LES RÉVOLUTIONS SCIENTIFIQUES

L'histoire des sciences est jalonnée de grands bouleversements qui ont pour certains, changé de fond en comble notre vision du monde. Comment ces "révolutions" scientifiques adviennent-elles ? Quelles en sont les moteurs et les mécanismes ? Que remettent-elles en cause dans l'idée que nous nous faisons de la science ? Philosophes, historiens des sciences et étudiants dialoguent tour à tour sur ces thèmes. A travers des exemples, nous comprenons la notion de changement de paradigme, introduite par Thomas Kuhn, en 1962, dans un livre célèbre intitulé "La structure des révolutions scientifiques". Et nous prenons conscience du fait que la science n'est pas une pure aventure intellectuelle détachée de son contexte, mais se trouve traversée par l'histoire de part en part.
Présentation de la série La philosophie des sciences est morte du divorce, au siècle dernier, entre la Natürphilosophie allemande représentée par Schelling et Hegel et le monde scientifique. L'explosion des résultats en mathématique, en physique et en biologie a accentué ce divorce et les scientifiques se sont faits philosophes en expliquent le monde à leur manière. Cette série fait le point sur ces positions et sur les grandes questions posées par la science pour que chacun puisse se faire son opinion et devenir l'honnête homme du 21e siècle.

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La neuropédagogie au service des difficultés scolaires

Actuellement beaucoup d'enfants et d'adolescents rencontrent malheureusement des difficultés scolaires et d'apprentissage.

Chaque enfant ayant une manière différente de percevoir l'information, de mémoriser, d'être motivé, il est dès lors très utile d'apprendre à apprendre et de comprendre ses stratégies mentales positives et négatives pour résoudre efficacement les difficultés scolaires.

Il serait souhaitable que les pédagogies s'adaptent à ces profils au risque de mettre certains élèves en péril  et d'augmenter l'échec scolaire si elles ne se renouvellent pas.

Beaucoup de parents se retrouvent en situation de stress par rapport à la  scolarité de leurs enfants et à leur difficulté scolaire. Pour certains parents et enfants, cela ressemble à un véritable cauchemar. Personnellement, je pense qu'apprendre est un plaisir et je trouve dommage de voir autant d'enfants et de parents inquiets face à l'apprentissage scolaire.

Il est également regrettable d'avoir des classes ou les enfants restent assis à longueur de journée et où la pédagogie par le jeu n'est pas suffisament exploitée. Malheureusement, il n'est pas facile d'être un bon enseignant sans moyens mis à sa disposition !

La neuropédagogie favorise un état d'esprit propice à l'ouverture, à la curiosité face à toute matière même susceptible de bousculer certaines idées reçues. La neuropédagogie développe une logique opérationnelle qui facilite l'acquisition durable des apprentissages et renforce leur intégration, elle apporte des réponses efficaces face aux difficultés et aux problèmes scolaires.

La neuropédagogie utilise les dernières recherches sur le cerveau pour rémédier à l'échec scolaire et aux difficultés scolaires.

Dans notre cerveau, il y a 4 capitaines et chacun jour un rôle dans l'apprentissage:
•Le cerveau reptilien gère l’instinct de survie et est responsable du stress de l'élève
•Le cerveau néo limbique gère l’affectif et les émotions. C'est l'apprentissage par coeur.
•Le cerveau paléolimbique gère les rapports de force et est responsable du manque de confiance en soi mais également des problèmes liés à l'autorité.
•Le cerveau préfrontal gère les opérations intellectuelles et aide à faire les liens.
•Une information reçue par le cerveau traverse d’abord le cerveau reptilien et le cerveau néo limbique avant d’arriver au cerveau préfrontal.
Mais le reptilien et le limbique peuvent faire obstacle au passage de cette information.
L’école sollicitant essentiellement le cerveau préfrontal, des problèmes scolaires liés à ces obstacles peuvent apparaître d’où l’importance de solliciter  le préfrontal en situation d’apprentissage scolaire pour aider l'élève dans sa réussite scolaire.

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Paris, 14 mai 2012

Apprentissage et mémorisation : le rôle des néo-neurones dévoilé

Des chercheurs de l'Institut Pasteur et du CNRS viennent d'identifier chez la souris le rôle des néo-neurones formés par le cerveau adulte. En parvenant à les stimuler de manière sélective, les chercheurs montrent que ces néo-neurones améliorent les capacités d'apprentissage et de mémorisation de tâches difficiles. Cette nouvelle propriété des néo-neurones dans l'intégration d'informations complexes pourrait ouvrir des perspectives dans le traitement de certaines maladies neuro-dégénératives. Cette publication est en ligne sur le site de la revue Nature Neuroscience.
La découverte de nouveaux neurones formés par le cerveau adulte avait fait grand bruit en 2003. Elle mettait à mal le dogme quasi-séculaire selon lequel le nombre de neurones est défini dès la naissance, toute perte étant irréversible. Une découverte d'autant plus incroyable que la fonction de ces nouveaux neurones restait indéterminée jusqu'à aujourd'hui.

L'équipe de Pierre-Marie Lledo, chef de l'unité Perception et mémoire (Institut Pasteur/CNRS), vient de mettre en évidence, chez la souris, le rôle joué dans l'apprentissage et la mémoire par ces néo-neurones formés par le cerveau adulte. A l'aide d'un dispositif expérimental utilisant l'optogénétique mis au point par la même équipe et qui avait déjà fait l'objet d'une publication en décembre 2010, les chercheurs ont démontré que ces néo-neurones, quand ils sont stimulés par un bref flash lumineux, facilitent l'apprentissage ainsi que la mémorisation de tâches complexes. Ainsi les souris mémorisent plus rapidement les informations proposées pendant la tâche d'apprentissage et se souviennent des exercices 50 jours après l'arrêt des expérimentations. A l'inverse, les néo-neurones générés juste après la naissance de l'individu ne confèrent aucun avantage, ni pour l'apprentissage, ni pour la mémoire. Seuls les neurones produits par le cerveau adulte sont donc importants pour l'apprentissage et la mémoire.

