Cours de psychobio 2006_2007 - PsychoStrasbourg : est fermé

Cours de psychobio 2006_2007
Plan du cours
Avant propos…
I Préambule sur la Psychologie
1.Diversité en Psychologie
2.La Psychologie en tant que Science
II Préambule sur la Biologie en Psychologie: naissance de la psychobiologie
1.Première approche de sa place
2.Approche historique
III La Psychobiologie au 20ème et 21ème siècle
1. Les disciplines associées
2. Les méthodes
IV Exemples de questions traités
V Conclusions
I Préambule sur la Psychologie
Votre point de vue actuel
Ce qu’on va découvrir
1er et 2ème
1. La diversité en Psychologie
a) diversité de l’objet d’étude
La psychologie est l’étude scientifique des comportements et des processus mentaux.
Les comportements sont des ensembles de mouvements organisés, externes à l’organisme et
orienté vers un but
Ils varient en complexité, selon l’espèce animale, selon l’environnement (physique et social)
dans lequel ils s’expriment, selon le niveau de développement de l’individu et selon l’état de
son organisme.
Les processus mentaux sont des opérations réalisées par notre système nerveux central pour
réaliser les fonctions qui sont à l’origine du comportement.
apprendre
manger
penser
se déplacer
aimer
écrire
comprendre
dormir
fuir
Se reproduire
sentir
parler
chanter
saisir
agresser
boire
percevoir
choisir
voir
décider
attention
inventer
entendre
La variété et la complexité des comportements et des processus mentaux en font une science
diverse.
b) Diversité des approches
Un même comportement ou une même fonction mentale peut être étudié de différents points
de vues.
Un même comportement est composé de différents aspects ou facettes.
On peut s’intéresser, par exemple, à sa fonction au sein d’un groupe d’individus, à son
développement chez l’individu, à ses aspects pathologiques, aux fonctions biologiques qui le
sous tendent….
Souvent chaque facette d’un comportement est étudiée par une discipline différente qui
possède ses propres concepts, ses propres théories…
Il existe une diversité liée aux différentes approches possibles d’une même thème.
2. La Psychologie en tant que Science
« La Psychologie est l’étude scientifique du comportement et des processus mentaux. »
Théorie

Hypothèse

recueil des données par l’observation et l’expérimentation

Analyse de données

Élaboration de principes, lois, théories….
II Préambule sur la Biologie en Psychologie
1. Première approche (intuitive) de sa place
Une évidence: Toutes les fonctions psychologiques et les comportements se réalisent grâce à
l’existence de systèmes organiques (biologiques)
Étudier scientifiquement les activités manifestes de l’organisme (le comportement) ainsi que
les processus internes qui sont supposés être sous-jacents à ces activités (les fonctions
psychologiques)
La psychobiologie est la science qui étudie le rôle qu’occupe l’organisme en général et le
système nerveux en particulier dans l’élaboration et l’exécution du comportement et des
fonctions mentales.
Système Nerveux
Système nerveux central
(en rouge)
Système nerveux périphérique
(en bleu)
Système nerveux central=encéphale,moelle épinière…
Système nerveux périphérique=nerfs…
2. Approche historique: origines de la psychobiologie
l’Homme à toujours aspiré à se comprendre, le monde, les choses, et nous même sommes
inspiré par les esprits.
a) l’animisme
C’est l’attribution à des esprits la capacité de provoquer des événements, d’animer ce qui
nous entoure et nous-mêmes.
Anima (la vie), âme, animer, animal : on retrouve cette idée dans la philo de l’antiquité
b) La philosophie de l’antiquité
Aristote: le siège de l’âme est dans le coeur, le cerveau sert à refroidir le sang.
Gallien: idem mais en plus complexe: les esprits vitaux provenant du cœur vont subir des
changements au seuil du cerveau dans le « réseau admirable » (rete mirabile). Là ils
deviennent des esprits animaux (qui animent) puis ils sont stockés dans les ventricules du
cerveau pour se déplacer dans le corps à travers les nerfs.
c) Le moyen-âge
Les ventricules du cerveau
Certaines fonctions comme la « sensation »,
Le raisonnement et la mémoire, se
Situeraient dans les ventricules.
d) Le 17ème siècle
Thomas Willis propose que les esprits animaux
se trouvent plutôt dans les parties denses du cerveau
Observations au microscope de Leeuvenhoek
René Descartes et les fondements de la méthode scientifique
L’empirisme (acquisition de connaissances par l’expérience
des sens) ne suffit pas. C’est le raisonnement qui donne accès
à la connaissance.
