changements survenant dans le cerveau pendant une activité mnémonique, ils sont de plusieurs natures: changements dans le taux de l’ARN, dans la synthèse des protéines ; changements de structure des circuits neuroniques : les dendrites et épines dendritiques se modifient ; changements au niveau synaptique et post-synaptique. Le message pour le formateur est essentiellement celui de la plasticité du cerveau humain qui ne reste pas insensible aux influences et aux effets des chocs, du stress, de la fatigue, du bruit, des médicaments ou de la (ma1)nutrition ; plasticité d’un cerveau qui n’est jamais le même, quoi qu’on pense des blocages, des incapacités et des stagnations de certains apprenants ... Les étapes de la mémoire

Les responsables de formation et de l’information bénéficieront grandement d’une vue claire sur les différentes phases de la mise en mémoire. Les étapes de la mémoire : encodage, stockage, rappel et reconnaissance, sont intimement liées au processus de l’apprentissage (prise d’information, traitement et production). Les désordres de l’une vont toujours de pair avec les désordres de l’autre. Pour les non-spécialistes en neurobiologie, formateurs, enseignants et parents, il est important de savoir que le substrat anatomique de la mémoire appartient aux couches profondes du cerveau et aux couches plus récentes (la mémoire est partout et nulle part). Les deux systèmes fonctionnels : axial hippocarnpo-mamillaire-thalamique-hypothalamique, d’une part, et cortical hémisphérique, d’autre part, interviendraient à des niveaux différents de structuration du processus de mémoire : - Formation et rappel (hippocampe et structures temporales). - Stockage (cortex cérébral et formation réticulaire). - Encodage (modifications post-synaptiques). Le fait que ces systèmes ne sont pas exclusivement utilisés pour des activités mnémoniques permet d’expliquer les (( interférences N et les phénomènes d’oubli dus à des causes extérieures : chocs, situations

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nouvelles, stimulations nouvelles, ingestion de substances chimiques, ou internes : émotions, déclenchement de souvenirs. Les recherches en biochimie, bien que très spécialisées, peuvent fournir aux non-spécialistes intéressés par les processus d’apprentissage dds indications précieuses. Des arguments scientifiques semblent apporter la preuve que l’inscription d’un événement ou d’un objet dans la vie cérébrale a comme support un codage moléculaire et des modifications chimiques. Sans entrer dans les détails de l’augmentation du métabolisme de 1’ARN et des protides, il est important de souligner les facteurs chimiques concomitants de l’apprentissage et de la mémoire, à une époque où les interventions de nature chimique dans notre vie quotidienne et, en particulier dans notre alimentation, augmentent dans des proportions inquiétantes : certaines substances chimiques contenues dans les médicaments ou l’alimentation peuvent bloquer des récepteurs d’acides aminés et bloquer également la transmission synaptique (56). Qu‘est-ce que l’oubli ?

Les solutions que l’on peut suggérer pour résoudre les difficultés que rencontrent les apprenants (et leurs maîtres), se trouvent dans une analyse des problèmes eux-mêmes : l’oubli, quelles en sont les causes possibles ? Comment consolider la mémorisation ? Quelle est la part des facteurs affectifs et culturels dans la mémorisation ? Les causes d’oubli sont à rechercher au niveau de chacune des étapes mentionnées ci-dessus : - La perception est insuffisante, la saisie de l’information incomplète, floue, trop rapide. Des interférences peuvent avoir eu lieu: entre canaux sensoriels (voir et entendre), ou dans une même modalité (écouter tout en parlant). L‘information est détériorée, non analysée, (( flottante », sans contexte, non rattachée au système de connaissances ou de valeurs de l’individu. Elle peut avoir reçu une connotation négative, jugée, inutile, sans intérêt. - L‘«adresse» est erronée: le rappel, la récupération ne se fait pas. L‘information n’a pus été connectée. On ne retrouve pas les conditions d’enregistrement. - L‘information n’a pas été re-connue. - Un choc, une émotion très forte, un blocaze émotionnel (peur, stress, angoisse...) a oblitéré, effacé la stimulation reçue. I1 existe certainement de nombreuses autres causes : la créativité humaine est incroyablement développée dans le domaine des oublis volontaires... ou non. ~

(56) Cf. LYNCHG . et BAUDRYM. (1984) ; cf. aussi pour l’action de certaines substances sur les cellules nerveuses, le glucose par exemple, l’article de CERAMIA. et al., Glucose and aging, in Scientific American, vol. 256, no 5 (1987).

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Consolider la mémoire

La consolidation de la mémoire commence dès le premier contact avec l’information. Plus la prise d’information est claire, précise, attentive, motivée, orientée vers un but précis, plus l’analyse de l’information par le sujet est profonde, et plus la rétention à long terme risque d’être grande. Deux conditions essentielles sont à respecter : le temps et la méthode. I1 appartient au formateur d’établir une suite d’interventions de consolidation multiphase. Cela demande des méthodes efficaces, structurées, progressives, programmées. Le neurobiologiste nous prévient que la simple reproduction n’a pas grand effet... C’est l’avis d’Henri Laborit, qui évalue à 30 % les neurones d’attention qui ((ne répondent pas D, si le stimulus est répété sans variation. La consolidation ne peut avoir lieu quand il y a habituation. J.D. Vincent explique, de son côté, que (( lorsqu’un messager, hormone ou neurotransmetteur, est libéré en excès ou de façon ininterrompue, les récepteurs perdent leur aptitude à répondre: il se produit une désensibilisation o. La mémoire à court terme est améliorée par la fréquence d’utilisation et les répétitions mentales : les évocations ou images mentales dont il sera question plus loin. Elle est entravée par les interférences, les similitudes dans les catégories phonétiques et sémantiques. La mémoire à long terme est améliorée par des pauses, des réactivations à des moments favorables, les redondances, plusieurs points de vue, un environnement agréable. Elle est entravée par les répétitions identiques, l’anxiété, le stress, un environnement menaçant. La mémorisation sera d’autant meilleure que l’information aura interpellé le cerveau tout entier, sous-cortical et cortical, 1’être affect$ et cognitif: La libération du souvenir

Le rappel, ou libération du souvenir, est un tout autre mécanisme que celui de la saisie, de l’encodage et du stockage d’une information. Les expériences de laboratoire, très éloignées des situations scolaires que connaissent les apprenants et les enseignants, ne peuvent donner qu’une indication ou une orientation, mais elles ne peuvent pas apporter de réponse aux questions que se posent apprenants et formateurs devant le phénomène de (( l’oubli scolaire »,du non-apprentissage et de la non-utilisation du savoir. Citons pour mémoire les travaux de Paivio sur l’imagerie et son rôle dans les différentes étapes de la mémorisation : encodage, stockage, rappel ; et de nombreuses autres recherches soulignant l’effet positif des images vives et claires dans le rappel ;l’impact de la charge sémantique du mot sur le rappel ; la distinction des composantes spatiales et verbales dans l’acte de rappel, l’interaction de l’image avec d’autres disciplines cognitives. L‘importance du lieu où l’information est prise et stockée est connue depuis l’Antiquité. Les orateurs grecs et romains utilisaient l’interaction fructueuse des systèmes visuel et verbal pour se souvenir de leurs discours. Nous avons gardé, dans notre langue quotidienne l’expression (( en premier

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lieu, en deuxième lieu : )) : c’est un reste de ce moyen mnémotechnique dit méthode des (( loci ». Les expériences d’Alan Baddeley, chercheur au Medical Research Council de Cambridge (G.B.), ont confirmé l’importance que revêt le contexte ou l’environnement dans lequel l’information est codée pour retrouver cette information: le rappel est facilité si la personne retrouve les mêmes conditions et le même contexte dans lesquels elle a encodé l’information. Les récits de personnes qui ont été emprisonnées démontrent la façon dont ces personnes ont surmonté l’épreuve terrible de la vie carcérale, grâce à leur faculté remarquable de faire revivre les images du passé au moyen de toute leur sensorialité : Henri Charrière, l’auteur de Papillon, A. Soljenitsyne, le pianiste argentin Miguel A. Estrella, et bien d’autres encore... Estrella raconte comment il a retrouvé par la mémoire motrice (celle de ses doigts sur un clavier muet qu’on lui avait fait parvenir en prison), le premier mouvement de la deuxième sonate de Chopin : a Tout d’un coup, mon problème de mémoire avait disparu. Je pouvais reconstruire des œuvres en entier par la mémoire digitale )) (57). Le moule culturel

Le rôle des différents systèmes, visuel, auditif, moteur ou verbal, varie selon les cultures. Une étude menée en Australie, parallèlement auprès d’enfants aborigènes et d’enfants de culture occidentale de six à seize ans, a fait apparaître une différence de trois ans en faveur des aborigènes dans des épreuves de mémoire spatiale. Alors que les enfants aborigènes réalisaient en silence le test - qui consistait à replacer des objets fabriqués (ciseaux, dé, clé, etc.) ou naturels (cailloux, plume, feuille...) - les enfants de culture occidentale nommaient les objets et se parlaient à eux-mêmes. Leurs performances furent très inférieures à celles des enfants aborigènes. Judy Kearins, qui a mené l’expérimentation, semble confirmer l’existence de deux systèmes séparés pour la mémoire visuelle et le raisonnement verbal. Elle indique également l’influence du milieu et du langage sur le mode de pensée et la mémoire. Elle précise, en effet, que les enfants aborigènes sont élevés très librement, et qu’ils ne reçoivent qu’un nombre limité d’instructions et de consignes verbales de la part des adultes... Ils utilisent dans une très large mesure leurs stratégies visuelles et leurs facultés d’observation. On n’exige d’eux ni qu’ils parlent, ni qu’ils écoutent. L’environnement familial ne fait pas un usage intensif de procédés linéaires comme le langage (58).

(57) Cf. les travaux de Michel DENIS,chercheur au C.N.R.S. ; KOSSLYNS.M. (1980); effet positif des images vives : SHEEMAN P.H. et NEISSERP.W. (1969) ; la charge sémantique E. er al. (1965) ; les composantes spatiales et verbales dans le rappel : du mot : TULVING BROOKL.R. (1968) et WITTROCK M.C. (1977) ; même condition et contexte : cf. ESTRELLA M.A. (1983). R. (1982). (58) GILLINGD. et BRIGHTWELL

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Notre cerveau aujourd’hui Les images mentales

Il sera question dans cette section de trois aspects concernant les images mentales: leur nature, les conditions requises pour leur formation et leur maintien ; leur rôle dans l’évocation mentale. Nature des images mentales

Physiologiquement, on ne peut localiser l’imagerie mentale dans telle ou telle partie du cerveau, mais on pense que l’image mentale utilise une partie des circuits nerveux desservant la modalité sensorielle correspondante : la motricité, la vision, l’audition, etc. (59). I1 est donc important de bien connaître les domaines et les paramètres correspondant aux canaux sensoriels de communication empruntés, ou évités, de façon à être en mesure de les entretenir et de les élargir sans cesse pour qu’ils ne s’affaiblissent ou ne s’atrophient pas. Le domaine kinesthésique recouvre : les expressions faciales (mimiques), corporelles (gestuelle), posturales, motrices, émotionnelles (externes et internes), tactiles. Les paramètres kinesthésiques, importants à connaître afin d’être en mesure de les développer, sont : - densité, texture, malléabilité, élasticité, flexibilité, température, sécheresse, humidité, viscosité, poids, pression, volume, forme, taille, nombre, étendue, mouvement, inertie, statisme, dynamisme, absence, présence, durée, intensité, leurs variations et inter-relations.

