Articles de revues sur le sujet « Mécanismes corticaux »

RÉSUMÉLa détérioration du système cholinergique lors du vieillissement normal semble contribuer au déclin de l’attention avec l’âge. Nous avons examiné l’effet potentiel de l’âge sur la performance au « Attention Network Test » (ANT) ainsi que sur la variabilité intra-individuelle dans la vitesse des réponses à une tâche go/no-go et à une tâche de temps de réaction (TR) à choix multiples chez un groupe de jeunes adultes et de personnes âgées en santé. Nous avons ensuite examiné si un marqueur neurophysiologique de l’activité cholinergique dérivé de la stimulation magnétique transcrânienne (i.e., inhibition afférente à courte latence; IACL) était associé à la performance. Les personnes âgées montraient un ralentissement au ANT ainsi qu’une plus grande variabilité intra-individuelle que les jeunes adultes à la tâche de TR à choix multiples, mais il n’y avait pas de différence liée à l’âge dans les scores reflétant les réseaux attentionnels du ANT (vigilance, orientation aux stimuli et contrôle exécutif). Les niveaux de IACL étaient diminués chez les personnes âgées, mais ils n’étaient pas associés à la performance. Il est possible que des relations entre le marqueur de l’activité cholinergique et l’attention émergent seulement en cas de déficits de neurotransmission sévères. D’autres mécanismes corticaux pourraient aussi être plus fortement associés aux fonctions liées à l’attention.

Les connaissances neuroscientifiques fournissent aujourd’hui suffisamment d'informations sur les mécanismes de l'apprentissage pour modifier les pratiques d'enseignement et de formation. La présente recherche est motivée par la nécessité de vérifier si les enseignants universitaires marocains sont informés de l’apport des neurosciences et s’ils exploitent les connaissances neuroscientifiques dans leurs pratiques pédagogiques pour favoriser les apprentissages, sachant qu’une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux d’apprentissage pourrait faciliter la mise en application des connaissances issues de la recherche et ainsi favoriser la réussite scolaire des étudiants.. Une recherche qualitative a été menée dans ce sens. Des entretiens semi-directifs ont été réalisés auprès des enseignants-chercheurs de l’Université Cadi Ayyad. Les résultats obtenus montrent que les neurosciences restent encore boudées dans le contexte universitaire marocain.

