Mieux comprendre le cerveau pour aider les élèves à besoins particuliers

L’Institut des troubles d’apprentissage a tenu un symposium le 6 avril dernier portant sur les neurosciences éducationnelles : Cognition, cerveau et trouble d’apprentissage. Des experts d’Europe et du Canada sont venus présenter leurs travaux dans le cadre du 41e congrès de l’Institut TA. Il reste encore beaucoup de recherche à effectuer pour comprendre les mécanismes complexes du cerveau humain. Survol sur deux présentations coup de cœur.

Les limites des neurosciences

La matinée s’est ouverte sur la conférence de la professeure Nienke Van Atteveldt de l’Université d’Amsterdam. Un peu à la manière de Steve Masson, de l’UQAM, la professeure Van Atteveldt s’en est prise au neuromythes qu’il importe de déboulonner pour mieux comprendre ce que sont les neurosciences.

D’entrée de jeu, elle a spécifié qu’il était impossible de déceler les élèves à troubles d’apprentissage à l’aide de la technique de l’imagerie par résonance magnétique, appelée IRM. L’imagerie par résonance magnétique est un examen médical qui utilise un champ magnétique et des radiofréquences qui permettent de générer des images très précises, en 2D ou en 3D, des parties du corps et organes internes tels que le cerveau[i]. La lecture obtenue permet d’identifier les variations de niveau d’oxygène dans les vaisseaux sanguins du cerveau, sans pour autant expliquer ce qui se passe dans cette région neuronale. De là tout le défi des neurosciences.

IRM du cerveau

Des mythes persistants

La professeure Van Atteveldt s’en est prise à la croyance très répandue voulant que le cerveau cesse d’évoluer au-delà de l’âge de 25 ans. Or, la plasticité du cerveau se maintient, et ce, peu importe l’âge, pourvu qu’il soit stimulé, précise-t-elle. Il en est de même pour la différence des cerveaux des hommes et des femmes qui s’avèrent fort marginale. Les tenants du brain gym seront aussi déçus d’apprendre qu’une faible consommation d’eau ne fait pas rétrécir le cerveau, conclut-elle.

Bien que les neurosciences connaissent une popularité grandissante, la professeure précise que les techniques de l’IRM sont encore bien limitées. Elles permettent pour l’instant d’identifier les zones du cerveau qui réagissent lorsque nous levons un doigt ou nous nous rappelons un souvenir. Il reste encore beaucoup de recherche à faire pour isoler les mécanismes en place lors de la réalisation de tâches complexes.

Comment apprend-on que 1 + 1 = 2 ?

La question semble simple de prime abord, mais elle soulève l’essence même de la présentation de Jérôme Prado de l’Institut des sciences cognitives Marc Jeannerod de Lyon : à savoir qu’est-ce que la dyscalculie ? S’agit-il d’une difficulté d’apprentissage associée aux mathématiques ou aux troubles du langage ? Et en quoi les neurosciences peuvent-elles contribuer à démystifier cette problématique ? Il faut savoir que plusieurs associent les troubles d’apprentissage en mathématique à des manifestations de la dyslexie.

http://www.google.ca/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http%3A%2F%2Fwww.mpmschoolsupplies.com%2Fp-35669-learning-magnets-numbers-math-signs.aspx&psig=AFQjCNGBA3--UJyA7uUrJeXPJKvcTDcT4w&ust=1460410192062046

Opérateurs mathématiques                                                

Pour bien circonscrire sa problématique, le professeur Prado a d’abord soumis ses élèves à des questions qui relèvent des habiletés langagières pour délimiter les régions phonologiques du langage. Par la suite, il leur a présenté des tâches purement mathématiques à l’aide des opérateurs plus, moins et fois.

Des opérations et des zones distinctes

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) permet d’identifier les zones du cerveau qui sont sollicitées lorsque nous effectuons des tâches. Or, elle a révélé que les opérations de base comme l’addition et la soustraction mettent immédiatement le cerveau en action dans une zone définie du cerveau. Cela n’est pas le cas lorsque l’élève est soumis à des multiplications.

Les travaux du professeur Prado révèlent que ce ne sont pas les régions phonologiques du langage qui sont sollicitées lorsque les élèves sont soumis à des tâches purement mathématiques. Son hypothèse de travail s’appuie maintenant sur la difficulté des élèves à récupérer en mémoire la séquence des nombres : appelée la ligne numérique. La dyscalculie pourrait donc être associée à un déficit d’automation et non aux fonctions du langage.

Des années de recherche à venir

Pour l‘heure, les travaux en neurosciences ne peuvent être directement transférés en classe pour venir en aide aux élèves à besoins particuliers. Il est possible de lire l’activité cérébrale, mais comment comprendre les interactions entre les différentes zones du cerveau demeure un défi pour les chercheurs.