Le domaine auditif verbal comprend la voix et le langage structuré (lexique, syntaxe, phonétique). Le domaine auditif non-verbal, souvent délaissé dans le monde de l’éducation, comprend les bruits environnementaux. Les paramètres auditifs sont : - amplitude, durke, rythme, hauteur, fréquence, tonalité, timbre, résonance, tempo, continuité, discontinuité, association/ dissociation, position, distance, contraste, proximité, éloignement, nombre, symétrie, extériorité, intériorité, mono/ stéréophonie... et leurs variations et inter-relations. Le domaine visuel comprend une partie verbale (le code linguistique lexical et morpho-syntaxique) et une autre partie non verbale (représentation iconique, eidétique, picturale). Les paramètres visuels sont : - volume, taille, formes, couleurs, ombre, lumière, intensité, position, orientarion, perspective, contexte, premier plan, arrière-plan, cadre, distances, proportions, contrastes, mouvement, association/ dissociation, stabilité, opacité, transparence, brillance, matité, netteté, symétrie... et leurs variations, et inter-relations. (59) Cf. SEGAL S.J. et FUSELLA V. (1970); BOWERG.H. (1972); FINKE R.A. (1986).

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L‘une des caractéristiques des images mentales est qu’elles ont lieu après laprise d’information, ou après l’événement capté par nos sens. Elles peuvent être l’évocation d’une absence, ou de la transformation, d’un souvenir. Elles peuvent être également déclenchées par un ensemble de facteurs externes et/ou internes. L‘imagerie mentale a une structure et elle est structure. Elle n’est pas le résultat d’une conscience existentielle. Elle est construite par un processus cérébral complexe. La comparaison ou l’analogie qui semble se rapprocher le plus du processus de formation de l’image mentale est actuellement l’holographie, inventée par Denis Gabor vers 1948. Dans cette technique de photographie sans lentille, fondée sur la propriété d’interférence des ondes courtes, l’image est obtenue grâce à un filtre optique qui gèle l’onde visuelle. La structure obtenue est lue, c’est-à-dire reconstruite, grâce à une source lumineuse cohérente. Pour K. Pribram, la perception et l’imagerie mentale font appel à une information distribuée », selon un processus tel que chaque partie ou élément contient la totalité de l’information, quelle que soit sa localisation. I1 est intéressant de noter que le physicien David Bohm utilise l’analogie avec l’hologramme pour expliquer la notion d’ordre (( impliqué », selon lequel le monde réel (pour Bohm, le ((non manifeste))), est un tout (( enveloppé )) dans chacune de ses parties (60) . La formation des images mentales

Pour que l’imagerie se forme, il faut que certaines conditions interviennent : la première est - naturellement - l’absence, l’éloignement de l’objet dans le temps et dans l’espace. Proche de cette première condition, est le facteur temporel : pour produire une image mentale, une certaine durée est requise, qui variera selon les sujets, les stimuli, le mode de présentation du stimulus, etc. Une autre condition est que le sujet ait conscience que les images ne sont pas la réalité (sauf dans le rêve où elles seraient confondues avec la réalité). Les images se forment, pour la plupart d’entre nous, lorsque nos yeux sont fermés, et que l’activité d’éveil ou l’attention sélective diminue. L‘état de veille passif ou de relaxation, qui se traduit par un comportement occipital au rythme d’amplitude moyenne de type alpha, est un état favorable pour la formation d’images mentales. La synergie est un autre facteur facilitant l’évocation mentale: une sensorialité en déclenche une autre. L‘expérience de Marcel Proust est bien connue : à partir d’une sensation gustative (madeleine thé), il retrouve des images visuelles, auditives, kinesthésiques, des émotions, des pensées, et une joie (( extra-temporelle ». I1 semble également qu’une passerelle, un lien biologique entre l’image et la réalité, soit établi. Ce lien est celui de l’affectivité. Les émotions, les sentiments interviennent pour que l’individu re-connaisse, identifie, associe, son expérience nouvelle et son expérience passée.

+

(60) Cf. PRIBRAM K. (1977), p. 384 ; cf. CAPRAF. (1985), citant BOHMet WEBERR. (1988).

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(( Pour imaginer, il faut avoir déjà une expérience (...) pour associer différemment ce que vous avez déjà appris )) écrit Henri Laborit. I1 n’y a pas d’images mentales sans coloration affective, car dans l’imagerie, les associations appartiennent à l’individu qui en dispose librement, sans l’intervention des (( lois )) de l’analyse consciente. Serait-ce là l’explication de l’appartenance propre à chacun de nous de son imagerie mentale qu’on ne peut partager qu’avec celui qui se trouve dans la même modalité? Un auteur que l’on apprécie est celui avec lequel on partage non seulement des convictions, une argumentation, une démonstration, mais surtout l’imagerie. Chez Mark Twain, les images spatiales que le lecteur reconnaîtra seront essentiellement visuelles et auditives. L‘espace chez Kafka est (( ressenti D ; il appartient au domaine kinesthésique. Quant à l’imagerie de Saint-Exupéry, elle est tout à la fois spatiale kinesthésique, tactile, olfactive, auditive... La formation ou la (( génération )) des images mentales évoque d’autres aspects du monde de l’imagerie: la durée du maintien et la prégnance de certaines images. Dans ce domaine où les interactions sont extrêmement nombreuses, la recherche est en mesure d’apporter déjà de précieuses indications, par exemple sur les corrélations entre la nature du texte lu, l’activité d’imagerie du lecteur, et son temps de lecture (61).

Rôle des images mentales

A cause des similitudes existant avec les mécanismes perceptifs correspondants, l’imagerie mentale peut servir à modifier la perception. Certaines techniques de visualisation utilisent les images mentales pour permettre à la personne de découvrir et de mieux gérer ses propres ressources. I1 est, par exemple, possible de changer la tonalité d’une image auditive interne ou de varier la taille d’une image visuelle interne et de changer du même coup l’émotion, l’attitude ou le comportement correspondants. Une image plus nette, plus vive produira des sentiments plus forts ; inversement, des paroles qu’on se répète ou qu’on entend intérieurement de plus en plus bas deviendront rnoins obsessionnelles et moins (( conscientes )) ou présentes (62). L‘importance des images mentales dans notre vie quotidienne est indéniable. Chacun de nous, s’il est quelque peu attentif, partage l’expérience proustienne quotidiennement, plus ou moins fugitivement, plus ou moins intensément. I1 semble qu’aucun être humain ne puisse vivre sans images mentales, mais celles-ci prennent parfois, chez certaines personnes, une importance plus grande que les expériences sensorielles elles-mêmes en provenance de l’environnement qu’elles remplacent, oblitèrent ou déforment. (( Nous vivons et mourons de nos images )) écrit C. Singer. Au-delà de son rôle structurant pour la personnalité et l’identité, l’imagerie mentale a donc un rôle fonctionnel d’aide à la mémorisation. Les (61) Cf. PROUST M. (1954), p. 234 ; LABORIT H. (1980) ; DENISM. (1982). (62) BANDLER R. (1985).

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procédés mnémotechniques, rappelons-le, sont entièrement basés sur l’imagerie mentale, visuelle ou auditive, plus rarement kinesthésique. Allan Paivio a souligné trois aspects des images mentales susceptibles de faciliter le rappel : - une image interactive associant deux mots ou plus ; - l’aspect concret des mots ; - la représentation imagée de l’objet ou du concept. D’autres expérimentateurs ont souligné que : - plus l’image est vive et claire, colorée, précise, meilleur est le rappel, - l’organisation contextuelle facilite l’association des éléments entre eux, - l’organisation subjective, par le sujet lui-même, des paramètres de l’information (signification et clarté) est aussi un élément favorisant le rappel. Une autre fonction des images mentales est celle de permettre l’exercice mental, en utilisant à la fois le processus de rétroaction (feedback) et celui de proaction (feedforward) : on se représente de manière vivante une scène, une action que l’on a décrite ou que l’on va vivre. Les images sont parfois plus efficaces dans le raisonnement que le langage verbal. Le facteur spatial de l’imagerie apporte une aide précieuse à la résolution de problème, en permettant de construire, par exemple, une déduction logique ou de résoudre des problèmes d’inclusion de classe. Selon H.J. Jerison, chercheur à l’université de Californie, au cours de l’évolution de l’espèce humaine, le langage se serait développé non pas pour contribuer à la communication mais à l’imagerie. Pour Jerison, le langage est un système (( supersensoriel 1). (( C‘est dans l’imagerie partagée )) (un cri, un bruit, une voix évoquent un lieu, un événement, une situation, un objet), (( plutôt que dans la communication dans le sens où on l’emploie habituellement, que j’identifierais le commencement de la parole et du langage... Plutôt que de diriger leurs actes, nous avons besoin du langage et nous l’utilisons pour faire des récits et faire naître des images complexes chez nos lecteurs et nos auditeurs H (63). Mais surtout, les images mentales jouent un rôle fondamental dans la créativité. Einstein, interrogé sur la façon dont il procédait dans sa pensée mathématique, répondit qu’il formait des images de type visuel, quelquesunes de type (( musculaire )) (kinesthésique), et (( les mots, pour autant qu’ils interviennent », purement auditifs (64). Quant au chimiste Kekulé, ce serait en voyant dans un rêve l’image d’un serpent qui se mordait la queue, qu’il aurait découvert la structure de la chaîne fermée du benzène. Soulignons, enfin, une autre caractéristique des images mentales : c’est d’avoir (( la vie dure ))...Voici450 ans que Copernic nous a appris que la Terre

(63) JERISONH.J. (1976).

(64)HADEMARDJ. (1954).

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tournait autour du soleil... et nous parlons encore du ((lever)) et du (( coucher )) du soleil... Serait-ce... que nous préj2rons les images à la réalité 3.. Un mécanisme commun

Mémoires et images mentales semblent résulter de mécanismes voisins ou communs : association ou connectivité. Les unes et les autres ont une structure et elles sont structures. Elles sont une représentation dans l’organisme d’un élément ou d’un phénomène qui provient de l’environnement. Elles ont une double dimension :spatio-temporelle. Elles ont un rôle essentiel dans la constitution de l’identité, de l’être. Ce sont donc des domaines (ou un seul domaine?) dans lequel les formateurs devraient s’engager par priorité. Images et mémoires peuvent collaborer mais - c’est là où le formateur doit être particulièrement vigilant - les phénomènes d’interférences existent sur lesquels il conviendra de revenir, en particulier lorsque sera abordée l’activité de lecture.

