âIn all affairs it'sa healthy thingnow and then
to hang aquestion markon the things
you havelong taken
for granted.â
Bertrand Russell(1872â1970)
Mieux comprendre le dĂ©veloppement de lâenfant :ce que l'on peut et ne peut pas attendre des neurosciences
Bien-ĂȘtre des jeunes enfantsdans lâaccueil et lâĂ©ducationen France et ailleurs
Bruno della ChiesaHarvard Graduate School of Education
CAS / DREESInstitut OcéanograhiqueParis, France , 10.10.2011
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âąComprendre, câest voir des schĂ©mas/configurations (âpatternsâ)âŠ
âąLes neurosciences peuvent-elles nous aider?
âąĂmotions et apprentissages: motivation(s)
âąSciences, politiques, pratiques, et al.: cascadesâŠ
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Tiré de:Marroquin, J.L.(1976)Human VisualPerception ofStructure,Masters degreethesis,MIT Dept. ofElectricalEngineering &ComputerScience
bon
bon
mauvais
mauvais
sage vieux vieux sage
efficace inefficace inefficace efficace
parfait imparfaittravail/jeu suiviste/leader
????imparfait parfait
jeu/travail leader/suiviste
vacancesenfer enfer
vacances
Comprendre, câest voir des schĂ©masâŠ
Lâexperience âeurĂȘka!â : apprendre est un plaisir intenseâŠâŠsurtout chez un enfant, dĂšs le premier Ăąge, et mĂȘme Ă lâĂ©cole!
Identification de schĂ©mas (âpattern recognitionâ) sĂ©curisanteâŠ
les correspondances avec des schĂ©mas prĂ©-Ă©tablis (connus dâavance)sont sources de malentendus et dâincomprĂ©hensions
âŠmais âvoir des schĂ©masâ peut induire en erreur:
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LeâdĂ©fi du cerveauâtel que perçu en 1999
Dialogue nécessaire entre:
- la communauté neuroscientifiqueet
- la communauté éducative(décideurs, administratifs, enseignants, chercheurs, élÚves/étudiants, parents...)
âŠau niveau international...âŠpour rĂ©pondre Ă des questions ...
âą dâordre technique et scientifique
âą dâordre social et Ă©conomique
âą dâordre Ă©thique et politique
POURQUOI MAINTENANT?-Impact accru des technologies dâimagerie cĂ©rĂ©brale:
dĂ©couvertes âĂ implications multiplesâ
-Notions cruciales de-Plasticité cérébrale et-Périodicité cérébrale (périodes dites sensibles)
-Meilleure comprĂ©hension des- Ă©motions dans le cerveau- fonctions dites âdâordre supĂ©rieurâ
Magnéto-encéphalographie: MEG
Usage de SQUIDs:
Superâconducting QUantum Interference Devices
DĂ©tection de champs magnĂ©tiques de 10â15 T
Prototype MEG, Hitachi CRL (1990) â courtesy of Hitachi Advanced ResearchL b
Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle :
IRMf
Image anatomique en 3D EPIâfMRI ïŒchamp magnĂ©tique: 2TïŒHitachi CRL (1992)Hitachi SDL (1990)
Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory
OrbitofrontalCortex(OFC)
Medial prefrontalCortex
(MPFC)
Anterior cingulatecortex (ACC)
Posterior cingulatecortex (PCC)
Régions activées
lors de la prise de dĂ©cisions âen contexte socialâ
Dorsolateral prefrontalcortex (DLPFC)
Superior temporalsulcus (STS)
Amygdala(AMY)
Insula(INS)
From the results in the Review by Sanfey, A.G.âSocial Decision -Making: Insights from Game
Theory and Neuroscience, Science (2007)
MR Images courtesy of Hitachi Ltd. and Hitachi Medical Co.
Fibres optiques
Changement des volumessanguins en fonction delâactivitĂ© neuronale
Fibreoptique
Cuir ch.CrĂąne
Cortex cérébral
Irradiation DĂ©tection
Maki, A. et al. (Koizumi, H.) Med. Phys. (1995) Yamashita, Y. et al. (Koizumi, H.) Rev. Sci. Instrum.(1996)
Topographie optique en proche infrarouge:NIR-OT
Zone dâobservation
pour tous, partout, nâimporte quand
Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory
Fibreoptique
Poids total : 1 kg (incl. batterie opérationnelle pendant 4 h)
Topographie Optique portable â WOT
(prototype)Unité crùnienne
TĂąche de calcul
Unité de contrÎle
Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory
Station radio centrale
Explorer lâactivitĂ© cĂ©rĂ©brale au quotidien
Courtesy of Hitachi Advanced Research Laboratory
Source: Manfred Spitzer: The Mind Within The Net, 1999 MIT Press, p. 48
HypothĂšsede Kandel:
âles changementssynaptiques sontparallĂšles auxchangementscomportementauxâ
Source: Mike Posner & Marcus Raichle: Images of Mind, Scientific American Library, 1997, p. 152
âą âŠDes "pĂ©riodes sensibles" (et non pas âcritiquesâ)particuliĂšres existent pour les diffĂ©rents typesdâapprentissage
âą âŠ.La maturation fonctionnelle du cerveau sepoursuit jusque durant la 3Ăšme dĂ©cennie de la vie
âą âŠ.La remarquable plasticitĂ© du cerveau en fait nonseulement une âmachine Ă apprendreâ tout au longde la vie, mais de plus elle rend possible laremĂ©diation de certains dĂ©ficits dâapprentissagesurtout (mais pas seulement) sâils sontprĂ©cocement diagnostiquĂ©s
En dâautres termesâŠ
âYou can teach an old dog new tricks!â
Pour commencer, plasticitĂ© et periodicitĂ©âŠ
Formation et Ă©limination des synapses
La présence de signaux (input)crée la connection neuronale
Age (années)Mikoshiba K, Kubata K, Brain Book 21(Koizumi H, ed.), Kosakusha (2001)Courtesy of H. Koizumi
0
2.4
2.0
1.6
0.4
0.8
1.2
1012
Birth
8 M
1 Y
10 Y 25 Y
70 Y
4 M
0 1 30
Adapté de Huttenlocher, P.R. 1990
Nombre de synapses(cortex visuel primaire)
Mort sélective descellules
petiteenfance1 M
Synapto-genĂšse
Dendrites
Axone
Noyau
EpinesSynapses
Output
Input
⊠elle nâen est pas inutile pour autant,car les dĂ©couvertes des neurosciences peuvent (au minimum):
1/ jeter une nouvelle lumiÚre sur de vieux débats,
2/ poser de nouvelles questions, et
3/ informer des dĂ©bats (de nature prĂ©-scientifique) dominĂ©s par des positions idĂ©ologiquesâŠ
Tel nâest en effet pas son rĂŽle, mais...