« Le discours de la méthode »
Il décrit les prémices de ce que sera la méthode scientifique.
Le dualisme du corps et de l’âme:
-un corps matériel dont on peut comprendre les mécanismes
-une âme immatérielle qui régit la pensée.
e) Le 18ème et 19ème siècles
Les grands progrès du siècle des Lumières
Luigi GALVANI
La stimulation électrique d’un nerf de grenouille
induit des mouvements des membres.
Hypothèse: c’est une activité électrique
qui est à l’origine de la contraction musculaire
(et non pas la circulation de « fluides » dans les nerfs)
Camillo GOLGI
Les techniques de coloration et la microscopie permettent de mettre en évidence les cellules
du système nerveux: les neurones et leurs forme particulière.
Santiago RAMON Y CAJAL
Description précise de l’organisation des cellules
nerveuses. Les neurones et leurs prolongements ne sont pas en contact direct. Un espace les
sépare: la fente synaptique. Il a donc mis en évidence les neurones, leurs formes.
Les neurones sont bien distincts, ils entres en contact grâce à leurs prolongements.
Mais il y a un espace entre les deux/
Franz GALL
et Emile SPURZHEIM
Le cortex cérébral comporte des subdivisions fonctionnelles (ce qui est vrai).
Au sein même du cerveau, il y a des régions spécialisée dans certaines fonctions.
Mais la démarche et les observations sont fausses…
En étudiant la surface du crâne d’individus avec des capacités et des comportements
différents ils ont cru découvrir que certaines zones étaient plus développées chez certains que
chez d’autres. A la surface du crâne,il y aurait selon eux des protubérances qui doivent
correspondre à un développement particulier du cerveau sous-jacent. De là ils déduisent que
ce développement particulier est en relation avec le trait de personnalité spécifique ou la
compétence particulière de certains individus. La phrénologie
Ce qui est vrai dans leurs théorie : c’est la 1ère fois qu’il y a une relation entre le cerveau et les
capacités. Certaines régions sont bien spécialisés. La phrénologie est resté dans le vocab : «
la bosse ses maths ».
Pierre FLOURENS
Etude du comportement d’animaux porteurs de lésions cérébrales. On peut inférer la fonction
d’une région cérébrale à partir des déficits qu’induit la lésion de cette région. Pour déterminer
le rôle d’une zone donné, on va étudier, le comportement, les capacités mentales de quelqu’un
qui est porteur de cette lésion. On peut alors inférer la fonction de cette région cérébrale à
partir des déficits induits par la lésion.
Paul BROCA
Il étudie les sujets ayant subi une lésion cérébrale et qui ont consécutivement perdu l’usage
d’une fonction.
Découvre une aire cérébrale (aire de Broca) qui joue un rôle dans la production du langage.
Les individus comprennent le langage mais ne peuvent en produire.
Otto LOEWI
Un cœur de grenouille est placé dans un récipient rempli de liquide.
Les nerfs qui aboutissent au coeur sont stimulés. La fréquence
des battements cardiaques diminuent.
Le liquide est placé dans un deuxième récipient où est logé un autre cœur.
La fréquence des battements de ce deuxième cœur diminue.
Les neurones synthétisent et libèrent des substances (neurotransmetteurs) qui permettent la
transmission du message nerveux.
Comment l’information, passe d’un neurone à l’autre ? entre la fibre nerveuse issue d’un
neurone et une autre cellule, la diffusion de l’info va se faire par la libération d’une substance
chimique.
f) Conclusions
L’évolution des idées a mené à concevoir les principes suivants:
le comportement a pour substrat biologique le système nerveux central
les rapports entre système nerveux central et comportement peuvent être étudiés à différents
niveaux (du microscopique au macroscopique).
la méthode scientifique permet de construire des théories valides sur ces rapports.
le système nerveux central a pour unité de fonctionnement de base le neurone.
lumière
pressio
odeurs
températur
sons
saveur
Cortex
Cortex + noyau = substance blanche
Substance blanche
Le système nerveux central (reçoit l’info, de l’environnement externe et interne de
l’organisme)c’est ce qui permet à l’organisme d’agir sur l’environnement et de le
comprendre. La terminaison joue un rôle de récepteur : elle émet un signal qui va aller au
système nerveux. Les terminaisons doivent être fixées sur un muscle.
