Une juste récompense assure une bonne mémoire

Publié par Isabelle le 18/06/2020 à 13:00
Source: Université de Genève
Un dialogue neuronal efficace entre le circuit de la récompense et celui de la mémoire permet une bonne consolidation des souvenirs dans notre cerveau. Une découverte qui pourrait être appliquée à de nombreuses situations d'apprentissage.


L'optimisation de la consolidation des souvenirs est le produit d'un dialogue neuronal entre le circuit de la récompense (à gauche) et celui de la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.) (à droite). © UNIGE

Comment fonctionne notre mémoire et comment, au quotidien, en optimiser les mécanismes ? Cette question est au centre des préoccupations de nombreuses recherches en neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.). Ainsi, parmi les structures cérébrales examinées pour mieux comprendre les mécanismes mnésiques, le système de la récompense figure aujourd'hui au centre des investigations. Au travers de l'examen de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) cérébrale de sujets humains sains, des scientifiques de l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en Suisse. Fondée en 1559 par Jean Calvin, sous le nom d'Académie de Genève, comme un séminaire...) (UNIGE) ont mis en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de...) l'effet positif durable d'une récompense - monétaire, en l'occurrence - sur la capacité des individus à retenir des informations variées. De plus, et de manière beaucoup plus surprenante, l'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) a démontré que, pour être efficace, la moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun...) des récompenses reçues ne devait être ni trop petite, ni trop importante. En assurant un dialogue neuronal efficace entre le circuit de la récompense et celui de la mémoire, ce délicat équilibre permet la bonne consolidation des souvenirs dans notre cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...). Ces résultats sont à découvrir dans Nature Communications.

Empiriquement, il semble assez logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la fois raison, langage, et raisonnement) est...) que l'obtention d'une récompense permette d'améliorer les souvenirs qui lui sont associés. Mais quels sont les mécanismes cérébraux à l'oeuvre, et comment les exploiter afin d'optimiser notre capacité mnésique ? "L'influence positive d'une récompense sur la mémoire est un phénomène connu, indique Sophie Schwartz, professeure au Département des neurosciences fondamentales de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et...) de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux. Notre expérience visait cependant à faire un pas de plus dans la compréhension de ce mécanisme en nous penchant sur deux aspects importants: l'effet perdure-t-il dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) et l'accumulation de récompense a-t-elle une influence sur la formation des souvenirs?"

Un défi mesuré pour motiver le cerveau

Afin de répondre à ces questions, les scientifiques ont développé une expérience faisant appel à l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se...) par résonnance magnétique fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été...) qui permet d'observer en temps réel le cerveau en action. Une trentaine de sujets sains devaient se souvenir d'associations entre des objets et des personnes. Chaque bonne réponse était associée à des points gagnés et chaque mauvaise réponse à des points perdus (les points étaient ensuite convertis en argent). Vingt minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon,...) plus tard, les sujets devaient à nouveau se souvenir des mêmes associations pour engranger des points supplémentaires. Par contre, la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer...) de points accumulés à différents moments de l'expérience variait.

"Contrairement à ce que l'on aurait pu penser, les meilleurs résultats n'étaient pas associés aux récompenses les plus fortes, ce qui aurait dû motiver plus fortement nos sujets", explique Kristoffer Aberg, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) actuellement basé au Weizmann Institute of Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au...) et premier auteur de ces travaux. Le plus efficace ? Lorsque la récompense accumulée n'est ni trop grande ni trop petite. "Notre cerveau a besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et les...) de récompense pour se motiver mais aussi de défis, poursuit Sophie Schwartz. Si la tâche est trop facile ou trop difficile, la motivation (La motivation est, dans un organisme vivant, la composante ou le processus qui règle son engagement dans une action ou expérience. Elle en détermine le déclenchement dans une certaine direction avec l'intensité souhaitée et en assure...) diminue rapidement et cela influe sur notre capacité à encoder les informations. Imaginons une cueillette de baies en forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense, constituée d'un ou plusieurs peuplements d'arbres et d'espèces associées. Un boisement de faible...): s'il y en a partout, inutile de se souvenir où en trouver. S'il n'y en a que très peu, l'effort à fournir pour aller les ramasser est trop grand par rapport au gain possible - quelques baies qui ne nous nourriront pas. En revanche, si les baies sont réparties en groupes dans la forêt, se souvenir de leur emplacement exact permettra d'en ramasser plus en peu de temps."

Un dialogue entre les aires cérébrales

Dans le cerveau, la mémoire est essentiellement gérée par l'hippocampe, une région cérébrale chargée du codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des données vers une autre.) et du stockage des souvenirs. Cependant, lorsqu'une récompense est impliquée, une autre région s'active, l'aire (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie.) tegmentale ventrale, impliquée dans le système de la récompense et responsable de la libération de dopamine liée à la satisfaction d'obtenir une récompense. "C'est le dialogue entre ces deux aires cérébrales qui permet de maintenir une motivation importante, d'améliorer l'apprentissage et de consolider les souvenirs, y compris dans la durée", souligne Kristoff Aberg.

Cette expérience montre l'importance de la motivation dans la mémoire et les apprentissages mais aussi de l'équilibre subtil, et vraisemblablement propre à chaque individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).), qu'il faudrait instituer. Ces enseignements sont particulièrement utiles dans le milieu scolaire, dans l'idée de créer des contextes d'apprentissage qui favoriseraient cette motivation selon les besoins des enfants.

Contacts:
- Sophie Schwartz - Professeure ordinaire - Département des neurosciences fondamentales - Faculté de médecine
- Kristoff Aberg - Chercheur au Département de neurobiologie - Weizmann Institute of Science
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