SCIENCES DU CERVEAU Perspectives : ce cours entend étudier

SCIENCES DU CERVEAU
Perspectives : ce cours entend étudier les sciences de cerveau en tant qu’objet de communication et
argument scientifique pour appuyer les thèses de la communication.
Cours 1 : Introduction aux sciences
La recherche fondamentale a pour but de mieux connaître et de savoir plus : c’est la science pour la
science. Son but est d’améliorer et d’augmenter le nombre des connaissances et compréhensions
scientifiques. Elle regroupe les travaux de recherche n’ayant pas de finalité économique déterminée au
moment des travaux. C’est la base de tout progrès scientifique.
La recherche appliquée est un travail de recherche pour résoudre des problèmes d’usage pratique.
Ingénierie ; médecine ; technologie ; etc : c’est l’utilisation ou la construction de dispositifs concrets
particuliers (qui mène parfois à l’amélioration empirique avec l’expérience).
La méthode scientifique
▪ Le réductionnisme scientifique
- C’est le découpage d’une question générale en sous-questions plus faciles, etc.
Ex :
Deux problèmes se posent :
- Quand le réductionnisme est utilisé au sens péjoratif dans une démarche de généralisation (ex : la
découverte d’une molécule qui participe au fonctionnement de la mémoire devient « molécule X : le gêne de
l’intelligence ! »).
- Le risque de perte de vue des objectifs fondamentaux de la recherche.
▪ la méthode expérimentale : principes
→ Se baser sur une littérature antérieure
→ Formuler une nouvelle hypothèse (la plus élémentaire possible)
→ Expérimenter
→ Analyser les résultats
→ Valider ou invalider l’hypothèse
▪ Le critère de significativité statistique
▪ Le critère de reproductibilité des résultats
Tout résultat obtenu scientifiquement doit pouvoir être reproduit par n’importe quel autre chercheur dans le
monde, en utilisant la même méthode. La connaissance scientifique est accessible à tout le monde, et doit se
communiquer via les revues scientifiques et autres supports de presse.
▪ Le critère de réfutabilité
Toute théorie doit être construite de manière à être potentiellement contredite et réfutée avec les mêmes
méthodes scientifiques. Ainsi, un « fait » scientifique reste toujours une hypothèse réfutable.
La communication scientifique
Elle passe par
▪ La présentation de posters et tableaux explicatifs lors de congrès.
▪ La présentation de conférences lors des congrès, mais qui ont une valeur moindre que les traces écrites.

▪ La publication d’articles scientifiques dans les revues internationales à comité de lecture. Un résultat
n’est validé comme « scientifique » que s’il est paru dans une revue.
Un article dans de telles revues est construit avec un résumé > une introduction > présentation du matériel et
des méthodes > Résultats obtenus > Discussion > Bibliographie.
Problèmes liés à la vulgarisation scientifique :
> Le risque de simplification exagérée de la problématique scientifique
> L’exagération des résultats et/ou des interprétations, et/ou des implications…
> L’usurpation du caractère scientifique de certains faits
Cours 2 : Introduction aux sciences du cerveau
L’organisation du vivant
Les sciences humaines sont les plus complexes car elles englobent l’intégralité du système humain. Par
ordre de complexité on trouve donc :
L’atome >>> La cellule >>> L’organisme >>> Les sociétés d’organismes
Les sciences physiques >>> Les sciences naturelles >>> Les sciences humaines
Chaque niveau (atomique, moléculaire, etc.) est appelé niveau d’organisation et est régi par ses propres
règles d’organisation.
Le cerveau
Constitué de 100 milliards de neurones, il compte 40 000 connexions dans le cortex, couche de 2mm qui
entoure le cerveau et comprend les fonctions mentales supérieures.
Les objectifs des sciences du cerveau
Le but des sciences du cerveau est de mettre en relation les comportements et les processus cognitifs
avec l’activité cérébrale sous-jacente, et réciproquement, afin de mieux comprendre les uns et les autres.
Disciplines des sciences du cerveau :
▪ Psychophysiologie
▪ Neurosciences cognitives
▪ Neurosciences
▪ Sciences cognitives (linguistique, intelligence artificielle, etc.)
▪ Neurologie
▪ Neuropsychologie
▪ Les représentations du cerveau
- Le premier à avoir représenté le cerveau est Léonard de Vinci
- Puis la phrénologie : théorie du neurologue viennois François Joseph Gall (1757-1828) : « à chaque
zone du cerveau correspond une capacité bien précise ». Ex : la bisse de la sagesse, la bosse de la
métaphysique… cette théorie s’est révélée être une erreur.
- En 1909, on définit les aires de Broadmann : chaque aire du cerveau se différencie de sa voisine par
sa composition cellulaire.
- 1950 : L’homonculus par Penfield et Rasmussen (1950) : topographie qui correspond à la forme
distordue de notre corps sur laquelle la représentation d'une partie du corps est d'autant plus étendue sur le
cortex que la sensibilité est fine, complexe, riche dans la zone corporelle considérée
Echelle microscopique : le neurone (ou cellule nerveuse)

