[Neuromythe] Peut-on muscler le cerveau ?

Lorsqu’on démonte un neuro-mythe, il est extrêmement facile de tomber dans celui diamétralement opposé. En se mettant en opposition avec l’idée que tout se joue avant un certain âge, on peut alors tomber dans une mauvaise interprétation de la notion de plasticité cérébrale, et penser que tout est possible pour le cerveau — ce qui est faux indépendamment de la notion d’âge.

Le cerveau n’est pas un muscle

Quoique plastique à sa manière, le cerveau ne se comporte pas comme un muscle – par conséquent, on n’améliore pas nécessairement les capacités du cerveau comme on entraîne un muscle. 

Dans les années 1980, le psychologue K. Anders Ericsson soumet un étudiant, E.F., à une expérience sur la mémoire à court terme.

La mémoire à court terme ou de travail peut être représentée comme un espace dans lequel les informations sont brièvement stockées, le temps d’être traitées et éventuellement envoyées dans la mémoire à long terme. Il s’agit donc de l’espace de la pensée, en quelque sorte. Mais cet espace est limité : une célèbre étude datant de1956, année de naissance des sciences cognitives, lui attribue la capacité de stocker en même temps sept items, plus ou moins deux, mais pas plus.

Est-ce qu’entraîner la mémoire à court terme n’aurait pas pour effet d’étendre ses capacités, comme un muscle devient plus performant au bout d’un entraînement ?

C’est ainsi que commence l’expérience : S.F. est testé sur des séries de chiffres, qu’il doit écouter puis répéter dans l’ordre, immédiatement après ; sa mémoire est tout à fait normale. Mais au bout de 20 mois, et d’entraînements presque quotidiens (trois à cinq jours par semaine, une heure par jour), S.F. multiplie par dix le nombre de chiffres qu’il peut répéter d’affilée dans le bon ordre. Comment a-t-il fait ? Sa mémoire à court terme s’est-elle tonifiée comme un muscle ? Si cela était le cas, S.F. serait maintenant capable de répéter une liste d’items aussi longue, et indépendamment de leur contenu. Mais testé sur des lettres, S.F. retombe au magique chiffre de sept, plus ou moins deux. Ce qui s’est passé est que S.F. a appris à utiliser une bonne stratégie de mémorisation, aidé dans cela par son entraîneur. Passionné de courses olympiques, il avait auparavant mémorisé plusieurs records (stockés dans sa mémoire à long terme, prêts à être utilisés). Il pouvait maintenant faire, à grande échelle, ce que chacun de nous fait (sauf peut-être les Anglais, allez savoir pourquoi) quand on nous dicte un numéro de téléphone : regrouper plusieurs chiffres ensemble. De cette manière se souvenir de la série 19141918 équivaut à se souvenir d’une seule pièce d’information (le commencement et la fin de la première Guerre Mondiale) et pas de 8.

Ce sont donc ses connaissances préalables, une bonne stratégie pour les employer, et la méta-connaissance qu’on peut utiliser des stratégies pour améliorer ses capacités qui ont permis à S.F., non sans effort, de multiplier ses capacités de mémorisation des chiffres.

Ce constat est confirmé par d’autres études sur la mémoire, par exemple sur la prétendument fabuleuse mémoire des joueurs d’échecs.

Un maître au jeu d’échecs est capable de se souvenir de la position d’environ 25 pièces sur un échiquier, après avoir observé pendant 5 secondes. Il n’en va pas de même pour un joueur moins excellent ou pour un débutant (le pire de la liste).

Entre différents niveaux de maîtrise des échecs, il existe donc une vraie différence en termes de performances mnémoniques.

Cependant, une simple manipulation permet de révéler le secret des maîtres. Si, au lieu de leur montrer un vrai jeu d’échecs, on distribue sur l’échiquier le même nombre de pièces, mais placées au hasard, les maîtres ne font pas mieux que les joueurs moins experts. Ceci parce que dans la condition « au hasard », ils ne peuvent pas utiliser leurs connaissances concernant les échecs, la logique de disposition des pièces, et prendre ainsi avantage sur les autres.

