jeudi 30 décembre 2021

L'Importance des Émotions dans l'Apprentissage




Il n’y a pas si longtemps, on pensait qu’apprendre était un processus strictement rationnel dans lequel les émotions n’avaient pas grand-chose à voir. Une croyance qui s’est cristallisée avec une certaine définition de l’intelligence dérivée des “fameux” tests de QI, pourtant conçus pour détecter les difficultés d’apprentissage chez les enfants. On sait aujourd’hui que les émotions tiennent un rôle à ce point important dans la cognition qu’elles peuvent servir de levier ou, au contraire, devenir un frein.

Nos émotions

Une émotion peut être définie comme une réaction de l’organisme à un événement extérieur, et qui comporte des aspects physiologiques, cognitifs et comportementaux. Le terme “émotion” vient du latin “emovere” qui veut dire “mettre en mouvement”.

Nos émotions ont longtemps été considérées comme sans importance, si ce n’est honteuses ou encombrantes. On sait maintenant qu’elles jouent un rôle essentiel dans notre équilibre individuel et dans nos relations sociales. Ainsi, s’il a déjà été de bon ton de les taire ou de les cacher, la tendance est désormais d’y être à l’écoute, de les apprivoiser, de les exprimer et d’apprendre à mieux les gérer.

Il est normal que, dans une certaine mesure, nos émotions fluctuent puisque c’est de cette façon qu’elles remplissent leur rôle, soit celui d’un système de protection hyper sophistiqué. Celui-ci a d’ailleurs contribué à assurer la survie de notre espèce en nous aidant à identifier dans notre environnement les éléments pouvant nous affecter, de manière favorable ou non, puis en nous guidant sur la façon d’y réagir pour préserver notre intégrité ou notre bien-être. Nos émotions jouent toujours ce rôle, même si notre environnement est différent.

Les émotions protègent notre intégrité ou notre bien-être

La qualité – positive ou négative – et l’intensité – forte ou faible – de l’émotion indiquent la présence d’un événement ou d’une situation pouvant avoir un impact – soit positif ou négatif, fort ou faible – sur notre intégrité ou notre bien-être. La nature de l’émotion (joie, peur, tristesse, colère, etc.) fournit quant à elle des indices sur l’action ou l’ajustement nécessaire pour retrouver ou protéger notre intégrité ou notre bien-être.

Ainsi, bien que certaines émotions soient dites positives parce qu’elles sont ressenties comme étant agréables, et que d’autres sont qualifiées de négatives parce qu’elles sont désagréables, toutes les émotions ont leur utilité.

Quatre types d’émotions ayant une influence dans l’apprentissage


Émotions d’accomplissement.
Elles sont liées à des activités comportant un objectif ainsi que de la réussite ou de l’échec de ses activités. Exemples : avoir du plaisir à apprendre, avoir peur de l’échec, espérer réussir, etc.

Émotions épistémiques. Elles sont déclenchées par des problèmes d’ordre cognitif. Exemples : être surpris, motivé ou perplexe par rapport à un exercice proposé, être satisfait après avoir relevé un défi avec brio, etc.

Émotions thématiques. Qu’elles soient positives ou négatives, celles-ci sont liées à un sujet d’étude précis. Exemples : avoir une aversion pour les mathématiques, s’emballer lors de discussions sur la politique, etc.

Émotions sociales. Positives ou négatives, elles prennent racine dans les interrelations que l’apprenant entretient avec l’enseignant et avec ses pairs. Exemples : appréciation, admiration, attentes, anxiété sociale, envie, etc.


L’apprentissage et les émotions

Apprendre implique de remettre en question ce qu’on croyait savoir, de s’ouvrir à de nouvelles idées et à davantage de complexité, et de déployer des efforts sans en connaître forcément l’aboutissement. C’est une démarche déstabilisante qui, bien qu’elle comporte son lot d’émotions positives, ne peut préserver de ressentir toute émotion négative. Il est primordial de rappeler ce fait à l’apprenant, de l’encourager à s’exprimer sur ce qui le déstabilise dans son parcours et de lui donner les ressources nécessaires pour l’aider.

C’est d’autant plus important puisque de nier ou de réprimer ses émotions ne les fait pas disparaître… au contraire, cela risque de les amplifier.

Phénomène qui comporte une grande part de subjectivité, d’impalpable, les émotions vécues dans un groupe varient d’un apprenant à l’autre. Cette différence peut s’expliquer par plusieurs facteurs propres à un groupe d’individus : l’origine ethnique, la culture, le genre, le sentiment d’appartenance vis-à-vis de l’institution d’enseignement, etc. Des études ont, par exemple, confirmé que l’anxiété liée aux examens était plus élevée chez les étudiants de certaines régions du monde.

Malgré l’influence que peuvent avoir ces facteurs, ce sont les différences proprement individuelles qui ont le plus de poids : notre physiologie et notre génétique, notre vécu, nos valeurs personnelles, etc. À ces particularités intrinsèques, il faut ajouter des éléments tels que la confiance en soi, l’intérêt personnel pour une matière en particulier et le fait que l’état émotionnel de chacun évolue de façon distincte au fil du temps.

Moteur ou frein au processus d’apprentissage

Les émotions peuvent affecter l’apprenant à différents stades du processus d’apprentissage. Comme cela a été démontré, elles peuvent avoir un impact soit positif soit négatif sur son attention, sa motivation, ses stratégies d’apprentissage et sa capacité à auto-réguler son apprentissage.

Parmi les émotions négatives susceptibles d’entraver à un moment ou à un autre le processus d’apprentissage on compte :

* l’anxiété
* la peur de l’échec
* l’embarras
* l’incapacité à comprendre un exercice
* le découragement
* l’ennui

Du côté des émotions positives qui ont une incidence bénéfique sur ce processus, on retrouve principalement :

* le plaisir d’apprendre en général
* le plaisir d’apprendre sur une matière en particulier
* l’enthousiasme vis-à-vis du matériel d’apprentissage
* l’espoir de réussir
* la fierté attribuable à des accomplissements

Émotion positive pas si bénéfique et émotion négative pas si néfaste

Ce n’est pas parce qu’une émotion est positive, au sens large, qu’elle est forcément bénéfique au processus d’apprentissage. Pour être utile à ce processus, elle doit être liée à l’apprentissage ou à des tâches d’apprentissage ; autrement, elle peut nuire à l’attention et affecter la performance.