Résumé Souvent désignée « décennie du cerveau », la décennie des années 90 a été marquée par l’accroissement des connaissances neuroscientifiques et l’avènement de nouvelles technologies d’imagerie cérébrale. Ces progrès en neurosciences ont progressivement mené la communauté de recherche à se questionner sur les retombées possibles des connaissances neuroscientifiques pour le domaine de l’éducation. Une nouvelle approche de recherche interdisciplinaire a ainsi émergé : la neuroéducation. Cette approche s’intéresse à des problématiques propres au milieu de l’éducation à l’aide d’un niveau d’analyse qui est celui du fonctionnement cérébral. La neuroéducation cherche donc à établir un pont entre le fonctionnement cérébral, les mécanismes liés à l’apprentissage et l’enseignement. De l’avis de plusieurs chercheurs et organisations internationales, une meilleure compréhension du cerveau pourrait en effet fournir des pistes intéressantes afin de mieux comprendre ce qui caractérise différents apprentissages sur le plan cérébral et, ultimement, guider le choix d’approches pédagogiques mieux adaptées à l’organisation et au fonctionnement du cerveau des élèves. D’une part, la neuroéducation permet en ce sens une compréhension plus fondamentale de différents apprentissages scolaires en s’intéressant aux changements qui s’opèrent durant l’apprentissage grâce à la neuroplasticité. D’autre part, plusieurs recherches ont mis en évidence que la neuroplasticité ne serait pas infinie et présenterait certaines limites. Elle serait en effet influencée par différentes contraintes, en particulier par la structure et l’organisation initiale du cerveau, c’est‑à‑dire l’architecture cérébrale préalable à l’apprentissage. Dans la lignée des recherches menées en psychologie cognitive, les résultats des recherches en neuroéducation fournissent déjà des points de repère intéressants pour guider le choix de certaines stratégies pédagogiques. Néanmoins, la mise en application des résultats de recherche à la salle de classe représente un défi considérable. À cet égard, le présent article vise à discuter de l’idée qu’une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux d’apprentissage pourrait faciliter la mise en application des connaissances issues de la recherche et ainsi favoriser la réussite scolaire des élèves. Mots-clés : neuroéducation; contraintes cérébrales; neuroplasticité; enseignement Abstract Often referred to as the "decade of the brain," the decade of the 1990s was marked by the growth of neuroscience knowledge and the advent of new brain imaging technologies. These advances in neuroscience gradually led the research community to question the potential impact of neuroscientific knowledge on the field of education. A new interdisciplinary research approach has thus emerged: neuroeducation. This approach focuses on problems specific to the field of education using a level of analysis that is that of brain function. Neuroeducation therefore seeks to establish a bridge between brain functioning, the mechanisms related to learning and teaching. In the opinion of several researchers and international organizations, a better understanding of the brain could indeed provide interesting avenues to better understand what characterizes different learning processes at the brain level and, ultimately, guide the choice of pedagogical approaches that are better adapted to the organization and functioning of the students' brain. On the one hand, neuroeducation allows for a more fundamental understanding of various school learning processes by focusing on the changes that occur during learning through brain plasticity. On the other hand, several studies have shown that neuroplasticity is not infinite and has certain limits. It would indeed be influenced by different constraints, in particular by the initial structure and organization of the brain, i.e. the cerebral architecture prior to learning. In line with research in cognitive psychology, neuroeducational research findings already provide valuable insights to orient the choice of teaching strategies. Nevertheless, the application of research findings to the classroom presents a considerable challenge. In this respect, the present article aims to discuss the idea that a better understanding of the brain mechanisms of learning could facilitate the application of research findings and thus promote the academic success of students. Keywords: neuroeducation; brain constraints; neuroplasticity; teaching

Les neurosciences permettent une meilleure connaissance des mécanismes cérébraux en jeu lors de l’apprentissage et soutiennent la pratique de l’enseignant. La dimension dynamique du cerveau permet d’appréhender les difficultés non plus comme une fatalité, mais comme des défis à résoudre puisque la neuroplasticité est possible toute la vie. En effet, les structures cérébrales sont présentes dès la naissance, mais c’est grâce à l’environnement et aux expériences que les connexions neuronales peuvent se développer. Notre rôle en tant que professionnels de l’éducation est donc primordial afin de créer des conditions favorables à l’apprentissage en dépit des vulnérabilités génétiques et environnementales. Beaucoup d’élèves en enseignement spécialisé présentent des troubles du neurodéveloppement et des troubles des apprentissages. Leurs parcours scolaires souvent chaotiques, impactent leur estime d’eux-mêmes et leur confiance en eux. Par ailleurs, leurs difficultés dans les fonctions exécutives ont des répercussions sur leur adaptation et dans leurs relations interpersonnelles. Les émotions prennent une place importante à l’école et influencent toute situation d’apprentissage. Une intervention précoce sur ces fonctions exécutives et la régulation émotionnelle peut être un moyen de prévention des comportements antisociaux à l’adolescence. De plus, des techniques liées à la respiration et à la pleine conscience peuvent diminuer l’anxiété à l’école. La réussite scolaire ne dépend pas seulement des capacités académiques, mais en grande partie des compétences socio-émotionnelles que l’enfant aura pu acquérir. Cette recherche basée sur les apports des neurosciences de l’éducation est une tentative pour permettre aux élèves atteints de troubles du neurodéveloppement d’acquérir des stratégies pour améliorer la gestion de leur comportement émotionnel et cognitif, afin qu’ils puissent construire des liens sociaux positifs et vivre une scolarité épanouie.

