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Plonger dans l’esprit des musiciens pour découvrir de nouvelles stratégies d’apprentissage

Pierre Legrain
Pierre Legrain
directeur de recherche au CNRS et à l’Institut Pasteur en perception et mémoire

Lors­qu’ils étu­dient le cer­veau, l’or­gane le plus vital de notre corps, les neu­ro­bio­lo­gistes ont ten­dance à se concen­trer sur sa struc­ture et ses fonc­tions phy­sio­lo­giques. En se foca­li­sant sur les dif­fé­rentes cel­lules (neu­rones et glie), les scien­ti­fiques étu­dient leurs inter­ac­tions à tra­vers les réseaux neu­ro­naux et les mes­sages chi­miques sous forme de neu­ro­trans­met­teurs (séro­to­nine, dopa­mine, adré­na­line, etc.). Et com­ment, bio­lo­gi­que­ment, les mul­tiples com­po­santes de cet orchestre céré­bral s’har­mo­nisent. En revanche, on étu­die moins sou­vent les pen­sées qui sont géné­rées par ces élé­ments bio­chi­miques et physiologiques. 

C’est pour­quoi le pro­fes­seur en bio­lo­gie Pierre Legrain (Ins­ti­tut Pas­teur) a adop­té une approche peu conven­tion­nelle pour étu­dier l’es­prit humain et décou­vrir com­ment le cer­veau apprend de nou­velles choses.  Contrai­re­ment à la pra­tique habi­tuelle, il uti­lise des expé­riences de phé­no­mé­no­lo­gie holis­tique, qui consistent à recueillir simul­ta­né­ment des don­nées expé­ri­men­tales sur la per­cep­tion et les rap­ports indi­vi­duels des sujets tes­tés par le biais d’en­tre­tiens intros­pec­tifs. Il pose la ques­tion sui­vante : que res­sent une per­sonne lorsque son cer­veau exé­cute des tâches spécifiques ?

Apprendre à apprendre

« Il y a des enfants pour les­quels les méthodes d’en­sei­gne­ment actuelles ne fonc­tionnent pas », explique-t-il. « Je veux dire par là qu’il existe beau­coup d’en­fants avec des dif­fi­cul­tés d’ap­pren­tis­sage, et que nous avons ten­dance à pen­ser qu’ils ne sont sim­ple­ment pas « bons ». Pour­tant, de nom­breuses preuves sug­gèrent que ce n’est pas de leur faute, et que c’est la façon dont nous leur ensei­gnons qui doit être adap­tée. » 

Pierre Legrain fait ici réfé­rence à des com­pé­tences d’ap­pren­tis­sage que la plu­part d’entre nous consi­dèrent comme allant de soi. Des tra­vaux anté­rieurs démontrent ain­si que les dif­fi­cul­tés sco­laires de nom­breux enfants seraient en réa­li­té dues à leur mau­vaise maî­trise des stra­té­gies men­tales néces­saires pour réus­sir à l’é­cole. La plu­part des dif­fi­cul­tés en mathé­ma­tiques, en lec­ture, ou même dans les inter­ac­tions sociales, pour­raient ain­si être réso­lues en ensei­gnant à ces enfants à mieux se ser­vir de leurs capa­ci­tés cognitives. 

« Par exemple, lorsque vous enten­dez ou voyez des choses dans votre esprit et que vous reliez ces idées au monde réel, vous amé­lio­rez vos capa­ci­tés cog­ni­tives. Ce pro­ces­sus est impli­cite et semble évident pour beau­coup d’entre nous, mais il ne l’est pas pour tout le monde », explique-t-il. Pierre Legrain tra­vaille en étroite col­la­bo­ra­tion avec Alain Letailleur, un ensei­gnant spé­cia­li­sé dans les élèves pré­sen­tant de graves dif­fi­cul­tés d’ap­pren­tis­sage qui a mis ces théo­ries en pra­tique. Il a ain­si appris aux enfants à mieux uti­li­ser leurs cer­veaux, grâce à des stra­té­gies cog­ni­tives telles que des asso­cia­tions men­tales visuelles, audi­tives ou kines­thé­siques – en asso­ciant par exemple une opé­ra­tion mathé­ma­tique au geste effec­tué sur la calculatrice. 

Pierre Legrain et Alain Letailleur cherchent donc à mieux com­prendre quelles stra­té­gies d’ap­pren­tis­sage sont les plus effi­caces, afin de les pro­po­ser aux enfants ayant des dif­fi­cul­tés d’apprentissage. 

Des musiciens sous le microscope

Pour étu­dier ce qui se passe dans le cer­veau lors de l’ap­pren­tis­sage – en termes de pen­sées, et non dans un sens direc­te­ment bio­lo­gique – Pierre Legrain et ses col­lègues uti­lisent des musi­ciens comme cobayes. Dans des condi­tions contrô­lées, ils leur font entendre une note de musique, qu’ils doivent ensuite iden­ti­fier le plus rapi­de­ment pos­sible. « En géné­ral, ils réagissent presque immé­dia­te­ment », sou­ligne-t-il. C’est un fac­teur impor­tant : tous les sujets entendent exac­te­ment la même chose, et l’i­den­ti­fient comme la même note. Cela signi­fie donc que l’en­trée et la sor­tie du cer­veau sont aus­si constantes que pos­sible, et que les écarts entre leurs réponses sont uni­que­ment dûs à leurs dif­fé­rentes façons de penser.