En parallèle – même s’il n’est pas question d’encourager l’émergence d’émotions négatives chez l’apprenant –, ce n’est pas parce qu’une émotion est négative qu’elle représente en toutes circonstances un frein pour l’apprenant : l’anxiété, l’embarras ou la colère peuvent motiver l’apprenant à redoubler d’efforts, à condition que celui-ci veuille réussir et qu’il croit en ses chances d’y parvenir. Bien entendu, l’intensité et la fréquence de l’émotion ressentie auront aussi une incidence ; si elle est trop forte ou récurrente, l’apprenant risque d’être submergé par le sentiment d’impuissance.

Les émotions positives facilitent l’apprentissage

Le rôle bénéfique des émotions positives apparaît comme une évidence. Il est d’ailleurs possible de créer des émotions positives dans le cadre des formations pour motiver les apprenants, notamment à l’aide des stratégies suivantes : stimuler l’intérêt de l’individu pour un sujet, lui montrer qu’il peut atteindre les objectifs fixés, décourager la concurrence entre les apprenants et utiliser des exemples concrets. Toutes ces méthodes contribueront à améliorer le taux de réussite de la formation.

Les émotions négatives peuvent être une source de motivation

Les émotions négatives peuvent permettre de mettre les échecs en perspective pour progresser. Elles peuvent pousser à apprendre, par exemple, en surmontant le trac avant de faire un discours devant toute l’entreprise. Par opposition, certaines émotions positives peuvent distraire et faire oublier les objectifs à atteindre. Exemple : rêver du week-end qui approche.


Émotions et mémoire


La mémoire est à ce point cruciale pour l’apprentissage que les deux notions sont souvent confondues. Alors que l’apprentissage est le processus qui permet de modifier un comportement, la mémoire est cette capacité à stocker de l’information et à y faire appel.

Les émotions ont une influence considérable sur la mémoire. C’est ce qui fait notamment qu’on se rappelle mieux des événements chargés sur le plan émotif. C’est une manifestation de ce que l’on appelle le phénomène des souvenirs-flashs (Flashbulb memory phenomenon).

Dernièrement, les neurosciences ont révélé que pour encoder un apprentissage, le cerveau a besoin de rétroactions sur ses prédictions, plus précisément d’un signal d’erreur qui doit entraîner chez l’apprenant un sentiment de surprise. C’est principalement sur la consolidation à long terme que les émotions agissent.

Plus une situation nous concerne de près et qu’elle touche à l’un de nos besoins fondamentaux – pyramide de Maslow publiée en 1943 –, plus elle est susceptible de nous interpeller émotionnellement.

Théorie de la motivation et des besoins

Maslow s'est intéressé principalement aux motivations supérieures de l'Homme dans sa hiérarchie. Sa hiérarchie des besoins signifie que l'Homme n'atteint le plein développement de son psychisme que s'il est satisfait sur tous les plans : physiologie, sécurité, amour (appartenance), estime (reconnaissance) et accomplissement de soi (créativité). Malgré l'apparence rigide de la pyramide faite d'étapes fixes pour la progression, les besoins humains sont dynamiquement fluides, avec plusieurs de ces besoins présents dans une personne simultanément.

Cette hiérarchie est généralement représentée sous la forme d'une pyramide qui, de la base au sommet, distingue cinq niveaux de besoins :

* à la base, les besoins physiologiques (tels que la faim, la soif) ;

* ensuite, les besoins de sécurité et de protection (tels que le désir d'un toit ou d'une bonne assurance). Ces deux aspects assurent la survivance physique d'une personne ;

* puis viennent les besoins d'appartenance, besoins sociaux qui reflètent la volonté de faire partie d'une famille, d'un groupe, d'une tribu ;

* ensuite arrivent les besoins d'estime de soi (qui permettent de se regarder dans le miroir le matin) pour les besoins psychologiques ;

* enfin, apparaissent au sommet de la hiérarchie, les besoins de s'accomplir.

La contagion émotionnelle

L’état affectif de l’enseignant peut avoir une influence considérable sur l’apprenant. Un effet de contagion du stress de l’enseignant aux étudiants a été mis au jour dans une vaste étude canadienne. Bien que l’expérience se soit déroulée dans des classes du primaire, il n’est pas impossible que le phénomène puisse aussi survenir dans des classes d’apprenants adultes.

Cette manifestation entre dans la grande famille de la “contagion émotionnelle”, un processus déjà connu, en partie génétique impliquant nos neurones miroirs, par lequel nous nous imprégnons inconsciemment des émotions des autres.

En raison de nos différences psychophysiologiques et de nos expériences personnelles, ce phénomène varie en intensité d’une personne à une autre. Malgré qu’il s’agisse d’un mécanisme involontaire, le simple fait de connaître son existence, de savoir que les émotions, positives comme négatives, peuvent se propager aussi facilement dans notre entourage, peut inciter l’enseignant à évaluer son état d’esprit avant de donner un cours et à tenter de le changer, si nécessaire.

L’enseignement empathique

L'empathie est une notion complexe, – à la différence de la contagion émotionnelle – constituée d’une dimension émotionnelle et d’une dimension cognitive. Ces deux dimensions, lorsqu’elles sont combinées, forment l’empathie mature qui permet à la fois de ressentir et de comprendre l’émotion d’autrui.