Grâce aux neurosciences de l’éducation nous pouvons, en tant qu’enseignants, offrir aux élèves un parcours de connaissance qui leur permet de mieux comprendre leur fonctionnement et apprendre plus efficacement. C’est pour cette raison que sensibiliser les élèves au fonctionnement du cerveau et aux mécanismes à la base du processus d’apprentissage est un prérequis indispensable au bon travail d’un apprenant. Au travers de ce projet, mené avec une classe d’élèves âgés de 12 à 14 ans, je veux proposer des moments de travail qui puissent les aider à mettre du sens sur les apprentissages et à mieux comprendre les demandes de l’école. En parallèle, pour certains d’entre eux, il est également important de proposer un travail qui permet d’améliorer leur comportement en augmentant leurs chances de réussite à l’école. En fait, le comportement d’un élève dépend des capacités de régulation cognitive et émotionnelle, mais il est aussi en mesure de les influencer. Travailler de manière plus spécifique sur des aspects comme l’autorégulation émotionnelle et le développement des fonctions exécutives, au travers des activités et des situations qui se présentent à l’école, peut avoir un effet positif sur le comportement des élèves en classe et leur attitude face aux apprentissages scolaires. Un tel parcours de connaissance et d’apprentissage pourrait ainsi avoir un impact sur leur scolarité. Le projet étant en cours, il n’est pas encore possible de tirer des conclusions. Cependant, on peut affirmer avec certitude que l’intérêt ainsi que la motivation des différents acteurs sont présents et les élèves sont curieux et intéressés à mieux comprendre comment fonctionne leur cerveau ainsi qu’à travailler pour augmenter leurs chances de réussite à l’école.

Comment agir sur la motivation des jeunes à s’en sortir, s’émanciper et prendre place en société ? Constat : il existe des jeunes pris dans la spirale de la marginalisation sociale et professionnelle à risque de dépendance chronique des systèmes de protection sociale (aide sociale, AI et autres). Problématique : Les jeunes en situation de grande difficulté d’insertion ne voient pas d’issues à leur situation complexe et se sentent, tout comme les professionnels qui les accompagnent, démunis. À force d’échecs successifs, ils perdent espoir et confiance en eux. Ils ne voient plus de sens à l’avenir. Souvent, pour se protéger ou en lien avec des difficultés personnelles, ils ont tendance à se couper de leurs propres émotions qu’ils vont mettre à distance par des comportements et des consommations à risque (drogue, alcool). Ils activent des mécanismes de défense (croyances limitantes, trouble du comportement) et finissent pas se distancer ou être distancé des systèmes d’intégration sociale (travail, famille, formation, société) qui révèlent ses failles. Lorsqu’on leur donne la parole, ils disent avoir besoin d’être attendus quelque part par quelqu’un, pour une activité sociale ou professionnelle valorisante et valorisée, qui procure un statut et une fonction sociale. En bref, ces jeunes ont besoin d’appartenance. C’est pourquoi, souvent, ils se rapprochent des milieux marginaux dans lesquels ils ont une place et sont reconnus par les pairs qui partagent la même réalité de « mise à la marge ». Enjeux : Comment amener les jeunes en (risque de) rupture d’insertion sociale et à la prise de conscience de leur capacité d’agir sur soi ? Depuis 2020, la Fondation de Fribourg pour la jeunesse élabore un concept d’accompagnement spécifique aux jeunes en (risque de) rupture d’insertion sociale et professionnelle, intitulé : « mentorat à haut seuil de tolérance en nature et sur le marché du travail réel ».