Composition : des dendrites qui reçoivent l’information ; un corps cellulaire prolongé par un axone, qui se
termine par de nombreux synapses.
→ La communication neuronale est électrique et se base sur le principe du potentiel d’action : Il faut
que la stimulation soit suffisamment importante pour déclencher le « potentiel d’action », qui s’exécutera
toujours de la même façon ► C’est une transposition du système binaire.
Les neurones transmettent l’information de façon quantitative en produisant plus ou moins de potentiel
d’action, ce qui provoque mécaniquement la production d’autres potentiels d’action jusqu’à ce qu’une
« sortie » cognitive ou comportementale soit produite.
Les neurones sont séparés entre eux par des synapses.
- A l’intérieur des neurones, la communication est électrique.
- Entre les neurones, la communication est chimique, par l’intermédiaire des neurotransmetteurs qui
font lien entre les éléments présynaptiques et les dendrites.
→ La fluidité de la communication entre synapses est garante de la mémoire.
Techniques d’enregistrement de l’activité cérébrale
● Pour enregistrer l’activité électrique, on approche une électrode d’un neurone (on peut rester à l’extérieur,
car l’électricité se répercute à l’extérieur) et on recueille son activité électrique et ses potentiels d’action →
C’est l’enregistrement unitaire.
● EEG : pas besoin d’ouvrir, on recueille l’activité électrique à la surface du crâne > c’est beaucoup moins
précis.
● IRM : L’image par résonance magnétique, qui distingue les différents types de tissus en fonction de leur
taux d’hydratation sanguine.
● IRMF : imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, qui permet de voir le cerveau fonctionner en
fonction de son taux d’hydratation sanguine.
● TEP : tomographie par émission de positrons. C’est une technique invasive : on ingère une substance
radioactive dans la carotide, et on voit comment la substance se diffuse.
Cours 3 : l’intégration visuelle
But du cours : comprendre comment l’humain perçoit pour mieux communiquer avec lui.
Plan
1. Bases anatomiques du système visuel
2. Fonctionnement du système visuel et représentation du monde
3. Les illusions d’optique
L’œil : un appareil optique
Du fait de la présence d’une « lentille » dans l’œil, l’image est reçue à l’envers sur la rétine. C’est le
cerveau qui va remettre l’image à l’endroit. Sur cette rétine le pouvoir séparateur dépend de la densité des
cellules rétiniennes : plus les cellules sont nombreuses, plus la définition de la vision est forte. Cette densité
varie sur les différentes zones de la rétine.
Le champ de vision est de 180° à l’horizontale et de 150° à la verticale. Ce champ de vision diminue
avec la vitesse de déplacement de l’individu.
- à 40 km/h, champ de vision = 100°
- à 70 km/h, champ de vision = 75°
- à 100 km/h, champ de vision = 45°
- à 130 km/h, champ de vision = 30°
Champ fovéal et champ périphérique
● Le Champ fovéal correspond au centre de l’image où l’on voit avec le plus de netteté (qui
correspond à la zone de densité rétinienne maximale). La zone de la rétine qui correspond au champ
fovéal est la macula, dans laquelle la lumière arrive directement sur une couche de photorécepteurs
cellulaires : les cônes. A leur place, sur le reste de la rétine on trouve une couche de cellules en bâtonnets.
● Autour du champ fovéal se trouve le champ périphérique.