L'empathie provient des neurones miroirs. Ces neurones nous permettent, entre autres, d'imiter les comportements que nous percevons chez les autres et même de pouvoir ressentir ce qu'ils ressentent. C'est un trait qui a permis à l'intelligence de se développer plus rapidement chez l'homme. On dit qu'il fait partie de notre évolution et a commencé à se développer au fur et à mesure que notre maîtrise de l'environnement naturel a conduit à la création de civilisations et s'est orientée vers l'adaptabilité de l'environnement social.

Les découvertes de neurophysiologie ont montré que le processus d'empathie repose sur deux composants majeurs :

* Le premier est une disposition innée et non consciente qui permet de ressentir que les autres sont comme nous et qui se développe dès le premier âge de l'enfant par l’activation de neurones miroirs à la simple observation d’une action chez un autre individu.

* Le second s'acquiert plus tardivement, avec le développement des capacités de manipulation des représentations mentales, et permet de pouvoir se mettre mentalement à la place d'autrui. Nos capacités d'empathie sont par ailleurs modulées par notre attention et notre motivation.

Cette habileté fait partie intégrante du concept d’intelligence émotionnelle, c’est l’une des clés d’une communication efficace. Puisque tout enseignant a déjà été apprenant, chacun peut faire cet exercice empathique de se remémorer les émotions qui ont marqué son parcours scolaire, les situations qui en sont à l’origine et les attitudes des enseignants qui ont eu un impact significatif sur celles-ci.

La réalité virtuelle pour stimuler l’empathie

Cette solution est de plus en plus intégrée aux formations où l’immersion peut réellement servir l’apprentissage. Puisque la réalité virtuelle donne l’impression de vivre une situation réelle dans un environnement qui existe pour vrai, c’est l’outil par excellence pour générer chez l’apprenant les émotions auxquelles il serait confronté s’il apprenait sur le terrain. L’avantage est qu’il peut expérimenter tant et aussi longtemps que nécessaire sans se mettre en danger ou mettre en danger autrui.

Selon une expérience menée par l’université Stanford, la réalité virtuelle pourrait être utilisée pour stimuler de manière positive l’empathie. La technologie pourrait peut-être nous aider à devenir plus humains, et que l’empathie est bien une qualité qu’il est possible de développer.

Les atouts de la formation en ligne

Certains outils de la formation en ligne sont d’un grand intérêt pour créer un environnement propice à l’éclosion d’émotions positives et favoriser des échanges interpersonnels constructifs à chaque étape du processus d’apprentissage. Le forum de discussion, les séances en direct et les réseaux sociaux représentent trois options de choix. Elles peuvent servir à prendre le pouls des apprenants sur les difficultés rencontrées, à lancer sur une base régulière des discussions sur les défis les plus déstabilisants qu’ils doivent relever ou encore à les inviter à proposer des thèmes de discussion et à lancer eux-mêmes les échanges.

La formation en ligne dispose aussi d’un outil fort efficace pour tirer le maximum de la relation étroite qui existe entre émotions et mémoire : les scènes-vidéos. Pour réussir cette opération, il faut s’assurer que les mises en situation interpellent l’apprenant, et maintenir son intérêt en répartissant de façon équilibrée les scènes et les interventions explicitement pédagogiques – questions et explications.

Tirer profit de l’environnement d’apprentissage

Parce qu’il est propice aux échanges stimulants et au dépassement de soi, un environnement d’apprentissage est en général un terrain formidable pour développer ses compétences émotionnelles. C’est vrai pour les plus jeunes, mais aussi pour les adultes, puisqu’on n’arrête jamais d’évoluer sur le plan des émotions. Ce contexte peut permettre à chacun d’améliorer ses aptitudes sociales ainsi que ses capacités à collaborer, à faire valoir son point de vue, à prendre des initiatives, à se mettre à l’écoute des autres, etc.

L’apprenant doit, bien entendu, être disposé à développer ces compétences. Néanmoins, certaines approches d’enseignement ou activités peuvent aussi stimuler cette dimension, en plus de transmettre les notions au programme.

La méthode RULER

La méthode RULER est une démarche pour développer l’intelligence émotionnelle en lien avec la formation. En formation, l’intelligence émotionnelle concourt à la réussite d’un individu.

L’intelligence émotionnelle entre en résonance avec les autres formes d’intelligence, elle aide à leur expression. Pour la développer la méthode RULER propose une démarche en 5 étapes.

* La première étape (R) consiste à reconnaître l’émotion, chez soi et chez les autres.

* La seconde (U) se concentre sur la compréhension. Quelle est l’origine de cette émotion ? Quelles peuvent être les conséquences pour moi, ou dans ma relation aux autres.

* La lettre L (Label) évoque le fait de nommer les émotions. Le modèle est accompagné de grilles et de tableaux. Le Yale Center for Emotional Intelligence propose quatre cadrans selon l’énergie et l’aspect plaisant ou non de l’émotion. Dans chaque cadran, des listes de mots sont classées pour aider les apprenants à formuler leur ressenti. L’hypothèse est qu’un vocabulaire nuancé met à distance les émotions, et évite ainsi de se laisser submerger.

* La lettre  E  nous invite à exprimer, et à laisser les autres exprimer leurs émotions.

* Enfin, le  R concerne la régulation des émotions.

La méthode RULER ne se limite pas à une simple liste. Elle se propose de former les équipes d’enseignants, d’apporter une information et des repères aux parents, et d’outiller l’ensemble des parties prenantes.

Les familles, comme les enseignants et les élèves sont amenés à réfléchir sur leurs émotions. Comment les nommer, comment les exprimer, à quel moment ? Comment elles se manifestent par le langage non verbal ?

Les tenants de cette approche défendent l’opinion que l’on obtient un meilleur climat émotionnel, une plus grande intelligence émotionnelle et également de meilleurs résultats.

La Discipline Positive

Cette méthode basée sur les philosophies d’Alfred Adler (1870-1937) et de Rudolf Dreikurs (1897-1972), tous deux psychiatres autrichiens, est fondée sur une approche globale de l'individu, qui tient compte du ressenti, des pensées et des actions de l’individu mais aussi de son contexte familial, social et professionnel.