Les neurones forment un cortex à la surface du cerveau, sous forme de couche de neurone :
cortex cérébral. On trouve des corps cellulaires des neurones sous formes de noyaux.
Cortex + noyau = substance grise.
Ces corps cellulaires on des prolongements qui formes la substance blanche.
Le neurone et l’unité de base de la cellule.
Dendrite : permet à un neurone d’entré en contact avec un autre, pour faire passé l’info
Axone : permet l’arrivé du message nerveux.
Certains axones sont très long. Signal nerveux.
Libération chimique produite par le neurone : neurotransmetteurs, ils traversent la synapse
pour aller se fixer sur les récepteurs de l’autre neurone : signal électrique.
III. La Psychobiologie au 20ème et 21ème siècle: la pluridisciplinarité
Divers noms…
Psychobiologie, biopsychologie, biologie du comportement, neurosciences comportementales,
psychophysiologie…
Un objectif commun: comprendre les relations entre l’organisme et le
comportement.
Elle est associé avec d’autres disciplines
-
psychologie+éthologie
neuropsychologie
neuroanatomie
neurochimie
neurophysiologie
endocrinologie
psychopharmacologie
1. Les disciplines associées
a) Psychologie: behavioristes et cognitivistes
Réponse
naturelle face à
la nourriture
Pas de réponse
face au son d’une
cloche
B.F. Skinner
Association des
2 stimuli
>>>réponse
Réponse face au
son de la cloche:
Conditionnement
L’apprentissage par conditionnement classique (« pavlovien »)
est un apprentissage associatif. Chez nous aussi : cloche = fin des cours = joie.
Dans l’apprentissage opérant le sujet doit réaliser un comportement pour obtenir une
récompense. BEHAVIORISME (angl. behavior ou behaviour: comportement)
Ivan Pavlov
Skinner : dans l’apprentissage opérant, le sujet doit réaliser un comportement pour obtenir une
récompense (appuyer sur une pédale pour avoir une récompense). Chez nous : feu rouge =
frein.
Cognitivisme et psychologie cognitive
Le cognitivisme s’intéresse aux opérations, aux traitements de l’information qui se déroulent
entre la perception de la stimulation et la réponse comportementale. On construit une
représentation de la stimulation.
Le comportement dépend (aussi) des ces traitements, des opérations mentales effectuées.
(hypothèse sur le traitement de l’info)
La psychobiologie va s’intéresser aux structures du système nerveux qui participent à ces
opérations. (de perception de la réponse)
b) Éthologie
L’éthologie est une sous-discipline de la biologie car elle s’intéresse aux relations de
l’organisme avec son environnement. Elle s’intéresse à divers comportements en cherchant
leur déclencheur (interne ou externe), leur fonction, leur présence dans d’autres espèces
animales, ou encore leur développement au cours de la vie de l’individu (comportement inné
ou acquis)…
Ces données sont indispensables pour l’étude des bases neurobiologiques
du comportement. Description des comportements, des processus mentaux vont aider les
psychobiologistes.
c) La neuropsychologie
Elle étudie les rapports entre les structures cérébrales et les fonctions supérieures (langage,
mémoire…). Souvent au niveau cortical. (s’intéresse à l’humain)
Ces rapports sont déduits des observations menées chez des patients ayant subi une lésion
cérébrale ou qui sont atteints d’une pathologie du système nerveux.
X
W
Fonction Y
Fonction Z
Fonction Y
Fonction Z
X  Fonction Y
W Fonction Y
De nombreux outils en Neuropsychologie…
Pour étudier le comportement et les fonctions mentales (cognitives)
Observations comportementales
Examen neurologique
Batteries de tests spécifiques
Pour étudier la localisation de structures anatomiques saines et lésées
autopsie
l’imagerie par résonance magnétique
IRM, image anatomique
IRM fonctionnelle
Reconstruction 3D
d) La psychophysiologie
La physiologie s’intéresse au fonctionnement des organes et à leurs contributions aux
fonctions.
En psychophysiologie on s’intéresse au fonctionnement du système nerveux central (comment
cette activité participe aux comportements qui découles des fonctions mentales) et des autres
organes en tant qu’ils participent aux fonctions psychologiques et au comportement qui en
découle. On s’intéresse au fonctionnement de groupes de neurones.
Exemple de l’activité électrique des cellules nerveuses.
Les neurones ont une activité particulière : de produire des signaux électriques
(électrophysiologie)
Cellule isolée  Electrophysiologie (on s’intéresse à des petits groupes de neurones.