CHAPITRE 3

CERVEAU(X) ET COMPORTEMENTS

Si le cerveau de l’homme était uniquement neuronal, on pourrait se risquer à tenter une définition approximative du comportement humain en termes structuraux ou fonctionnels. Mais notre cerveau est également hormonal. I1 est soumis non seulement à l’action du milieu, aux rythmes externes, diurnes, saisonniers, solaires, sidéraux, mais également aux processus de rétroaction des hormones qu’il fabrique lui-même. Comportements et métabolismes sont étroitement liés. L‘enseignant et le formateur ne devraient jamais l’oublier. La description des différents comportements humains a évolué et évoluera encore avec les techniques d’analyse et les progrès de la connaissance des mécanismes fondamentaux de l’homme. La neurochimie, rappelons-le, apporte une somme considérable de données sur l’activité du cerveau provoquée et maintenue par les sensations visuelles, auditives, tactiles à la surface et à l’intérieur du corps. La recherche effectuée dans le domaine de la conscience, pour ne prendre qu’un seul exemple, a été considérablement compliquée et entravée par les efforts des chercheurs pour appliquer des mesures objectives à une expérience subjective. La conscience était, jusqu’à une quinzaine d’années, une donnée dont les variations et anomalies étaient analysées, certes, mais rarement explorées en rapport avec ce que l’on sait des fonctions cérébrales. Depuis la révolution de la conscience, provoquée par les techniques nouvelles d’exploration cérébrale et également par les recherches en biofeedback dans les années 1970, les choses ont changé. L‘approche neurobiologique des comportements, et en particulier de l’attention, confirme le rôle de pôle de convergence et de divergence d’une structure cérébrale essentielle : celle de la formation réticulée, véritable reluis de l’intégration et de l’activation cérébrale. Parmi les très nombreuses études traitant des comportements humains, le choix s’est porté plus particulièrement sur les recherches récentes utilisant 1’électro-encéphalographie. Les données recueillies grâce à cette technique

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sont susceptibles d’apporter un éclairage nouveau sur l’apprenant in vivo et in situ, dans des domaines qui intéressent l’apprenant et le formateur : - le niveau de vigilance, de conscience et d’attention auquel il est possible de se référer pour améliorer l’acquisition des connaissances, - la compréhension de la personnalité et de certains comportements selon le mode perceptuel du sujet, - la compréhension de l’uffectivité ou des émotions, et le rôle de l’affectivité dans l’interaction communicative. 1. VIGILANCE, CONSCIENCE ET ATTENTION

La littérature abonde en études neurophysiologiques portant sur la mesure des ondes cérébrales de sujets dans différents états de conscience perceptive. Deux. cents à trois cents chercheurs dans le monde étudient spécifiquement les mécanismes de l’éveil, du sommeil et du rêve. Ce dernier n’appartient à la trilogie des états cérébraux que depuis 1960 seulement. I1 y sera fait référence, dans le cadre de cette recherche, dans la mesure où le rêve participe ii l’équilibre biologique de l’apprenant. La notion d’éveil ou de vigilance, connue depuis longtemps, est liée à l’arrivée des influx au cerveau et à la désynchronisation corticale. Le comportement d’éveil dépend de l’activité de la région médiane du tronc cérébral, la formation réticulée, vers laquelle converge le flux des stimulations sensorielles. L‘endormissement correspond au désamorçage de la source d’activation. La notion d’activation a émergé dans les recherches neurobiologiques dans les années 1950, grâce aux travaux de Moruzzi et Magoun et leur découverte du rôle du système réticulaire. L‘état de vigilance ou état de veille actifest mesurable grâce à l’électroencéphalographie: (E.E.G.). I1 correspond à un comportement cérébral réparti sur toutes les régions du cerveau (frontale, temporale, pariétale et occipitale) et à la fréquence de trente oscillations par seconde (rythme bêta, rapide et de faible amplitude). Un autre état de veille, passif ou de répit cérébral, apparaît chez la plupart des adultes, lorsque les yeux sont fermés. I1 correspond h deux comporternenls cérébraux : l’un frontal, traduit par des rythmes bêta, rapides ; l’autre occipital, d’amplitude moyenne (rythme alpha). Toutefois, une même qualité d’éveil peut se refléter en électro-encéphalographie par des tracés d’intensité différente. On a affaire à deux types de tracés pour une population de sujets normaux : les sujets introvertis, riches en imagerie visuelle (alpha d’intensité plus importante) ; et les sujets extravertis, plus réactifs à l’environnement (alpha d’intensité plus faible). Pierre Étévenon indique qu’un même tracé E.E.G. peut sous-tendre différents états de vigilance, comme plusieurs tracés E.E.G. différents peuvent sous-tendre un même état de vigilance. Des différences, non pas seulement intra-hémisphériques mais interhémisphériques existent également, les aires antérieures présentant moins d’alpha et plus de bêta que les aires postérieures.

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D’après Grey Walter, la gestion des images mentales visuelles, auditives ou kinesthésiques dépendrait du type d’activité cérébrale du sujet : les personnes dont l’activité cérébrale alpha persiste lorsque leurs yeux sont ouverts, gèrent leur imagerie mentale auditivement et kinesthésiquement plutôt que visuellement. Les personnes dont l’activité cérébrale ne révèle pas de rythme alpha, qu’elles aient ou non les yeux fermés, ont une gestion mentale uniquement visuelle. Une bonne qualité d’éveil

La connaissance et l’entretien d’une bonne qualité d’éveil concernent directement les apprenants et les enseignants. L‘éveil nécessite - surtout dans le contexte de la vie moderne actuelle et de ses contraintes d’éveil - (( soit des stimulations, soit une motivation particulière, tout au moins pour 80 96 des gens )) (1). L‘éveil demande surtout une bonne hygiène et compréhension des comportements cérébraux selon les heures de la vie cérébrale. C’est la condition pour un bon fonctionnement de la mémoire et un apprentissage efficace. Or, les troubles de l’éveil apparaissent de plus en plus nombreux chez les apprenants, dus sans doute à une dissociation entre l’horloge biologique et le temps réel, provoquée par le rythme de plus en plus artificiel de la vie moderne et la multiplicité des informations sensorielles auxquelles l’organisme est soumis (ce que Michel Jouvet appelle ((l’assaut de l’environnement ))).Les chronobiologistes expliquent cette inadéquation par la présence d’apposition de phases entre rythmes de sécrétion hormonale dans le sang et de neuromédiateurs dans le cerveau. La notion de conscience

De la notion de vigilance ou d’éveil, les neurobiologistes passent insensiblement à celle de conscience. I1 faut noter que peu de mots ont donné lieu à une aussi grande variété de définitions et de théories que le mot conscience. Notion profondément culturelle, elle ne revêt pas la même signXication dans la pensée occidentale et la philosophie orientale. Pour cette dernière, elle désigne l’expérience immédiate de la réalité, obtenue et atteinte sans l’écran de la pensée conceptuelle. Son rôle est de créer l’espace et le temps car, sans la conscience spéczfiunte, ni le temps ni l’espace n’auraient d’existence réelle.Cette conception de la conscience est à rapprocher de celle de la relativité des choses et des événements, telle que l’a révélée la physique moderne ;car qu’est-ce que la réalité quand on sait que le soleil qu’on regarde est tel qu’il était huit minutes plus tôt ?...

(I) Cf. JOUVET M. (1980) ; cf. aussi BOUTONJ. (1982) ; P.-E. ÉTÉVENON dans La Caverne de Platon (film 16 mm couleurs) présente une cartographie E.E.G. dynamique d’une nuit de sommeil et de rêves. Documents C.N.R.S., I.N.S.E.R.M., Specia, Biocom (1986).

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Le langage occidental quotidien emploie couramment le mot conscience dans le sens de connaissance ou de re-connaissance de la réalité, qu’elle soit extérieure ou intérieure à l’homme. Psychologues et philosophes parlent d’intentionnalité ou de conscience de soi, de conscience d’exister (Sartre), de système perception-pulsionsconscience (Freud), etc. Les cliniciens occidentaux décrivent plusieurs niveaux ou états de conscience, alors que la terminologie orientale parle de mouvements (((vritti~).Les uns et les autres observent, vérifient, testent des réponses verbales ou instrumentales. Les enregistrements électro-corticaux apportent des indications sur les fluctuations de la vigilance - (( frontières mobiles et indéfinissables », selon les termes de Pierre Étévenon - et les niveaux d’attention ou de l’activité cérébrale du sujet. Ce sont : - les rythmes cérébraux spontanés recueillis par E.E.G., informatisés et quantifiés, - les potentiels évoqués, qui rendent compte qualitativement et quantitativement des réponses des zones cérébrales sensorielles à des stimulations extérieures (visuelles, auditives, tactiles ou somesthésiques). Les composantes tardives permettent de déceler une notion fondamentale dans l’acquisition des connaissances, celle de la disponibilité du sujet, son degré d’attention et son attitude face à la tâche demandée. Les travaux de J. Paty font apparaître que (( l’onde d’expectative est particulièrement sensible aux interférences émotionnelles (...), qu’elle varie selon l’attitude du sujet, sa présence perceptive, la préférence qu’il accorde à son expérience intérieure ou à la tache que lui demande l’expérimentateur)): autant de concepts essentiels dont il faudrait tenir compte dans une approche pédagogique. - le potentiel continu cérébral, qui varie avec le degré de vigilance du sujet : (( I1 s’élève en fonction du degré d’activation globale et s’abaisse lors de détente ou. de somnolence. D La concomitance d’événements physiologiques et des modifications de conscience est largement admise et reconnue, sans que l’on puisse déterminer de façon catégorique le lien de causalité à l’intérieur de l’unité psychosomatique. Dans ce domaine, plus que dans aucun autre, les liens de causalité linéaire n apparaissent plus valables. Les différentes techniques de modification volontaire de la conscience (training autogène de Schultz, sophrologie, eutonie, yoga, biofeedback...) ont donné lieu à des examens mesurant les indices périphériques (rythme cardiaque, respiratoire, tonus musculaire, tension artérielle) et centraux (rythmes cérébraux). Dans ces techniques, les études ont signalé une amplification du rythme alpha, qui est diffusé vers les régions antérieures (lobes frontaux) pendant les exercices de respiration et de détente, les yeux étant fermés. Si l’on ajoute que ce résultat est accompagné d’une diminution des réactions d’habituation, et d’une diminution des différences interhémisphériques, on voit tout l’intérêt que l’apprenant et l’enseignant peuvent retirer de pratiques pédagogiques intégrant les moments de pauses structu-

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rantes, ainsi que d’un travail sur les modalités sensorielles en évocation mentale, en concentration multi-modalitaire, ou encore d’une adaptation de la méthode de fixation somesthésique (2). Que dit, de son côté, le biologiste? Pour Henri Laborit (( c’est parce qu’il est capable de répondre de façon originale à un problème posé par l’environnement, problème auquel il pourrait répondre de façon réflexe ou automatique, que l’Homme est conscient... La conscience se révèle ainsi comme la conséquence du fonctionnement le plus complet, le plus intégré de toutes les aires et fonctions cérébrales ». Pour E. Guillé, les différents états de conscience spécifiques correspondent à différents niveaux vibratoires, puisqu’un état de conscience peut être défini par un ensemble de caractéristiques énergétiques. L‘inconscient est une forme originelle du psychisme : il enregistre des états vibratoires et possède un langage aussi logique et ordonné que le langage conscient, mais dans un ordre différent : c’est le langage des énergies mises en jeu au niveau des émotions. Les deux forces sont complémentaires. Karl Pribram a introduit dans son étude de la conscience (« awareness D) la notion d’image... I1 distingue la conscienceperceptive et la conscience de soi. Cette dernière serait un phénomène identifiable, indépendant par rapport à d’autres formes de conscience sans intentionnalité. (( Les contenus de la conscience perceptive ordinaire impliquent des intérêts vers les événements et les objets. Les contenus de la conscience de soi comportent des intentions et des intentionnalités, soit des processus de la pensée cognitive qui se distinguent aisément des sentiments émotionnels ou motivationnels, des perceptions d’événements ou d’objets... D Les deux types de conscience définis ci-dessus concernent l’apprenant : il ne peut faire l’économie ni de l’une, ni de l’autre. En prise sur l’information, il doit mettre en forme les représentations de l’environnement, celles qui lui viennent de l’extérieur et celles qu’il possède déjà dans son stock de connaissances. Neurologiquement, cela signifie que le cerveau organise ou réorganise la structure - on peut même dire la structuration de systèmes neuraux, selon un état de conscience donné. On se souvient qu’au début du siècle, William James distinguait trois types de processus : - processus sélectif : certaines choses sont perçues, d’autres pas, - processus intensif: plus ou moins d’effort est fourni, - processus de maintien : pour soutenir l’effort. Edward Hall, anthropologue, aborde le problème de la conscience en lui donnant la dimension communicative que Freud ne lui avait pas donnée. Cette approche nous intéresse tout particulièrement, car il n a pas d’apprentissage ni d’enseignement en dehors d’une théorie de la communication. Hall estime que trois types de conscience existent, correspondant aux ~

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(2) PATYJ. (1984 et 1985) ; cf. aussi PECAND G. (1979), dont l’ouvrage collectif est une approche neurocybernétique du comportement humain.