La discipline positive propose notamment un outil qui permet de décrypter les cinq besoins fondamentaux d’un enfant, les croyances cachées derrière le comportement et les objectifs mirages de l'enfant : la grille d'identification des besoins.

* Aider les enfants à avoir le sentiment d’être connectés et développer le sentiment d’appartenance et d’importance.

* Se baser sur le respect mutuel et l’encouragement avec à la fois bienveillance et fermeté.

* Être efficace à long terme.

* Enseigner des compétences sociales et des compétences de vie importantes : Le respect, l’attention aux autres, la résolution de problèmes et la coopération ainsi que la capacité à participer à la vie de la famille, de l’école ou de la communauté au sens large.

* Inviter les enfants à découvrir leurs capacités et développer ainsi leur autonomie et leur estime de soi.

Cette méthodologie permet d'appréhender différemment les comportements inadaptés des enfants, et de les considérer plutôt comme des besoins de reconnaissance ou d'appartenance à un groupe. Cela permet également de repenser le statut de l'erreur qui favorise l'apprentissage au lieu de le limiter.

La roue des émotions


C’est un outil, notamment inspirée de la psychologie positive, qui permet d'identifier le besoin qui s’exprime à travers l’émotion. Les neurosciences et les techniques poussées d’imagerie cérébrale ont prouvé que pour les enfants et les adolescents, cette compétence favorise les apprentissages. Ainsi, en nommant leurs émotions et leurs besoins, ils peuvent en prendre soin, les mettre à distance, se rendant plus disponibles aux apprentissages et activités cognitives et intellectuelles.

Les deux grandes alliées de l’apprenant

Avoir confiance en soi et accorder de la valeur aux tâches que l’on accomplit sont deux dispositions que l’apprenant a avantage à cultiver. Elles sont essentielles pour que se manifeste chez lui l’ensemble des émotions positives liées à l’apprentissage et pour prévenir ou réduire l’apparition des émotions négatives. Puisque l’adulte est responsable de gérer ses émotions, il est opportun qu’il prenne le temps de s’arrêter et d’évaluer son état quant à ces deux facteurs. S’il lui apparaît souhaitable de faire des changements, c’est à lui de voir quelles actions il peut entreprendre ou quelle aide peut-il solliciter.

L’enseignant peut aussi avoir une influence sur ces deux alliées de l’apprenant, entre autres en mettant l’accent sur les forces de ce dernier plutôt que sur ses lacunes, en stimulant son intérêt pour les tâches liées au cours et en instaurant dans son enseignement une culture où les erreurs sont considérées comme des occasions d’apprendre plutôt que des échecs. Pour maintenir l’intérêt de l’apprenant adulte, il faut aussi lui exposer clairement les applications concrètes et bénéfices qu’il pourra tirer des connaissances apprises.

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Les émotions au cœur du processus d’apprentissage


Selon les auteurs de l’université de Genève et de Dalhousie University (Canada), d’un article intitulé “Les émotions au cœur du processus d’apprentissage”, publié dans la revue Neurosciences et Pédagogie spécialisée en avril 2017, une même région cérébrale peut être caractérisée de cognitive ou d’émotionnelle.

Cet article s’intéresse aux émotions comme processus qui, étant donné leurs implémentations cérébrales en lien avec les systèmes impliqués dans la motivation, l’attention et la mémoire, sont au cœur des apprentissages. Des recherches suggèrent que les compétences émotionnelles sont bénéfiques à la fois au bien-être et aux performances scolaires.

Les émotions dans le cerveau

Grâce aux technologies d’imagerie cérébrale récentes, il semble que non seulement les structures cérébrales liées aux émotions ou à la cognition ne sont pas isolées, mais qu’une même région est souvent caractérisée de cognitive ou d’émotionnelle.

Par exemple, l’amygdale, logée au cœur du cerveau, est considérée comme émotionnelle, car elle est impliquée dans la détection des événements ayant une pertinence affective pour l’individu, mais elle est aussi considérée comme un élément clé pour les processus cognitifs que sont l’attention et la mémoire. Un autre exemple est le cortex préfrontal dorso-latéral qui est classiquement considéré comme étant impliqué dans les fonctions exécutives, notamment l’inhibition, mais qui est aussi une région clé dans les processus de régulation des émotions.

Les modèles actuels suggèrent que les émotions et les fonctions cognitives agissent de pair et de manière diffuse, avec un soubassement cérébral fortement distribué au sein de réseaux de neurones. C’est notamment la raison pour laquelle les processus dits “cognitifs” et “affectifs” sont typiquement touchés de manière conjointe lors de pathologies.

Cette vision informe que les émotions soutiennent l’attention, la mémoire de travail, l’encodage, la consolidation en mémoire ou encore des processus liés au contrôle exécutif (p. ex. l’inhibition). Ces processus cognitifs sont également nécessaires aux apprentissages scolaires. Les émotions accompagnent les élèves au sein de la classe, et peuvent interférer avec les apprentissages ou les faciliter.

La vie socio-émotionnelle de l’enfant âgé de quatre à seize ans se passe majoritairement en contexte scolaire et est en lien direct avec sa capacité d’apprendre ; la composante sociale serait à l’origine même de nombreux apprentissages. Nous anticipons le plaisir de la récompense sociale et des nouveaux acquis, que nous pourrons utiliser à notre tour au sein d’un groupe.


Pour ce faire, l’enfant doit être capable d’identifier et reconnaître ses propres émotions et celles des autres. Cela s’acquiert de pair avec l’apparition de la conscience de soi, l’acquisition du langage et le développement de la théorie de l’esprit.

Parallèlement, les émotions se doivent d’être régulées. Ainsi, l’enfant développe et entraîne son contrôle inhibiteur, sa capacité de mémoire de travail, sa flexibilité mentale, qui seront autant d’outils nécessaires à sa régulation.

