Rodriguez-Fornells Antoni
Projet de recherche
La recherche d’informations linguistiques chez les nourrissons : preuves comportementales et neurales
Résumé du projet
Des études précédentes ont fourni des preuves de la potentielle corrélation entre la motivation intrinsèque et les mécanismes de récompense dopaminergique impliqués dans le processus laborieux d’acquisition du langage. Ces mécanismes peuvent jouer un rôle crucial dans l’amélioration de la création de traces de mémoire à long terme, facilitant l’encodage et la récupération ultérieure des nouvelles connaissances lexicales acquises.
L’objectif principal de ce projet est de fournir, pour la première fois, des preuves à la fois comportementales et neurales du rôle significatif des mécanismes liés à la récompense dans le maintien de la motivation inhérente observée chez les nourrissons pendant l’acquisition du langage. Les nourrissons sont des apprenants actifs et curieux, agissant comme de petits scientifiques qui explorent, échantillonnent des informations et apprécient le processus. Ces observations soulignent la composante intrinsèquement gratifiante de l’apprentissage du langage et l’interaction vitale entre les systèmes émotionnel-motivationnel et les mécanismes d’apprentissage du langage aux premiers stades de l’acquisition du langage. Le but du présent projet est de fournir de nouvelles preuves chez les nourrissons concernant le rôle important de la motivation intrinsèque (traitement de la récompense) et de l’auto-surveillance pendant les premières étapes de l’acquisition du langage.
Recherche d’informations (RI) et apprentissage autodirigé du langage
L’apprentissage naturel du langage implique un échantillonnage et une exploration constants de nouvelles informations, en sélectionnant des éléments pertinents pour l’apprentissage. En l’absence de tutorat externe ou de retour d’information clair, les nourrissons pourraient s’appuyer sur un système interne d’auto-surveillance (dans le cadre des processus métacognitifs) pour évaluer continuellement leurs progrès d’apprentissage (c’est-à-dire évaluer le succès des nouveaux apprentissages).
Nos recherches antérieures sur l’apprentissage du langage chez les adultes ont démontré l’existence d’un système interne d’évaluation (auto-surveillance) qui déclenche des « mécanismes dopaminergiques de récompense intrinsèque » lorsque les participants découvrent correctement le sens de nouveaux mots sans retour d’information externe sur la performance (Ripolles et al., 2014, 2017). Nous proposons que ce mécanisme de récompense interne augmente la valeur hédonique des connaissances acquises (apprentissage de nouveaux mots et de leurs significations), augmentant ainsi la probabilité de stocker ces informations dans la mémoire à long terme grâce au circuit de motivation de récompense-hippocampe. Il renforce également les activités de recherche d’information qui soutiennent les intérêts et les activités orientés vers des objectifs à long terme. Ces conclusions s’alignent avec les effets observés dans les neurones dopaminergiques du mésencéphale lorsque des informations pertinentes sont obtenues (erreur de prédiction de l’information, Bromberg-Martin & Hikosaka, 2009), l’engagement des réseaux de récompense dopaminergiques pendant la recherche d’informations et les états de curiosité (Gruber et al., 2014), et l’idée que l’apprentissage est associé à des expériences intrinsèquement gratifiantes chez l’humain (Gottlieb et al., 2013). Cette hypothèse a été simulée avec succès chez des agents artificiels qui mettent en œuvre une récompense intrinsèque, améliorant les modèles standard d’apprentissage par renforcement et permettant à l’agent de générer sa propre récompense intrinsèque, soutenant ainsi de nouvelles activités exploratoires (Barto, 2013).
Il est important de noter que ce mécanisme proposé est hautement pertinent pour comprendre l’apprentissage autodirigé dans la recherche éducative. Ce cadre postule que les humains apprennent plus efficacement lorsqu’ils peuvent réguler leurs propres expériences d’apprentissage (Boekaerts, 1997; Zimmerman & Schunk, 1989). Cette idée est soutenue par l’importance de considérer les enfants comme des apprenants actifs et responsables qui construisent leurs propres expériences d’apprentissage (comme proposé par Montessori, 1948; Vygotsky, 1962; Piaget, 1954). Un composant crucial de l’apprentissage autodirigé est l’accent mis sur la métacognition, qui implique de surveiller et de contrôler le comportement (Efklides, 2011). Dans le contexte de l’apprentissage continu tout au long de la vie adulte (par exemple, l’apprentissage en ligne), la capacité à surveiller ses propres expériences d’apprentissage devient une compétence essentielle.