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trois types d’apprentissage qu’il discerne : formel, informel (ou hors conscience), et technique. A chacune de ces catégories correspondent un (( affect )) (ou émotion) et une attitude formelle, informelle et technique face au changement. ~

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L‘attention

Depuis les travaux de Moruzzi et Magoun, les mécanismes cérébraux impliqués dans l’attention ont fait l’objet de nombreuses études. I1 semble maintenant admis que l’attention est indissociable de l’état de conscience de soi et qu’elle s’organise à partir de la perception. Elle fait partie des stratégies et des facultés d’auto-organisation du cerveau humain. Selon l’expression de J.-P. Changeux, l’attention (( gère les relations du cerveau avec l’environnement ». Pribram distingue trois processus principaux de régulation : - la mise en éveil de l’attention (arousal), - la réponse au stimulus (readiness) et - le processus dit d’effort. I1 distingue également deux mécanismes de régulation : l’un de rétroaction (feedback), l’autre de proaction (feedforward), mécanismes auxquels il rattache la distinction entre conscience perceptive ordinaire et conscience de soi. L‘apprentissage, sans aucun doute, met en jeu des processus de rétroaction (feedback), de nature essentiellement émotionnelle et motivationnelle, et correspondant à la conscience perceptive ; il déclenche aussi des processus de proaction (feedforward) de nature cognitive, correspondant à la conscience de soi. L‘apprentissage impliquerait donc l’organisation de l’information par l’intermédiaire d’états de conscience différents. Ceci rejoint l’idée émise par Illya Prigogine : les fluctuations sont une loi universelle. L‘alternance entre les moments de prise d’information et les moments de pause sensorielle ou de répit cérébral serait la condition optimale de l’apprentissage. Rappelons les recherches de Copenhague et les ressources de l’idéographie cérébrale, en particulier les recherches de P. Roland sur l’attention : l’attention est un processus d’anticipation, dépendant de la tâche à accomplir et non du stimulus. L‘électro-encéphalographie a révélé des corrélations entre l’apparition d’ondes dites d’activité (tracé bêta) et le processus de fixation de l’attention (et aussi celui de déshabituation). L‘apparition d’ondes dites de repos ou d’habituation (tracé alpha) correspond aux périodes où l’attention s’amenuise. La psychobiologie de l’attention explore les supports biologiques des fonctions cognitives et tente d’établir les composantes et les formes d’attention sélective, discrimination et prise de décision; les temps de réaction; choix de la réponse, etc. L‘hypothèse d’une organisation hiérarchique des stades de traitement de l’information semble se préciser. Notre cerveau émettrait des ondes précoces correspondant au traitement du signal et à la

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sélection du canal (auditif, somato-sensoriel), et des ondes tardives lorsqu’il élaborerait une réponse. En d’autres termes, un potentiel endogène serait émis par notre cerveau pendant une opération mentale. La psychophysiologie cognitive apporte des éléments précieux dans des domaines intéressant directement les formateurs : - Le profil individuel: chaque individu a une stratégie et un degré de résistance à la saturation qui lui est propre ... Les interférences inter et intra-modalité (auditive, visuelle...) : la perturbation de l’attention est plus grande lorsque les signaux concurrents appartiennent à la même modalité (un signal auditif perturbant une tâche de discrimination ou réaction auditive). - Priorité des tâches de détection visuelle sur les tâches de rapidité. - Les zones cérébrales impliquées au cours d’une activité attentive diffèrent chez les gauchers et chez les droitiers. Les régions frontales sont davantage impliquées chez les gauchers (3). Le neuro-endocrinologue signale le rôle des lobes frontaux, de la formation réticulée, et l’action de la dopamine dans le processus attentionne1 (4). Henri Laborit, quant à lui, distingue deux sortes de réaction d’attention : l’une K tonique », persistante, diffuse et sensible à l’habituation : la répétition d’un stimulus peut l’inhiber ; l’autre «phasigue », permettant une attention plus sélective et discriminative. L‘une et l’autre formes d’attention dépendraient de zones distinctes dans le cerveau et pourraient même être antagonistes. C’est ainsi que serait expliquée la difficulté que l’on ressent pour fixer son attention dans certains états d’émotion ou d’excitation. Selon Laborit, 30 % des neurones des cortex visuel et auditif seraient des neurones d’attention qui ne répondraient pas à des stimuli répétés mais seulement à une nouvelle sonorité ou à un renforcement de l’information visuelle. Pour les yogis, l’attention dépend d’une disposition intérieure à se laisser traverser par des ondes sonores et visuelles. Des recherches en biofeedback semblent indiquer le rôle de l’hémisphère dominant dans l’état d’attention. D’après L. Fehmi, du Centre de Recherche en Biofeedback de Princeton, l’hémisphère gauche contrôle une focalisation étroite D, tandis que l’hémisphère droit permettrait une (( focalisation large et ouverte)) (ce que Fehmi appelle l’état ((into-it D). Sur ces notions de (( fermeture D et (( d’ouverture D, Fehmi construit quatre types d’attention : - objective et ouverte : utilisée pour l’intégration d’une masse d’informations, - subjective (into-it) et ouverte : utilisée dans l’écoute, - objective et étroite : dans la résolution de problèmes, - subjective et étroite : dans l’expérience sensorielle. ~

(3) Cf. BEATTY J. (1977) ; VANDERHAEGEN CI. (1982) ; PATYJ. (1984) ; HILLYARD S.A. (op. cit., p. 193-196). (1985) ; J.-P. CHANCEUX (4) Cf. VINCENT J.-D. (1986).

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(( Nous sommes déformés par notre culture )) remarque Fehmi. a Nous pensons que l’objectivité ne peut être que la conséquence d’une focalisation étroite. )) D’autres recherches, portant sur le dysfonctionnement de l’attention dans le domaine visuel, nous révèlent la complexité du processus : l’orientation peut être automatique ou intentionnelle, interne ou externe, distribuée ou concentrée. Le mécanisme, pour être complet, doit comprendre plusieurs étapes : le détachement du point d’ancrage antérieur, la sélection d’une nouvelle cible et le mouvement attentionnel vers cette cible, la fixation sur le nouvel objectif (5). Les mêmes stades du mécanisme attentionnel concernent le domaine auditif. Le terrain à explorer par les formateurs est immense : II est important que tout formateur ou informateur veille à renouveler les formes sous lesquelles l’information est donnée :qu’il évite les répétitions consécutives et identiques;qu’il sache que l’attention est étroitement liée à la motivation, aux rythmes de l’individu, à son expériencepassée, à sa gestion intérieure, et, enfi. et surtout - qu 11se souvienne que l’attention est fonction de l’utilité de l’activité proposée. A ces éléments, il faut en ajouter un autre: la motivation, ou, comme nous allons le preciser, les motivations.

2. MOTIVATION(S) ET CHANGEMENT Le mot motivation est apparu dans la langue française il y a à peine un siècle. Depuis quelques années, il est employé très souvent dans les milieux de formation pour exprimer la préoccupation essentielle des enseignants. On entend souvent poser la question : (( Comment motiver les élèves ? )) et aussi souvent ce commentaire : (( Ils sont démotivés D... Il semble que la motivation soit un comportement qui tende à la fois à atteindre un objectif désirable et à éviter un événement futur désagréable, en mettant en œuvre la coopération de la personne (6). Une fois encore, le domaine est beaucoup trop vaste pour qu’il lui soit fait justice dans le cadre de cet ouvrage. De très nombreux corrélats ou facteurs de la motivation exigeraient d’être soigneusemen‘t définis : objectif/ but ; croyance(s) ;valeurs ; choix, préférences ; besoins, etc. Seuls seront retenus ici les points intéressant directement les formateurs, les enseignants, les parents et les responsables de formation. Un rapide parcours diachronique à travers les diverses théories permet de suggérer d’une part, que le mot motivation soit, comme le mot mémoires, employé au pluriel ; d’autre part, qu’il existe au moins quatre modèles de motivation. K.B. Madsen, de l’École Royale des Sciences de l’Éducation de Copenhague, relie les trois premiers modèles à une structure cérébrale spécitique (5) GAINOTTI G. (1987). (6) LASZLO E. (1975).

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(en plus du système réticulaire auquel tous les modèles de motivation sont reliés), et examine ensuite les possibilités de changement contenues dans chaque catégorie : changements d’objectif, de valeur, de mobile. Les formateurs savent que le véritable nœud des difficultés de l’apprenant réside dans la résistance au changement. Aussi, l’étude de la motivation telle que la présente Madsen revêt un intérêt tout particulier et elle sera présentée en détail. Les hypothèses, ou postulats, concernant la motivation peuvent être classées en quatre catégories : Le modèle homéostasique

D’après la théorie de W. Cannon (1915), elle-même inspirée de la conception du milieu intérieur de Claude Bernard, ce modèle est proche de la conception de Freud. Selon ce modèle, le comportement, comme tout processus biologique, est déterminé par la recherche d’équilibre dans l’organisme. Les psychologues l’expriment ainsi : l’équilibre rompu crée un besoin (faim, soif, sexe) qui, à son tour, détermine un dynamisme, qui, à son tour, détermine un comportement pour réduire ou satisfaire le besoin et rétablir l’équilibre (Freud, Hull, Murray, Freeman...). Madsen relie les motivations représentées par ce modèle à la structure cérébrale de l’hypothalamus, et détermine les mobiles de cette catégorie comme étant (( organiques », (( homéostasiques 1) ou a hypothalamiques D. Dans ce modèle, les possibilités de changement sont réduites car les mobiles sont organiques. La seule possibilité de changement semble être celle que Freud a désignée comme (( l’objet )) de l’instinct auquel on peut substituer un autre objet. La publicité de nos pays industrialisés ne s’en prive pas ... Le modèle dynamique En 1953, lorsque le premier symposium sur la motivation eut lieu, dans le Nebraska, le modèle homéostasique fut élargi à d’autres domaines de la biologie, en particulier à la visualisation. Le nouveau modèle tenait compte de l’effet des stimuli extérieurs, véritables stimulants, capables de mobiliser l’énergie et de déclencher un état d’activation. Ces stimulants sont de deux sortes: primaires, avec un effet dynamisant interne et inné (selon la théorie (( hédoniste D de P.T. Young, et d’Hebb, Tinbergen, etc.) ; ou secondaires, acquis, dont l’effet dynamique s’accroît selon le jeu complexe de facteurs comme l’habitude, le potentiel de réaction, etc. Le modèle dynamique est défendu par Atkinson, Miller, Lewin, Skinner, McClelland, etc. I1 a été adapté à l’apprentissage par Spence. Madsen relie ce modèle à une autre structure cérébrale: le système limbique. Les mobiles de cette catégorie de motivation sont d’ordre (( émotionnel D, (( social )) ou (( dynamique ». Les possibilités de changement sont plus nombreuses dans cette catégorie, car les stimulants (punitions, récompenses) deviennent des objectifs à atteindre et les conduites peuvent être apprises. L‘éducation en fait un grand usage.

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Notre cerveau aujourd’hui Le modèle cognitif

I1 est contenu implicitement dans de nombreuses théories des processus perceptifs et cognitifs (la Gestalt par exemple). Peu à peu l’idée gagne selon laquelle les processus cognitifs ont une motivation intrinsèque, suggérant que la base même de la motivation est dans l’interaction avec l’environnement. Madsen relie ce modèle au cortex. Les mobiles de cette catégorie de motivation sont d’ordre cognitif, ou cortical. Les possibilitis de changement sont beaucoup plus vastes que dans les autres modèles, car les variables cognitives comme l’attente, le système de valeurs, les croyances, peuvent entrer en jeu; de même, les moyens de persuasion verbaux, oraux et écrits, qui utilisent la logique et des moyens que les autres modèles ne possèdent pas (systèmes éducatifs et communication). Le modèle cognitif peut s’appliquer à la (( socialisation secondaire ». Madsen entend par là la formation, l’éducation institutionnelle, les médias. Ce modèle est le seul qui puisse déclencher un changement de mobiles chez l’adulte (non impliqué dans des situations thérapeutiques), alors que les deux premiers modèles, homéostasique et dynamique, se limitent dans leur application à la (( socialisation primaire D, à savoir l’éducation des enfants par leur famille. A ces mobiles d’ordre divers, Madsen ajoute ceux émanant de la formation réticulée : ils sont d’ordre intrinsèque ; ce sont des mobiles d’activation. Le modèle humaniste

Moins défini, parce que multiréférant et beaucoup plus vaste que les précédents, il est représenté par A. Maslow, Allport, Rogers et quelques autres. I1 n’est rattaché à aucune structure cérébrale particulière autre que la formation réticulaire. Sans doute fonctionne-t-il en faisant intervenir des mobiles émanant de l’être tout entier. La motivation, dans le système éducatif, n’est qu’un aspect d’un domaine beaucoup plus vaste, à la dimension de la société dans laquelle s’inscrit l’école. Un programme de formation et de développement des diverses motivations, de type homéostasique, dynamique, global, ou humaniste, pourrait s’inspirer des analyses qui existent depuis... plus de trente ans. Celles-ci devraient être exhumées des bibliographies, pour que les idées qu’elles contiennent soient mises en œuvre et induisent des changements, lorsque ceux-ci s’avèrent nécessaires. I1 semble que, dans le domaine de la motivation plus que dans tout autre, l’information et la prise de conscience de son propre fonctionnement et de ses propres structures soient la méthode la plus efficace pour induire le changement chez 1’être socialisé (apprenant ou enseignant).