Des résultats suggèrent que plus l’élève tend à s’auto-réguler, plus ses performances académiques seront élevées. Le fait qu’un enfant puisse s’auto-réguler résulte d’un processus lent, lié à la réalité biologique de la maturation cérébrale, et ne s’opérera qu’au travers d’une mise en pratique quotidienne.

Conclusion

Les recherches sur les émotions, leurs bases cérébrales et leurs fonctions, invitent à remettre en cause l’idée selon laquelle les émotions entravent les apprentissages scolaires ; au contraire, même si les émotions peuvent en effet parfois interférer avec les apprentissages, les résultats expérimentaux suggèrent que bien souvent elles facilitent les processus cognitifs tels que l’attention et la mémoire, qui sont essentiels pour les apprentissages. De plus, le fait que les émotions soient centrales aux processus d’apprentissages suggère qu’il est important que l’élève soit en mesure de les connaître, de les réguler et de les utiliser, en et hors contexte scolaire.


Contagion du stress dans les salles de classe

Selon des chercheurs de l’Université de Colombie britannique, Canada, dans un article publié dans Social Science & Medicine en juin 2016, le burnout dont sont victimes certains professeurs et le stress des élèves seraient intimement liés. Titre de l’étude en anglais : “Stress contagion in the classroom? The link between classroom teacher burnout and morning cortisol in elementary school students” (Contagion du stress en classe ? Le lien entre l'épuisement professionnel des enseignants et le cortisol matinal chez les élèves du primaire).

Ces chercheurs ont recueilli des échantillons de salive de plus de 400 enfants issus d’écoles primaires. Ainsi ont-ils pu mesurer leur niveau de cortisol, une hormone sécrétée pour faire face au stress.

Résultat, ils ont constaté que dans les classes où les enseignants ont connu des épisodes d’épuisement émotionnel, les niveaux de cortisol des écoliers étaient les plus élevés. Des taux également corrélés à de plus grandes difficultés d’apprentissage.

Les auteurs expliquent qu’il est néanmoins difficile de savoir lequel de ces stress – celui du professeur ou celui des élèves – est responsable de l’autre. Ils estiment qu’il s’agit en fait d’un problème cyclique.

Pour autant, les chercheurs avancent deux idées. La première selon laquelle un climat stressant pourrait être le reflet d’un manque de soutien – de la part des parents ou de leur direction – ressenti par les enseignants. Lesquels éprouveraient les plus grandes difficultés à gérer leur classe. Autre hypothèse, des jeunes de plus en plus anxieux, avec des besoins spéciaux qui conduiraient les enseignants à se sentir “dépassés”.

Les chercheurs concluent qu’il est clair, au regard des récentes études, que l’enseignement est l’une des professions les plus stressantes. Les professeurs ont besoin des ressources suffisantes afin de combattre l’épuisement et d’atténuer le stress. Si les professeurs n’obtiennent pas le soutien nécessaire, nous risquons de graves dommages collatéraux, concernant la santé des élèves.


La réalité virtuelle peut aider à retrouver de l’empathie

Des chercheurs de l’Université de Stanford dans une étude, parue dans la revue Plos One en octobre 2018, ont tenté de démontrer que la réalité virtuelle (VR) était capable de raviver l’empathie des individus. L’étude consistait à placer les participants dans la peau d’une autre personne par le biais d’un casque VR.

Il y a quelques années, des chercheurs avaient mené des travaux ayant pour but de prouver que la réalité virtuelle est capable de rendre les humains plus empathiques. Selon eux, la réalité virtuelle pourrait remédier à la perte d’empathie engendrée par la technologie d’une manière générale.

À l’aide des nouvelles technologies et en particulier des réseaux sociaux, il est aujourd’hui bien plus facile de communiquer avec les autres. Néanmoins, en passant un temps considérable devant les écrans, qui plus est très souvent de façon anonyme, il est possible de perdre sa propension à l’empathie, soit la reconnaissance et la compréhension des sentiments et des émotions d’un autre individu.

Une immersion plus intense grâce à la VR

Dans le cadre de cette expérimentation, les chercheurs ont mis au point une application de réalité virtuelle qu’ils ont appelée Becoming Homeless (Devenir sans-abri) consistant à immerger les participants – munis d’un casque de RV – dans l’univers d’une personne qui est graduellement exclue de la société jusqu’à devenir sans abri. Cette même histoire a été présentée à un autre groupe de participants sous forme de texte ou de scénario 2 D. Tous ont ensuite été invités à signer une pétition en faveur de logements abordables. Dans la première étude, 82% de ceux qui ont été immergés dans l’histoire grâce à l’application de RV ont signé cette pétition contre 67% pour les autres participants. Dans la seconde étude, les proportions ont été respectivement de 85 et 63%.

Les chercheurs ont mesuré l’impact psychologique de l’expérience en question et ont observé le développement d’une certaine compassion des participants envers les sans-abris. Ceux-ci deviennent alors davantage susceptibles de les aider.

Vivre la situation des autres dans la réalité virtuelle génère chez les gens juste plus d’empathie et de comportements pro-sociaux après avoir vécu l’expérience, par rapport au simple fait d’imaginer ce que serait d’être à la place de quelqu’un d’autre.

Selon les chercheurs, la réalité virtuelle permet en effet une immersion bien plus importante que n’importe quel autre support. La nature de cette expérience VR permet ainsi de réduire fortement, voire d’éliminer complètement la distance que génère la technologie.




Dans un contexte très anxiogène d'apparition et de propagation du Coronavirus, de confinement et de procédure de déconfinement appliquée dans les établissements scolaires, il apparaît indispensable d'aider les élèves à gérer leur stress et à développer leur intelligence émotionnelle.


Voir aussi…


jeudi 25 novembre 2021

Activité Électrique des Dendrites



Dendrites neurales

Du grec δένδρον déndron “arbre”, ce sont de petites branches qui sortent du corps cellulaire : la partie du neurone dans laquelle se trouve le noyau de la cellule. De plus, il existe encore une autre classe de processus microscopiques à la surface des dendrites. Ce sont de petites formations appelées épines dendritiques. Une partie de cet espace qui sépare les neurones les uns des autres sont les espaces dits synaptiques, qui sont les points par lesquels ces cellules nerveuses transmettent des informations à travers des substances appelées neurotransmetteurs.