La seule chose qui change, par consé­quent, est la pen­sée qui se pro­duit dans l’es­prit du musi­cien. Il pour­suit : « Après la réponse, nous leur avons deman­dé de décrire ce qu’ils avaient res­sen­ti au moment où leur cer­veau avait iden­ti­fié la note. » Ils l’ont fait de dif­fé­rentes manières, en uti­li­sant par­fois un des­sin pour for­ma­li­ser l’i­dée. Il est inté­res­sant de noter que les musi­ciens ont des res­sen­tis très dif­fé­rents les uns des autres. Ils ont notam­ment décrit des vibra­tions, des images, des asso­cia­tions avec des émo­tions, leurs ins­tru­ments de musique ou des réac­tions cor­po­relles, ce qui a per­mis à l’é­quipe de créer une typo­lo­gie des dif­fé­rentes stra­té­gies men­tales uti­li­sées par les sujets de l’étude.

Exemples de réponses des par­ti­ci­pants à la ques­tion de savoir com­ment ils avaient devi­né quelle note était jouée (adap­té de1).

Néan­moins, la prin­ci­pale décou­verte est venue de la com­pa­rai­son de deux groupes dis­tincts dans l’é­chan­tillon de musi­ciens étu­dié. « Nous avions d’une part des étu­diants en musique et d’autre part des musi­ciens pro­fes­sion­nels. Les méca­nismes men­taux décrits par les étu­diants avaient ten­dance à être liés à des stra­té­gies d’ap­pren­tis­sage, tan­dis que les pen­sées des pro­fes­sion­nels étaient plus liées à leur pra­tique artis­tique, et à l’ins­tru­ment dont ils jouent. » Les sujets « experts » sem­blaient donc avoir déve­lop­pé leurs propres stra­té­gies men­tales per­son­na­li­sées pour iden­ti­fier les notes de musique. Nous avons bap­ti­sé cela des « appuis mentaux ». 

De la salle de musique à la salle de classe 

La pro­chaine étape sera assez com­pli­quée, parce qu’il s’a­git de prendre plu­sieurs musi­ciens uti­li­sant des appuis men­taux dif­fé­rents et de les étu­dier ensemble. « Nous sommes en train d’exa­mi­ner les dif­fé­rentes stra­té­gies uti­li­sées dans l’es­poir de les clas­ser objec­ti­ve­ment. Nous devrons ensuite trou­ver un moyen d’in­ter­fé­rer spé­ci­fi­que­ment avec l’un ou l’autre de ces appuis men­taux pour empê­cher un musi­cien de recon­naître la note. »

Cette approche est nou­velle dans la mesure où elle tente de relier les résul­tats bio­lo­giques au psy­chisme, qui a rare­ment été étu­dié jus­qu’à pré­sent. Pour com­bler cette lacune, l’é­quipe va donc com­bi­ner ses résul­tats avec la neu­ro-ima­ge­rie, afin d’i­den­ti­fier les cir­cuits neu­ro­naux impli­qués. « Nous aime­rions pou­voir mieux carac­té­ri­ser ces appuis men­taux afin de trou­ver des moyens effi­caces de les appli­quer à l’ap­pren­tis­sage sco­laire. »

Propos recueillis par James Bowers
1https://​www​.fron​tier​sin​.org/​a​r​t​i​c​l​e​s​/​1​0​.​3​3​8​9​/​f​p​s​y​g​.​2​0​2​0​.​0​1​4​8​0​/full

Auteurs

Pierre Legrain

Pierre Legrain

directeur de recherche au CNRS et à l’Institut Pasteur en perception et mémoire

Pierre Legrain a publié plus de 80 articles scientifiques. Après un doctorat en génétique et immunologie, il a orienté ses recherches à l'Institut Pasteur vers la biologie moléculaire et cellulaire, développant plus particulièrement une méthode d'exploration des interactions protéine-protéine à grande échelle. Sur la base de cette technologie, il a cofondé en 1998 la première société de biotechnologie pasteurienne, Hybrigenics, dont il a été le directeur scientifique pendant cinq ans. Il a également participé pendant quinze ans à la Human Proteome Organization (HUPO) où il a été chargé de la mise en œuvre du projet mondial le Human proteome project. Il a rejoint l'École polytechnique en tant que doyen de la Graduate School (2011-2014) avant de revenir à l'Institut Pasteur comme Directeur du développement (2014-2017). Depuis 2018, il a repris une activité de recherche à plein temps avec un projet, Intermuse, portant sur l'héritage biologique et la transmission culturelle.

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