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3. PERCEPTION ET PERSONNALITÉ

Ici encore, un choix sera fait pour illustrer, par des exemples précis, ce que peuvent nous apporter les neurosciences dans un domaine beaucoup trop vaste pour être exposé dans son ensemble. Des recherches réalisées par le National Institute of Mental Health (Bethesda, Maryland, États-Unis) à partir de Potentiels Évoqués, ont permis de déceler : des différences marquées dans les réponses obtenues à des stimuli visuels et auditifs chez des hommes, des femmes, des sujets hyperactifs, des sujets normaux, plus ou moins sensibles à la douleur, plus ou moins attentifs une dynamique sous-jacente aux comportements humains et à l’influence de l’environnement sur nos réactions comportementales. Ce type de recherche est extrêmement utile pour équiper en outils d’observation les professionnels de la communication et de l’interaction que sont les formateurs . En effet, l’hétérogénéité des groupes d’apprenants pose toujours le problème de la réception de l’information et des différents niveaux de compréhension d’une même information. En s’appuyant sur la recherche d’une psychologue britannique, le Dr A. Petrie, qui répartissait les sujets réalisant une tâche perceptuelle en deux types (les augmmteurs : ceux qui estimaient le stimulus au-dessus de sa valeur et les réducteurs : ceux qui sous-estimaient le stimulus), les Dr Buchsbaum et Silverman firent l’hypothèse que les réducteurs étaient très sensibles à des stimuli d’intensité réduite (quasi subliminale). Ils découvrirent, en outre, que les réducteurs toléraient mieux que les augmenteurs un environnement pauvre. Les Potentiels Évoqués fournirent une autre donnée : l’amplitude (ou différence en microvolts entre le sommet de la courbe PI et le creux NI) varierait pour un homme et une femme; elle serait une indication de la personnalité du sujet, de sa sensibilité émotionnelle... et même de sa gestion mentale. Ces tendances augmentrice et réductrice semblent, d’après les auteurs, revêtir un rôle soit de protection contre des stimulations potentiellement excessives, soit d’adaptation à l’environnement. Elles traduiraient l’attitude de l’individu face au monde qui l’entoure: certains se laissent envahir par des sensations provoquées par de hautes fréquences et sont insensibles aux fréquences basses ; d’autres, hypersensibles aux stimulations de basses fréquences se protégeraient en se coupant des sensations qui menaceraient leur survie neurophysiologique. Les êtres humains se répartiraient ainsi en deux groupes, selon leur tendance à s’adapter à l’une ou à l’autre solution. Les femmes montreraient une tendance à réagir en augmentrices. Les enfants Ayperactifs seraient un exemple d’adaptation excessive à la tendance augmentrice. Les schizophrènes représenteraient la tendance opposée : une adaptation excessive à la réduction (probablement par souci non-conscient de protection contre un environnement menaçant). Rappelons que les mesures qui démontrent des réactions variant d’un -

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groupe à l’autre et à l’intérieur d’un groupe, sont prises à partir d’un même stimulus. On a constaté des variations entre les différents sujets normaux mais elles ne sont pas encore élucidées. Elles refiètent sans doute les différences de traitement de l’information sensorielle, qui devraient être prises en compte par les formateurs lorsqu’une information est présentée et une interprétation demandée en vue d’une évaluation. Les Potentiels Évoqués d’enfants hyperactifs de 6-12 ans révèlent les mêmes caractéristiques que celles d’enfants normaux plus jeunes, mais leur temps de latence est plus court ; pour ces enfants, l’amplitude et le temps de variance sont modifiés plus fréquemment d’un stimulus à l’autre, traduisant l’instabilité et soulignant l’importance d’une pédagogie de l’attention (écoute et observation). La technique des Potentiels Évoqués telle que l’a pratiquée le Dr Buchsbaum a codirmé également que la réponse cérébrale reflète ce que l’on s’attend de voir et non ce que l’on voit : croire, c’est voir. Les tracés ont révélé que l’état mental intérieur était prédominant sur la perception du stimulus : ce qui compte pour le sujet est plus fort que ce qu’il perçoit en réalité. C’est la preuve que nous ne percevons pas de façon mécanique mais mec notre subjectivité. La personnalité d’un être humain se révèle et se mesure dans ses comportements en situation d’apprentissage et de communication. Plusieurs variables se combinent, comme le besoin d’entrer en interaction, la fréquence, le rythme, la durke des interactions et, comme nous allons le voir, la capacité à se synchroniser avec soi-même et avec l’Autre (7). 4. AFFECTIVITÉ

ET COMMUNICATION

Notre affectivité gère nos rapports avec le monde extérieur (étymologiquement : elle nous (( met dans tel ou tel état ») et elle fonde notre réalité existentielle. Nos émotions (terme utilisé plus couramment que affectivité et impliquant la notion de mouvement), sont des actions-conduites, liées aux différents rythmes de notre organisme : rythme respiratoire, cardiaque, etc. et à l’activité organique, viscérale et glandulaire. Pour Henri Wallon, qui observe des affinités fondamentales entre émotions et fonctions proprement organiques et posturales, (( l’émotion, quelle que soit sa nuance, a toujours pour condition fondamentale des variations dans le tonus des membres et de la vie organique D. Anatomiquement, les lobes frontaux et le système limbique sont reconnus comme jouant un rôle essentiel dans la vie affective de l’homme. Mais ce serait une erreur de penser que seul le lieu ou le siège d’une fonction est suffisant pour qu’elle s’exerce : la substance, en l’occurrence les hormones et les neurotransmetteurs du cerveau hormonal, intervient à tout instant dans (7) Cf. ROSENFELD A.H. et S.A. (1975).

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l’état central fluctuant O , notion proposée par J.-D. Vincent qui la considère plus moderne et plus exacte que celle d’homéostasie. La situation d’apprentissage est fondamentalement déstabilisante, en ce qu’elle exige l’assimilation de nouvelles données et l’adaptation à une situation nouvelle, donc une rupture avec des habitudes. Elle fait appel au cerveau hormonal, car il est, selon les termes de J.-D. Vincent, le grand maître )) qui organise le désordre grâce auquel le fonctionnement des t( grands ensembles neuronaux )) peut être modulé. On a vu que parmi les différents états affectifs de l’apprenant, il en est un que tous les formateurs et enseignants attendent, espèrent et appellent à l’aide : c’est la motivation ou le désir d’apprendre ..., état sous-jacent indispensable et intermédiaire entre le besoin d’apprendre et la satisfaction d’avoir agi, donc d’avoir acquis. Les mesures E.E.G. prises sur les régions frontales révèlent une onde négative qui accompagne la phase précédant l’action (8). Ceci nous confirme que ce serait une grave erreur de considérer l’acte d’apprendre comme une manifestation seulement neuronale. L’apprentissage est une ouverture au monde : il ne peut s ?effectuersans que le désir lui soit associé. Biologiquement, un comportement désirant requiert l’association de l’affectivité et de l’anticipation de l’acte, et il se traduit par des sécrétions hormonales. (t

Au-delà des cultures ?

Une des découvertes les plus étonnantes dans le domaine de l’affectivité nous révèle qu’à chacune des émotions de base (colère, douleur, amour, haine, respect...) correspond un tracé cérébral caractéristique et universel, indépendant de la culture. C’est ce que Manfred Clynes, ingénieur et musicologue australien, appelle (( sentics D. I1 s’agit de la forme biologique des émotions qu’il a discernée dans des cultures aussi diverses que celles du Mexique, du Japon, des ÉtatsUnis, et de Bali. Pour Clynes, les émotions sont des formes spatio-temporelles : chacune possède des caractéristiques de durée et de configuration ; ces formes sont révélées dans des tracés et existent donc à l’émission. I1 recommande que soit entrepris un apprentissage permettant de mieux connaître, de discriminer ses propres émotions, de les reconnaître, donc de les contrôler et de mieux les utiliser pour communiquer. Les émotions, affirme Clynes, forment avec leur expression une unité existentielle, un système. La façon de ne pas être leur jouet est de les bien connaître. Clynes énumère les caractéristiques des états émotionnels, de leurs expressions et de leur formation : Les états émotionnels sont tous uniques. A chacun correspond un schéma cérébral. Chaque état émotionnel présente une inertie caractéristique : il ~

(8) Cf. WALLON H. (1949), pp. 50 et 55 ; cf. aussi CLYNES M., op. cit. ; VINCENTJ.-D., op. cit., pp. 13, 151 et suiv.; LIBETB. (1985).

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persiste - en termes de processus cérébraux et corporels, pendant une certaine durée. Des changements hormonaux et vasculaires surviennent avec l’état émotionnel. La mémoire et les processus inconscients influencent les fonctions de contrôle des états émotionnels. Différents facteurs influencent les; émotions, comme l’âge, le sexe, les rythmes biologiques, l’hérédité... - L‘expression des émotions est un aspect fondamental de leur nature. Les émotions ont besoin de s’exprimer, comme tout système de contrôle réagissant à l’entrée d’une information. Le fait d’exprimer une émotion a un effet sur son intensité, soit en l’augmentant, soit en la diminuant. - La formation des émotions: elles naissent de la perception d’un changement dans les circonstances de l’existence, dans nos relations aux autres, dans l’environnement, dans le cours de nos projets, etc. Elles peuvent aussi naître de notre perception d’une émotion chez d’autres personnes, ou tout simplement de notre imagination, de nos souvenirs, d’une situation, etc. Elles peuvent se former après l’absorption de drogues, de médicaments, ou de toxiques, ou encore être provoquées par des stimulations électriques du cerveau. Elles peuvent être affectées par l’habituation et l’adaptation, dans certains cas. Pour analyser les émotions, on dispose de différents indices et variables corporels, tous mesurables. Ce sont : le rythme cardiaque, le rythme respiratoire, la durée de l’inspiration et de l’expiration, la consommation d’oxygène, la position du corps, le regard, l’activité musculaire. Les formateurs, les parents - et pourquoi pas, les apprenants eux-mêmes - tireraient un grand profit d’une lecture de ces indices chez l’autre et ... en eux-mêmes. 5. RYTHMES CÉRÉBRAUX ET COMMUNICATION

De nombreuses études ont paru sur les rythmes de l’enfant, de l’adolescent et de l’adulte. Toutes soulignent la difficulté dans laquelle se trouve celui qui tente de cerner cette notion dont la complexité ne cède pas... Nous rappellerons la définition de Platon: le rythme, c’est l’ordre dans le mouvement. Nous sommes donc, une fois encore, devant une structure, une organisation, une dynamique. Les études de chronopsychologie mesurent les effets des diverses variables temporelles et spatiales sur les performances de l’individu, homme et femme, jeune et moins jeune ... selon que telle ou telle tâche est précédée ou suivie de telle autre et effectuée à tel ou tel moment de la journée. Une étude réalisée à San Diego, en Californie, a étudié l’effet des rythmes circadiens sur la compréhension et la rapidité de lecture. Elle a effectivement pu conclure à une amélioration de la compréhension dans l’après-midi et dans les premières heures de la soirée, et une plus grande rapidité de lecture dans la matinée. Les résultats obtenus nous semblent difficilement généralisables. Trop de variables interviennent ; les rythmes circadiens font osciller les sécrétions hormonales et le jeu cérébral des hormones est encore insondable. ..