La fonction des dendrites en général, et des épines dendritiques en particulier, est d'être le contact principal des neurotransmetteurs qui arrivent de l'extérieur. C'est-à-dire que les épines dendritiques agissent comme des terminaux auxquels arrivent les stimuli de l'autre neurone, qui envoie des neurotransmetteurs à travers l'espace synaptique. Grâce à cela, il est possible d'établir la transmission de l'influx nerveux qui permet le fonctionnement non seulement du cerveau, mais de l'ensemble du système nerveux.

Les dendrites sont des parties des neurones qui se trouvent dans tout le corps, c'est-à-dire à la fois dans le cerveau et la moelle épinière et dans ceux qui se trouvent dans les ganglions, les organes internes, les muscles, etc.


D'autre part, le potentiel du cerveau à s'adapter aux circonstances (par exemple, apprendre de l'expérience) est également possible grâce au travail des dendrites. Ce sont elles qui régulent les chances que deux cellules nerveuses entrent en contact avec plus ou moins de fréquence, elles décident donc de la "voie" qu’emprunte l'influx nerveux.

Les dendrites sont chargées de capter les produits chimiques qui sortent des extrémités des axones – extrémités des cellules nerveuses – et de transformer ou non ces signaux chimiques en impulsions électriques, bien que ce processus puisse également être déclenché dans le corps du neurone.

C'est-à-dire que c'est dans les dendrites et dans le corps neuronal que naissent les signaux électriques – également appelés potentiels d'action – qui traversent les neurones et se retrouvent aux extrémités des axones, provoquant la libération de produits chimiques par cette partie du neurone. Lorsque la quantité appropriée de neurotransmetteurs atteint les dendrites, une dépolarisation se produit, qui est le processus qui génère l'influx nerveux.

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Les neurosciences, pendant 60 ans, ont admis comme vrai que les noyaux généraient de brèves impulsions électriques pour se connecter et communiquer entre eux, et que ces impulsions activaient les dendrites, qui les transmettaient passivement à un autre neurone.

De nombreux modèles antérieurs supposaient que lorsque les noyaux de deux neurones sont activés en même temps, la perception, l'apprentissage et la formation de souvenirs se produisent.

Une découverte change radicalement les conceptions de la façon dont le cerveau traite l'information et modifie les notions de base des neurosciences.

Les dendrites génèrent leur propre activité électrique

Un groupe de chercheurs de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA), dont l'étude a été publiée dans Science en janvier 2018, a découvert que les dendrites pouvaient en fait générer leur propre activité électrique, et avec une fréquence 10 fois supérieure à celle estimée.

De plus, comme on estime que les dendrites constituent plus de 90% du tissu neuronal, et ont un volume 100 fois plus grand que les noyaux, cela pourrait signifier que le cerveau humain a une capacité 100 fois supérieure à ce que l'on pensait auparavant.

Dans une étude menée chez la souris, les chercheurs ont réalisé que, si au lieu d'implanter des électrodes dans les dendrites elles sont placées près d'elles, ces processus seront 5 fois plus actifs que le noyau si la souris dort, et 10 fois plus actifs si elle est éveillée.

Leurs résultats indiquent que l'apprentissage peut se produire lorsque le neurone récepteur est actif en conjonction avec une dendrite, et il se pourrait que différentes parties des dendrites aient été actives à des moments différents, ce qui suggère qu'il peut y avoir beaucoup plus de flexibilité dans le processus d'apprentissage au sein du même neurone.


La recherche a également révélé que les dendrites sont capables de grandes fluctuations dans le voltage de leurs impulsions : elles sont binaires ou d'intensités différentes. Ils ont découvert que les dendrites sont des hybrides qui effectuent à la fois des processus analogiques et numériques, ce qui les rend fondamentalement différentes des ordinateurs purement numériques mais quelque peu similaires aux ordinateurs quantiques, qui sont analogiques. Cela aussi bouleverse les fondements des neurosciences, qui supposaient que les neurones étaient numériques : soit ils généraient une certaine impulsion, soit ils ne le faisaient pas. Mais ils ne montraient pas de fluctuations analogiques.

Ils ont souligné que comprendre que les dendrites sont beaucoup plus actives que le noyau change radicalement les conceptions de la façon dont le cerveau traite l'information. Cela peut ouvrir la voie à la compréhension et au traitement des troubles neurologiques et au développement d'ordinateurs similaires au cerveau.


Les propriétés électriques des dendrites, un facteur essentiel de l'intelligence humaine

Des recherches menées par des neuro-scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT), publiées dans le numéro d'octobre 2018 du Journal Cell, indiquent que les dendrites humaines ont des propriétés électriques différentes de celles des dendrites d'autres espèces.

Les neurones du cerveau humain reçoivent des signaux électriques de milliers d'autres cellules, et de longues extensions neurales appelées dendrites jouent un rôle essentiel dans l'incorporation de toutes ces informations afin que les cellules puissent réagir de manière appropriée.

Les neuro-scientifiques du MIT ont enregistré l'activité électrique des dendrites des neurones humains pour leurs recherches.

À l'aide d'échantillons difficiles à obtenir de tissu cérébral humain, l'analyse révèle que les signaux électriques s'affaiblissent à mesure qu'ils circulent le long des dendrites humaines, ce qui entraîne un plus grand degré de compartimentation électrique, c'est-à-dire que de petites sections des dendrites peuvent se comporter indépendamment du reste du neurone.

Les auteurs de l'étude pensent que ces différences pourraient être liées à une intelligence humaine plus élevée. Les humains sont plus intelligents que les autres animaux non seulement parce que nous avons plus de neurones et un cortex cérébral plus gros, mais aussi parce que nos neurones se comportent différemment des autres animaux.

