Technologie et Innovation

Sonder le cerveau pour savoir comment il apprend


Des chercheurs du Canada, d’Israël et de l’Inde estiment que la musique peut nous renseigner sur la capacité du cerveau à transférer l’apprentissage.


Affiché par Alanna Mitchell le 29 novembre 2017

Un écran d’ordinateur montrant le cerveau de quelqu’un se trouvant à l’intérieur d’un appareil d’imagerie par résonnance magnétique, au service de neuro-imagerie du Centre des sciences du cerveau Edmond et Lily Safra à l’Université hébraïque de Jérusalem en Israël. Les chercheurs de ce centre collaborent avec des collègues du Canada et de l’Inde dans le cadre d’une recherche sur le cerveau financée par le CRDI. (Photo : Bruno Charbit)

Les scientifiques ont fait des progrès considérables au cours des dernières décennies dans le domaine du fonctionnement cérébral. À l’aide d’ondes magnétiques, ils ont pu sonder les profondeurs du cerveau et observer quelles zones s’activaient, quand et pourquoi elles le faisaient.

Mais une question, lancinante, demeure : Si vous apprenez à quelqu’un à exceller dans un domaine, par exemple à jouer du piano, cette personne peut-elle facilement transférer son haut niveau de compétence dans une autre sphère, comme l’apprentissage d’une langue ? En neuroscience, la capacité de transférer des connaissances s’appelle la « généralisation ».

« Le saint graal, la vraie pièce manquante, c’est comment parvenir à un certain niveau de généralisation quand nous formons des gens, déclare Merav Ahissar, professeure de psychologie et de sciences cognitives au Centre des sciences du cerveau Edmond et Lily Safra à l’Université hébraïque de Jérusalem en Israël. Presque tout le monde peut faire des progrès spectaculaires grâce à une formation; ils apprennent ce que vous leur avez enseigné. Mais la généralisation est rare. »

Dans le but de cerner les aspects de l’apprentissage favorables à la généralisation, Merav Ahissar fait équipe avec Robert Zatorre de l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal et Nandini Singh du Centre national de recherche sur le cerveau de Manesar, en Inde, en vue de mettre au point diverses expériences.

Financement pour leur projet provient du Programme conjoint canado-israélien de recherche en santé administré par le Centre de recherches pour le développement international du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada, l'Israel Science Foundation ainsi que la fondation philanthropique canadienne privée Azrieli. Doté de 35 millions de dollars, ce programme de sept ans soutiendra la recherche biomédicale et tout d’abord les neurosciences. Il vise à favoriser la collaboration entre les chercheurs du Canada, d’Israël et de pays à revenus faibles ou moyens.

Les trois chercheurs ont opté pour des expériences fondées sur la capacité des sujets à apprendre la musique. Ce choix repose en partie sur le fait que Robert Zatorre a étudié les réactions du cerveau à la musique pendant près de 30 ans. Selon lui, il s’agit d’un domaine très riche. Il donne l’exemple de quelqu’un qui chante une chanson qu’il vient d’entendre. Cela semble simple, mais cela exige de faire appel à un ensemble extrêmement compliqué de compétences neurales, comme de se souvenir des notes, et de capacités motrices pour transformer les sons en chant.

Les cerveaux des personnes ayant suivi une formation musicale ont fait l’objet de nombreuses études dans le monde, ce qui fournit un corpus de recherches que les scientifiques peuvent utiliser.

Dans le cadre de ce projet, Merav Ahissar, Robert Zatorre et Nandini Singh chercheront à savoir si les musiciens formés en Occident comprennent automatiquement la musique indienne aux tonalités plus complexes. Selon Robert Zatorre, il s’agit de la partie la plus exploratoire de la recherche, mais aussi de celle qui pourrait se révéler la plus prometteuse.

Les octaves de la musique occidentale possèdent 12 intervalles, tandis que celles de la musique indienne en ont de 20 à 22, explique M. Zatorre. Une des critiques souvent adressées aux recherches sur le cerveau de musicien est qu’elles ne prennent en compte qu’un même type de musique.

L’étude de musiciens occidentaux et indiens peut fournir des éléments intéressants pour savoir quelles parties de l’apprentissage ne servent qu’à apprendre le système musical et quelles autres peuvent être transférées à d’autres domaines du savoir. « J’avoue que cet aspect d’apprentissage interculturel est, d’une certaine manière, le plus intéressant, déclare Robert Zatorre. Nous ne savons pas ce qui arrivera. »

Cette partie de l’étude enthousiasme beaucoup Mme Singh. Le râga indien figure parmi les plus anciennes traditions musicales. Selon elle, le râga se transmet principalement par l’oreille et ne possède pas tellement de notations fixes, ce qui en fait une musique difficile à apprendre. De plus, la culture indienne rejette depuis longtemps l’idée d’étudier scientifiquement comment on apprend la musique; celle-ci est considérée comme un « don de Dieu ». Pour la chercheuse, ce projet fournit l’occasion d’observer le cerveau alors qu’il étudie la musique complexe de l’Inde et permettra peut-être d’élaborer une grammaire sur la façon dont cet apprentissage s’effectue.  

L’équipe en est encore à l’étape de conception de la recherche, mais M. Zatorre est déterminé à mettre au point de nouvelles façons de former les sujets expérimentaux. Dans les expériences types, le sujet entend un ton pendant des heures et des heures, ce qui est très ennuyeux. Au lieu de faire appel à la mémoire brute, le chercheur tente d’intégrer à son expérience des récompenses agréables pour les sujets qui apprennent bien. C’est ainsi que fonctionnent les jeux vidéo, explique-t-il, on récompense le joueur en lui donnant des points ou des outils supplémentaires pour l’aider à parvenir à son but, ce qui l’encourage à continuer.

Les résultats obtenus pourront un jour servir à aider les personnes âgées malentendantes à entendre mieux, ou encore à venir en aide aux dyslexiques, dont certains ont des difficultés à lire parce qu’ils ont du mal à distinguer un son d’un autre.

« Nous avons l’intention de prendre le meilleur protocole et de l’appliquer à des populations à besoins spéciaux, explique Merav Ahissar, mais nous avons encore beaucoup de questions à élucider. »

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Ce billet fait partie d’une série d’articles qui porte sur des projets soutenus par le Centre de recherches pour le développement international et qui est présentée en partenariat avec Canadian Geographic. Un blogue par mois sera diffusé sur le site idrc.canadiangeographic.ca.

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