Motivation et Émotions (Neuroscience de l'Apprentissage)

Les chercheurs ont étudié comment les processus cérébraux sont liés à de nombreuses fonctions cognitives différentes. Mais les chercheurs se sont également intéressés aux processus cérébraux impliqués dans les fonctions non cognitives, telles que la motivation et les émotions. Ces fonctions sont examinées à leur tour.

La motivation est définie comme le processus par lequel des activités orientées vers un but sont initiées et maintenues. Les actions motivées comprennent le choix des tâches, l'effort (physique et mental), la persistance et la réussite. Le chapitre 8 aborde également les divers processus dont l'on suppose qu'ils affectent la motivation, tels que les buts, le sentiment d'auto-efficacité, les besoins, les valeurs et les perceptions de contrôle.

Les théories contemporaines décrivent la motivation principalement en termes cognitifs. La plupart des processus de motivation ont des composantes cognitives. Le sentiment d'efficacité personnelle, par exemple, se réfère aux capacités perçues d'apprendre ou d'exécuter des comportements à des niveaux désignés. Le sentiment d'efficacité personnelle est une croyance cognitive. En tant que telle, elle a probablement une représentation neuronale du type de celle dont il est question dans ce chapitre. Bien que la recherche fasse défaut dans ce domaine, nous pourrions nous attendre à ce que les croyances en l'efficacité personnelle soient représentées dans le cerveau comme un réseau neuronal qui relie le domaine étudié (par exemple, les fractions, la lecture de romans) aux informations sensorielles actuelles. D'autres processus de motivation peuvent également être représentés dans des réseaux synaptiques, tout comme les processus impliqués dans l'autorégulation, tels que la métacognition et les buts. Davantage de recherches neurophysiologiques sur la motivation et les variables d'autorégulation contribueraient à combler le fossé entre l'éducation et les neurosciences (Byrnes & Fox, 1998).

D'un point de vue des neurosciences cognitives, il existe au moins deux types de contreparties neuronales de la motivation. Il s'agit des récompenses et des états de motivation.

Récompenses

Les récompenses ont une longue histoire dans la recherche sur la motivation. Elles sont des composantes clés des théories du conditionnement, qui soutiennent que les comportements qui sont renforcés (récompensés) ont tendance à se répéter à l'avenir. La motivation représente une augmentation du taux, de l'intensité ou de la durée du comportement.

Les théories cognitives et constructivistes de la motivation postulent que c'est l'attente d'une récompense, plutôt que la récompense elle-même, qui motive le comportement. Les récompenses peuvent soutenir la motivation lorsqu'elles sont données en fonction d'une performance compétente ou des progrès dans l'apprentissage. La motivation peut diminuer avec le temps lorsque les gens considèrent que les récompenses contrôlent leur comportement (c'est-à-dire qu'ils effectuent une tâche afin de gagner une récompense).

Le cerveau semble avoir un système de traitement des récompenses (Jensen, 2005), mais, comme les autres fonctions cérébrales, celui-ci est également complexe. De nombreuses structures cérébrales sont impliquées, notamment l'hypothalamus, le cortex préfrontal et l'amygdale. Le cerveau produit ses propres récompenses sous la forme d'opiacés qui entraînent un état d'euphorie naturelle. Cet effet suggère que le cerveau peut être prédisposé à vivre et à maintenir des résultats agréables. L'attente de recevoir une récompense pour une performance compétente ou améliorée peut activer ce réseau de plaisir, qui produit le neurotransmetteur dopamine. Il se peut que le cerveau stocke, dans le cadre d'un réseau neuronal, l'attente d'une récompense pour l'exécution de l'action. En fait, la dopamine peut être produite par l'attente du plaisir (anticipation de la récompense), ainsi que par le plaisir lui-même. La dopamine augmente lorsqu'il y a un écart entre les récompenses attendues et les récompenses réalisées (par exemple, les personnes s'attendent à une grande récompense mais en reçoivent une petite). Le système de la dopamine peut aider les gens à ajuster leurs attentes, ce qui est un type d'apprentissage (Varma et al., 2008).

Mais le cerveau peut aussi être saturé de récompenses, de sorte que l'attente d'une récompense ou la réception d'une récompense ne produit pas autant de plaisir qu'auparavant. Il est possible que l'attente d'une plus grande récompense soit nécessaire pour produire de la dopamine, et si ce n'est pas le cas, l'effet peut s'éteindre. Ce point peut aider à expliquer pourquoi certaines récompenses perdent leur pouvoir de motivation au fil du temps.

Des recherches sont nécessaires pour déterminer si d'autres motivateurs cognitifs—tels que les objectifs et la perception des progrès de l'apprentissage—déclenchent également des réponses dopaminergiques et ont donc des référents neurophysiologiques. Le point à noter, cependant, est que la production de dopamine est idiosyncrasique. Le même niveau de récompense ou d'attente de récompense ne motivera pas tous les étudiants de manière uniforme, ce qui suggère que d'autres processus cérébraux sont impliqués dans la motivation. Ce point a des implications pratiques pour l'enseignement, car il suggère que les enseignants qui prévoient d'utiliser des récompenses doivent apprendre ce qui motive chaque étudiant et établir un système de récompense qui peut s'adapter aux changements de préférences des étudiants.

