Le fonctionnement du cerveau

Nous sommes convaincus que tous les enfants naissent intelligents et que cette intelligence va se développer positivement ou engendrer des dysfonctionnements selon la nature des apprentissages proposés, l’éducation et l’environnement. MAIS, chaque enfant est différent et a un mode de fonctionnement différent. Les apprentissages scolaires ne correspondent en général qu’à 20% des enfants à peine.

Pour instruire son enfant, il est intéressant de connaître comment fonctionne le cerveau, de repérer comment fonctionne notre enfant, afin de savoir comment aborder les apprentissages avec lui car il a certainement un fonctionnement particulier qui peut être différent du nôtre. En effet, nous allons voir que les modes de fonctionnement peuvent être très différents d’une personne à une autre, même au sein d’une famille. Pour cela, nous nous appuierons sur les plus récentes recherches scientifiques.

Depuis quelques années déjà, la différenciation des hémisphères cérébraux a été établie. Les deux hémisphères sont pratiquement symétriques, dans le sens ou chaque hémisphère comporte des aires visuelles, motrices… mais suivant les stimuli, ce ne sera pas forcément le même côté qui réagira chez une personne ou une autre. En fait, les deux côtés vont s’activer, mais en alternance, en fonction du traitement de chaque détail et cela dans des proportions différentes. Des expériences ont montré que c’est très souvent le même côté qui réagit pour une fonction particulière demandée. Aussi, certaines fonctions ont été attribuées plus particulièrement à un des hémisphères, même si les deux hémisphères travaillent en permanence. Le va-et-vient des données est essentiel à la réflexion, et la complémentarité des deux hémisphères est nécessaire pour obtenir un développement harmonieux des capacités cognitives. Les deux hémisphères établissent des connexions entre eux grâce aux 200 000 fibres du corps calleux. Le cerveau comporte 100 milliards de neurones qui sont reliés entre eux par un million de milliards de connexions qui varient selon chaque individu en fonction de sa culture, de ses émotions, de ses prédispositions et de l'environnement ! Le nombre de circuits potentiels pouvant être créé par chaque individu étant équivalent au nombre de particules de l'univers. Le fonctionnement du cerveau est donc extraordinairement complexe et il n’a pas encore révélé tous ses secrets… Cependant, des recherches récentes apportent un éclairage intéressant sur plusieurs points.

Toutes les informations qui parviennent de l’extérieur sont traitées à la surface du cerveau, le cortex (matière grise). Les données circulent le long de la moelle épinière et des nerfs à travers un vaste réseau de cellules spécialisées : les neurones.

Pour constituer ce réseau, il faut du temps. Il y a peu de connexions établies à la naissance et les connexions se mettent en place au fur et à mesure des apprentissages. A chaque situation, le cerveau crée des connexions. Dès que l’enfant reçoit une information ou apprend quelque chose, des connexions sont créées dans son cerveau. Lorsqu’une situation se présente, le cerveau cherche d’abord dans la mémoire si quelque chose de similaire a déjà été vu. Si c’est le cas, le cerveau se sert des connexions déjà établies. Sinon, il en crée de nouvelles.

La plasticité du cerveau

Le cerveau ne cesse jamais de se développer, c’est la plasticité du cerveau ou la régénérescence du cerveau. Cette faculté de régénérescence du cerveau disparaît uniquement si[1] :

  • la personne cesse d’apprendre et de s’émerveiller face à l’inconnu,
  • la personne est soumise au stress du monde urbain,
  • la personne consomme de façon chronique des psychotropes,
  • la personne pratique peu d’efforts physiques,
  • la personne est isolée socialement.

Si la personne reste en quête de connaissances, si elle étouffe et maîtrise la pollution sonore et visuelle du monde urbain, si elle n’abuse pas de façon chronique de psychotropes, si elle pratique un peu d’efforts physiques et qu’elle s’engage dans une vie sociale, le cerveau garde sa capacité à produire des neurones quel que soit l’âge. Le cerveau garde sa capacité d’apprendre.