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Seules seront mentionnées ici celles des études récentes qui soulignent les rythmes de base du cerveau humain en relation avec le langage et la communication. Comme le remarque Edward Hall il y a toujours eu une grande cohérence dans la nature ... il existe une unité sous-jacente à l’extrême diversité des phénomènes naturels D et, citant W.S. Condon : (( Le rythme est la caractéristique essentielle de l’organisation naturelle... I1 existe une cohérence profonde dans ce que nous percevons et ce que nous pensons. D Ceci semble vrai pour le cerveau plus que pour toute autre structure. Nos rythmes sont d’abord des processus de synchronie interne. Ils varient avec et selon tout ce que nous faisons: notre perception visuelle ou auditive, notre sommeil, nos rêves, notre repos, etc. Condon a associé les cinq différentes activités électriques du cerveau Ù la structuration des énoncés langagiers ; -Le rythme delta (1-3/sec.) correspond à l’énonciation des phrases. - Le rythme thêta (4-7/sec.) aux mots. - Le rythme alpha (8-131sec.) aux mots courts et aux phonèmes. - Le rythme bêta I (14-24/sec.) aux phonèmes courts. - Le rythme bêta II (25-40/sec.) aux phonèmes. A chacun de ces différents niveaux de rythmes hiérarchiques, Condon associe un mouvement corporel, synchronisé avec l’émission du langage. D’autres recherches suggèrent que la fréquence delta d’une seconde correspond au rythme fondamental du comportement humain. Des rythmes de base universels 7

D’après Paul Byers, de Columbia University (New York), il existerait deux rythmes de base dans le cerveau humain : l’un de 7 c/ s, l’autre de 10 c/ s, dont le rôle serait d’intégrer l’activité motrice et d’informer sur la qualité des échanges entre individus. La communication humaine serait un processus fonctionnant sur un rythme sous-jacent de 10 c/s. Une communication réelle serait possible dans une relation rythmique partagée, dans la synchronisation des rythmes de base de l’un et l’autre communicants. Signalons que Byers, comme Clynes, constate que les résultats des expérimentations sont identiques dans des cultures très différentes (Esquimaux, Désert de Kalahari, Nouvelle-Guinée), et que la communication n’est possible que si les locuteurs sont en synchronie. La capacité à rester synchrone (et nous ajouterons la capacité à rechercher la synchronie) est, selon Edward Hall, innée. Mais chaque culture crée ses propres rythmes, qui sont portés et transmis par la langue, acquis avec elle, très tôt. C’est sans doute la raison pour laquelle les rythmes culturels par aissent innés. L‘universalité des émotions de base et des rythmes de la communication humaine, telle qu’elle apparaît dans ces recherches, est une interrogation grave que le choc des cultures semble nier. C’est pourtant un facteur d’encouragement pour le développement des échanges et de la compréhension au-delà des frontières de l’histoire, de l’espace et des cultures. Nous y voyons un moyen de parvenir à ((échanger entre nous du sens (...), nous

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rapprocher ou apprivoiser ou nous tourner vers un sens commun)) selon l’expression de Michel Serres. Et ce besoin de synchronie, intact au fond de chacun de nous, quelle que soit notre culture, ne rejoindrait4 pas, en partie tout au moins, d’autres concepts qui apparaissent ou ré-apparaissent dans notre monde moderne pour l’interpeller par leur profond mystère : l’homogénéité structurale de Karl Popper; le concept de synchronicité de Carl Jung; la causalité formative de Rupert Sheldrake, pour n’en citer que quelques-uns ? (9).

(9) Pour l’étude de la chronopsychologie, cf. ENGLUND C.E. (1981) ; CONDONcité par HALL(1984b) ; BYERSP. (1976) ; cf. Michel SERRES(op. cit., p. 130), (( avant d’échanger entre nous du sens (...), avant de bâtir ensemble du neuf (...) nous devons former ces R. (1985). universaux )) ; POPPERK. (1976) ; SHELDRAKE

CHAPITRE 4

L‘OBSERVATEUR OBSERVÉ

Lorsqu’on aborde le domaine de la compréhension des mécanismes cérébraux, en particulier le cerveau face à l’information, il ne faut jamais oublier que l’observateur est l’observé. I1 est donc limité dans son exploration par sa propre structure, par son organisation et ses dimensions. I1 ne peut être décrit qu’en termes de probabilité, dans sa tendance à exister et à survenir. Le cerveau de l’homme de la fin du xxesiècle, en se tournant vers le monde des atomes et des noyaux, découvre la nature dynamique de l’Univers dont ilfait partie. I1 lui est impossible de ne pas remettre en question certaines doctrines, en particulier celles qui cherchent à identifier des entités séparées ou isolées, indépendantes et élémentaires. La doctrine du neurone, unité indépendante et contiguë, doit être abandonnée aujourd’hui et remplacée par la reconnaissance du processus double : neurone jonction (synapse) participant à la fois à un état neuronal et hormonal, fonctionnant grâce à l’influx nerveux, généré lui-même par le neurone et influencé par l’état jonctionnel neuronique ei hormonal. De ce phénomène attesté par la science, nous pouvons tirer un enseignement sur l’une des caractéristiques essentielles de notre cerveau, à savoir le processus de complémentarité dans la dualité, vérifiable à tous les niveaux de l’activité cérébrale. Dans la présente section, nos potentialités et les caractéristiques du fonctionnement de notre cerveau seront abordées dans la perspective de dégager et de souligner les bases sur lesquelles un apprentissage (et donc un enseignement ou une formation) doivent s’appuyer pour être cohérents et compatibles avec l’organe de l’apprentissage. Des mots-clés souligneront les traits spécifiques du fonctionnement cérébral et préciseront la notion de complémentarité dont l’importance vient d’être signalée. Mieux connaître nos ressources, c’est être en mesure de les gérer et de

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les développer. C’est également la voie (et la voix) de l’autonomie, la voie et la voix de la oompréhension de soi et des autres. 1. LES MOTS CLÉS DE NOTRE POTENTIEL

Les chiffres de notre potentiel cérébral commencent à être mieux connus. Ils restent modifiables à mesure des découvertes quotidiennes des chercheurs du monde entier, et grâce aux possibilités remarquables mises à leur disposition par les technologies nouvelles. Les domaines d’exploration sont sans cesse élargis. C’est ainsi que le nombre de neurones, qui est resté longtemps le chiffre capable de donner une idée de l’étendue spectaculaire de nos potentialités - (10, 30, peut-etre 100 milliards) - doit être accompagné d’une information concernant les cellules gliales, si nombreuses qu’il est impossible, pour le moment, de les dénombrer. Ces cellules jouent un rôle extrêmement important dans le développement de la vie cérébrale. Elles constituent 90 % de la masse cérébrale. On a découvert que leur nombre augmentait au cours de l’apprentissage car, à la différence des neurones, elles ont la capacité de se diviser, donc de se reproduire, et par conséquent, de jouer un rôle réparateur. Elles secrètent et captent le G.A.B.A., principal neurotransmetteur inhibiteur et elles ont un autre rôle, tout aussi important: celui de participer au processus de myélinisation, gainage des fibres nerveuses. Des chercheurs de l’université de Californie (Berkeley) découvrirent que l’hémisphère gauche d’Albert Einstein contenait 73 de cellules gliales supplémentaires par neurone, par rapport au cerveau d’un homme doué d’une intelligence moyenne. Ces cellules supplémentaires se trouvaient dans les zones associatives(1). L‘exigence d‘oxygène

Le cerveau est l’organe le plus vascularisé : pas une cellule nerveuse ne se trouve éloignée de plus d’un demi-centième de millimètre d’un capillaire sanguin (2). Notre cerveau est un grand consommateur d’oxygène : à lui tout seul, il consomme 20% de l’oxygène du corps, soit 0,8 litre de sang par minute, alors qu”i1ne pèse que 2 % du poids du corps. Depuis les travaux de John Bancroft, de l’université de Cambridge, en 1914, on sait qu’un tissu organique en activité augmente sa vitesse de consommation d’oxygène, l’énergie utilisée par l’organisme provenant de la dégradation d’une moléculeréservoir, 1’ATP (adénosine-triphosphate), en ADP (adénosine-diphosphate) ; la régénération de 1’ATP étant obtenue par une réaction nécessitant de l’oxygène et du glucose (phosphorylation oxydative). Comment peut-on exiger une activité cérébrale efficace d’un groupe

(1) Cf. DIAMOND M. (1985). (2) Cf. VINCENT J.-D. (1986, p. 59).

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d’apprenants, ou de candidats à un examen (ou tout simplement de personnes qui communiquent), lorsqu’ils se trouvent pendant plusieurs heures dans le même espace clos? On est en droit de se questionner sur la valeur de la performance demandée : évaluation des savoir et savoir-faire ou ... épreuve d’endurance à l’anoxie ? L‘architecture neuronale est également représentée par le chiffre traduisant la surface corticale : 22 dm2. Une indication importante concernant la représentation somatotopique des différents organes révèle que l’amplification de cette représentation est relative à l’importance de la fonction de l’organe. La représentation de la fovéa, par exemple, est 10000 fois plus étendue au niveau du cortex qu’au niveau de la rétine. Les possibilités de connexions sont de 1 O00 à 10 O00 par neurone, ce qui porte à IO puissance 14 le nombre probable de synapses, donc de connexions possibles à chaque instant. Autre chiffre stupéfiant : les zones associatives représentent 80 % de l’écorce cérébrale. Le réseau de fibres est gigantesque. Un chiffre permet d’évaluer le rôle joué par le milieu extérieur : 0,02 % des neurones corticaux constituent les voies d’entrées ou de sortie, et sont utilisées pour transmettre des informations fournies par les sens, ou des ordres pour exécuter une tâche motrice. Tout le reste, soit 99,98 %, représente les circuits intermédiaires du gigantesque centre de calcul qui stocke et traite les informations (3). A lui seul, le nerf optique compte un million de fibres. Rappelons que les deux hémisphères sont reliés par un faisceau de 2 ou 300 millions de fibres : le corps calleux. Le langage du corps calleux (4millions de messages à la seconde !) ne reçoit pas suffisamment d’attention dans le monde médicopédagogique. Cette voie de connexion semble être utilisée davantage par les gauchers que par les droitiers: il faut le dire aux intéressés qui, dans un monde occidental fait pour les droitiers, reçoivent encore une étiquette qui les gênent... Le corps calleux est la voie par laquelle passe une information déjà traitée : c’est ce qu’avait découvert, en 1892, le neurologue français J.-J. Déjerine (4). Nous possédons une réserve énorme, illimitée, de possibilités, de codigurations, de connexions, d’états mentaux qui n’ont jamais eu lieu ou qui n’auront pas lieu. Cette réalité cérébrale traduit la richesse, la diversité, et l’unicité du cerveau humain. Que les formateurs (et les parents) ne l’oublient jamais : il ne peut exister deux cerveaux semblables dans toute l’humanité. Une autre caractéristique du cerveau, qui découle des chiffres cités cidessus et de la simple observation d’une microphotographie de neurones, est la complexité des microcircuits neuronaux et des règles impératives d’associativité et d’interconnectivité. Cette complexité est tout particulièrement illustrée par la structuration du système visuel, capable de coder et de gérer la luminance, la couleur, la forme, le mouvement, le relief ... Aucune partie, aucune activité cérébrale n’a lieu isolément. (3) Cf. NAUTAW. et FREITAG M. (1981). (4) Cf. GARDNERH. (1974).