Les signaux nerveux ne sont émis que dans quelques situations.
On place des micros électrodes sur l’axone et quand il est émis.
Groupe de neurones  ex. de l’électroencéphalogramme (EEG)
Cette activité électrique se propage jusqu’au scalpe (surface du
crâne -> la peau). On mesure la moyenne d’un groupe de neurone.
EEG et Recherche
On mesure à la surface du scalp (ils sont reliés à une amplification pour obtenir un tracé grâce
à des électrodes) l’activité électrique de groupes de neurones.
Cette activité électrique se caractérise par la fréquence et l’amplitudes des ondes émises
Elle dépend de l’activité du cerveau en liaison avec l’activité des fonctions psychologiques
Problème : on localise mal quels neurones sont actifs, bien que la résolution temporelle soit
élevé, on peut suivre milliseconde, par milliseconde l’activité. Les tracés sont différents selon
les régions et l’état du patient. Cette activité électrique se caractérise par la fréquence et
l’amplitude des ondes émises.
EEG et diagnostic
Des dysfonctionnement du SN associés à des pathologies
peuvent être mis en évidence. Exemple de l’épilepsie.
Il sert à détecté l’épilepsie : dans certaines régions, l’activité régulière des
Neurones. Quel est le foyer ? et quand elle se déclanche ?
Potentiels (pcq’électrique) évoqués (apparaît que qd il y a stimulation)
Étude des ondes spécifiques liées à la présentation d’un stimulus à un sujet (auditif, visuel…)
Quand appraît-elle ? apparaît-elle aussi lors de deux actions simultané ?
e) La psychopharmacologie
Les neurones synthétisent et libèrent des neurotransmetteurs
qui vont se fixer sur des récepteurs.
Cette liaison va induire des changements de l’activité
du neurone en possession des récepteurs. (explication
de la synapse : récepteurs+neurotransmetteurs (ce que
contient les vésicules) : modifie
l’activité des neurones).
La psychopharmacologie va s’intéresser aux effets
sur le comportement et les fonctions psychologiques
des changements de l’activité des neurones lorsqu’elle sont modulé
par des substances pharmacologiques. Parmi ses substances beaucoup
agissent sur la neurotransmissions).
Exemples de l’impact des recherches en psychopharmacologie
Comprendre les effets du dysfonctionnement d’un système de neurotransmission
Cas de la maladie d’Alzheimer (mémoire+attention) ou la maladie de Parkinson (tremblement
des membres supérieurs). Il y a un système de neurotransmission qui est moins synthétisé, pcq
ses cellules ont dégénéré : effet sur le comportement + fonction mentales.
Comprendre les effets des substances naturelles ou synthétiques sur le comportement
(nicotine, caféines ...)
Cas des substances naturelles, des molécules à visée thérapeutique, des drogues…
(antidépresseurs, anctiolitiques)
Dépression : système de neurotransmission défaillant.
Exemples de techniques de recherche
Effets d’une substance sur une fonction évaluée par des tests : on administre une substance
psycho active, à des sujets et à d’autres non et on comparent les résultats.
f) endocrinologie
Dans l’organisme les informations circulent grâce au système nerveux.
Les hormones sont des molécules synthétisées dans les
glandes endocrines, qui circulent dans
le sang et peuvent atteindre
différents organes dont ceux du
système nerveux central.
L’endocrinologie étudie le fonctionnement des glandes
endocrines et les effets des substances qu’elles synthétisent.
En psychobiologie on s’intéresse aux effets des hormones
sur les fonctions mentales et le comportement.
Le système nerveux central est richement vascularisé.
Les substances qui circulent dans le sang peuvent atteindre
les cellules nerveuses lorsqu’elles traversent la barrière
hémato-encéphalique. Certaines hormones peuvent
traverser cette barrière (effet sur le fonctionnement des neurones+structure (hormones) qui
vont interagir).
Les hormones peuvent avoir un effet sur la structure et le fonctionnement du système
nerveux.
- Au cours du développement : permettent la croissance et le développement des neurones
- A l’âge adulte les hormones agissent sur les structures et le fonctionnement du système
nerveux central. Continus à influencer le système nerveux (cmpt agressif, maternel,
sexuel).selon l’état hormonal d’un sujet, le comportement ne sera pas le même.
C’est en étudiant les différences hormonales entre les individus, que l’on explique les
différences hommes/femme par rapport à la quantitée d’hormone.