« Cette étude démontre que l'activité de quelques neurones produits chez l'adulte peut avoir un effet important sur les processus cognitifs et le comportement. De plus, ce travail illustre, en partie, comment le cerveau assimile de nouvelles stimulations. Dans notre vie quotidienne, l'activité électrique (mimée par nos flashs lumineux) est exercée par les centres de l'attention de notre cerveau » explique Pierre-Marie Lledo qui a dirigé ce travail.

Au-delà du rôle fonctionnel qu'elle établit, cette découverte réaffirme le lien patent entre « humeur » (définie ici par un schéma particulier de stimulation) et activité cérébrale : il est établi que la curiosité, l'éveil et le plaisir favorisent la formation de néo-neurones et, grâce à eux, l'acquisition de nouvelles compétences cognitives. A l'inverse, un état dépressif se répercute sur la production de nouveaux neurones et déclenche un cercle vicieux qui entretient cet abattement. Ces résultats et les technologies d'optogénétique qui ont permis d'y parvenir pourraient se révéler très utiles pour la mise au point de protocoles thérapeutiques visant à contrer le développement des maladies neurologiques ou psychiatriques.

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Paris, 20 avril 2012

Les insectes sont capables d'élaborer des concepts abstraits

Le cerveau des insectes est capable de fabriquer et de manipuler des concepts(1) abstraits. Il peut même utiliser simultanément deux concepts différents afin de prendre une décision face à une situation nouvelle. Ce résultat totalement inattendu a été obtenu par l'équipe du professeur Martin Giurfa au centre de recherches sur la cognition animale (CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier)(2). Cette capacité, que l'on croyait propre aux humains et à quelques primates, montre que des analyses cognitives sophistiquées sont possibles en l'absence de langage et malgré une architecture neurale miniaturisée. Ces travaux, publiés dans la revue PNAS, remettent en cause de nombreuses théories dans des domaines tels que la cognition animale, la psychologie humaine, les neurosciences et l'intelligence artificielle.
La cognition humaine, et notamment nos capacités mathématiques et linguistiques, se base sur notre capacité à manipuler des concepts"? Dans la vie de tous les jours, les concepts qui relient des objets distincts par des règles de relation de type « même », « différent », « plus que », « au-dessus de », prennent une place prépondérante. Par exemple, l'automobiliste est guidé par un réseau complexe de concepts : codes couleur, flèches, panneaux... L'utilisation de tels concepts, que l'on a souvent crue propre à l'homme et à quelques primates, pourrait être en fait beaucoup plus répandue dans le règne animal.

Les chercheurs ont en effet montré que les abeilles sont capables de générer puis de manipuler des concepts afin d'accéder à une source de nourriture. Pour cela, ils ont pris un groupe d'abeilles qu'ils ont entraîné à pénétrer dans une enceinte, afin de récolter de la solution sucrée. Dans cette enceinte, les abeilles rencontraient deux stimuli placés chacun sur une cloison. Chaque stimulus était composé de deux images distinctes soit l'une au-dessus de l'autre (voir photo ci-dessous), soit l'une à côté de l'autre. Au milieu de ces paires d'objets était placé un orifice délivrant, soit une récompense, de l'eau sucrée, soit une punition, une goutte de quinine. Ainsi, les abeilles étaient récompensées sur un concept (par exemple « au-dessus de ») et punies sur l'autre (« à côté de »). Les images variaient constamment tout en maintenant les relations « au-dessus de » et « à côté de » ainsi que leurs associations respectives à la récompense et la punition. Au bout d'une trentaine d'essais les abeilles reconnaissaient sans faute la relation qui les guiderait vers l'eau sucrée.

L'un des tests consistait à placer ces mêmes abeilles devant de nouvelles images. Le seul point commun avec les figures de l'entraînement était leur disposition : « l'une au-dessus de l'autre » et « l'une à côté de l'autre ». Les abeilles, bien que n'ayant jamais vu ces nouvelles images, ont choisi correctement la cible en fonction de cette relation d'ordre abstrait.
Mais ce n'est pas tout : lors de l'entraînement, les images au milieu desquelles se trouvait la récompense étaient toujours différentes entre elles (comme sur la photo ci-dessous). Pour savoir si les abeilles avaient aussi appris cette relation de différence, les chercheurs ont confronté les abeilles à des stimuli nouveaux où les images constituantes respectaient la relation récompensée (par exemple « l'une au-dessus de l'autre ») mais qui étaient soit différentes, soit identiques. Les abeilles ont ignoré les stimuli faits d'images identiques, montrant qu'en plus des concepts « au-dessus / au-dessous » et « à côté », elles manipulaient simultanément le concept de « différence » pour prendre leur décision.

Cette étude remet en question l'idée que des cerveaux mammifères (dont le nôtre), plus importants en taille, sont nécessaires à l'élaboration d'un savoir conceptuel. Elle démontre aussi que la formation de concepts est possible en l'absence de langage. D'un point de vue philosophique, elle apporte de nouveaux éléments à la discussion sur ce qui serait propre à l'homme. A l'heure actuelle, l'équipe de Martin Giurfa s'attèle à l'identification des réseaux neuronaux responsables de cette conceptualisation.

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