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La non-linéarité, spécifique du fonctionnement cérébral, est une autre caractéristique du transfert de l’information et ceci est particulièrement frappant dans le système auditif: c’est la distorsion non linéaire qui crée les harmoniques. La non-linéai-ité est la condition de la créativité. Toutformateur devrait se répéter sans cesse que compartimenter le savoir et ignorer la complexité du cerveau, c ’est 1’appauvrir. Aux caractéristiques déjà citées, il faut en ajouter une autre, qui découle également des précédentes et de la richesse extraordinaire du cerveau : c’est sa plasticité. I1 semble que les recherches nous autorisent à penser que lorsqu’on aborde le domaine des mécanismes cérébraux, on se trouve en présence d’un ensemble pré-établi qui réclame une validation par l’expérience ;une actuulisation sans laquelle on assisterait, non pas à une évolution, mais à une involution (5). L‘évolution phylogénétique et le développement ontogénétique du cerveau apportent une autre précision : le cerveau fonctionne de la façon dont il s’est constitué, à partir de données génétiques (innées) et de données (acquises) en provenance de l’expérience. Nous construisons notre câblage. Un processus interne de structuration permet au réseau initial d’utiliser les événements successifs pour se modifier. La lente et longue maturation du cerveau à travers les âges («Nous sommes nés il y a 15 milliards d’années D dit J. Charron) nous indique qu’il fonctionne en structure et selon un principe de non-séparativité. Nous avons gardé l’héritage du passé : un cerveau ancien, primitif, auquel de nouvelles structures, beaucoup plus complexes, se sont ajoutées et qui nous ont permis d’être sous un contrôle génétique moins étroit. L‘extraordinaire histoire de la croissance du cerveau, de la différenciation en cellules, tissus, organes et organisme de la matière vivante originelle, pose la question de la nature de l’ordre biologique et de la communication entre les cellules nerveuses de notre cerveau: de quelle analogie peut-on se servir pour étendre notre compréhension de l’organe de l’apprentissage ?

2. QUEL MODÈLE POUR NOTRE CERVEAU ? De tout temps, les hommes ont tenté de trouver une analogie pour représenter la réalité physiologique de la pensée. Au cours des siècles, les découvertes techniques et physiques en matière de transmission cle l’information ont très nettement influencé les conceptions et théories sur la nature de nos mécanismes mentaux : on est passé du modèle mécaniste (pour La Mettrie «le cerveau a ses muscles pour penser comme les jambes pour marcher))), au modèle hydraulique de Descartes. Ce fut ensuite le tour dui modèle électrique de Glisson, Von Haler, Galvani et Du Bois-Reymond, qui fut adopté quand les découvertes en électro-chimie ( 5 ) Cf. ROBERT.J.-M. (1982).

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complétèrent les connaissances précédentes. Le moment venu, on se servit aussi du modèle du bureau télégraphique central pour expliquer que le cerveau donne et fait attendre la communication. La deuxième moitié du xxesiècle propose des modèles inspirés des techniques contemporaines, électronique et informatique, et des découvertes en neurobiologie. Les enseignements, tirés de la durée de vie des modèles qui nous ont précédés, nous obligent à émettre prudemment l’idée que les modèles ci-après ne peuvent être que provisoires... Tout modèle de l’activité cérébrale révèle, en filigrane, une conception sous-jacente de l’homme, de l’Univers et de leurs interactions. Certains modèles empruntent ou oscillent encore entre l’une ou l’autre de ces positions : - l’empirisme, partisan du développement passif des capacités par accumulation d’expériences ; - le nativisme pour lequel les formes innées se révèlent progressivement au contact de l’environnement ; - le constructivisme pour qui le sujet construit progressivement sa représentation du réel, en agissant sur l’environnement... Les axes autour desquels se réalisent l’activité de l’organisme humain et sa représentation du monde sont, pour les uns, la motricité de l’acte physique et son cadre restreint, pour d’autres, un cadre beaucoup plus vaste: celui du système dans lequel l’homme évolue. I1 n’est possible ici que d’évoquer quelques noms qui nous indiquent les nouveaux horizons que nous ouvre la science : Bateson, Wilden, Guillé, Capra, Stapp, Sheldrake, Prigogine, de Rosnay... Présenter, même brièvement, leurs théories ne leur ferait pas justice. Elles se complètent et donnent de la réalité un aspect différent, selon l’éclairage choisi. Ordinateur ou servo-mécanisme ?

Les neurobiologistes expliquent que le cerveau sélectionne, filtre, établit des circuits. Des programmes se créent peu à peu : ce que le langage courant appelle des habitudes et les formateurs des savoir-faire. On utilise souvent l’analogie entre le cerveau et l’ordinateur pour expliquer les phénomènes de codage et de décodage, et le triple processus de prise, de traitement et de production de l’information. L‘ordinateur, comme le cerveau, a la capacité d’extraire l’ordre du désordre, de traiter l’information, de la mettre et la garder en mémoire. Son nom, un néologisme introduit en 1956 par I.B.M., est donc particulièrement bien choisi (en français tout au moins !) puisqu’il met l’accent sur la notion d’ordre. Cerveau et ordinateur reconnaissent les différences et les similitudes. Ils fonctionnent grâce à des programmes et des sous-programmes, suites ordonnées et hiérarchisées d’instructions. Pourtant, ce serait une erreur de penser, comme on l’a longtemps fait, que le cerveau fonctionne selon le schéma suivant :

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entrée (input) -b

((

boîte noire D

t-

sortie (output)

Dans le schéma ci-dessus, l’acquisition est considérée comme étant la différence entre l’entrée et la sortie. Ce schéma est l’illustration de la pédagogie de l’impatience... et ne convient pas, pour deux raisons. D’une part, lorsque le cerveau est en contact avec des stimuli (extérieurs, il s’agit beaucoup plus d’une (( prise D d’information (intake) que d’une entrée passive (input). En effet, rappelons-nous, les organes des sens sont desfiltres, comme le langage, comme la motivation (ou la dé-motivation...), comme les expériences passées, comme les projets futurs et bien d’autres facteurs, stimulants ou inhibiteurs. En second lieu, l’organisation du cerveau est davantage celle d’un servo-mécanisme, fonctionnant par un double processus de rétro-action (feedback) et de pro-action (feedforward). La figure 5, adaptée de Karl Pribram, rend beaucoup mieux que ne le fait le schéma précédent, la propriété d’auto-régulation, qui est l’une des caractéristiques de notre cerveau : prise .- -- ____---d’informatiori i

sortie I

rétroaction

+

I I I

l

!

fonctionnement

4

rétroaction

I

Figure 5. Le micanisme d’auto-régulation du cerveau (d’après K. Pribram)

Du point de vue du neurobiologiste, l’originalité du cerveau réside dans ce qu’« il ne distingue pas le software du hardware )) (6). En effet, les points suivants : (6) CHANGELJX J.-P. (op. cit., p. 161).

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+

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l’unité de base (le neurone jonction), l’énergie utilisée (électro-chimique), - la circulation de l’information (plusieurs organes effecteurs, plusieurs niveaux de complexité croissante...), - le processus (non linéaire et simultané), - les langages (plusieurs codes simultanément : verbaux, non verbaux ... moléculaire, abrégé, etc.), - les mémoires (évolutives, non localisées, liées à l’affectivité...), - l’auto-régulation, l’anticipation, l’autonomie, la croissance, - la conscience, - l’affectivité, - la créativité, etc., sont autant de facteurs qui séparent pour le moment plus qu’ils ne les rapprochent, le cerveau de l’outil. Celui-ci, aussi perfectionné soit-il, ne peut être que le prolongement des gestes cérébraux de l’homme et il présupposera toujours un organisme humain : (( un arc dans un circuit plus grand )) comme le décrit G. Bateson, celui de l’homme et de son environnement. Un exemple de l’action rétroactive d’une activité cérébrale sur la structure cérébrale est l’impact de l’écriture sur la latéralisation hémisphérique. En effet, il semble que le code écrit, pictographique, alphabétique ou syllabique, soit à la fois le produit et le moteur de sélectivités fonctionnelles, pertinentes dans un milieu culturel donné. I1 est trop tôt pour que se confirment les hypothèses de la recherche neuro-culturelle menée à Toronto, au Canada. Mais il est certain que l’exploration de l’apprentissage de l’écriture et des langues étrangères à la lumière des connaissances neurobiologiques, permettra un développement nouveau des méthodologies dans ces deux domaines (7). L‘avenir devrait faire cohabiter le potentiel illimité du cerveau humain et les capacités de vitesse, précision, et stockage de l’ordinateur. C’est l’avenir que conçoit la synergétique, théorie élaborée pour explorer les possibilités d’auto-ré-organisation de certains systèmes, et J. de Rosnay pour l’homme sym-biotique, capable d’explorer directement la mémoire de l’ordinateur sans faire appel aux organes des sens. 11 est essentiel et urgent que l’investigation des actes mentaux, des mécanismes qui les sous-tendent et les progrès accomplis dans le domaine de l’Intelligence Artificielle soient menés en étroite collaboration. Ceci ne sera possible que si les moyens accordés a l’exploration de l’Intelligence Artificielle le sont également à l’exploration de l’Intelligence Naturelle ; et si tous, neuroscientifiques, chercheurs, praticiens, éducateurs collaborent et apprennent à franchir des cloisons inventées au cours des siècles pour séparer des domaines qui ne le sont ni dans notre macrocosme, ni dans notre microcosme. L‘avenir de l’une et de l’autre formes d’intelligence dépend essentiellement, comme le suggère Seymour Papert, de la compréhension de l’outil informatique : un outil dont il est vain de fixer les limites et qui doit -

(7) Cf. ROCH-LECOURS (1984) et de KERCKHOVE (1984).

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nous aider à rendre moins prégnantes les nombreuses séparations dont nous avons encombré nos débats philosophiques (8). Le modèle holographique

Karl Pribrarri a développé l’hypothèse holographique (du grec : holos, le tout), avancée par K. Lashley en 1950. La perception et l’imagerie mentale feraient appel à une information distribuée, selon un processus tel que chaque partie contient la totalité de l’information, quelle que soit sa localisation. Pour Pribrarn, les impulsions nerveuses sont semblables à des trains d’ondes. Les structures nerveuses étant toutes connectées entre elles, directement ou indirectement, une modification de fréquences d’impulsion se répercute comme les rides qui interfèrent à la surface d’une mare où l’on a jeté un caillou., puis un autre. Le cerveau ne stockerait pas les cailloux, mais les rides. L‘holographie, inventée par Gabor en 1948, est fondée sur le codage de domaines de fréquences et sur la propriété d’interférence des ondes courtes. L‘holographie permet d’obtenir des images grâce à un filtre optique qui gèle l’onde visuelle. L,’image est lue grâce à une source lumineuse cohérente, le laser en l’occurrence. Le cerveau et les processeurs optiques faisant usage d’hologrammes ont en commun plusieurs propriétés : celle de reconnaitre instantanément un objet connu, ou un objet déformé (la tolérance aux défauts) ; celle d’une mémoire associative, récupératrice d’un élément grâce au lien qui existe entre cet élément et Uri autre ; celle de restituer la totalité à partir d’un fragment infime (9). En plus de la notion de récupération fonctionnelle et de dé-localisation de la mémoire, le modèle holographique rend compréhensible le phénomène de transfert d’apprentissage. I1 existerait un mécanisme cérébral qui distribue l’apprentissage : on peut écrire un mot avec la main, le pied, l’épaule ou... le nez, bien que la partie du cortex moteur correspondant aux différentes parties du corps autres que la main n’ait jamais été entraînée à le faire. Pribram cite l’exemple du système visuel : quand 80 % du champ visuel est rendu invisible par une lésion du cortex, le processus de reconnaissance et d’identification est rendu possible grâce aux 20 % restants. I1 en est de même pour la rétine. J.G. Roedereir, chercheur à l’université de l’Alaska, donne une explication équivalente dans le domaine auditif concernant la perception de la musique : les signaux neuraux, correspondant spatialement et temporellement à l’excitation locale de la membrane basilaire de la cochlée, s’organisent de façon tonotopique ; puis, on passe de la représentation photographique point par point à une représentation hologique au niveau cortical, dans laquelle l’activité d’un point de la membrane basilaire correspond à l’activité d’un ensemble étendu et diffus de neurones. (8) Cf. aussi SIMONS G.-L., Les ordinateurs de demain, Masson, 1985 ; RÉMYC1. (1986). K. (1977). (9) PRIBRAM

