Notre capacité d’apprentissage en tant qu’êtres humains dépasse celle de tout autre animal, depuis le moment où nous sommes bébés jusqu’à l’âge adulte. De plus, apprendre nous rend humains et dormir nous permet d’apprendre.
Comme chez les autres animaux, en plus de récupérer des forces après une dure journée, une nuit de sommeil est le moment où de nombreuses informations sont retenues et traitées par notre cerveau. Cependant, il ne s’agit pas seulement d’acquérir beaucoup d’informations, mais de garder les plus pertinentes, car même avec un stockage infini d’informations, sinon on pourrait se noyer dans les détails.. Bien qu’il soit connu depuis des décennies que la rétention d’informations et la consolidation des souvenirs sont grandement améliorées par le sommeil, c’est-à-dire que c’est pendant que nous dormons que nous apprenons le plus, le processus d’extraction d’informations importantes n’est pas si bien compris.
En général, ce processus implique d’utiliser notre capacité d’abstraction pour résumer l’information ou pour la relier à des structures de connaissances antérieures. Au fil du temps, les expériences sont stockées dans la mémoire, de sorte que certains détails sont perdus et que l’essence centrale de la situation – ou des informations plus importantes – est conservée. On pense que le rêve est particulièrement important pour l’extraction de cette essence ou noyau principal et pour la construction de schémas généraux.
Mais qu’est-ce qui est important ? Certaines études affirment que nous consolidons davantage d’informations que nous considérons comme utiles à l’avenir. Autrement dit, le simple fait que quelqu’un vous dise qu’il va vous demander quelque chose de précis plus tard, ou que vous pensez que vous recevrez une punition si vous vous trompez, vous permettra de vous souvenir plus facilement de la chose en question. De plus, nous avons tendance à nous souvenir des éléments des nouveaux lieux et réseaux que nous connaissons plus précisément, comme les rues principales, ou les places et lieux les plus fréquentés d’une ville, et pas tant ces détails moins pertinents pour se déplacer dans la ville (petites rues, etc). Nous pouvons ensuite utiliser ces informations provenant d’endroits importants pour mettre en contexte d’autres éléments de notre carte mentale.
Dans le cas de la navigation spatiale, comment ce processus de rétention d’informations nous aide à stocker de nouveaux souvenirs de nouveaux lieux complexes, avec de nombreux chemins et points de repère, et en même temps ne regorgeant pas d’autant de nouvelles informations, est une question que les neurosciences tentent de résoudre. répondre.
Imaginons que nous arrivions dans une nouvelle ville, une nouvelle grande ville dans laquelle nous ne sommes jamais allés auparavant, et dans laquelle il y a des centaines, voire des milliers de rues dans lesquelles se perdre. Au début, il peut être un peu déconcertant de se sentir perdu, et on peut avoir besoin de s’appuyer fortement sur les services de navigation (GPS ou Google Maps) ou diverses cartes, pour ne pas finir n’importe où.
Malgré cette incertitude initiale, il faut s’y habituer, n’est-ce pas ? En effet, on sait que petit à petit notre cerveau va apprendre quelles sont les principales rues à emprunter pour rejoindre les différents quartiers de la ville, et comment les repères les plus pertinents (ou centrale) sont reliés entre eux par de larges avenues. Cet apprentissage est possible grâce à l’incroyable capacité de notre cerveau à retenir des informations, et pas n’importe lesquelles, mais la plus importante, un processus grandement favorisé par le sommeil.
Bien que la plupart des études sur l’extraction d’informations importantes dans les rêves se soient basées sur des éléments discrets tels que des mots ou des objets, la plupart des informations sur le monde réel sont interconnectées et intégrées sous forme de réseaux (spatiaux ou conceptuels). Par conséquent, bien qu’il existe des études qui ont étudié les réseaux d’apprentissage et les différentes structures cérébrales impliquées (telles que l’hippocampe et le cortex entorhinal), il ne semble pas clair comment le sommeil affecte ce processus.
Un groupe de chercheurs, dirigé par Gordon Feld (Université de Heidelberg, en Allemagne) et Hugo Spiers (University College London, au Royaume-Uni), s’est attaqué à la question de savoir comment le sommeil nous aide à sélectionner les informations les plus importantes dans une tâche de navigation. espace dans un réseau. Pour cela, ils ont fait une étude dans laquelle des individus jouaient à un jeu de navigation entre planètes, dans lequel certaines planètes étaient plus importantes (ou centrales) que d’autres. Les performances globales d’apprentissage du jeu et des principales planètes ont été comparées chez des individus qui se sont endormis immédiatement après avoir joué au jeu et chez d’autres qui sont restés éveillés.