 

 

 

[i] IRM-Québec, http://irmquebec.com/lirm/quest-ce-quune-irm/

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Les neurosciences au-delà des mythes

L’Association canadienne d’éducation www.cea-ace.ca a tenu les 4 et 5 novembre dernier un symposium sur les neurosciences au Centre des Congrès de Québec. Malgré l’avis de certains chercheurs, trop peu sceptiques, qui trouvent cette « science » encore mal définie pour en faire un tel événement, l’ACE a tenu bon. Nous avons eu droit à trois exposés et pistes pratiques sous le thème de La persévérance scolaire – Ce que la neuroscience peut nous enseigner. Un riche symposium!

L’événement s’est ouvert avec la présentation, au titre très évocateur, La meilleure méthode d’apprentissage des mathématiques pour les enfants du Dr Daniel Ansari, (@NumCog) de la Chaire de recherche du Canada en neurosciences cognitives du développement et professeur au Western University de London, Ontario.

Il y a été notamment question du sens de quantité précurseur du sens des nombres chez les enfants. Ils en seraient dotés dès l’âge de 6 ou 9 mois; tout comme plusieurs animaux de l’espèce d’ailleurs. Ce sens de quantité qui s’appuie sur une connaissance non-symbolique des nombres ouvrirait la voie à la compréhension symbolique des mathématiques. Autrement dit, trois objets quelconques sont une représentation non-symbolique essentielle à la compréhension du chiffre trois (symbolique).

symbolique-non-symbolique

©Daniel Ansari

Dr Ansari a aussi révélé que l’activation du cerveau chez l’enfant lors de calculs à un chiffre serait en mesure de prédire ses compétences en mathématique une fois rendu au secondaire.

Abattre les neuromythes et comprendre l’apport des neurosciences

La palme du symposium revient sûrement au Dr Steve Masson (@SteveMasson), professeur à l’UQAM et directeur du laboratoire de recherche en neuroéducation (LRN).

Après avoir déboulonné quelques mythes en science de l’éducation (neuromythes), le chercheur nous propose des approches efficaces pour aider les élèves à mieux réussir à l’école.

D’entrée de jeu, il nous propose de faire le ménage dans certaines croyances pédagogiques. Dehors les approches qui n’ont pas de fondements scientifiques pour le Dr Masson! Ainsi, les styles d’apprentissage de Gardner, ne trouvent pas d’écho chez Masson, pas plus que les théories axées sur la prédominance d’un hémisphère du cerveau ou encore la « braingym ». Aucune de ces approches n’a réussi à répondre à la démonstration scientifique des neurosciences.

Or, cette science a réussi à démontrer que l’élasticité du cerveau n’est pas l’apanage de l’enfance et que les connexions neuronales continuent à se multiplier dès l’instant que nous sommes en situation d’apprentissage. Comment maintenant réussir à optimiser nos apprentissages?

Steve Masson invoque l’influence prépondérante de la récupération de mémoire, afin de mobiliser les savoirs et ainsi améliorer les apprentissages. Outre cela, il invoque l’importance de morceler les apprentissages, afin d’optimiser leur acquisition. Ainsi, espacer les périodes d’apprentissage en courtes séquences en classe ou au moment d’étudier présente les gains les plus solides lors de l’observation des résultats d’analyse en laboratoire.

Espacement de temps

©Steve Masson

Bougez pour faire respirer votre cerveau

Les bienfaits de l’activité physique sur notre condition générale ne sont plus à démontrer. Qu’en est-il pour l’acquisition des connaissances? C’est la démonstration à laquelle se sont livrés Dre Lindsay Thornton, du Comité olympique américain, Alex Thornton, docteur en leadership pédagogique et Chris Gilbert, neuropsychologue informatique à l’Université de McMaster.

Si l’exercice ne rend pas plus intelligent, il prédispose à mieux apprendre, avons-nous entendu d’entrée de jeu. Comment cela s’opère-t-il? Par la simple oxygénation neuronale qui suit toute activité physique de moyenne à forte intensité. Le surentrainement est évidemment contre-indiqué.

Les bénéfices liés à l’activité physique se traduisent par une attention accrue, une chaîne d’opérations améliorée (traitement, mémorisation et récupération de l’information), une humeur et une motivation accrues. Si cette activité physique doit précéder les apprentissages, il serait peut-être pertinent de réviser certaines pratiques pédagogiques pour aider nos élèves.

La jeunesse des neurosciences explique facilement que 90% des connaissances dans ce domaine se sont faites au cours des 15 dernières années. Or, l’audace de tenir un symposium sur une si jeune science prouve bien le leadership de l’ACE.