La stimulation cérébrale pourrait amplifier les bienfaits de l'entraînement cognitif
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La neuroscientifique cognitive Susanne Jaeggi parle de ses dernières recherches sur les interventions visant à améliorer les capacités cognitives et examine si la stimulation électrique pourrait renforcer les bienfaits de l'entraînement cognitif.
Meeri Kim : Vos recherches portent sur l'entraînement cognitif à l'aide de diverses interventions, et plus particulièrement sur les effets de transfert qui peuvent survenir suite à cet entraînement. Pourriez-vous décrire ce qu'est un transfert, d'un point de vue cognitif ?
Susanne Jaeggi : L'essentiel de mes recherches vise à développer des interventions ciblées pour améliorer des capacités cognitives fondamentales, telles que l'attention et la mémoire de travail. Mais à terme, l'objectif n'est pas seulement d'améliorer ces capacités spécifiquement entraînées, mais aussi d'améliorer les performances des individus dans d'autres tâches qui n'ont pas été directement abordées lors de la formation. Nous appelons ces améliorations, qui se généralisent au-delà de la formation elle-même, des « effets de transfert ».
L'idée qui sous-tend nos interventions est que si nous parvenons à améliorer des compétences de base telles que la mémoire de travail et l'attention, nous pourrions également observer des améliorations dans les fonctions cognitives supérieures telles que la lecture, les mathématiques ou la résolution de problèmes, car elles font appel à ces compétences de base ou en dépendent.
« Nous avons constaté des améliorations dans les capacités de résolution de problèmes ou de raisonnement, en lecture ou en mathématiques, au sein de différentes populations. »
MK: Pourriez-vous donner un exemple de l'une de ces interventions ciblées ?
SJ: Nous utilisons principalement des interventions informatisées, comme des interventions ludiques, récemment proposées sur tablettes. Les jeux utilisés dans mes études sont tous développés au sein de mon laboratoire ; mon équipe est composée de psychologues, de neuroscientifiques et de spécialistes des sciences de l’éducation, mais aussi de développeurs de logiciels et d’informaticiens.
Nos jeux sont généralement basés sur des tâches cognitives établies pour évaluer la mémoire de travail ou l'attention, puis nous les transposons en un jeu adaptatif : si vous progressez dans une tâche, celle-ci devient plus difficile, et inversement, la tâche devient plus facile si vous faites trop d'erreurs.
Le programme d'entraînement que nous avons le plus utilisé est basé sur ce que l'on appelle tâche n-backVous verrez apparaître des objets les uns après les autres sur votre tablette. Votre tâche consistera à toucher l'écran lorsque l'objet affiché est identique à celui vu juste avant – il s'agit du niveau le plus facile, c'est-à-dire un niveau de référence. Si vous réussissez, vous passerez au niveau deux. Cette fois, vous devrez indiquer quand l'objet affiché est celui vu deux éléments auparavant, et ainsi de suite. Toutes les trois secondes, un nouvel objet apparaîtra et vous devrez mettre à jour le contenu de votre mémoire de travail.
MK: Avez-vous trouvé des preuves de transfert grâce à ces types d'interventions ?
SJ: Nous avons mené de très nombreuses études utilisant soit ces jeux n-back, soit d'autres approches, et nous constatons généralement des améliorations significatives des performances des participants. Ils deviennent donc plus performants dans la tâche à accomplir, ce qui n'est pas surprenant puisqu'ils se sont entraînés à cela.
Mais on observe aussi généralement des effets de généralisation dans un large éventail de tâches différentes, même si les détails dépendent de l'étude, de la population et de l'objet d'étude. Plus généralement, on constate des améliorations des capacités de résolution de problèmes ou de raisonnement, de lecture ou de mathématiques dans diverses populations, notamment chez les jeunes adultes, les personnes âgées et les enfants.