Les dendrites peuvent être considérées comme analogues aux transistors d'un ordinateur, effectuant des opérations simples à l'aide de signaux électriques. Les dendrites reçoivent des signaux de nombreux autres neurones et transmettent ces signaux au corps cellulaire. Si un neurone est suffisamment stimulé, il déclenche un potentiel d'action, une impulsion électrique qui stimule ensuite d'autres neurones. De grands réseaux de ces neurones communiquent entre eux pour générer des pensées et le propre comportement du sujet.

La structure d'un neurone ressemble souvent à un arbre, avec de nombreuses branches recevant des informations de loin dans le soma cellulaire. Des recherches antérieures ont montré que la force des signaux électriques atteignant le corps cellulaire dépend, en partie, de la distance parcourue le long de la dendrite pour s'y rendre. Au fur et à mesure que les signaux se propagent, ils deviennent plus faibles, de sorte qu'un signal qui atteint loin du corps cellulaire a moins d'impact qu'un signal plus proche.

Les dendrites du cortex cérébral humain sont beaucoup plus longues que celles des rats et que celles de la plupart des autres espèces de mammifères, car le cortex humain a évolué pour être beaucoup plus épais que celui des autres espèces. Chez l'homme, le cortex représente environ 75% du volume total du cerveau, contre 30% dans le cerveau du rat.

Le cortex humain est organisé en six couches neurales distinctes. Les neurones de la 5ème couche ont des dendrites suffisamment longues pour atteindre la 1ère couche, ce qui signifie que les dendrites humaines ont dû s'allonger à mesure que le cerveau humain évoluait et que les signaux électriques devaient voyager beaucoup plus loin.


Ils ont utilisé une technique connue sous le nom d'électrophysiologie patch-clamp pour mesurer la façon dont les signaux électriques se déplacent le long des dendrites des neurones pyramidaux, qui sont le type le plus courant de neurones excitateurs dans le cortex.

Les chercheurs ont découvert que parce que les dendrites humaines couvrent de plus longues distances, un signal qui circule le long d'une dendrite humaine de la 1ère couche au soma d'une cellule de la 5ème couche est beaucoup plus faible que celui d'une dendrite de rat d'égale distance. En raison de ces différences, qui permettent à davantage de régions d'une dendrite d'influencer la force d'un signal entrant, les neurones individuels peuvent effectuer des calculs plus complexes de l'information.

Il existe de nombreuses autres différences entre les neurones humains et ceux d'autres espèces ; dans de futures études, les chercheurs espèrent explorer davantage l'impact exact de ces caractéristiques électriques et comment elles interagissent avec d'autres caractéristiques uniques des neurones humains pour produire plus d'énergie de calcul.


Des scientifiques détectent un nouveau type de communication entre les neurones matures

Une recherche menée par des scientifiques du département de pharmaco-biologie du Centre de recherche et d'études avancées (Cinvestav), Mexique, publiée dans le Journal of Neuroscience en novembre 2020, révèle la possibilité d'une synapse mixte entre les cellules principales de rongeurs adultes, c'est-à-dire que la communication chimique et électrique entre les neurones se produisent ensemble.

En 2012, l'équipe a découvert qu'un infime pourcentage de cellules majeures de l'hippocampe enregistrait une activité électrique, une fonction qui ne fonctionnait que pendant les premières années de la vie et ne se produisait ensuite qu'entre les neurones ou les dendrites neuronales, mais ils ont pu observer que certains neurones majeurs communiquaient au niveau des synapses chimiques, avec une composante électrique précédant le produit chimique. Les connexions étaient présentes, mais on ne pouvait pas les voir fonctionner car elles ne conduisaient pas de courant électrique, c'est-à-dire parce qu'elles étaient “éteintes”.

Ils ont modifié le micro-environnement où se trouvaient les protéines afin de les ouvrir. Pour cela, ils ont utilisé une substance qui, en acidifiant l'intérieur des cellules, produisait l'apparition de signaux électriques entre les neurones, précédant les signaux chimiques.

Ils ont mis en évidence les connexions électriques silencieuses entre les neurones et le fait que les protéines qui facilitent la connexion sont présentes, mais ne conduisent pas l'électricité à moins que l'environnement dans lequel elles se trouvent ne soit acidifié, ce qui se produit lors de processus pathologiques, tels que l'épilepsie ou l'anoxie (manque d'oxygène), entre autres.


Le fait que la communication chimique et électrique entre les neurones aille de pair, se traduit par une transmission plus efficace et plus rapide de l'information. De plus, l'échange d'informations électriques est bidirectionnel, ce qui ne se produit pas avec la communication chimique, ce qui signifie que de nouveaux circuits de flux d'informations peuvent être formés.

La façon de comprendre le fonctionnement de la communication neuronale a complètement changé. Avant cette découverte, on croyait qu'à mesure que le système nerveux mûrissait, la communication initialement électrique entre les neurones cédait la place à un processus entièrement chimique chez l'adulte.


Des scientifiques étudient les signaux électriques du cerveau en tant que biomarqueurs neurologiques

Des scientifiques de la Commission nationale de l'énergie atomique (CNEA) et du Conseil national de la recherche scientifique et technique (CONICET), Argentine, ont publié dans NeuroImage de novembre 2019, les avancées d'une recherche qui vise à rendre les traitements des troubles neurologiques moins invasifs.

Les scientifiques ont étudié certains modèles d'activité électrique neuronale pour voir s'ils pouvaient fonctionner comme des biomarqueurs de troubles neurologiques, tels que la maladie de Parkinson et l'épilepsie.

La procédure consiste à placer des électrodes sur le cerveau d'un patient, à travers lesquelles une région spécifique est stimulée afin de traiter les symptômes. Jusqu'à présent, on utilisait ce que l'on appelle un système en boucle ouverte, dans lequel une stimulation est appliquée en permanence, quel que soit l'état momentané du patient.

