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Entretien

Entretien avec Stanislas Dehaene

Réalisé par Sabine Cassard
Stanislas Dehaene et Sabine Cassard
p. 87-89

Texte intégral

1Stanislas Dehaene est titulaire de la chaire Psychologie cognitive expérimentale depuis 2005, membre de l’Académie des sciences et directeur de l’unité de neuro-imagerie cognitive du centre NeuroSpin (CEA de Saclay). Il préside également le conseil scientifique de l’Éducation nationale (CSEN) créé en janvier 2018 à la demande du ministre de l’Éducation nationale, Jean-Michel Blanquer. Il a publié en septembre un ouvrage, Apprendre ! Les talents du cerveau, le défi des machines (Odile Jacob, 2018), qui reprend une partie de son enseignement au Collège de France durant les six dernières années.

Exemple d’imageri...Exemple d’imagerie cérébrale obtenue à Neurospin.

Exemple d’imagerie cérébrale obtenue à Neurospin.

© CEA.

On retrouve dans votre ouvrage plusieurs thèmes développés lors de vos cours. Le livre est-il pour vous un moyen de poursuivre la réflexion amorcée lors de votre enseignement au Collège de France ?

SD : La règle au Collège de France est de ne jamais faire le même cours d’une année à l’autre. C’est un principe très important, qui pousse les professeurs à se renouveler constamment. Je l’applique d’ailleurs à la lettre en changeant tout, jusqu’aux visuels, toujours différents, en essayant d’arriver chaque année à une synthèse d’un domaine spécifique de recherches. Tant et si bien que, presque chaque année, il y aurait matière à un livre ! Le livre permet en effet de prolonger la réflexion qui a été amorcée. Plusieurs des thèmes abordés dans mes cours se retrouvent dans Apprendre !, en particulier ceux consacrés aux mécanismes cérébraux de la lecture (2006), aux fondements cognitifs de l’arithmétique élémentaire (2007) ainsi que « Le bébé statisticien : les théories bayésiennes de l’apprentissage (2012) » et « Les apprentissages scolaires et leurs fondements cognitifs (2014) ». En effet, l’un des grands problèmes posés par les sciences cognitives est, selon moi, de comprendre comment l’éducation parvient à transformer le cerveau.

D’importants progrès ont été réalisés au cours des trente dernières années dans la compréhension des principes fondamentaux de la plasticité cérébrale et de l’apprentissage. En quoi les neurosciences peuvent-elles être utiles aux enseignants ?

SD : Effectivement, les chercheurs comprennent mieux le fonctionnement de la mémoire et ont révélé le rôle fondamental de l’attention, l’importance du sommeil. Ce sont des découvertes qui peuvent aider à une meilleure organisation scolaire. Les compétences des très jeunes enfants pour le langage, l’arithmétique, la logique ou l’estimation des probabilités remettent en question certains postulats fondamentaux des théories constructivistes de l’apprentissage, en démontrant l’existence d’intuitions précoces et abstraites des enfants, sur lesquelles l’enseignement doit s’appuyer. La réalité de pathologies du développement telles que la dyslexie, la dyscalculie, la dyspraxie, ou les troubles de l’attention, ne fait également plus de doute, et des stratégies existent pour les détecter et les compenser.

Je suis convaincu que nous ne pouvons pas enseigner convenablement sans posséder, implicitement ou explicitement, un modèle mental de ce qui se passe dans la tête de l’enfant – quelles sont ses intuitions, correctes ou erronées, quelles sont les étapes par lesquelles il doit passer pour progresser, et quels facteurs l’aident à développer ses compétences. Tous les enfants démarrent dans la vie avec une organisation cérébrale similaire. Il existe donc des principes fondamentaux que tout enseignement, s’il se veut efficace, se doit de respecter – tout en demeurant compatibles avec une grande créativité pédagogique.

Mon livre fait état des avancées scientifiques dans le domaine des sciences cognitives. Je ne cherche pas à faire du militantisme en faveur des sciences cognitives, mais je suis un scientifique engagé. Lors de la première réunion du conseil scientifique, j’ai d’ailleurs dit à mes collègues que notre mission était d’abord d’aider les enfants.

Votre ouvrage repose sur l’hypothèse que l’apprentissage est, chez l’humain, une fonction supérieure du cerveau, et ce dès le plus jeune âge. Plus que des Homos sapiens, nous serions des Homo docens ?