Pour la petite enfance, la recherche sur le cerveau en soi ne résoudra
AUCUNproblÚme quant aux politiques et pratiques à définir et mettre en place
Des neuromythes Ă la pelleâŠâŠbons pour la poubelle
âą âJâai lu quelque part que lâon nâutilisait que 10% de son cerveauâ
âą âAmĂ©liorez votre mĂ©moire!â ou âApprenez en dormant!â ou âJouez du Mozart Ă vos bĂ©bĂ©s!â
âą âJe suis cerveau gauche, elle est cerveau droitâ
âą âLes hommes (ou: les garçons) nâont pas le mĂȘme cerveau que les femmes (ou: les filles)â
âą âIl existe des pĂ©riodes critiques au cours desquellescertaines choses doivent ĂȘtre enseignĂ©es et apprisesââŠ
âą âIl nây a pas de temps Ă perdre:pour le cerveau, tout se joue avant trois ansâ
Publié en 2007
Disponible en:âAnglaisâArabeâChinoisâFrançaisâEspagnolâJaponaisâSerbe
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Le cerveau apprenant est le produit de lâinteractionentre
lâinnĂ© (gĂ©nĂ©tique) et lâacquis (environnement)
âą Importance cruciale des Ă©motions (stimuli motivationnelsâŠ) dans les processus cognitifs.
âą Distinction entre motivation intrinsĂšque et extrinsĂšque pertinente chez les tout-petits?
âą Dimensions hĂ©doniques de lâapprentissage: lâexpĂ©rience âeurĂȘkaâ, etc.
âą Fortes diffĂ©rences individuelles dans lâapprentissage (plus intra-genres quâinter-genres).
⹠Solides éléments scientifiques pour⹠étayer (ou non) les théories existantes⹠montrer pourquoi et comment certaines approches et méthodes appliquées depuis
des dĂ©cennies âfonctionnentâ (mieux que dâautres).
âą Exemple: dĂ©ficits prĂ©coces du sens des nombres (dysclaculie): âpeur des mathâ etconsĂ©quences Ă court, moyen et long terme.
âHypothĂšse de la motivation spiraleâ
EnvironnementimmĂ©diat(familleâŠ)
Représentations(précoces)
Exposition(précoce)aux media
Représentations(altérées)
Ăducationformelle(scolaritĂ©âŠ)
RĂ©sultatsdâapprentissage ConsĂ©quences
sociales etéconomiques
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Ethique, politique, politiques, pratiques, philosophie(s), science(s), media, et au-delĂ âŠ
ETHIQUE (bien/mal)
POLITIQUE(souhaitable/nonâsouhaitable)
PRATIQUES(efficace / inefficace)
(POLITIQUES (mesures)(faisable/ infaisable)
SCIENCES
(exact/inexact)
RAISONâIDEES (philosophiesâŠ)(vrai/faux)
ETHIQUE(bien/mal)
ARTS(beau/laid)
âdonne naissance Ă â
inspiration directe
inspiration indirecte
EMOTIONS(positif/negatif)
Fig. 2 â generation of arts, sciences, and ethics
ECONOMIE(plus/moins)
SCIENCES
(exact/inexact)
ETHIQUE(bien/mal)
ARTS(beau/laid)
influence
conflit?
Fig. 3 â relationships between economy and arts, sciences, ethics
ETHIQUE(bien/mal)
POLITIQUE(souhaitable/ nonâsouhaitable)
PRATIQUES(efficace / inefficace)
POLIQUES (mesures)(faisable/ infaisable)
ECONOMIE(plus/moins)
SCIENCES
(exact/inexact)
IDEESâ PhilosophiesâŠ(vrai / faux)
Media
âcascadeâ
Inspire
retourne vers
dit (essaie)
influence
Expanded from: B.della Chiesa (2010). âGute Gehirne gesucht! VonNeurowissenschaften, Lernen, Lehren, Medien, und Ethikâ in LERNtheoriEN.RehburgâLoccum: Akademie Loccum (pp. 9â28).Derived from: B. della Chiesa, V. Christoph & Ch. Hinton (2009). ââHow ManyBrains Does It Take to Build a New Light:Knowledge Management Challenges of a Transdisciplinary ProjectâNew York: Mind, Brain and Education, 3 (pp. 17â26).
After onelookat this planetany visitorfromouter spacewould say:âI want toseethemanager!â
William S.Burroughs(1914â1997)
Merci!
I shouldn't wish peopledogmatically to believe
any philosophy,not even mine.
Bertrand Russell(1872-1970)