La plasticité du cerveau est la propriété de celui-ci à modifier ses connexions synaptiques : en formant de nouveau synapses, en renforçant ou affaiblissant les synapses existantes, en supprimant les synapses existantes qui ne sont plus utilisées (élagage).

Par exemple, à la naissance, le bébé a la capacité de faire la différence entre tous les sons qui existent à travers toutes les différentes langues. Lorsqu’il grandit et que son langage se met en place en fonction de la langue de son entourage, il y a une sorte d’élagage qui se fait et certains sons deviennent très difficiles à être identifiés. C’est pourquoi, une langue étrangère est souvent plus difficile à apprendre adulte si cette faculté n’a pas été entretenue.

Des personnes amputées d’une partie de leur cerveau suite à un accident peuvent recouvrer toutes leurs facultés. Les parties amputées peuvent se reconstituer et les parties les plus anciennes peuvent être colonisées par les nouvelles facultés. Les zones du cerveau bougent et évoluent.

Plus les connexions sont pratiquées avec le corps, associés au corps, plus les connexions sont fortes. C’est pourquoi, par exemple, la pratique du vélo ne s’oublie pas alors qu’une langue étrangère apprise peut s’oublier si elle n’est pas pratiquée.

Par contre, une partie du corps immobilisée un certain temps doit être rééduquée. Mais, avec la rééducation, la partie du corps immobilisée retrouve toute sa fonctionnalité.

Pour Fabrice Bak, différents facteurs peuvent influencer les apprentissages : la nutrition ; l’exercice physique ; le sommeil ; les émotions ; l’environnement social dont l’école.

Les particularités de chaque hémisphère

L'hémisphère droit

D’une manière générale, l’hémisphère droit est plus utilisé pour les connaissances et les tâches non-verbales, les tâches spatiales, analogiques, simultanées et synthétiques. C’est aussi celui qui est le plus stimulé par les aspects émotionnels et intuitifs, la sensibilité. Il utilise en priorité la vue ainsi que la perception et la maîtrise de l’espace.

L'hémisphère droit agit en mode binaire - conforme / non conforme ; vrai / faux ; oui / non - comme un ordinateur, avec une rapidité telle que la conscience n’entre pas en jeu. Il domine le traitement du dessin, de l’image et de la perception, en particulier en trois dimensions.

La grande question de cet hémisphère est « comment ? »

Voici les différents modes de traitements qui s’y rattachent :

  • Traitement synthétique : c’est le contraire du traitement analytique. La synthèse regroupe différents éléments dans un ensemble.
  • Traitement analogique : c’est traiter les informations et les stimuli par analogie ; faire des rapprochements, établir des correspondances par rapport à ce qui est déjà connu et enregistré, des associations entre les différentes informations et stimuli. Cette façon de procéder peut entraîner de véritables arborescences d’information.
  • Traitement simultané : les informations et les stimuli sont traités de manière globale en privilégiant le sens selon un mode visuo-spatial. Des images mentales apparaissent, se superposent.
  • Traitement intuitif : les informations et les stimuli sont traités de manière intuitive. L’intuitif peut donner un résultat exact, parfois très rapidement, sans pouvoir expliquer son raisonnement.

L'hémisphère gauche

Il est plus utilisé pour les capacités analytiques, logiques, rationnelles, déductives, verbales et séquentielles. Il utilise en priorité l’ouïe ainsi que la perception et la maîtrise du temps. Cet hémisphère filtre les émotions et les pulsions.

La grande question de cet hémisphère est « pourquoi ? »

Voici les différents modes de traitements qui s’y rattachent :

  • Traitement analytique : c’est le contraire du traitement synthétique. Les informations et les stimuli sont analysés en décomposant de manière méthodique chaque élément.
  • Traitement séquentiel : c’est l’analyse des informations et des stimuli les uns à la suite des autres, de manière linéaire, dans un ordre logique et immuable. Analyse méthodiquement chaque détail indépendamment du suivant pour en saisir le sens.
  • Capacité logique : disposition à raisonner juste, avec méthode et cohérence.
  • Traitement déductif : raisonnement qui va essayer différentes possibilités, les unes après les autres avant d’en choisir une.