Modèle fonctionnel de détection des émotions par EEG

Il est important de noter que lorsqu'une stimulation électrique est appliquée, un certain type de lésion tissulaire se produit toujours à long terme. C'est pourquoi on cherche toujours à l'appliquer pendant le temps le plus court possible, avec le moins de puissance possible, mais en gardant l'effet thérapeutique. Ce travail vise à trouver le meilleur moment, la circonstance dans laquelle la stimulation doit être appliquée pour que les meilleurs effets thérapeutiques soient obtenus.

Les résultats obtenus par les travaux des scientifiques soutiennent l'hypothèse qui postule le phénomène appelé couplage inter-fréquence (AIF) comme une caractéristique pouvant être utilisée pour mettre en œuvre un système de neuro-modulation adaptative.

Ces systèmes sont des appareils capables de lire l'activité électrique d'un groupe de neurones, identifiant si leur état est normal ou pathologique. Ils peuvent également agir sur le réseau neuronal avec des impulsions électriques pour modifier son état et passer d'un état pathologique à un état normal. C'est le cas de la thérapie dite de stimulation cérébrale profonde chez les patients atteints de la maladie de Parkinson.


L'équipe de chercheurs a rapporté les résultats d'un modèle informatique qu'ils ont développé pour étudier l'AIF chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. L'activité neuronale a de nombreuses ondes oscillatoires qui donnent lieu à divers types d'AIF. Le modèle mathématique qu'ils ont développé vise à révéler les mécanismes par lesquels l'architecture des réseaux de neurones qui font partie du cerveau donne lieu au phénomène d'AIF. Dans le cas de la maladie de Parkinson, il existe des arguments qui soutiennent l'hypothèse de la pertinence de l'AIF en tant que biomarqueur potentiel pour aider à améliorer les thérapies existantes.

Ce résultat appuie l'hypothèse qui postule le phénomène d'AIF comme une caractéristique pouvant être utilisée pour mettre en œuvre un système de neuro modulation adaptative, un dispositif capable de “lire” l'activité électrique d'un groupe ou d'un réseau de neurones, identifiant par ses caractéristiques si l'état de ce réseau de neurones est normal ou pathologique et agir ensuite sur le réseau de neurones, par exemple, avec des impulsions électriques, dans le but de changer son état et de passer d'un état pathologique à un autre état similaire à l'état normal.


Un capteur moléculaire permet d'observer des signaux électriques dans des neurones vivants

Des chercheurs de l'université de Bonn et de l'université de Californie, dont les travaux ont été publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) en février 2021, développent une nouvelle technologie qui amplifie la visualisation de l'activité neuronale à l'aide d'un capteur moléculaire.

Un nouveau capteur de voltage moléculaire nous permet d'observer en détail la propagation des signaux électriques dans les neurones vivants avec une haute résolution temporelle et spatiale, sans perturber leur activité, et en même temps révèle la chaîne de lumières qui propage la dynamique des cellules nerveuses dans le cerveau.

Éclairer le cerveau

La technologie, qui optimise les développements antérieurs avec des approches similaires, permet d'observer le fonctionnement des neurones sans les perturber. De cette façon, il est possible d'obtenir une vision plus précise des dysfonctionnements associés à certaines maladies neuronales.

Fondamentalement, la nouvelle technique "éclaire" les processus neuronaux lorsqu'on cherche à les apprécier en détail et avec la définition maximale possible. Pour ce faire, il profite de la tension électrique générée par le contraste de la charge énergétique existant entre l'intérieur et l'extérieur des neurones, qui à son tour est transmise par les axones – extrémités des cellules nerveuses – comme un "câblage” biologique.

Les différences de ce voltage sont utilisées par le nouveau capteur pour éclairer l'activité neuronale, mais sans l'affecter ni la soumettre à aucune pression. À la suite de "l'illumination", le processus révèle une chaîne de lumières autour des cellules nerveuses. A l'aide de protéines fluorescentes introduites par des modifications génétiques, les spécialistes obtiennent des "marqueurs" lumineux qui permettent de retracer la dynamique neuronale.

Améliorations et potentiel futur

Bien que la méthode ait été développée dans des recherches antérieures, la nouvelle étude parvient à l'améliorer considérablement. Par exemple la période de maintien de la luminosité est prolongée dans les zones d'action du capteur, favorisant une meilleure utilisation de la technique.

De plus, le capteur réagit plus rapidement et avec une plus grande sensibilité aux moindres changements des signaux électriques produits dans les neurones. De cette façon, il permet la visualisation et l'enregistrement de jusqu'à 100 impulsions électriques par seconde, élargissant considérablement le potentiel d'étude et d'analyse.

La nouvelle approche élimine également les composés potentiellement toxiques qui ont été utilisés dans des études précédentes pour rendre visibles les changements dans l'activité neuronale. De cette façon, il est garanti que le processus n'a pas d'impact sur l'activité des neurones pendant la réalisation des études.

Sans aucun doute, la possibilité d'optimiser la visualisation des processus neuronaux dans les cellules vivantes est une avancée scientifique avec un potentiel énorme et un grand nombre d'applications, telles que la détection d'anomalies qui se produisent dans les pathologies neuro-dégénératives ou la reconnaissance de la façon précise dont le cerveau agit face à différents stimuli.

Selon les chercheurs, la nouvelle technique permettra d'étudier des questions qui étaient auparavant fermées à la recherche scientifique dans le domaine des neurosciences et permettra de mieux comprendre le fonctionnement du cerveau.

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Les traces moléculaires que les expériences vécues laissent dans les dendrites et les terminaisons neuronales sont à la base du fonctionnement du système nerveux et de sa capacité à faire varier dynamiquement son activité. En même temps, ils sont une partie fondamentale du processus de gestion de la mémoire, qui sont des motifs imprimés dans les empreintes moléculaires avec lesquelles la cellule nerveuse fonctionne.

Il ne fait aucun doute qu'au cours des dernières décennies, les progrès dans la compréhension de l'activité cérébrale ont été notables et couvrent différents domaines d'application.

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