Les jeunes (15-20) avec un trouble spécifique des apprentissages voient souvent leur formation entravée par leurs difficultés. Mon but à travers cet écrit est d’amener des notions neuroscientifiques dans mon travail quotidien, afin de favoriser leurs apprentissages. Mon projet se base sur le postulat, évoqué par C. Fahim lors de la formation (12 janvier 2022), qui stipule que ce n’est pas la dyslexie qui bloque l’apprentissage, mais le manque d’estime qui en découle. L’hypothèse avancée est qu’en expliquant les particularités du fonctionnement cérébral aux adolescents avec des difficultés d’apprentissages, ils puissent apprendre à mieux se connaître, augmenter l’estime qu’ils ont d’eux-mêmes et optimiser leurs capacités d’apprentissage. Il m’est difficile actuellement d’évaluer les retombées de ce travail de manière quantifiable et objective. Toutefois, j’ai pu constater à travers les questionnaires distribués, que leur représentation du cerveau a évolué entre le début et la fin de l’activité. Par ailleurs, ce qui a semblé le plus intéresser les élèves en année d’orientation est la neuroplasticité, donc le fait que le cerveau puisse créer de nouveaux chemins pour compenser une zone cérébrale qui va moins bien. De manière subjective donc, j’espère que ces échanges ont été bénéfiques et permettent à ces jeunes de faire face différemment à de nouveaux apprentissages. Autrement, j’ai eu de bons retours de la part de mes collègues, quant à un jeune déjà en formation qui peinait à se mobiliser pour apprendre régulièrement les notions théoriques inhérentes à son apprentissage. J’avais profité de la discussion avec les jeunes en année d’orientation pour lui montrer les échanges entre neurones lors d’un apprentissage et cela a semblé l’impacter et le motiver à réviser plus régulièrement. Finalement, le fait d’exposer les aspects théoriques des neurosciences m’a permis de clarifier les mécanismes mis en œuvre dans l’accompagnement des jeunes et donc d’y être plus attentive. À présent, je fais plus facilement des liens entre ma pratique à l’Unité de formation professionnelle du Ceras et les notions théoriques appuyées par les neurosciences.

La démence vasculaire est la deuxième cause de démence après la maladie d'Alzheimer. Il en existe en fait plusieurs types dont les mécanismes sous jacents sont différents: infarctus unique ou multiples liée à une pathologie des gros vaisseaux, pathologie ischémique sous-corticale liée à une maladie des petits vaisseaux, hémorragies et hypoperfusion. De plus, les lésions vasculaires existent souvent conjointement avec des lésions de type Alzheimer, aboutissant à une démence de type mixte. Le diagnostic doit être évoquée devant une démence, des signes cliniques ou radiologiques de pathologie vasculaire et la présence d'un lien entre les deux. Sur le plan thérapeutique, l'émergence de stratégies préventives et les récents résultats obtenus avec les inhibiteurs de l'acétylcholinestérase et la mémantine sont encourageants.

Les signes neurologiques mineurs (SNM) sont des marqueurs aujourd’hui bien reconnus dans la schizophrénie, présents à un moindre degré chez les apparentés. Leur signification et leur spécificité reste néanmoins incertaines. Des aspects méthodologiques pourraient expliquer certaines de ces incertitudes (échelles variables selon les publications, méthodes de cotation sensible ou non au changement, types de signes pris en comptes etc) [1]. Les corrélats des SNM peuvent apporter des éléments de réponses sur leur origine et leur signification. Nous avons ainsi montré que la SNM sont associés à une moindre performance cognitive, à plus d’erreurs dans les tâches oculomotrices, notamment dans des tâches de saccades adaptatives [2], ainsi à une altération du circuit préfronto cérébelleux [3], suggérant un dysfonctionnement cérébelleux.Par ailleurs, nous avons également montré que les patients ayant des SNM ont une altération de la morphologie corticale, avec une moindre gyrification corticale, témoignant de l’origine développementale des SNM [4].Enfin, nous avons montré récemment que les SNM sont plus marqués chez les sujets présentant un début des troubles précoces, avant l’adolescence (avant 15 ans), comparés à ceux présentant un trouble débutant à l’âge adulte, suggérant à nouveau que les SNM sont les marqueurs d’une forme à charge développementale plus importante.L’association des SNM avec un âge de début précoce et des anomalies structurales touchant en particulier les circuits cérébelleux, suggère que les SNM pourraient permettre d’identifier un sous-type de schizophrénie précoce, et interroge sur un continuum avec les troubles du spectre autistique.

La stimulation transcrânienne par courant continu (tDCS) est une technique de neuro-modulation qui utilise un courant électrique de faible intensité. Simple a mettre en œuvre, non invasive et peu coûteuse, elle fait l’objet de multiples études tant cliniques qu’expérimentales.À partir des travaux de Priori et al. [1] qui ont montre qu’un courant de faible intensité applique sur le scalp est capable de moduler l’excitabilité corticale, le rythme des études publiées s’est accéléré depuis 2005. Les résultats des études publiées, des revues de la littérature et des quelques méta-analyses disponibles montrent que la tDCS peut avoir un intérêt dans la stratégie thérapeutique de la dépression, de la schizophrénie et des addictions avec un impact à la fois sur les symptômes de la maladie mais également les troubles connexes tels que la cognition [2]. À partir de ces études, mais également par leur expérience personnelle et leurs travaux les auteurs proposent de discuter de la place de la tDCS dans les stratégies thérapeutiques actuelles, de discuter des mécanismes d’action mis en jeu et des risques d’une utilisation excessive inhérents à sa simplicité d’emploi.

