Quand le cerveau détecte ses erreurs

Bonnes ou mauvaises, les réponses que nous fournissons pour nous adapter au contexte font l'objet d'un même processus de contrôle cérébral.
Jean-Jacques Perrier

Certains neurobiologistes estiment que le cerveau humain est capable de détecter inconsciemment les erreurs réalisées lors d'une action grâce à un processus cérébral spécifique. D'autres pensent que le traitement des erreurs fait partie, au même titre que celui des bonnes réponses, d'un unique processus cérébral de contrôle qui vérifie en permanence si l'information est traitée en adéquation avec l'environnement ou le contexte. Des résultats obtenus par Clémence Roger, Franck Vidal, Thierry Hasbroucq et Boris Burle, du Laboratoire de neurobiologie de la cognition (CNRS et Université de Provence), et par Christian Bénar (Inserm U.751), à Marseille, plaident en faveur de la seconde hypothèse.

En 1991, l'équipe de Michael Falkenstein, à Dortmund, avait montré que lorsque nous nous trompons en accomplissant une tâche cognitive – par exemple, reconnaître une lettre ou une couleur –, notre cerveau émet une onde électrique de polarité négative, détectable grâce à l'électroencéphalographie. Cette onde d'erreur commence juste avant la réponse motrice et son intensité est maximale 70 à 100 millisecondes après. Est-elle le signal électrique produit par le cerveau lorsqu'il détecte une erreur ? On aurait pu l'affirmer si le groupe de F. Vidal n'avait montré, en 2000, qu'une onde négative similaire, mais de moindre amplitude, est produite par les mêmes régions du cerveau lorsque la tâche est… correctement réalisée.

Comment une onde cérébrale associée à une bonne réponse peut-elle être aussi associée à la détection d'une erreur ? Une possibilité est que les deux ondes négatives proviennent d'aires distinctes du cerveau, situées sous la même électrode, mais à des profondeurs différentes ; cela traduirait l'existence de deux mécanismes neurobiologiques séparés : un mécanisme de détection des erreurs et un mécanisme de détection des réponses adéquates.

Pour en avoir le cœur net, Clémence Roger, à l'occasion de sa thèse à l'Université de Provence, et ses collègues ont analysé les ondes négatives produites dans différentes situations. L'expérience impliquait dix volontaires soumis à une tâche dite d'Eriksen. Sur un écran s'affichent trois lettres dont seule celle du milieu doit être identifiée, les lettres adjacentes servant à distraire l'attention du sujet. On demandait à chaque sujet d'identifier la lettre cible en pressant une manette soit de la main gauche, soit de la main droite (par exemple la main gauche si la cible est un B, la main droite s'il s'agit d'un G). On comptait ensuite les bonnes ou les mauvaises réponses. Simultanément, l'activité cérébrale et celle des muscles de chaque main étaient enregistrées.

Les chercheurs ont analysé les ondes produites en cas d'erreur, de bonne réponse et d'ébauche d'erreur (bonne réponse, mais accompagnée d'une réaction de la main associée à la mauvaise réponse, et dont l'onde négative a une amplitude intermédiaire). Ils ont utilisé deux méthodes complémentaires. La première, dite analyse en composantes indépendantes, utilise un algorithme qui permet de déterminer les sources de signaux considérés comme indépendants et de leur trouver éventuellement une origine commune. La seconde est une méthode d'imagerie fonctionnelle, sLORETA (standardized low resolution electromagnetic tomography), qui reconstitue en trois dimensions la répartition des signaux électriques produits dans le cortex cérébral.

Il ressort de ces analyses qu'une même région cérébrale produit les trois types de signaux (les trois ondes négatives d'amplitudes différentes) : la zone cingulaire antérieure ou rostrale, déjà connue pour son implication dans la vérification des informations au cours de l'apprentissage. Ainsi, l'onde négative associée aux essais corrects et l'onde négative reliée aux erreurs ou aux ébauches d'erreur semblent être la manifestation du même processus neurobiologique de contrôle des fonctions cognitives.

Une autre étude récente, réalisée par Boris Burle en collaboration avec Stéphanie Ries et des chercheurs du Laboratoire de psychologie cognitive de l'Université de Provence, le confirme : des réponses erronées ou exactes exprimées cette fois à voix haute sont également associées à une onde négative. L'amplitude variable du signal suggère que la zone cingulaire rostrale discrimine la qualité – correcte ou erronée – de la réponse. Par quels mécanismes et à partir de quelles informations ? On l'ignore, mais les chercheurs de Marseille évoquent plusieurs pistes suggérées par certaines pathologies, telle la schizophrénie et la maladie de Parkinson, dans lesquelles la modulation de l'onde négative semble perturbée.