Chaque personne utilise plus ou moins chacun de ses deux hémisphères ou modes de traitements qui s’y rattachent et utilise donc, en priorité, plutôt des traitements analytique, logique, séquentiel et/ou déductif ou des traitements synthétique, analogique, simultané et/ou intuitif par exemple. Lorsque l'on est quelqu'un à dominante cerveau gauche c’est-à-dire que l’on utilise en priorité des traitements analytique, logique, séquentiel et/ou déductif, on aura plus de mal à comprendre des concepts ou à réaliser des tâches qui relèvent de l'hémisphère droit du cerveau, c'est-à-dire qui font appel à des traitements synthétique, analogique, simultané et/ou intuitif, et vice-versa. Mais nous pouvons aussi rencontrer des personnes utilisant principalement un hémisphère du cerveau pour traiter les stimuli extérieurs, et qui utiliseront ensuite des modes de traitement relatifs à l’autre hémisphère du cerveau. Enfin, il y a aussi des personnes qui sont capables de faire appel à l'un ou l'autre de manière égale, sans gêne ou difficulté particulière, nous dirons comme Jeffrey Freed, qu’elles sont ambidextres du cerveau. Les particularités innées du mode de pensée, les différentes façons d’utiliser ses hémisphères et de choisir un mode de traitement en priorité par rapport aux autres, constituent les différentes formes d’intelligences.

La science n’a pas encore vraiment élucidé le réel fonctionnement du cerveau, cependant, nous pouvons affirmer que chaque personne, en présence de stimuli définis, ne fait pas appel aux mêmes formes de traitement. Nous garderons les appellations « hémisphère droit » ou « cerveau droit » et « hémisphère gauche » ou « cerveau gauche » pour faciliter la compréhension des différentes formes d’intelligence et de fonctionnement en gardant à l’esprit que nul n’est tout l’un ou tout l’autre, mais qu’il y a une infinité de combinaisons possibles selon le dosage de l’un et de l’autre.

Le plus important est donc :

  • de comprendre que chaque personne utilise certains modes de traitement en priorité, et qu’en conséquence, tous ne fonctionnent pas de la même manière,
  • de connaître les genres de traitement auxquels nous avons recours dans l’exécution des tâches, autant nous que nos enfants, afin d’adapter les apprentissages.

En abordant la multiplicité des formes d'intelligence, on remet en question l'option de « mauvais fonctionnement du cerveau », « manque d’intelligence » pour laisser le champ à la possibilité d'un « fonctionnement différent » auquel certains apprentissages conviendront et d’autres ne conviendront pas.

Nous n’avons pas tous exactement le même cerveau

L’imagerie cérébrale montre aujourd’hui[2] quelques différences fonctionnelles et morphologiques du cerveau de la personne à ‘’haut potentiel’’ (HP) ou zèbre[3] :

  • l’électroencéphalogramme montre une plus grande relation entre les différentes zones du cerveau chez les HP ;
  • l’imagerie fonctionnelle cérébrale (IRM fonctionnel) montre une plus nette accentuation du fonctionnement de certaines zones du cerveau, principalement les zones frontales et les zones pariétales, et de manière bilatérale chez le HP ;
  • l’IRM morphologique montre que la substance blanche (qui entoure le cerveau et est faite de fibres qui sont des connexions entre les zones du cortex) a une plus riche connectivité entre les différentes zones du cerveau, tout particulièrement dans la partie qui unit les zones frontales aux zones pariétales chez le HP.
  • C’est donc une différence morphologique.

Ces différences sont constitutionnelles, elles sont présentes dès la naissance et non pas secondaires à un mode de fonctionnement particulier.