ContexteLa dépression est une maladie hétérogène, au niveau clinique et physiopathologique. La recherche de biomarqueurs des troubles affectifs apporterait une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents et améliorerait la prise en charge. L’asymétrie de l’activité frontale de la bande de fréquence alpha (frontal alpha asymmetry [FAA]) basale est une mesure psychophysiologique issue de l’analyse spectrale de la bande de fréquence alpha à partir d’électroencéphalogrammes. Elle serait une mesure stable de la motivation (d’approche avec une hyperactivité frontale gauche relative et de retrait avec une hyperactivité droite frontale relative) et des émotions. Elle témoignerait aussi de dispositions individuelles émotionnelles et comportementales, et d’une vulnérabilité psychopathologique à la dépression . Une hyperactivité frontale droite (ou une hypoactivité gauche) relative basale serait associée à la dépression, particulièrement au site frontal médian F3/F4 , malgré une certaine inconsistance de la littérature.MéthodeNous avons mesuré la FAA (calcul de la différence de puissance alpha entre 2 électrodes homologues) au site frontal médian F3/F4, dans un groupe de patients déprimés et un groupe contrôle. Nous attendions une différence significative entre ces 2 groupes, dans le sens d’une hypoactivité frontale gauche relative dans le groupe de patients.RésultatsNous avons retrouvé une différence significative de FAA entre les 2 groupes, au site F3/F4 mais avec un pattern d’asymétrie opposé à celui attendu (hyperactivité corticale frontale gauche relative dans le groupe de patients).ConclusionLe pattern d’asymétrie retrouvé est en faveur d’une augmentation de la motivation d’approche. Il est similaire au pattern d’asymétrie de patients souffrant de troubles bipolaires . Le pattern qui était attendu dans le groupe de patients déprimés signait une diminution de la motivation d’approche, et donc une baisse de la sensibilité à la récompense dans la dépression (anhédonie) .

Nous passons en revue plusieurs études neuropsychologiques qui ont utilisé des taches d’encre pour explorer les corrélats corticaux de fonctions émotionnelles, et en particulier le rôle des différences inter-hémisphériques dans le traitement de stimuli ambigus sur les plans visuel et affectif. Nous avons élaboré des expériences dans lesquelles nous combinons des stimuli et des techniques projectives avec des méthodes neuropsychologiques. Dans toutes les études sauf une, les stimuli étaient présentés de manière soit unilatérale soit bilatérale, aux hémi-champs visuels droites et gauches dans un tachistoscope à deux canaux. Nous avons évalué les fonctions hémisphériques chez des sujets sains et des patients souffrant de lésions cérébrales unilatérales ou présentant des cerveaux divisés. Ainsi, en sélectionnant des sujets au cerveau intact ou au corps calleux sectionné, nous avons pu étudier les régulations inter-hémisphériques ainsi que les fonctions de chaque hémisphère en isolation. L’une des méthodes que nous avons utilisées consistait à projeter de manière unilatérale les dix planches du Rorschach. Immédiatement après la brève exposition d’une planche, les sujets étaient priés de nommer leurs percepts. Les réponses furent analysées de manière traditionnelle et cotées individuellement. On a ensuite comparé les moyennes des scores individuels pour chaque champ visuel et pour les deux protocoles, de manière quantitative et qualitative. Bien que les interprétations de ces formes ambigu‰s soient variables d’un individu à l’autre et requièrent le langage, nous avons trouvé que les “psychogrammes” obtenus pour chaque hémisphère chez les sujets sains comme chez les callectomisés décrivent les deux moitié du cerveau comme deux personnes séparées et originales qui diffèrent quant à leurs compétences langagières, leurs styles perceptifs, et leurs dysfonctionnement émotionnel. Dans les autres expériences, nous avons modifié le paradigme de la décision affective en choix forcé. A l’aide de cette méthode courante, on peut examiner la valence émotionnelle subjective d’un stimulus ainsi que l’état émotionnel du percevant. En outre, pour accéder aux processus émotionnels en grande partie inconscients, nous avons adopté un mode de réponse manuel et non verbal. Nous avons mené plusieurs études avec ce nouveau paradigme. Dans l’ensemble, les résultats sont congruents avec la notion que l’organisation latérale, qui est le système régulateur principal des fonctions corticales supérieures, détermine aussi la perception, l’expérience et la manifestation des émotions. Les faits convergents de notre étude suggère l’existence de deux systèmes hémisphériques complémentaires qui évaluent et apprécient la signification de l’affect de manière essentiellement différente et indépendante de la configuration et de la valence émotionnelle d’un stimulus. Les modèles de latéralité existants, qui sont principalement fondés sur l’asymétrie dans la reconnaissance et la manifestation des expressions faciales, mettent l’accent sur les aspects perceptifs et moteurs impliqués dans les fonctions émotionnelles, mais ils ne rendent pas compte de nos résultats. Les approches que nous avons utilisées pour explorer les processus émotionnels révèlent une asymétrie supplémentaire de la fonction hémisphérique. En outre, nous postulons que les fonctions latérales complémentaires sont régulées par les fibres inter-hémisphériques du corps calleux, et le degré de dominance et déterminé par un mécanisme dynamique d’inhibition et d’excitation. Nous terminons par quelques réflexions sur la valeur des taches d’encre dans la recherche neuropsychologique et la valeur de la neuropsychologie pour le test du Rorschach.