Barrière hémato-encéphalique  protection supplémentaire  2ème couche de cellules
autours des vaisseaux sanguins pour empêcher que ce qui passe dans le sang arrive dans les
cellules nerveuses.
Effets sur le comportement (agressif, sexuel, maternel….)
Certaines hormones sont à l’origine de certaines différences comportementales et cognitives
entre les sexes. Mais certaines hormones sont communes aux deux sexes, et celles-ci
influence aussi le comportement.
D’autres hormones ont des effets chez les deux sexes.
Exemple des effets du « stress ». lorsqu’un sujet est soumis à des situations extrêmes,
l’organisme va réagir par des réponses physiologiques différentes. Il changera son
comportement physiologique (comme l’adrénaline qui est une cause du stress).
g) Génétique
Partout dans le Monde les humains peuvent accomplir
les mêmes fonctions, les mêmes comportements (pleures,
cris, parole ...). si c’est possible c’est que quelques part,
on a le même organisme. L’organisation de l’organisme dépend du génome
qui est commun à tous les humains.
L’organisation du Système Nerveux Centrale, dépend en partie du génome.
Le comportement, qui dépend de l’organisation et du fonctionnement du SNC, a des bases
génétiques.
Des différences entre les comportements des sujets dépendent, entre autres, des variations
génétiques entre les sujets.
Des différences génétiques peuvent apparaître lors de mutations
Des différences apparaissent lors de la transmission des gènes
Si on a les mêmes gènes, pourquoi on n’a pas le même comportement ?
-> pcq c’est lié aux variation du génome (c’est ce qui fait qu’il y a des couleurs de cheveux
différentes). Une de ses origines est l’existence de mutation (nous sommes tous des mutants),
mais ses mutations sont généralement minimes et d’induisent pas de changements, sauf dans
les mutations pathologique généralement génétique.
MAIS…l’organisation et le fonctionnement du SNC dépend aussi de l’environnement dans
lequel se développe, vit et vieillit le sujet.
2. Méthode
Élaborer un hypothèse
Pour comprendre les causes
et les mécanismes qui jouent un
Construire une étude
rôle dans le comportement il est
nécessaire de faire appel à la
méthode scientifique.
Recueillir des données
Analyser les
a) Élaborer une hypothèse
Interpréter les données
chose complexe parce que pour essayer de comprendre la cause d’un comportement est une
tâche complexe.
Les causes d’un comportement : une réalité complexe
Les comportements dépendent d’une multitude de facteurs qui interagissent (mais pas pour
chaque comportement): le développement du sujet, l’environnement où se déroule le
comportement, l’état de l’organisme du sujet, le patrimoine génétique, le sexe…
Dans l’organisme de nombreux phénomènes entrent en jeu dans la production d’un
comportement et ils peuvent être analysés du niveau microscopique au niveau macroscopique.
Ces facteurs vont avoir des effets depuis la cellule jusqu’à l’ensemble.
Nécessité de réduction de l’ensemble à différentes partie, pour simplifier l’étude du
Comportement.
Pour un aspect donné d’un comportement ou d’une fonction on acquière des connaissances
qui induisent des nouvelles questions.
Poser une hypothèse consiste à proposer une réponse possible à une question en se fondant
sur ce qui est tenu pour vrai sur le sujet étudié. Donner une solution possible à un
comportement. On pose l’hypothèse sur une partie de ce que l’on pense être la réalité du
comportement, on se demande ce qu’il reste à se poser comme question.
Parfois de nouvelles observations (scientifiques) ou l’établissement de corrélations peuvent
susciter une nouvelle hypothèse…
Exemple d’une observation
L’étude de cas est une description en profondeur d’un individu en particulier.
Exemple du cas HM (pharmaco resistant)
Scoville et Milner (1957) ont étudié le cas
d’un patient qui avait subi la résection d’un zone
du cerveau dans le but de réduire ses crises épileptiques.
Ce sujet à des fonctions cognitives atteinte : mémoire (mais pas toutes sa mémoire), il se
souviens de son enfance, mais il peux apprendre certaines tâches motrices, mais ne retient pas
une info sur le moyen terme.
L’étude du cas HM a mis en évidence que certaines capacités de mémoire étaient altérées
alors que d’autres étaient préservées.
Hypothèse portant sur le rôle des structures cérébrales altérées chez HM dans la mémoire.
Donc existence de différent types de mémoire.
Hypothèses sur les différents types de mémoire.