Objectifs du projet actuel
Nous avons formulé deux objectifs initiaux et développerons de nouveaux designs expérimentaux pour aborder ces questions complexes chez les nourrissons et les premiers apprenants du langage. Dans nos paradigmes proposés, nous utiliserons des techniques comportementales et de neuroimagerie avancées, notamment des mesures comportementales (temps de regard, pupillométrie, suivi oculaire) et l’électroencéphalographie non invasive (techniques d’analyse des événements et de décomposition temporelle-fréquentielle).
Le premier objectif évaluera dans quelle mesure les nourrissons de 24 mois (un jalon crucial dans le développement du vocabulaire) montrent une préférence pour explorer des sources potentielles d’information pour l’apprentissage des mots. Nous concevrons un nouveau paradigme d’exploration/exploitation pour observer les premières preuves soutenant l’idée que les nourrissons peuvent explorer de nouvelles informations liées au langage à cet âge, même lorsqu’elles impliquent un coût.
Le deuxième objectif se concentrera sur le développement des compétences d’auto-surveillance et leur pertinence dans la navigation et la sélection des bonnes expériences d’apprentissage (échantillonnage d’informations) dans l’acquisition du langage chez les nourrissons. Il est bien connu que les nourrissons apprennent souvent de nouvelles informations liées au langage sans retour d’information explicite pour aider à discerner leur justesse. Dans de tels cas, l’existence de compétences d’auto-surveillance est essentielle pour améliorer l’apprentissage autodirigé. Ces compétences permettront aux nourrissons d’explorer des informations provenant de sources fiables et d’investir efficacement leurs efforts dans des expériences d’apprentissage positives.
Biographie
J’ai obtenu mon doctorat de l’Université de Barcelone (UB) en 1996. Par la suite, j’ai travaillé comme chercheur postdoctoral à l’Université de Magdebourg en Allemagne de 1999 à 2002, me concentrant sur le contrôle cognitif (surveillance des erreurs) et le bilinguisme. En 2002, j’ai été nommé à un poste de recherche « Ramón y Cajal », puis j’ai rejoint l’ICREA en tant que Professeur de Recherche. Depuis, j’ai établi un groupe de recherche interdisciplinaire, l’Unité de Cognition et Plasticité Cérébrale (CBPU), à l’ICREA-IDIBELL-UB. Notre unité se consacre à l’étude des mécanismes d’apprentissage et des effets de la plasticité cérébrale chez les individus en bonne santé et les patients atteints de lésions cérébrales. Situé à l’Hôpital de Bellvitge – Institut biomédical IDIBELL, notre groupe met l’accent sur la recherche translationnelle. Notre travail est intrinsèquement interdisciplinaire, intégrant des expertises en plasticité cérébrale, développement cérébral, et mécanismes d’apprentissage et de motivation. Plus récemment, j’ai été chercheur invité à l’Université Columbia de 2018 à 2019 (période de recherche axée sur les bases neurales de la curiosité et de la recherche d’informations).
Au cours des deux dernières décennies, mes intérêts récents principaux ont porté sur la neuroscience cognitive de l’apprentissage du langage et le contrôle cognitif. J’ai essayé de combiner l’utilisation de différentes techniques de neuroimagerie (électrophysiologique – imagerie par résonance magnétique), cruciales pour mieux comprendre les bases neurales des fonctions cognitives humaines. Récemment, ma recherche s’est concentrée sur l’étude des mécanismes neuraux impliqués lorsque les nourrissons, les adultes et les personnes aphasiques apprennent une nouvelle langue (et en particulier son interface avec les fonctions de contrôle cognitif et les systèmes de motivation-récompense). Plusieurs axes de recherche dans notre laboratoire sont actuellement dédiés à la compréhension de la motivation intrinsèque observée chez les nourrissons et les adultes pour l’apprentissage de nouvelles langues (ainsi que ses stratégies de curiosité et de recherche d’informations). Enfin, nous avons mis l’accent sur les effets possibles de la neuro-réhabilitation par l’apprentissage de compétences spécifiques (formation musicale), en développant un nouveau programme de thérapie musicale enrichie pour la réhabilitation motrice chez les patients victimes d’AVC chroniques.