États de motivation

D'un point de vue des neurosciences cognitives, les états de motivation sont des connexions neuronales complexes qui comprennent les émotions, les cognitions et les comportements (Jensen, 2005). Les états changent avec les conditions. Si plusieurs heures se sont écoulées depuis que nous avons mangé, alors nous sommes probablement dans un état de faim. Nous pouvons être dans un état d'inquiétude si des problèmes nous pressent. Si les choses vont bien, nous pouvons être dans un état heureux. De même, un état de motivation peut inclure des émotions, des cognitions et des comportements axés sur l'apprentissage. Comme les autres états, un état de motivation est une combinaison intégrée de l'esprit, du corps et du comportement qui se relie en fin de compte à un réseau de connexions synaptiques.

Les états sont fluides ; ils sont en constante évolution en fonction d'événements internes (par exemple, les pensées) et externes (par exemple, l'environnement). Un état de motivation donné peut se renforcer, s'affaiblir ou se transformer en un autre type d'état. Cette nature changeante des connexions synaptiques correspond à la nature de la motivation (discutée au chapitre 8), à savoir que la motivation est un processus plutôt qu'une chose. En tant que processus, elle n'est généralement pas stable, mais plutôt croît et diminue. La clé de l'éducation et de l'apprentissage est de maintenir la motivation dans une fourchette optimale.

Les enseignants comprennent intuitivement l'idée des états de motivation. Leur objectif est d'avoir les élèves dans un état de motivation pour l'apprentissage. À un moment donné, certains élèves seront dans cet état, mais d'autres connaîtront des états différents, notamment l'apathie, la tristesse, l'hyperactivité et la distraction. Pour changer ces états, les enseignants doivent d'abord s'attaquer aux états présents (par exemple, se demander pourquoi Kira est triste) et ensuite tenter de concentrer l'attention des élèves sur la tâche à accomplir.

L'intégration de la cognition, de l'émotion et du comportement postulée par les neurosciences est importante. Les composantes individuelles ne conduiront pas à un apprentissage souhaitable. Par exemple, les élèves qui croient vouloir apprendre et sont émotionnellement prêts à le faire n'apprendront néanmoins que peu de choses s'ils ne s'engagent dans aucun comportement. De même, un comportement motivé sans une orientation cognitive claire sur l'apprentissage sera une activité gaspillée. Les élèves qui sont soumis à un stress émotionnel mais qui veulent apprendre et s'engager dans des actions d'apprentissage sont susceptibles de constater que leur apprentissage est moins que maximal parce que les émotions empêchent la formation et la consolidation des connexions synaptiques.

Comme pour les preuves neurophysiologiques de la motivation, le fonctionnement des émotions dans le SNC n'est pas entièrement compris. Il existe diverses théories pour expliquer les émotions humaines (Byrnes, 2001).

Une théorie cohérente avec la vision précédente de la motivation est une théorie des réseaux (Halgren & Marinkovic, 1995). Selon cette vision, les réactions émotionnelles se composent de quatre étapes qui se chevauchent : complexe d'orientation, intégration d'événements émotionnels, sélection de la réponse et contexte émotionnel soutenu. Le complexe d'orientation est une réponse automatique dans laquelle les individus dirigent leur attention vers un stimulus ou un événement et mobilisent des ressources pour y faire face. Le complexe d'orientation produit une réponse neuronale qui est envoyée à d'autres étapes. Dans l'étape d'intégration d'événements émotionnels, ce stimulus ou cet événement est intégré aux informations de la mémoire de travail et de la mémoire à long terme, telles que les informations sur la définition ou la signification du stimulus ou de l'événement et le contexte.

Dans la troisième étape (sélection de la réponse), l'individu attribue une signification cognitive au stimulus ou à l'événement, intègre cette signification à une composante affective, identifie les actions possibles et en sélectionne une. Enfin, pendant l'étape du contexte émotionnel soutenu, l'humeur de l'individu est liée aux résultats des étapes précédentes. Chaque étape est liée à des zones neuronales spécifiques. Par exemple, le contexte émotionnel soutenu semble être associé à des firings neuronaux dans les zones du lobe frontal (Halgren & Marinkovic, 1995).