Les observations menées chez d’autres cas similaires (étude de cas multiples) on permis de
vérifier ces hypothèses.
Exemple d’une corrélation
Des outils statistiques permettent de vérifier l’existence d’un lien entre une variable donnée et
un comportement.
Une corrélation indique que lorsque la valeur d’une variable change la valeur d’une autre
variable change de manière concomitante. (âge- mémoire : plus l’âge augmente plus la proba
d’avoir des troubles de la mémoire augmente. Cela ne veux pas dire que l’âge et la cause des
troubles de la mémoire).
2 types de corrélations :
Dans le même sens: corrélation positive : quand une variable
augmente l’autre
diminue
Dans le sens contraire: corrélation négative : quand une variable
Augmente, l’autre
diminue
Mais ce n’est pas un lien de causalité
b) Construire une étude scientifique
Il s’agit de mettre en place une démarche qui permettent de recueillir des données dont
l’analyse pourra permettre de vérifier une hypothèse.
Exemple de l’expérimentation
Pour vérifier l’effet d’une variable es t-elle la cause du changement de comportement ? pour
le savoir, on va comparer le comportement des sujets soumis à une modification de la variable
avec le comportement des sujets qui ne sont pas soumis à cette modification.
Il faut vérifier que toutes les autres variables de la situation dans laquelle le comportement est
observé doivent rester identiques pour tous les sujets (contrôle des variables).
Ex. d’hypothèse: les neurones d’une région donnée du cerveau jouent un rôle dans la
mémoire. On peut en contrôler le fonctionnement par l’action d’une drogue connue.
On va vérifier l’effet de cette drogue sur la mémoire chez l’animal en étudiant leurs
performances dans un test de mémoire. Comparer le comportement des animaux dans ce test,
des animaux, qui ont eu l’injection, et ceux qui ne l’on pas eu.
La variable manipulée par l’expérimentateur est la présence de la drogue: variable
indépendante.
La variable mesurée est la performance des rats : variable dépendante
- Des rats subissent l’injection de la drogue: groupe expérimental
- Des rats ne subissent pas l’injection de la drogue ou subissent l’injection d’une substance
sans effet: groupe contrôle
Pour pouvoir attribuer des différences entre les deux groupes à la seule variable indépendante
il faut tenter de neutraliser toutes les autres variables de la situation : sujets+conditions
d’expérimentation (âge des rats, animaux du même sexe, de la même souche, à la même
saison, par le même expérimentateur...)
c) Recueil des données
Définir le matériel et la méthode qui vont servir à l’évaluation des performances (test
(situation, dans laquelle on évalue le comportement des animaux, utiliser le bon test, pour le
bon type de mémoire, que l’on veux tester, choisir les bons critères : temps que met l’animal,
nombre d’erreur ..., critères de mesure…)
d) L’analyse des données
L’utilisation de l’outil statistique est nécessaire.
Une expérience est menée sur un échantillon de la population générale.
On pose une hypothèse pour l’ensemble de la pop, on ne peut pas tester toute le pop, donc il
faut faire un choix, et les sujets sont variables, on ne les contrôles pas toutes, les variables).
Il permet d’estimer la probabilité d’être dans l’erreur lorsqu’on conclut à une différence entre
les performances (et par conséquent à un effet de la variable indépendante).
e) Interprétation
l’interprétation, n’est valable que pour les individus testés. Il faut comparés, ses donnés par
rapport à celles d’autre, et on cherche à les intégrées dans le sujet globale.Il s’agit d’intégrer
les résultats de l’étude dans l’ensemble des connaissances pour en déduire une donnée
générale.
Génétique et expérience individuelle
Quelle est la part de chaque facteur dans le comportement?
a) Expériences menées chez le Rat: Tryon
Évaluation des capacités d’apprentissage d’un grand
groupe de rats, mâles et femelles, en utilisant une tâche
donnée. L’évaluation se fait à partir des performances
des rats obtenues au cours de plusieurs essais.
Critère de performance=nombre d’erreurs (entrée dans un zone d’erreur)
les animaux, pour qu’ils aient envie de chercher la
nourriture, on lui baise, un peu ses apports en nourriture.
25
Mais pas trop, pour ne pas crée une situation de stress.
20
On évalue l’apprentissage de l’individu, à partir,
15
de ses performances, et du nombre d’erreur.
10
La répartition des rats est relativement uniforme:
5
il y a autant de rats qui commettent peu d’erreurs
Nombre
que de rats qui commettent un nombre moyen
d’erreurs ou de rats qui commettent beaucoup d’erreurs.