Leur mémoire n’a pas été entraînée comme un muscle, mais le fait d’avoir vu et mémorisé (dans la mémoire à long terme) un grand nombre de configurations d’échecs (plus que les autres joueurs occasionnels) leur a permis de les réutiliser par la suite.

Ceci n’exclut pas, naturellement, que d’autres dispositifs existent qui permettent d’améliorer au moins certaines capacités spécifiques, dans des conditions et contextes particuliers. Plusieurs de ces dispositifs sont en ce moment à l’étude – plusieurs formes d’ « entraînement » pour la mémoire de travail, l’attention, le contrôle dans l’exécution de tâches diverses et multiples.  Mais nous pouvons retenir d’ores et déjà la leçon de S.F. et celle des joueurs d’échecs : nos capacités peuvent être développées si on sait avoir recours à de bonnes stratégies et si on sait puiser dans nos connaissances — les enrichir peut donc servir non seulement à augmenter notre bagage et notre culture, mais à élargir nos capacités de pensée et de résolution de problèmes. 

Trop souvent, les entraînements pour le cerveau promettent plus qu’ils ne maintiennent 

Venons-en maintenant aux pratiques d’entraînement cérébral (« brain training ») censées « booster » nos capacités, améliorer l’attention, la concentration, la mémoire, la flexibilité mentale, grâce à des exercices répétés comme dans une salle de gym, mais pour le cerveau.

Sont-elles efficaces ?

Beaucoup dépend de ce qu’on entend par le mot « efficace ».

Il existe un consensus sur le fait que différentes formes d’entraînement des capacités de mémoire, rapidité de traitement de l’information et attention ont un effet positif sur les tâches entraînées, et sur des tâches proches. En d’autres mots, s’entraîner sur une tâche nous rend plus efficace dans l’exécution de la tâche en question.

Il existe cependant aussi une convergence de preuves que ces effets ne se généralisent pas facilement au-delà de tâches semblables. Par conséquent, le plus souvent, on ne remarque pas d’effet de ce genre d’entraînement dans la vraie vie.

Certaines formes d’entraînement « du cerveau » ne semblent pas tenir leurs promesses (les performances s’améliorent sur les tâches entraînées — le calcul mental, la mémorisation de certaines catégories d’objets, par exemple —, mais sans plus, et sans qu’on puisse affirmer que le même résultat n’aurait pas été obtenu avec n’importe quel entraînement du calcul mental ou de la mémorisation).

D’autres formes d’entraînement ont obtenu des résultats contradictoires et donc non concluants, ou bien requièrent encore d’être mises à l’épreuve de la réalité — de l’efficacité dans la vraie vie, en dehors du laboratoire de neuropsychologie expérimentale.

Souvent, en plus, les effets sont mesurés à brève distance de l’entraînement, et on ne sait pas s’ils sont durables ou s’ils vont disparaître avec le temps. Il faut souligner qu’il est très facile de se tromper dans l’interprétation des résultats « positifs » des programmes d’entraînement cérébral.

En particulier, des contrôles appropriés sont nécessaires pour s’assurer que l’effet n’est pas l’équivalent d’un effet placébo.

On se prémunira par exemple non seulement d’avoir un groupe de contrôle à comparer avec celui qui s’engage dans l’entraînement ; mais aussi de faire en sorte que le groupe de contrôle ne soit pas purement passif : qu’il fasse en même temps et pour le même temps quelque chose de semblable.

De cette manière, on peut éliminer le doute que les sujets qui s’entraînent font mieux que les autres seulement parce qu’ils se sentent observés ou parce qu’ils font quelque chose plutôt que rien.

Cette procédure copie celle des essais cliniques en médecine, où un groupe de sujets reçoit le médicament actif, alors qu’un autre groupe reçoit une pilule en tout pareille sauf pour son contenu.