Et pourquoi un jeu ? Les scientifiques donnent souvent un récit ludique à leurs conceptions expérimentales pour les rendre plus intéressantes pour les individus impliqués. Cela leur permet d’envisager des tâches plus complexes en général. En fait, dans ce cas, les auteurs mentionnent que faire l’expérience dans un format de jeu post-apocalyptique leur a permis d’utiliser une structure de carte de navigation plus complexe sans ennuyer les participants.
Dans ce jeu, les joueurs se sont retrouvés dans un cadre post-apocalyptique où leur responsabilité était de trouver une nouvelle planète sur laquelle l’humanité pourrait s’installer. Pour cela, dans le jeu, ils disposaient d’une machine de téléportation, grâce à laquelle ils pouvaient explorer de nouvelles planètes (quelqu’un se souvient-il du film Interstellar ?). Étant sur une planète, ils ne pouvaient pas atteindre tous les autres, mais seulement un ensemble d’entre eux, avec lesquels il était connecté. Ces connexions entre les planètes peuvent être représentées sous la forme d’un graphe – représentation mathématique dans laquelle chaque lieu (ou nœud) est relié aux autres par des connexions (ou arêtes) – que les participants devaient apprendre, simplement en jouant au jeu.
Une phase d’apprentissage et une phase de récompense ont été réalisées :
En phase d’apprentissage, Les joueurs passeraient par des niveaux, dans lesquels ils verraient le paysage de la planète sur laquelle ils se trouvaient actuellement, et 3 choix de planètes apparaîtraient à l’écran, vers lesquels ils pourraient essayer de se téléporter. Si la planète choisie n’était pas connectée à la planète actuelle, cela était considéré comme une erreur de navigation.
Pendant la phase de récompense, les participants ont vu des planètes spéciales dans le graphique qui avaient un statut de récompense, de punition ou de planète neutre. Les individus pourraient gagner ou perdre de l’argent en fonction de leurs performances sur ces planètes. Une de ces planètes est apparue à l’écran, après quoi les participants devaient réagir en appuyant sur un bouton le plus rapidement possible à l’apparition d’un indice. Si la planète récompense était affichée, ils gagnaient de l’argent en pressant assez vite, et s’ils étaient lents, ils ne le faisaient pas. Pour la planète punition, l’argent a été perdu en étant lent. Enfin, pour la planète neutre, l’argent n’était ni gagné ni perdu de toute façon.
Et si nous demandons ce que les participants ont appris après avoir été éveillé ou endormi a été mesuré, les chercheurs ont considéré un mesure de retenue, pour laquelle les performances dans le jeu ont été comparées immédiatement après le jeu, avec les performances après la période de rétention, pour le groupe de participants qui dormaient et pour ceux qui restaient éveillés.
Quant aux résultats, comme attendu de nombreuses expériences sur l’apprentissage et le sommeil, selon cette mesure, les participants retenaient plus d’informations après avoir dormi qu’après une journée éveillée. Cependant, confirmant l’hypothèse que le sommeil consolide les informations les plus importantes du réseau, cet effet était beaucoup plus marqué pour les planètes les plus centrales (qui étaient plus connectées au reste) que pour les autres planètes moins centrales. Ce résultat était partagé par toutes les planètes centrales, puisque ce sont les planètes qu’il était le plus important d’apprendre pour naviguer correctement. Par la suite, concernant la tâche de récompense, les planètes de punition étaient celles qui étaient les plus retenues après une nuit de sommeil, en accord avec des études antérieures qui suggèrent que nous nous souvenons mieux des informations associées aux stimuli nocifs.
Le fait que la rétention liée aux planètes les plus centrales ait été la plus potentialisée par le sommeil, montre que le sommeil participe à l’apprentissage des informations les plus importantes d’un réseau complexe, et pas tant les moins importantes, que l’on peut interpréter comme pas si informations utiles, qui sont généralement facilement oubliées.
Bien que sur un plan moins concret et plus abstrait, de même, on sait que le sommeil améliore notre capacité à comprendre l’idée centrale d’un texte que nous lisons avant de nous endormir, un processus qui serait lié à notre capacité à extraire des informations importantes (comme dans l’expérience). Il s’agit d’une approche du mécanisme spécifique d’extraction d’informations importantes de la navigation spatiale, mais on pense qu’elle peut être étendue à des connaissances abstraites organisées en réseaux. Cette capacité manifeste à extraire des informations importantes pendant le sommeil rend crucial de dormir dessus avant de prendre une décision, ou avant de pouvoir dire que nous comprenons profondément ce que nous voulons apprendre. Maintenant que vous savez que le sommeil permet de synthétiser les informations dans votre tête, est-ce que passer une bonne nuit de sommeil vous semble plus important ? Comment un mauvais sommeil aurait-il affecté cette rétention d’informations ? Aimeriez-vous jouer au jeu auquel ont joué les participants à cette étude ?
https://www.nature.com/articles/s41598-022-17747-2
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