C’est à cause de cette composition que notre regard parcourt tout un visage pour en avoir une vision
globale. La vision parcourt le visage, marque des temps d’arrêt pour prendre des « photos » et reconstituer
l’ensemble par la suite. Ainsi notre vision se concentre sur le triangle dessiné par les yeux et la bouche, puis
sur l’ovale du visage pour reconnaître un sujet.
Couleurs
La vision des couleurs est principalement réalisée au niveau de la fovéa. Tout le monde ne voit pas les
couleurs de la même manière. Au niveau de la rétine, 3 couleurs sont distinguées : bleu, rouge &
jaune… toutes les autres sont composées à partir de ces dernières.
Le point aveugle
C’est un point, situé à la naissance du nerf optique sur la rétine, où ne se trouve aucune cellule
photoréceptrice.
De l’œil au cortex
Quand l’information visuelle arrive au cortex visuel, elle est éclatée et décomposée dans les différentes
structures du cortex visuel. Ces structures visuelles vont contaminer le reste des fonctions du cerveau.
→ C’est pourquoi la vision est le sens en lequel nous avons le plus confiance.
Les illusions opticogéométriques.
Malgré tous les phénomènes physiologiques qu’elles induisent, on remarque que l’aspect culturel joue
souvent un rôle dans l’induction en erreur de ces illusions. Par exemple, nos civilisations occidentales sont
habituées à l’angle droit et ceci va jouer sur notre perception.
Cours 4 : Apprentissage et mémoire
Plan du cours :
1-Les Différents types d’apprentissages («Mises en mémoire», «Mémorisations»)
2-Les différents types de mémoires
3-Les bases neuronales de la mémoire
Les Différents types d’apprentissages («Mises en mémoire», «Mémorisations»)
Le niveau le plus élémentaire de la mémorisation est l’habituation. Il faut toutefois distinguer habituation
cellulaire et habituation cognitive.
> Habituation cellulaire : c’est le fait que les cellules trop stimulées ne déchargent pas leur énergie.
C’est ainsi que les neurones en viennent parfois à ne plus répondre. Ex : un bruit de fond tellement régulier
qu’on ne l’entend plus.
> Habituation cognitive : c’est l’atténuation de la réponse à un stimulus quand celui-ci est répété de
nombreuses fois. Cependant, cette habituation n’est pas provoquée par une adaptation sensorielle (les
neurones déchargent toujours autant d’énergie), et il n’y a pas de fatigue motrice (les neurones moteurs
déchargent toujours autant).
► C’est pourquoi lors d’une prise de parole, il faut penser à varier les intonations pour ne pas créer de
phénomène d’habituation dans l’auditoire.
▪ Déshabituation & sensibilisation
Après une habituation, la présentation d’un stimulus intense ramène la réponse à son niveau normal
(c’est la déshabituation) ou supérieur (sensibilisation), qui crée des réponses anormales.
▪ Le conditionnement Pavlovien
1. Présentation de la nourriture à un chien (stimulus inconditionnel) > salivation du chien.
2. Présentation de la sonnerie > pas de salivation (stimulus neutre)
3. Présentation répétée de la sonnerie et de la nourriture > salivation du chien
La sonnerie passe ainsi de stimulus neutre à stimulus conditionnel avec la répétition.
4. Présentation de la sonnerie seule (stimulus conditionnel) > salivation (réponse conditionnée).
Rque : le conditionnement pavlovien n’implique pas d’action volontaire
Extinction : comment « déconditionner » un sujet ?

> Présenter répétitivement la sonnerie sans nourriture. La réponse conditionnée disparaît progressivement.
L’extinction est un nouveau conditionnement qui couvre le conditionnement original. Le conditionnement
pavlovien original réapparaît si on associe de nouveau sonnerie et nourriture.
▪ Généralisation du stimulus : la réponse conditionnée est d’autant moindre que le stimulus conditionnel
présenté est différent du stimulus conditionnel original.
▪ Discrimination du stimulus
Deux stimuli conditionnels proches peuvent être systématiquement associés à deux stimuli inconditionnels
distincts. Pour avoir cette discrimination de stimulus, il faut créer un nouveau conditionnement. En tant
que communicants, il nous faut faire attention aux conditionnements dans les médias.
Ex : ne pas utiliser une chanson qui ressemble à celle d’une autre publicité à succès, ou alors faire une pub
d’anthologie pour faire oublier la précédente.
▪ L’apprentissage instrumental
Dans les apprentissages instrumentaux, le sujet doit apprendre à effectuer une action pour obtenir un
renforcement positif (ou récompense), ou éviter un renforcement négatif (punition).
▪ Conditionnement « opérant »
Nous utilisons tous des stratégies d’apprentissage par un système d’essais / erreurs.
On peut accroire le conditionnement par accroissement progressif de la complexité de la tâche.
Remarque : les conduites superstitieuses. Exemple : en informatique, il y a plusieurs façon de parvenir à un
même résultat. Or, si on arrive à faire quelque chose en 5 étapes là où il n’en faudrait que 3, on le fera
toujours en 5 fois par superstition. A nous d’en être conscient et de limiter ce processus pour ne pas laisser
apparaître de telles conduites.
▪ Les aspects sociaux de l’apprentissage.
> La seule présence d’un congénère améliore la performance lors de l’apprentissage d’une tâche (dans le
cadre d’un conditionnement opérant par exemple). On peut attribuer ce bénéfice à l’esprit de compétition,
mais cette règle ne s’applique pas au conditionnement pavlovien.
Ainsi, dans une discussion, un simple acquiescement augmente la quantité d’informations fournies par le
sujet.
Les différents types de mémoire
○ Mémoire à court terme = mémoire de travail
○ Mémoire à long terme = mémoire épisodique
○ Mémoire procédurale = mémoire des actions
En mémoire à court terme, tout individu ne peut mémoriser que 7 items (avec une marge de + ou – 2) dans
une liste pour un test visuel ou auditif.
Les bases neuronales de la mémoire
Quels sont les mécanismes neuronaux permettant le stockage et la conservation de l’information ? C’est
la modification des poids synaptiques dans l’hippocampe et dans l’ensemble du cerveau.
Les différents types d’amnésie :
● Amnésie antérograde (oubli à mesure) : elle est due à la lésion du système hippocampique. L’individu ne
peut plus rien apprendre.
● Amnésie rétrograde (lésions diverses) : peut concerner l’oubli de toute la vie d’un sujet.
Cours n°5 : Le Neuromarketing
•Définitions et objectifs du neuromarketing
•Expérimentations en neuromarketing
•Les systèmes neuronaux de récompense
•Utilisation de stimuli subliminaux