L'année dernière, nous avons publié une méta-analyse de la recherche existante utilisant la tâche n-back auprès d'une population de jeunes adultes. Une telle analyse synthétise les travaux de différents laboratoires, et nous avons pu inclure 20 études utilisant les données d'un peu plus de 1 000 participants. Nous avons observé une amélioration globale des capacités de raisonnement et de résolution de problèmes en fonction de l'entraînement ; un résultat qui ne peut être facilement expliqué par effets placebo.
MK: Ces deux dernières années, l'idée de logiciel commercial Les jeux conçus pour améliorer les capacités cognitives — communément appelés « jeux de réflexion » — ont suscité une vive controverse au sein de la communauté des neurosciences. Que pensez-vous de ces entreprises qui commercialisent leurs produits en prétendant rendre les joueurs plus intelligents ?
SJ: Il convient d'être prudent face à ces promesses parfois exagérées. Certaines entreprises affirment, par exemple : « Si vous jouez à ce jeu pendant quatre semaines, votre QI augmentera de X % ou vous réduirez vos risques de développer une démence. » De telles allégations publicitaires vont assurément au-delà des données actuellement disponibles dans ce domaine.
L'entraînement cérébral se caractérise par une grande diversité de méthodes et d'interventions, y compris chez les chercheurs. Lumosity, par exemple, propose plus de 50 jeux d'entraînement en ligne, et il est difficile pour un utilisateur lambda de déterminer lesquels sont potentiellement utiles. Quelques études ont été publiées sur l'utilisation de programmes comme Lumosity, avec des résultats mitigés : certaines personnes constatent des effets de transfert, d'autres non. Cependant, cela pourrait s'expliquer par des méthodologies différentes, comme le choix des exercices ou les populations étudiées.
« Les personnes ayant bénéficié de la stimulation ont montré une progression plus rapide au cours des sept séances. »
MK: Enfin, je suis curieux d'en savoir plus sur votre utilisation de la stimulation électrique pour améliorer l'entraînement cognitif. Quels sont les effets d'un courant électrique sur le cerveau et comment peut-il faciliter l'apprentissage ?
SJ: Nous utilisons la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) chez de jeunes adultes. Cette technique consiste à délivrer un courant très faible grâce à une pile 9 volts sophistiquée, via des électrodes placées sur le cuir chevelu. Nous l'appliquons lors d'entraînements de la mémoire de travail, en ciblant spécifiquement le cortex préfrontal.
Ce courant ne provoque pas directement de potentiels d'action dans le cerveau, mais il abaisserait le seuil de déclenchement des neurones. De ce fait, il offre une brève période de plasticité neuronale accrue, que nous cherchons à exploiter en associant cette technique à un paradigme d'apprentissage : la stimulation électrique devrait permettre d'apprendre ou d'acquérir des compétences plus rapidement.
Nous venons de publier un document Dans le Journal of Cognitive Neuroscience, nous constatons que les personnes ayant bénéficié de la stimulation ont montré un taux d'apprentissage plus rapide au cours de sept séances par rapport à un groupe témoin, et qu'elles ont également conservé ces bénéfices plus longtemps après la fin de l'entraînement, ce qui suggère que la stimulation cérébrale pourrait être une approche viable pour renforcer les bénéfices de l'entraînement cognitif.
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Notes
Susanne M. Jaeggi est professeur agrégé à l'Université de Californie à Irvine, où il dirige le Laboratoire de mémoire de travail et de plasticitéElle a obtenu son habilitation à diriger des recherches en psychologie à l'Université de Berne, en Suisse, où elle a également décroché ses doctorats en psychologie cognitive et en neurosciences. Ses recherches portent sur les fonctions cognitives supérieures et, dans ce domaine, elle étudie les interventions d'entraînement qui permettent d'améliorer ces fonctions. Elle s'intéresse également aux populations et aux individus pour lesquels l'entraînement cognitif serait le plus efficace, et aux raisons de cette efficacité.