Pour Michel Habib, la pensée en arborescence, censée qualifier les surdoués, est battue en brèche par le fait que l’IRM fonctionnel montre que c’est seulement certaines zones du cerveau du surdoué qui diffèrent de manière significative au niveau de leur fonction. Il semble évident pour lui que la pensée en arborescence est une particularité fonctionnelle globale du cerveau, ce qui est en contradiction avec l’activité plus importante des zones frontales et pariétales qu’il a observées.

Outre que la pensée en arborescence n’est pas en contradiction avec le fait d’avoir certaines zones qui s’activent plus, nous observons que :

  • son refus de conserver la pensée en arborescence comme une particularité des surdoués/zèbres est en contradiction avec les observations des spécialistes de la question (Jeanne Siaud-Facchin, Fabrice Bak, …),
  • sa conclusion n’est qu’une théorie, c’est son interprétation,
  • sa conclusion est en totale contradiction avec les témoignages des surdoués/zèbres eux-mêmes.

Le professeur Michel Habib explique également que l’électroencéphalogramme (qui mesure l’activité électrique du cerveau) montre également aujourd’hui[4] une différence entre les enfants "précoces’’ :

  • certains enfants "précoces’’ ont un fonctionnement homogène entre les deux hémisphères,
  • certains enfants "précoces’’ ont un fonctionnement hétérogène entre les deux hémisphères, ils feraient davantage appel à l’hémisphère droit. Ce sont ces derniers qui sont portés à avoir des difficultés d’apprentissage et à devenir dyslexiques, dysphasiques…

Ce constat est très important car il montre bien que les vrais dys peuvent être également surdoués.

Un point commun entre les surdoués et les TDAH est que le cerveau est en permanence en ébullition à gérer un grand nombre d’informations puisqu’ils ont aussi tous leurs sens en éveil. La difficulté des TDAH réside dans le traitement de ces informations qui ne se fait pas de la même façon.

Le neurologue Michel Habib a découvert[5] que l’aire visuelle de reconnaissance des mots s’active chez les lecteurs ‘’normaux’’ mais pas chez les dyslexiques. Il espère prouver d’ici quelques années que cette perturbation cérébrale est prénatale et non due à la conséquence d’un mauvais apprentissage.

Nous constatons effectivement une certaine hérédité de la dyslexie. En revanche, nous constatons que la méthode d’apprentissage de Maria Montessori par exemple lorsqu’elle est correctement appliquée n’engendre pas de dyslexie pour les enfants qui en ont bénéficié petits et qu’elle guérit les enfants qui sont devenus dyslexiques. Nous verrons que la dyslexie se développe chez les penseurs en images. C’est la pensée en images qui est innée et non la dyslexie. Et la pensée en images n’est pas une perturbation cérébrale !

Nous verrons que Béatrice Sauvageot a découvert que les dyslexiques n’utilisent pas les mêmes zones du cerveau pour déchiffrer car ils déchiffrent les lettres comme un musicien déchiffre une partition. C’est un mode de fonctionnement différent qui doit être appréhendé différemment.

L’hypersensibilité du zèbre (arborescent, surdoué…) : l'amygdale est une zone du cerveau, en deux parties, située de part et d'autre de l'hippocampe, dans le lobe temporal. Les amygdales jouent un rôle fondamental dans le décodage des émotions. Elles font notamment office de donneurs d'alerte en déclenchant la peur face à un danger, réel ou supposé. Elles appartiennent aux structures limbiques impliquées dans la reconnaissance des émotions, ayant notamment d'étroites connexions avec l'hippocampe, qui joue un rôle dans le stockage de ces dernières. Ainsi, la remémoration d'un souvenir peut-elle provoquer une réponse émotionnelle déclenchée par l'amygdale.