La stimulation épidurale du cortex moteur (eMCS) a été conçue dans les années 1990 et a maintenant largement supplanté la stimulation thalamique pour soulager la douleur neuropathique. Ses mécanismes d’action impliquent l’activation de multiples zones cortico-sous-corticales via une activation initiée dans le thalamus, avec implication des opioïdes endogènes et une inhibition descendante vers la moelle épinière. Les preuves de l’efficacité clinique sont maintenant étayées par au moins sept essais randomisés et les effets favorables peuvent persister jusqu’à dix ans, mais seul un candidat sur deux est significativement soulagé en l’absence de critère approprié de sélection. La stimulation magnétique répétitive non invasive (rTMS) s’est d’abord développée comme un moyen de prédire l’efficacité des procédures épidurales, avec une forte valeur prédictive positive, puis comme une méthode analgésique à part entière. Des preuves raisonnables provenant d’au moins six essais randomisés sont en faveur d’un effet analgésique significatif de la rTMS à haute fréquence sur le cortex moteur dans la douleur neuropathique, et de manière moins reproductible dans la fibromyalgie. La stimulation du cortex frontal dorsolatéral ne s’est pas avérée significativement efficace jusqu’à présent. Le cortex operculo-insulaire postérieur est une cible nouvelle et attrayante, mais l’évidence en sa faveur reste encore limitée. La stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) est appliquée sur des cibles similaires à celles de la rTMS ; elle ne provoque pas de potentiels d’action, mais module l’état de repos de la membrane neuronale. La tDCS présente des avantages pratiques, notamment un faible coût, peu de problèmes de sécurité et la possibilité de protocoles à domicile ; cependant, la qualité limitée de la plupart des rapports publiés lui confère actuellement un faible niveau de preuve. Les patients réagissant à la tDCS peuvent différer de ceux qui sont améliorés par la rTMS, et dans les deux cas des séances répétées sur une longue période peuvent être nécessaires pour obtenir un soulagement cliniquement significatif. Ces procédures exercent leurs effets par le biais de multiples réseaux cérébraux distribués qui influencent les aspects sensoriels, affectifs et cognitifs de la douleur chronique. Leurs effets s’exercent principalement sur les états hyperexcitables anormaux plutôt que sur la douleur aiguë expérimentale. L’extension de la durée des effets sur le long terme reste un défi, pour lequel différentes stratégies sont discutées dans cette revue.