Dans les études sur l’entraînement cérébral, bien penser son groupe de contrôle est fondamental pour éviter de fausser les résultats par des effets psychologiques imprévisibles produits par la mise en situation de l’expérience, et indépendants de la méthode supposée être active.

Même ainsi, il est toujours possible que les attentes des expérimentateurs influencent le comportement des participants aux expériences, de façon involontaire (les essais cliniques en médecine, qui sont considérés comme le « gold standard » en procédure expérimentale pour vérifier l’efficacité d’un traitement sont conçus de manière à ce que l’expérimentateur n’en connaisse pas plus que les participants sur l’expérience : qui reçoit le « traitement » et qui reçoit le « placebo »).

Donc, pour le moment, prudence : rappelez-vous de faire doublement attention à ne pas prendre tout de suite pour bons tous les résultats positifs qui vous sont annoncés dans la presse. Prenez la bonne habitude de vous demander comment ils ont été produits : combien de sujets ont participé aux expériences ? Y avait-il un groupe de contrôle ? Que faisait-il ? Et ne vous arrêtez pas à un seul résultat, à une seule expérience. Apparemment, il n’y a pas de méthode miracle (sans effort, sans stratégie à adopter et à employer) qui puisse multiplier nos capacités – ou du moins elle n’a pas encore été découverte.


Conclusion

Les programmes d’entraînement cérébral se fondent sur une idée correcte du fonctionnement cérébral : la pratique et l’expérience favorisent l’apprentissage et l’acquisition de nouvelles compétences et connaissances. Cependant les soi-disants entraînements cérébraux à base de tâches répétées et informatisées ne semblent pas, pour le moment, tenir leurs promesses. Ceci notamment lorsqu’il s’agit de compétences très générales (améliorer la mémoire, améliorer l’attention) qui demandent de transférer les acquis à des contextes variés, très différents de ceux d’entraînement. L’acquisition de stratégies et connaissances peut nous amener à obtenir des performances augmentées de manière plus sûre et plus rapide que les entraînements proposés aujourd’hui dans le commerce.

L’idée selon laquelle nous pourrions améliorer nos compétences cognitives en nous musclant le cerveau est contredite par une vaste littérature, qui nous semble faire consensus scientifique. Pour cette raison, nous lui attribuons un triangle rouge : mythe (pour mieux comprendre cette notation, consulter nos critères de confiance).

Si vous désirez en savoir plus sur la rencontre entre sciences cognitives et éducation et le danger des neuromythes, vous pouvez consulter cet article.

Références

  • Pasquinelli, E. (2015). Mon cerveau, ce héros. Paris: Le Pommier.
  • Dekker, S., Lee, N. C., Howard-Jones, P., & Jolles, J. (2012). Neuromyths in education: Prevalence and predictors of misconceptions among teachers. Frontiers in Psychology3(429)
  • Geake, J. (2008). Neuromythologies in Education, Educational Research 50, 2, 123-133
  • Goswami, U. (2006). Neuroscience and education: from research to practice?. Nature Review Neuroscience, 7 (5): 406–11
  • Howard-Jones, P. Franey, L., Mashmoushi, R. Liao, Y.-C. (2009). The Neuroscience Literacy of Trainee Teachers. Paper presented at the British Educational Research Association Annual Conference, University of Manchester, 2-5 September 2009
  • Pasquinelli, E. (2012). Neuromyths. why do they exist and persist? Mind, Brain, and Education, 6, 2, 89-96.

Le cerveau n’est pas un muscle

Pour des tests concernant l’entrainement cérébral, et comportant des résultats négatifs sur le transfert et la généralisation, voir :

  • Lorant-Royer, S., Spiess, V., Goncalves, J., Lieury, A. (2008). Programmes d’entraînement cérébral et performances cognitives : efficacité, motivation… ou « marketing » ? De la Gym-Cerveau au programme du Dr Kawashima, Bulletin de psychologie, 61, 6, 498, 531-549
  • Owen, A.M., Hampshire, A., Grahn, J.A., Stenton, R., Dajani, S., Burns, A.S., et al. (2010). Putting brain training to the test. Nature, 465(7299), 775–778.