Jeanne Siaud-Facchin explique[6] qu’il a été démontré que le cerveau droit, zone de la pensée intuitive, et l’amygdale ont une activité plus intense chez le zèbre. L’amygdale, nichée au fin fond du cerveau archaïque, et dont la fonction est de décoder les émotions, est beaucoup plus vulnérable. Le seuil auquel l’amygdale se déclenche est beaucoup plus bas qu’habituellement chez les autres personnes. La plus petite émotion va déclencher la réactivité de l’amygdale et envoyer très vite des informations au préfrontal qui va transmettre très vite au pariétal, puis distribuer à l’ensemble du cerveau…la personne en a plein la tête et disjoncte.

Le sommeil paradoxal

Jean-Claude Grubar de l'Université de Lille et de Tourcoing, professeur de psychologie expérimentale, a étudié le sommeil paradoxal de l'enfant zèbre/HP (2006). Un sommeil normal adulte comporte de 4/5 cycles, de 1 h 30 mn à 2 h chacun, et est constitué de 4 stades dont le dernier est appelé sommeil paradoxal (au cours de cette phase, les yeux bougent, le tonus musculaire est aboli, l'activité cérébrale est intense). C'est au cours de ce sommeil paradoxal, qui occupe 20% de la durée totale du sommeil, que les personnes rêvent.

Il y a un parallèle entre le taux de sommeil paradoxal et la nécessité d'apprentissage (chien 6%, chat 15%, homme 20% - pas chez les oiseaux et les reptiles). Quand on prive un dormeur de sommeil paradoxal, la première fonction perturbée est la mémoire. Quand un animal apprend un nouveau comportement, son pourcentage de sommeil paradoxal augmente. La quantité de sommeil paradoxal est donc un bon indice de la plasticité cérébrale, c'est-à-dire de l'aptitude d'un sujet à recueillir et stocker des informations, à réorganiser les connexions entre neurones selon les informations fournies par l’environnement. Chez le nouveau-né, le sommeil paradoxal représente 50% des 18 à 19 h de sommeil quotidien. A 1 an, 25%, à partir de 15 ans 20 % et chez les personnes âgées 16%.

Chez les zèbres/HP, il y a 6/7 cycles de sommeil, la durée d'un cycle de sommeil est plus courte (70mn) et la latence d'apparition de la première phase de sommeil paradoxal est plus courte. La durée totale de sommeil paradoxal chez les HP est donc plus élevée. Par contre, le rapport des fréquences occulo-motrices est plus élevé, et c'est un bon indice des capacités d'un individu à organiser les informations qu'il reçoit. Ils sont capables de recueillir et de stocker plus d'informations qu'un sujet normal et leurs capacités d'organisation de ces informations sont plus grandes, ils ont une plasticité du cerveau plus importante.

A contrario, J.C. Grubar a observé que les déficients mentaux avaient une durée de sommeil paradoxal 2 fois moins importante que celle des ‘’normaux’’, moins de capacité à stocker des informations et moins d’aptitude à les organiser.

Le cerveau et les apprentissages

Pour Stanislas Deheane[7], qui s’intéresse aux sciences cognitives basées sur l’imagerie cérébrale et surtout la psychologie, il est important de ne pas sous-estimer les compétences du bébé. Dès la naissance, le bébé continue à mettre en place ses aires cérébrales et elles fonctionnent très tôt, d’abord pour comprendre puis pour parler. La compréhension précède la production.

C’est pourquoi, il est primordial de développer tous les sens (vue, ouïe, toucher) du petit enfant afin de créer des connexions entre ces différents sens, ce qui est fondamental pour les apprentissages futurs.