Mais les émotions semblent être plus complexes que cette analyse, car le même événement a le potentiel de susciter différentes émotions. La langue anglaise reflète ce potentiel de déclenchement multiple, comme lorsqu'on dit après avoir entendu une nouvelle : « Je ne savais pas si je devais rire ou pleurer. » Il est également possible que l'activité émotionnelle dans le cerveau soit différente pour les émotions primaires et les émotions culturelles (Byrnes, 2001). Les émotions primaires (par exemple, la peur, la colère, la surprise) peuvent avoir une base neuronale innée centrée dans l'hémisphère droit (qui régule une grande partie du fonctionnement du SNA), tandis que les émotions qui impliquent des significations culturelles (par exemple, les déclarations faites par des personnes qui peuvent être interprétées de différentes manières) peuvent être davantage régies par l'hémisphère gauche avec ses fonctions linguistiques.

Les émotions peuvent aider à diriger l'attention, ce qui est nécessaire à l'apprentissage (Phelps, 2006). Les informations provenant de l'environnement vont au thalamus, où elles sont relayées à l'amygdale et au cortex frontal. L'amgydale détermine la significance émotionnelle du stimulus (Wolfe, 2001). Cette détermination est facilitatrice, car elle nous indique s'il faut courir, chercher un abri, attaquer ou rester neutre. Le cortex frontal fournit l'interprétation cognitive du stimulus, mais cela prend plus de temps. Une partie de ce que l'on entend par « contrôle émotionnel » n'est pas de simplement réagir à la significance émotionnelle (bien que lorsque la sécurité est en jeu, cela soit souhaitable), mais plutôt de retarder l'action jusqu'à ce que l'interprétation cognitive appropriée puisse être faite.

En plus de leur rôle dans l'attention, les émotions influencent également l'apprentissage et la mémoire (Phelps, 2006). Il semble que les hormones épinéphrine et norépinéphrine, qui sont sécrétées par le cortex surrénal pour produire les réponses autonomes impliquées dans les émotions, améliorent également la mémoire du stimulus ou de l'événement déclencheur dans le lobe temporal du cerveau (Wolfe, 2001). La mémoire consciente des situations émotionnelles est mieux consolidée grâce aux actions de ces hormones.

Le fait que les émotions puissent améliorer l'apprentissage ne doit pas être interprété comme une recommandation que les éducateurs devraient rendre l'apprentissage aussi stressant que possible. Comme nous l'avons vu précédemment, trop de stress interfère avec la formation et la consolidation des réseaux neuronaux. Au contraire, ce point suggère que la motivation et les émotions peuvent être utilisées de manière constructive pour améliorer l'apprentissage. Les enseignants qui donnent beaucoup de cours suscitent peu d'implication émotionnelle de la part des élèves. Mais l'intérêt émotionnel devrait augmenter lorsque les enseignants impliquent les élèves dans l'apprentissage. Les activités telles que les jeux de rôle, les discussions et les démonstrations sont susceptibles de susciter une plus grande motivation et des émotions et de conduire à un meilleur apprentissage que les cours magistraux des enseignants.

L'augmentation des émotions pendant l'apprentissage n'est efficace que jusqu'à un certain point. Trop d'émotion (par exemple, un stress élevé) pendant de longues périodes n'est pas souhaitable en raison de tous les effets secondaires négatifs (par exemple, augmentation de la pression artérielle, système immunitaire compromis). Les élèves dans des situations stressantes prolongées s'inquiètent également excessivement, et les pensées associées à l'inquiétude entravent l'apprentissage.

Ces effets négatifs provoqués par le stress ou les menaces surviennent en partie à cause de l'hormone cortisol, qui, comme l'épinéphrine et la norépinéphrine, est sécrétée par les glandes surrénales (Lemonick, 2007). L'épinéphrine et la norépinéphrine agissent rapidement, et le cortisol est un type de sauvegarde de longue durée. De grandes quantités de cortisol dans le corps pendant de longues périodes peuvent entraîner une détérioration de l'hippocampe et une diminution du fonctionnement cognitif (Wolfe, 2001).

Le cortisol est également essentiel pendant le développement du cerveau. Les nourrissons tissent des liens émotionnels avec leurs parents ou leurs tuteurs. Lorsque les bébés subissent du stress, leurs niveaux de cortisol augmentent dans leur corps. Le cortisol retarde le développement du cerveau car il réduit le nombre de synapses et laisse les neurones vulnérables aux dommages (Trawick-Smith, 2003). En revanche, lorsque les bébés forment des attachements et les maintiennent au fil du temps, les niveaux de cortisol n'augmentent pas (Gunnar, 1996). Lorsque les attachements sont sécurisés, les niveaux de cortisol n'atteignent pas des niveaux dangereux, même dans des conditions stressantes. Il est donc essentiel que les jeunes enfants croient que leurs parents ou leurs tuteurs les aiment et sont des tuteurs fiables.

En résumé, nous pouvons voir que la motivation et les émotions sont intégralement liées au traitement cognitif et aux activités neuronales. De plus, les preuves résumées dans cette section indiquent clairement que lorsque la motivation et les émotions sont correctement régulées, elles peuvent affecter positivement l'attention, l'apprentissage et la mémoire. Nous allons maintenant aborder les applications pédagogiques des neurosciences pour l'enseignement et l'apprentissage.