Nous vivons dans un environnement complexe en perpétuelle évolution, si bien que notre représentation de ce monde et la façon dont nous nous y adaptons repose sur un apprentissage dit statistique. « Je prends souvent l'exemple du RER qui me conduit à mon travail : sera-t-il à l'heure ou en retard ? Pour le savoir, mon cerveau estime des probabilités grâce à l'expérience quotidienne, en accumulant au long cours des séquences observées », définit Florent Meyniel, du CEA-Joliot à NeuroSpin. Lors de ce processus d'apprentissage, l'effet de surprise joue un rôle déterminant : lorsque nous sommes confrontés à un évènement surprenant, nous l'intégrons dans notre représentation du monde ainsi mise à jour ; en revanche, lorsqu'aucune information nouvelle ne nous parvient, il n'y a point de changement dans notre apprentissage.
Il est un autre phénomène que la communauté cherche à investiguer, celui de la confiance. Car s'il y a une confiance totale dans notre représentation du monde, le cerveau est comme imperméable à la nouveauté qu'il ne peut donc intégrer à son processus d'apprentissage. Le niveau de confiance agirait comme un pondérateur dans l'apprentissage. Pour le confirmer, une équipe de NeuroSpin a cherché à cartographier les bases neuronales de cette confiance chez des personnes volontaires, grâce à l'IRM fonctionnelle à haut champ 7T ainsi qu'à des outils mathématiques comme l'interférence Bayésienne.
La confiance, outil de pondération entre la flexibilité et la stabilité
Le protocole a consisté à faire réaliser à des volontaires une tâche d'apprentissage dynamique des probabilités : « en gros, les personnes voyaient des séquences de 2 formes, comme des ronds et des carrés, et devaient prédire quelle serait la prochaine forme affichée sur l'écran. Schématiquement, l'alternance à 80% de ronds et 20% de carrés ou à 50-50%, nous permettaient de simuler et stimuler les effets de surprise et de confiance », détaille le neuroscientifique. Grâce aux images très précises de l'IRM 7T de NeuroSpin, les chercheurs montrent que la représentation de la confiance est distincte de celle de la surprise mais que ces deux effets se chevauchent anatomiquement dans certaines régions du cerveau, notamment dans les cortex pariétal et frontal. Et en montrant que les profils d'activité des régions impliquées correspondent à la fois à un effet de confiance et de surprise, en accord avec le principe de pondération, les chercheurs suggèrent que la confiance a un rôle fonctionnel dans l'apprentissage.
« Si la confiance est excessive, elle induit une certaine fermeture d'esprit ; à l'inverse le doute excessif, qui est par ailleurs l'un des marqueurs de la schizophrénie, empêche les personnes à consolider leur représentation du monde », estime Florent Meyniel qui est notamment membre du groupe de travail du ministère de l'Education nationale « Esprit critique ». Ces résultats sont en effet importants pour la science et les métiers de la pédagogie.