Pour une étude contrôlée et randomisée sur les personnes âgées :

  • Ball, K., Berch, D.B., Helmers, K.F., Jobe, J.B., Leveck, M.D., Marsiske, M., Morris, J.N., Rebok, G.W., Smith, D.M., Tennstedt, S.L., Unverzagt, F.W. and Willis, S.L. (2002) Effects of Cognitive Training Interventions with Older Adults: A Randomized Controlled Trial. Journal of American Medical Association, 288 (18), pp.2271-81.

Voir aussi, pour une analyse de la littérature :

  • Bavelier, D., Green, C.S., Pouget, A. & Schrater, P. (2012). Brain Plasticity Through the Life Span: Learning to Learn and Action Video Games. Annual Review of Neuroscience, 35, 391-412.

Plus spécifiquement sur la pratique de jeux vidéo (d’actions et violents) et leur impact apparemment positif sur attention et contrôle exécutif :

  • Bavelier, D., Green, C.S. & Dye, M. (2010). Children, Wired: For Better and for Worse. Neuron, 67, 692-701; Green, C.S. & Bavelier, D. (2008). Exercising Your Brain: A Review of Human Brain Plasticity and Training-Induced Learning. Psychology and Aging, 23(4), 692-701.

Sur l’entrainement de la mémoire de travail, voir, pour des résultats positifs :

  • Klingberg, T. (2010). Training and plasticity of working memory. Trends in Cognitive Sciences, 14(7), 317–324.

Pour des résultats négatifs concernant la même méthode :

  • Shipstead, Z., Hicks, K.L., Engle, R.W. (2012). Cogmed working memory training: Does the evidence support the claims? Journal of Applied Research in Memory and Cognition, 1, 3, 185.

Et une méta-analyse concernant l’entraînement de la mémoire à court terme ne montre pas d’effets positifs au delà des capacités directement entraînées :

  • Melby-Lervåg, M. & Hulme, C. (2012). Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology, doi: 10.1037/a0028228.

Pour les effets positifs de certaines interventions en milieu scolaire qui pourraient soutenir le développement des fonctions exécutives (flexibilité cognitive, inhibition et contrôle sur automatismes et émotions, mémoire de travail) :

  • Diamond, A. & Lee, K. (2011). Interventions shown to Aid Executive Function Development in Children 4-12 Years Old. Science, 333, 959-964.

Ces interventions ne sont cependant pas censées “booster” les capacités cognitives, mais en soutenir et garantir le développement correct pendant l’enfance. Il existe en outre des résultats négatifs pour ces mêmes programmes :

  • Barnett, W., Jung, K., Yarosz, D., Thomas, J., Hornbeck, A., Stechuk, R., & Burns, S.(2008). Educational effects of the Tools of the Mind curriculum: A randomized trial. Early Childhood Research Quarterly, 23, 299–313.

L’état de la recherche est donc encore non concluante, et plus d’études doivent être menées pour établir si ces méthodes, au-delà de leur aspect prometteur, ont un réel impact sur le développement cognitif de l’enfant.

D’autres recherches sur l’entraînement de l’attention et des fonctions exécutives ont montré des résultats positifs en laboratoire, mais n’ont pas été étudiées en dehors de celui-ci. Par exemple :

  • Rueda, M.R., Rothbart, M.K.. & Saccamanno, L. & Posner, M.I. (2005) Training,maturation and genetic influences on the development of executive attention. PNAS, 102, 14931-14936.

Article rédigé par Elena Pasquinelli, janvier 2020


Le sujet des neuromythes vous intéresse ? Retrouvez sur Synapses une série d’articles qui les repèrent, analysent leurs causes et leurs conséquences.

Et vous, quelles informations entendez-vous circuler sur le cerveau ? Vous semblent-elles justifiées au regard de votre expérience ?
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