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Merci beaucoup rain bow pour l'article et le lien

meci ma cherie bcppp

je voudrais compléter si vous me permettez avec ceci que j ai vue un jour et qui m 'a plu beaucoup et j'ai l'habitude garder ce qui me plaît et me motive
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Olivier Houdé – professeur à l’Université Henri Descartes
Le cerveau apprend en inhibant

« Penser c’est refuser » « Penser, c’est penser contre les autres, contre soi-même» Penser, c’est rechercher la vérité contre ses croyances »

C'est par ces mots qu’Olivier Houdé a présenté le résultat de ses recherches sur les fonctions exécutives du cerveau, les mécanismes de contrôle par le cortex pré-frontal de l’exécution des conduites, le choix des stratégies, la prise de décision.


Au début de la vie, le développement du cerveau passe par des phases de croissance des synapses, suivies d’une diminution de leur nombre après leur mise en réseau : on aura plus de difficultés à apprendre toutes les autres langues du monde lorsqu’on aura été stimulé par une en particulier.

Ces phases apparaissent par vagues aux différents moments du développement de l’enfant selon la spécialisation progressive des synapses, dont la structuration est particulièrement sensible à l’environnement et donc aux situations d’apprentissage rencontrées, pendant très longtemps. Bonne nouvelle, donc : les enseignants ont de quoi faire, et tout n’est pas réglé à deux ans.

Selon Piaget, l’évolution de l’enfant se faisait par successions de stades en escalier sur un mode linéaire (développement conceptuel successif). Les apports de la recherche bousculent ce modèle : ceux d’Olivier Houdé montrent que la résolution de problèmes chez l’enfant fait appel à plusieurs stratégies de réponses possibles, dans un système de développement dynamique non linéaire, comme des vagues qui se succéderaient en décalage au cours du développement, mais parfois se mettant les unes les autres en court-circuit.

Confronté à une situation, un enfant va privilégier celle qui est efficace, rapide, heuristique, qui marche très bien, très souvent, mais pas toujours.
Prenons pour exemple l’apprentissage du nombre.
Une même quantité d’objets disposés différemment va induire chez un jeune enfant une réponse du type : ‘Ils sont plus nombreux, là où les objets sont les plus éloignés ». Il va d’abord privilégier sa perception spatiale avant le dénombrement, alors que ces deux stratégies vont être activées simultanément.
Inhibons, inhibons, il en restera toujours quelque chose...

Apprendre, pour un enfant, consiste à a développer des stratégies d’inhibition, à résister à ce qui remonte « naturellement » en mémoire, à avoir une attitude réflexive par rapport à ce qu’il croit logique. Les expériences d’O. Houdé montrent que les réponses fausses apportées par les enfants ne sont pas le signe d’un déficit de logique mais d’une mauvaise activation des réponses formulées.

Ce fonctionnement lui semble mis en évidence par l’imagerie cérébrale, qui montre que les zones du cerveau activées dans ce processus de dynamique cérébrale de correction d’erreurs ne sont pas les mêmes.

Dans le cas de réponses heuristiques, l’activité du cerveau sera située à l’arrière, qui correspond à la zone sensorielle, celle qui analyse les perceptions. Lors de l’inhibition de ces réponses, l’activité du cerveau va se déplacer sur l’avant, dans la zone préfrontale, qui est le siège des activités logico-mathématiques. Ce mouvement opère une reconfiguration neuronale par un changement de réseaux, ce qui montre toute l’importance de l’éducation dans le développement de l’enfant.

Dans le même temps, ce processus va activer de manière concomitante une autre région du cerveau qui correspond au centre émotionnel. Les enfants qui ont pris conscience de leur erreur vont enclencher un ressenti émotionnel, provoquant un plaisir simultané entre la correction apportée à cette erreur et celui d’avoir trouver la solution.

En contrepartie, les enfants qui ne corrigent pas sont ceux qui ne développent pas de réponse émotionnelle par peur de l’erreur et de la prise de risques.Et surtout, se reposer en temps utile...

Les études ont aussi portées sur l’état de repos du cerveau. Si l’élève se repose, l’apprentissage modifie-t-il le fonctionnement du cerveau ? L’imagerie cérébrale a montré que la machine humaine continuait de fonctionner en activant les régions sollicitées lors de l’apprentissage, et que le repos avait une fonction de consolidation et de stabilisation.

Cette étude a montré un double mouvement : l’apprentissage change l’état de repos du cerveau et le contrôle inhibiteur a besoin d’une phase de repos pour être validé. Cela doit conduire à réfléchir à l’alternance entre tâches d’apprentissages et repos, en particulier en terme de rythmes scolaires.

Olivier Houdé nous invite aussi à porter notre attention sur les situations d’apprentissages proposées aux enfants, notamment celles qui font appel à la répétition d’automatismes, nécessaires, mais qui peuvent conduire à l’enfermement dans l’erreur si on ne développe pas les fonctions exécutives d’inhibition.

Pas au sens psychanalytique, mais au sens du traitement mémoriel. Inhiber, en orthographe, ce n'est pas mettre de s à aime dans je les aime
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par Bérénice KAL