La sélection des animaux par leurs performances et suivie d’un période de reproduction des
animaux selon la catégorie à laquelle ils appartiennent.
Les performances des rats issus des portées sont évaluées à leur tour….
…plusieurs générations après…
Deux types de populations sont obtenues:
La première contient un pourcentage
important de « maze-bright »
La deuxième contient un pourcentage
important de « maze-dull »
Mais prétendre alors que les capacités d’apprentissage dépendent du patrimoine génétique est
une erreur. Ce type de conclusions est erroné pour deux raisons :
- Il n’a utilisé que deux types de tests
- Un autre auteur, des années plus tard, à évaluer les performances de ses individus,
dans plusieurs tâches, et il s’est rendu, compte que les différences entre les animaux,
ne sont pas dû au manque d’intelligence
- Bien que l’on ne puisse nier que le patrimoine génétique influence le comportement
des individus, mais il ne montre pas, si les conditions de vies, n’influences pas aussi
les résultats.
Des expériences ultérieures menées sur ces rats par Searle (1949) montrent que les différences
entre les rats « maze-bright » et « maze-dull » ne se situent pas sur le plan de la mémoire.
Les expériences de Tryon montrent que le patrimoine génétique influence le développement
du comportement mais elles ne montrent pas que l’environnement d’élevage (conditions de
vie, expérience : vie en cage petite seuls, vies dans une grande cages, à plusieurs, avec des
objets que l’on change tous les jours) n’a pas d’effet.
Cooper et Zubeck (1958) ont utilisé des rats sélectionnés selon la méthode de Tryon mais en
introduisant une nouvelle variable: la condition d’élevage.
Maze-bright
Environnement Environnement
appauvri
enrichi
Maze-Dull
Environnement Environnement
appauvri
enrichi
Environnement Enrichi
Les performances des rats montrent
que les différences entre les groupes
sont réduites lorsqu’ils ont été élevés
dans des conditions enrichies.
Cours psychobio du 20novembre (dernier cours !)
b) Études chez l’Humain
Les études menées chez les jumeaux offrent un abord intéressant de la
question.
Rappel :
Les « vrais jumeaux » = monozygotes (un seul et même ovule fécondé)
Les « faux jumeaux » = dizygotes (deux ovules différents sont fécondés en même temps)
Comparaison entre vrais et faux jumeaux
Comparaison entre jumeaux élevés séparément (adoption) ou dans la même famille
Exemple
Corrélation des
scores de QI global
Étude menée chez des jumeaux
(vrais/faux ; élevés séparés/ensemble).
Les jumeaux sont soumis à des tests
standardisés permettant d’évaluer le
quotient intellectuel (QI).
Chez les vais jumeaux élevés dans la même
famille il existe une forte corrélation entre les QI.
Chez les faux jumeaux cette corrélation est faible.
QI de
14
Ensembl Séparés Ensembl Séparés
12
Faux
jumeaux
10
80
QI de
80
10
120
140
Coefficient de corrélation = 0
On ne peut pas prédire le QI d’un individu
Partir de celui de son jumeau.
Vrais
jumeaux
QI de X
Pour chaque groupe on étudie les corrélations entre 14
les QI. Le coefficient de corrélation indique alors
la robustesse du lien entre le QI des membres d’un
12
même groupe.
Les différences entre les individus peuvent
10
s’expliquer par leur différence génétiques et
faiblement par des différences de conditions de vie.
Lorsque les jumeaux sont élevés séparément
on observe des corrélations similaires à celles
des jumeaux élevés ensemble.
Les différences entre les individus s’expliquent
faiblement par les différences de conditions de vie.
8
QI de X’
80
100
120
140
Coefficient de corrélation = 1
On peut aisément prédire le QI d’un individu à p
Mais quelles conditions de vie?
On a peu d’informations sur les différences de conditions de vie et on peut supposer qu’il y en
a peu entre les jumeaux séparés par une adoption.
L’influence de ces différences sur les corrélations est donc nécessairement faible, puisqu’il
n’existe pas dans l’absolu.
Lorsqu’on s’intéresse au scores des différentes épreuves du test.
Lorsqu’on s’intéresse au rôle des expériences « non-partagées » au sein d’une même famille.
Deux enfants, ont des activités différentes, des relations avec les parents différentes.
Lorsqu’on s’intéresse aux scores des différences épreuves du test de QI séparément.