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Le stockage et le rappel associatif sont également des processus pour lesquels il n’est pas nécessaire de re-vivre l’événement, mais seulement une partie, ou un aspect, un moment de l’événement original. Roederer cite les quatre notes du célèbre (( ta-ta-ta-taaa )) de la 5“ Symphonie de Beethoven pour décrire l’aptitude à reconnaître des structures et ensembles d partir de quelques éléments partiels, sans que l’on ait besoin, comme dans un système de mémoire photographique (livres, bandes magnétiques, disques, films...) de retrouver l’adresse, le nom et l’objet lui-même tout entier. Des recherches menées à Londres par un jeune chercheur italien ont apporté un éclairage supplémentaire sur l’analogie entre holographie et holophonie. D’après Hugo Zuccarelli, l’oreille émet une tonalité de référence. L‘information spatiale est fournie au cerveau par l’interférence entre les sons extérieurs et la tonalité de référence générée par l’oreille. Zuccarelli enregistre des sons variés, accompagnés par un spectre de tonalités pratiquement inaudibles, mais perceptibles dans certaines circonstances. I1 incorpore des tonalités de références, ce qui fait générer par le cerveau un deuxième faisceau de référence qui joue le même rôle que le rayon laser, à savoir créer une interférence entre l’objet et l’onde réfléchie ; l’objet est reconstitué en relie$ L‘effet produit est non seulement que les sons entendus sont plus réels que la réalité : ils semblent se mouvoir librement dans la pièce et parfois même, être à l’intérieur du cerveau ; mais une synesthésie surprenante a lieu : odeurs, images sont perçues même dans l’obscurité, sensations tactiles, émotions, sont ressenties par le sujet. Les malentendants disent être sensibles à l’expérience. Les malvoyants décrivent des expériences visuelles très fortes. I1 semble que l’expérience faite par Zuccarelli, en faisant appel à la caractéristique holographique du cerveau, produise un état de conscience rnodij2. Le c h a m p d’application de l’approche h o l o g r a p h i q u e o u holograrnmorphique, selon la terminologie adoptée au colloque sur les Approches holoscopiques et hologrammorphiques de la Pensée (IO), est très vaste : la pensée hologrammorphique permet à chacun de respecter les lois du fonctionnement cérébral, - dans la recherche, l’approche linéaire et toute attitude réductrice cèdent la place au décloisonnement des connaissances, - le monde de l’apprentissage et de la formation bénéficient d’une approche à la fois heuristique et précise, synthétique et analytique. ~

Système ouvert et structure dissipative

Selon l’une des théories les plus récentes, celle d’Illya Prigogine pour laquelle il a reçu le Prix Nobel en 1977, les ondes cérébrales sont expliquées en terme de structures dissipatives temporelles. La théorie de Prigogine non

(10) Approches holoscopiques et hologrammorphiques de la pensée, Actes du Colloque sur la logique holoscopique, 7 et 8 novembre 1980, Université Paul-Valéry, Montpellier.

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seulement réunit la biologie et la physique, mais comporte de nombreuses implications en psychologie, sociologie, et sciences de l’éducation. Dans l’univers, affirme Prigogine, l’ordre naît de l’entropie, et non malgré elle. Les structures, nées de l’entropie, sont associées à un principe d’ordre entièrement différent, que l’on pourrait appeler ordre parfluctuation. Elles sont créées et maintenues grâce aux échanges d’énergie avec le monde extérieur, dans des conditions de non-équilibre. Le cerveau essaie constamment d’atteindre l’équilibre au moyen d’oscillations et par la création de nouvelles structures. L‘oscillation est une activité spontanée du neurone. Elle ne peut apparaître que dans un système ouvert qui, comme on l’a vu, correspond à la définition du système nerveux central. L‘oscillation ne se développe que lorsque le système est hors équilibre, mais dans un état stable: c’est ainsi que se constitue une structure dissipative. Lorsque les oscillations atteignent un état cahotique - comme dans les cas de conflit psychologique - le cerveau se réorganise. I1 génère de nouvelles structures, plus cohérentes. Quant aux re1,ationsentre les flux de matière et d’énergie que le système échange avec le monde extérieur, elles sont non linéaires, comme l’est le déclenchement explosif de l’influx nerveux ; comme le sont les interactions des neurones dans le cerveau. Pour Prigogine, les fluctuations du système qui représentent le hasard, et l’instabilité du système qui représente la nécessité, coopèrent et ne s’opposent pas. Lorsqu’un nouvel état se crée, il possède un plus grand potentiel de changement. A chaque nouveau niveau de complexité correspondent de nouvelles règles. I1 est intéressant de rapprocher ces termes de ceux du neurophysiologiste : (( Un organisme vivant est en état de déséquilibre permanent et il est plus vrai de parler d u n état central fluctuant que d’une constance du milieu intérieur N (1 1). La théorie de Prigogine possède d’immenses implications dans le domaine de la compréhension du fonctionnement cérébral et de la conscience. Elle implique, par exemple qu’aucun changement ne peut avoir lieu tant que l’état de conscience reste immuable. Notre état normal de conscience est dominé par une activité cérébrale rapide (ondes bêta), mais de faible amplitude, pendant laquelle nous sommes attentfs aux stimuli extérieurs et non à notre expérience intérieure. Des états de conscience modifiés, tels que la relaxation et la méditation, se caractérisent par une augmentation de l’amplitude des ondes cérébrales au rythme plus lent (ondes alpha) : ces états de conscience augmentent les fluctuations et produisent un changement significatif, une pénétration plus grande de la réalité que ne le fait notre état de conscience quotidienne et donc un apprentissage plus efficace. La musique, les images mentales, la méditation, la respiration rythmée, les techniques de relaxation, les pauses structurantes, sont des facteurs permettant l’augmentation de l’amplitude des ondes cérébrales ; c’est-à-dire,

( i l ) VINCENTJ.-ID. (op. cit., p. 152).

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le passage en ondes alpha, par conséquent la naissance de nouvelles structures, et l’émergence de flash de compréhension. Ce qu’il ne faut pas oublier d’ajouter, c’est qu’il est essentiel de respecter les fluctuations du système, c’est-à-dire, de veiller 2 l’alternance des deux états de conscience : une prise d’information directe sur le monde extérieur, alternant avec des moments d’intériorisation. La pédagogie oublie souvent, dans son obsession du contenu et sa poursuite de l’efficacité, de ménager ces moments de pause, les seuls capables de respecter l’alternance et de permettre aux fluctuations de la pensée de faire leur œuvre. Autres modèles

I1 paraît essentiel de souligner que tout modèle de fonctionnement qui se veut conforme à la réalité neurobiologique doit être dynamique. Ce qu’il s’agit d’affirmer - et de redire souvent, dans le monde de l’éducation et de la communication plus que dans tout autre - c’est que ni le Temps ni l’Espace ne sont des entités distinctes : l’un et l’autre forment un continuum quadridimensionnel et ils sont intimement liés. Un modèle pédagogique qui se veut cohérent doit tenir compte de ce que la physique quantique nous a révélé de l’Espace-Temps. Nos organes des sens, avec l’aide de notre cerveau, peuvent observer les représentations en deux et trois dimensions mais ils ne peuvent expérimenter l’Espace à quatre dimensions. Notre cerveau, lui, peut comprendre la réalité en quatre dimensions : c’est là l’un de nos paradoxes. La question qui se pose - et s’impose - est de savoir comment nous allons intégrer cette réalité dans notre représentation du monde ; comment nous allons la transmettre et l’enseigner ou, plus vraisemblablement la ré-enseigner à l’enfant et à l’ancien enfant qu’est l’adulte socialisé et (< enculturé D (12). Notre cerveau occidental a une très nette tendance à donner la prédominance à l’objet et à son observation. Dans notre poursuite de l’objectivité, nous nous identifions à l’objet perçu et nous oublions que, sans nous, c’est-à-dire sans notre système perceptuel, l’objet n’aurait ni forme, ni dimension, ni profondeur, ni couleur: la flamme de la bougie, le coucher de soleil... existent tant qu’un système visuel les capte. Dès que nous quittons la scène, seuls les phénomènes physiques subsistent et nous ne pouvons qu’imagines leur forme et leur nature... Grâce aux découvertes scientifiques, et à une meilleure connaissance de l’homme transmise par certaines traditions depuis des millénaires (mais si rarement entendue en Occident), nous avons les moyens, aujourd’hui, de découvrir ce que veut dire faire l’expérience du monde concret sans dissoudre le ressenti dans l’objet observé. Nous avons les moyens - et il est urgent de les mettre en œuvre -- de (re-)donner à l’observateur les clés de sa propre

(12) Cf. THÉVENIN P. (1980).

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nature, de son identité, de la conscience de soi, en l’éclairant sur son propre processus, son système, sa structure. Un modèle cybernétique, appliqué à l‘apprentissage d‘une langue étrangère

L‘apprentissage des langues étrangères a fourni le cadre d’une approche qui nous paraît correspondre à l’exigence décrite ci-dessus : elle a été définie par James R. Nord comme une synthèse cybernétique et s’applique à la méthodologie de 1 ’écouteet de la prise de parole. L‘approche cybernétique de l’apprentissage d’une langue étrangère tient compte de la révolution scientifique décrite par Thomas Kuhn, dont les remous n’ont pas encore atteint tous les rivages... Les événements, et en particulier les événements de parole, sont réintégrés dans la trajectoire d’un temps non réversible. Un cadre nouveau et de nouvelles bases de perception de l’acte de compréhension et d’expression sont posées. En didactique ties langues étrangères, la controverse a porté pendant des années (et sans doute portera encore) sur le rôle et l’ordre dans lequel enseigner les différents savoir-faire : réception et expression des codes oral et écrit. Pour certains, s’exprimer oralement est la meilleure façon d’apprendre à écouter. D’autres ont adopté une attitude diamétralement opposée, recommandant que l’écoute précède largement la prise de parole. D’autres insistent sur la valeur communicative du langage et l’importance de pratiquer dès les premiers instants de l’apprentissage l’interaction de l’écoute et de la prise de parole. La théorie cybernétique réintroduit le concept de cause finale, et plus particulièrement celui d’objet intentionnel, comme élément légitime d’explication du comportement. La durée par l’intermédiaire du processus de rétroaction, devient partie intégrante de l’acte. Le comportement est déterminé non plus par l’environnement mais par l’individu lui-même, attesté système de contrôle auto-organisateur qui génère sa propre activité pour contrôler sa propre perception. C’est un réajustement constant que l’organisme opère. Appliquer le principe de rétroaction à l’activité langagière permet de découvrir que la prise de parole est contrôlée par une aptitude préalable à l’écoute, un (( appareillage préexistant de vérification et de guidage des perceptions de l’individu D (13). Les implicatioris de cette théorie interpellent le système éducatif tout entier, car le contrôle de l’acte ne peut désormais appartenir qu’à l’apprenant. Ses performances dans la langue étrangère sont construites à partir de ses attentes des structures langagières, elles-mêmes élaborées à partir de ce qu’il a appris par l’écoute. Le rôle du formateur a changé : observer si l’indic