Les enfants, en règle générale, sont capables d’apprendre beaucoup plus facilement et plus rapidement que les adultes, acquérant chaque jour une quantité importante de nouvelles informations. Cependant, jusqu’à présent, il n’y a pas eu de preuves concrètes pour expliquer ce phénomène. Des neuroscientifiques américains de l’université Brown ont enfin identifié la clé de cette incroyable capacité d’apprentissage : ce sera l’acide γ-aminobutyrique (ou GABA), le principal neurotransmetteur inhibiteur du système nerveux central.
Un apprentissage efficace repose sur la stabilisation des connaissances nouvellement acquises, qui doit être suffisamment rapide pour que l’apprentissage ultérieur ne perturbe pas le processus – un phénomène appelé « interférence rétrograde ». Après avoir appris quelque chose de nouveau chez les adultes, le réseau de neurones impliqué dans le traitement de cette information est encore flexible ou « chaud ». « Si le même réseau de neurones ou un réseau de neurones similaire est nécessaire pour apprendre quelque chose d’autre trop tôt, les informations qui viennent d’être traitées peuvent être détruites », explique Takeo Watanabe, professeur de sciences cognitives et de linguistique à l’Université Brown.
C’est l’acide γ-aminobutyrique (GABA) qui joue un rôle important dans ce processus de stabilisation ; il empêche le déclenchement prolongé des neurones et protège les nouvelles connaissances des interférences rétrogrades. Mais des études ont montré que le traitement par inhibiteur GABAergique chez les enfants n’est pas encore complètement mature. C’est aussi la raison pour laquelle ils ont moins d’inhibition et moins de contrôle sur leurs pulsions que les adultes, notent les chercheurs. Par conséquent, l’origine de cette capacité exceptionnelle à apprendre restait un mystère.
Augmentation rapide et soutenue des niveaux de GABA
Pour comprendre les mécanismes d’apprentissage uniques des enfants, Watanabe et son équipe ont étudié comment la concentration de GABA change à différentes étapes de l’apprentissage. À l’aide d’une technique d’imagerie avancée, la spectroscopie par résonance magnétique fonctionnelle (ou fMRS), ils ont mesuré les concentrations de GABA dans les zones corticales visuelles avant, pendant et après les séances d’entraînement chez environ 50 enfants (8 à 11 ans) et adultes (18 à 35 ans). ). vieille).
Représenter l’évolution des niveaux de GABA chez les enfants et les adultes lors de séances d’apprentissage visuel. © S. Frank et al.
« Nous avons constaté que les enfants connaissaient une augmentation rapide du GABA pendant l’entraînement visuel qui persistait après la fin de l’entraînement, tandis que les concentrations de GABA chez l’adulte restaient inchangées », rapportent-ils dans Current Biology. En particulier, avant le début de l’entraînement, la quantité totale de GABA chez les enfants est inférieure à celle des adultes ; mais au cours du deuxième cycle d’apprentissage, les enfants ont connu une augmentation rapide du GABA. Pendant ce temps, les niveaux de GABA chez l’adulte sont restés constants tout au long de l’expérience.
Les chercheurs ont ensuite mené des expériences comportementales pour tester si ces niveaux élevés de GABA stabilisaient plus rapidement l’apprentissage visuel. Ils ont ensuite découvert que chez les enfants, la résistance aux interférences rétrogrades – et donc la stabilisation des informations apprises – se produit dans les 10 minutes suivant les séances d’entraînement. Les adultes, en revanche, sont restés dans un état d’apprentissage plus « fragile » (c’est-à-dire non consolidé) pendant au moins une heure après la séance.
De plus, les chercheurs ont découvert que des sessions d’apprentissage consécutives semblaient augmenter davantage la concentration en GABA des enfants, conduisant à une stabilisation encore plus rapide des connaissances acquises précédemment.
Voies d’amélioration des capacités d’apprentissage des adultes
Ainsi, en raison d’un traitement inhibiteur plus dynamique et adaptatif, les enfants stabilisent la perception visuelle en apprenant beaucoup plus rapidement que les adultes. De cette manière, ils peuvent fusionner rapidement différentes sessions de formation sans nuire au « stockage » des informations et à la consolidation de nouveaux réseaux de neurones, bien au contraire.
« Cette stabilisation rapide de l’apprentissage chez les enfants leur permet d’apprendre plus de choses dans un laps de temps donné et rend l’apprentissage des enfants plus efficace que celui des adultes », explique Sebastian Frank, neuroscientifique à l’Université de Ratisbonne, en Allemagne, et co-auteur. recherche. Par conséquent, il est dans l’intérêt de l’enfant de lui offrir autant d’occasions que possible d’acquérir de nouvelles connaissances et compétences.
Cette étude jette également un nouvel éclairage sur la maturité cérébrale chez les enfants, suggérant que le traitement GABAergique associé à différents aspects de la fonction cognitive peut mûrir à des rythmes différents. En effet, s’il apparaît ici très efficace (et meilleur que chez l’adulte) dans le cas des apprentissages visuels, on sait que ce traitement inhibiteur peut être trompeur – ou du moins moins efficace que chez l’adulte – chez les autres. domaines tels que le contrôle cognitif ou l’attention. Ces différences de taux de maturation entre les régions et les fonctions cérébrales seront sans aucun doute explorées dans de futures études.
A noter que les chercheurs se sont concentrés ici sur l’apprentissage visuel. Mais Watanabe dit que ces résultats peuvent être généralisés à d’autres types d’apprentissage liés à la mémoire. De plus, cette découverte peut être utilisée pour aider les adultes à apprendre plus efficacement. « Une nouvelle technologie ou thérapie pourrait être développée pour augmenter la quantité de GABA dans le cerveau adulte », suggère le professeur.
S. Frank et al., Current Biology.
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