Les corrélations montrent que les différences de performances aux épreuves s’expliquent
autant par des différences génétiques que par des différences en termes d’expériences non
partagés.
La contribution des différences génétiques et des différences de condition de vie (expériences
non-partagées) aux différences des performances aux épreuves sont similaires.
Ces études ne donnent pas d’information sur la part du patrimoine génétique ou sur la part de
l’environnement dans les capacités des individus. Elles montrent cependant que les
différences entre les individus peuvent s’expliquer par leurs différences génétiques et des
différences en termes d’expériences vécues.
Dans une certaine mesure notre comportement dépend de notre patrimoine génétique car ce
facteur intervient dans l’organisation et le fonctionnement du Système Nerveux Central.
Les variations génétiques peuvent en partie expliquer des variations comportementales.
Mais le SNC dispose de capacités de changement sous l’influence de nos expériences.
Cette plasticité est limitée à certaines fonctions (selon l’espèce) et à certaines périodes de la
vie de l’individu.
Effet de l’environnement sur le comportement et le système nerveux central.
1947 Hebb observe des différences de comportements entre les rats de son laboratoire et ceux
élevés à son domicile.
La comparaison des performances des rats des deux groups dans des tests d’apprentissages
montre que les rats élevés à son domiciles présentent de meilleurs performances.
Un facteur qui pourrait expliquer cette différence est le type de conditions dans lesquelles les
rats séjournent.
De nombreuses expérience depuis lors ont utilisé des conditions d’élevage différentes en tant
que variables indépendantes afin d’évaluer les effets de ces conditions sur des variables
comportementales et neurobiologiques. Les conditions d’élevages ont-elles réellement un
impact sur le comportement ? quand les deux sont mesurés, on s’intéresse aux corrélations.
Les animaux ayant été élevés dans des conditions enrichies ont de meilleures performances
dans de nombreuses tâches comportementales.
Labyrinthe de hebb et Williams : on change la configuration du labyrinthe jour après jours.
Labyrinthe radical à 8branche : capacité à s’orienter et à se souvenir d’où il était.
Test de la piscine
C’est ce type d’études qui sont réalisé, pour mesurer les différences entre les conditions de
vie.
Les effets neurobiologiques des conditions enrichies.
Les 1ères expériences ont montrée une augmentation du poids du cerveau et de l’épaisseur du
cortex (visuel) chez les animaux placés dans un environnement enrichi (comparaison à des
animaux en environnement appauvris).
Depuis d’autres expériences ont confirmé ses données et ont montré des changements de la
structure de certaines régions cérébrales.
Mais des changements ont été mis en évidence également dans d’autres régions du système
nerveux central comme l’hippocampe.
Rôle de l’hippocampe dans la mémoire
Condition standard
hippocamp
condition enrichie
Exemples de modifications de la structure
Des neurones au niveau :
De l’hippocampe
Du cortex
Certaines cellules avaient la capacités de se régénérer (hippocampe) multiplication des
cellules dans cette région là.
neurogenèse dans l’hippocampe
Parmi les cellules multipliées, ils en restent plus chez les individus vivant dans des conditions
enrichies. Plus grands nombres de neurones donc le poids du cerveau est plus important, et les
capacités de mémoire sont meilleures. Meilleurs capacités à gérer les émotions, s’adapter à un
nouvel environnement.
Chez l’Humain
Maguire et ses collaborateurs en 2000 se sont intéressés à une population dont la profession
amène les individus à exercer quotidiennement leurs capacités d’orientation spatiale : les
chauffeurs de taxi.
A l’aide de techniques d’imagerie (IRM) ils ont comparés le volume de l’hippocampe, droit et
gauche des chauffeurs de taxi à celui d’individus contrôles.
Les résultats montrent que la partie
postérieure de l’hippocampe est plus
volumineuse chez les chauffeurs de taxi
que chez les sujets contrôles.
Pour la partie antérieure l’effet est inverse.
L’expérience acquise induit une réorganisation
en faveur de la partie la plus concernée par la
mémoire des lieux.
Les chercheurs ont étudiés la corrélation
entre le volume de l’hippocampe et la durée
d’exercice de la profession.
Il existe une corrélation positive
entre la duré d’exercice de la profession
et le volume de la partie postérieure de
l’hippocampe (droit). Elle est négative
pour la partie antérieure.
L’utilisation fréquente des capacités
d’orientation induit des changements
de la structure de l’hippocampe des
chauffeurs de taxis.