Les sciences cognitives actuelles démontrent[8] que le cerveau a besoin d’apprentissages actifs. Pour cela, il a besoin de développer quatre facteurs déterminants pour la vitesse et la facilité d’apprentissage qui sont :

  • l’attention : mécanisme qui nous sert à sélectionner une information et à en moduler le traitement. L’attention empêche de réaliser deux tâches simultanément. Lorsque nous sommes engagés dans une tâche donnée, les stimuli non-pertinents peuvent devenir littéralement invisibles. S’ils sont visibles, leur traitement est massivement différé. Pour instruire, il faut canaliser et captiver, à chaque instant, l’attention de l’enfant et proposer du matériel, des supports qui ne distraient pas de la tâche primaire. La musique, marcher sur une ligne (Montessori),… favorisent la concentration.
  • l’engagement actif : les neurosciences ont montré qu’un organisme passif n’apprend pas. L’apprentissage est optimal lorsque l’enfant peut alterner des périodes d’enseignement avec des périodes de test immédiats et répétés de ses connaissances. De plus, cela favorise la mémoire.
  • le retour d’information : il doit être immédiat et est surtout efficace lorsque l’enfant peut observer tout seul le résultat. En effet, lorsque l’enfant réalise une tâche, il fait inconsciemment une prédiction sur le résultat et si la prédiction s’avère différente du résultat, il y a une réaction : il est surpris. L’apprentissage se déclenche lorsqu’un signal d’erreur montre que la prédiction n’est pas parfaite. L’enfant réajuste alors ses connaissances et il est récompensé en ayant conscience de progresser. Il apprend également que l’erreur est normal et même indispensable pour apprendre.
  • la consolidation : c’est le transfert de l’explicite vers l’implicite. En début d’apprentissage, le cortex préfrontal est fortement mobilisé pour un traitement explicite, conscient et avec effort. Progressivement, l’automatisation transfère les connaissances vers des réseaux non-conscients et elles deviennent des connaissances implicites et rapides, libérant les ressources. Par exemple, quand la lecture devient inconsciente, l’enfant peut plus facilement se concentrer sur la compréhension du texte. Pour la consolidation des apprentissages, le sommeil joue un rôle essentiel. Une période de sommeil, même courte, après une période d’apprentissage, consolide ces apprentissages (des enfants souffrant de troubles de l’apprentissage peuvent souffrir de troubles du sommeil). C’est pourquoi, Stanislas Deheane préconise de courtes périodes d’apprentissage quotidiennes plutôt que quelques grosses journées.

Stanislas Deheane recommande un environnement riche pour l’enfant, un enseignement structuré et exigeant tout en étant accueillant, généreux et tolérant à l’erreur. Il est très favorable à un enseignement explicite du code alphabétique pour la lecture, enseignement systématique des correspondances graphème – phonème et pour une correspondance spatio-temporelle de gauche à droite.

D’une part, on perçoit déjà l’importance de créer de bonnes connexions dès le départ car des connexions établies sur des données erronées pourraient altérer des fonctions ultérieures du cerveau. D’autre part, le cerveau est de plus en plus performant. En effet, plus on fait travailler le cerveau, même s’il y a moins de neurones en vieillissant, plus de nouvelles connexions se créent et s’ajoutent aux anciennes. Et, c’est l’importance du nombre de connexions stockées qui rend le cerveau plus performant.

Les différents modes de pensée

Nous allons voir que nous n’avons pas tous le même mode de pensée. En effet, la pensée peut être linéaire ou arborescente ET en mots ou en images et mots.

Nous verrons également que ces différents modes de pensée engendrent les différents profils spéciaux (précocité, autisme Asperger…) et engendrent certains dysfonctionnements comme la vraie dyslexie, le TDA avec ou sans hyperactivité, la dyspraxie…

Catherine Chemin


[1] Conférence de Fabrice Bak :

[2] Professeur Michel Habib, neurologue au CHU de Marseille, conférence de mai 2011 -

[3] Terme de Jeanne Siaud-Facchin

[4] Expérience réalisée par le docteur Marie-Noëlle Magnier au CHU Pasteur à Nice

[5] http://sante.lefigaro.fr/actualite/2013/04/15/2037...

[6] https://www.youtube.com/watch?v=KJPX0uyhT9A

[7] Stanislas Dehaeane, professeur de psychologie cognitive au Collège de France

[8]