SD : Oui, la devise du Collège de France Docet omnia peut s’appliquer à l’espèce humaine toute entière ! L’homme est l’espèce qui est en mesure de tout s’enseigner, qui peut tout apprendre et c’est une caractéristique qui lui est propre et qui le différencie de l’animal. Notre cerveau est capable de formuler des hypothèses d’une extrême productivité, et de sélectionner celles qui s’avèrent appropriées pour les transformer en des connaissances solides sur notre environnement. Toutes les espèces dressent une carte de leur environnement, mais seuls les humains créent des théories scientifiques du monde – leur envie de connaître atteint un paroxysme. Notre cerveau apprend en sélectionnant parmi tout un ensemble de grammaires abstraites, celle qui répond le mieux aux données, et cela dès la petite enfance. Apprendre exige une double architecture : une immense quantité de modèles génératifs internes, capable d’élaborer une myriade de règles et de structures hypothétiques, associée à des algorithmes efficaces pour les ajuster à la réalité.

L’espèce humaine est aussi la seule qui parvienne à modifier ses représentations mentales et ses circuits cérébraux par le biais d’un enseignement explicite. Dans le livre, je cite un article paru dans Science en 2006 qui prend l’exemple de l’enseignement chez des suricates, lesquels apprennent progressivement à leurs petits comment manger des scorpions sans se faire piquer. Mais il n’y a aucune preuve que les adultes suricates prêtent attention au savoir de leurs jeunes. Pour autant, il pourrait s’agir d’un comportement entièrement pré-câblé, spécifique à l’apprentissage de la consommation des scorpions. Nous sommes les seuls à posséder une « théorie » de l’esprit des autres, la capacité de faire attention à leur attention. La relation pédagogique se fonde sur l’attention et l’écoute réciproque, partagée de l’enseignant et de l’élève. La confiance est aussi un élément essentiel.

La plasticité neuronale présente pourtant des limites…

SD : Certains circuits se ferment, mais beaucoup restent ouverts. Les synapses se remodèlent en permanence. L’activité neuronale, ou son absence, module sélectivement la stabilité des synapses. L’apprentissage d’une langue étrangère par exemple révèle la diminution de la plasticité avec l’âge. Pour les langues, la plasticité semble se figer à la puberté, même si d’autres facteurs liés à la motivation ou à la socialisation ne doivent pas être exclus. Mais, ce qui est parfaitement établi, c’est que plus on apprend tardivement une langue, moins on parvient à la retranscrire correctement, sans accent étranger ni erreurs de grammaire. Inversement, plus un enfant passe de temps dans son pays d’origine avant d’être adopté, plus son cerveau conserve une trace de sa langue d’origine. Celle-ci reste partiellement imprimée dans des circuits neuronaux inconscients. C’est notamment le cas chez les enfants bilingues.

L’un des chapitres de votre livre s’intitule « Pourquoi notre cerveau apprend mieux que les machines ». Selon vous, les avancées dans le domaine de l’intelligence artificielle sont spectaculaires, mais elles sont loin d’égaler le cerveau humain.

SD : Le cerveau humain est nettement supérieur à la machine. Il le surpasse dans plusieurs domaines grâce à ses caractéristiques uniques : sa vitesse de calcul avec peu de données, et surtout un apprentissage profond, qui débouche sur des connaissances explicites et communicables à d’autres. Le cerveau du bébé apprend à une vitesse record, notamment les langues – il est bien plus performant que les machines actuelles ! Il est vrai que les avancées de l’informatique sont spectaculaires, mais elles restent limitées. Les algorithmes d’apprentissage profond conventionnels ne sont qu’une imitation du fonctionnement de certains circuits du cerveau, qui correspond approximativement aux premières étapes de traitement sensoriel, dans lequel le cerveau opère dans un mode non conscient. C’est seulement dans une seconde étape, beaucoup plus lente, consciente et réfléchie, que notre cerveau déploie ses capacités de raisonnement, d’inférence, de souplesse, que l’intelligence artificielle ne parvient pas à concurrencer.

Vous citez à plusieurs reprises les travaux de Yann LeCun qui travaille depuis trente ans sur « l’apprentissage automatique » (machine learning) et « l’apprentissage profond » (deep learning) et qui a été titulaire de la chaire annuelle Informatique et sciences numériques (2015-2016). Comment dialoguez-vous avec lui ?

  • 1 Stanislas Dehaene, Yann LeCun, Jacques Girardon, La plus belle histoire de l’intelligence, Paris, R (...)

SD : En réalité, nous dialoguons depuis longtemps. Nous nous sommes rencontrés en 1986, lorsque nous étions étudiants, dans la toute première école d’été consacrée à l’apprentissage dans les réseaux de neurones artificiels. Nous avons comme préoccupation commune de chercher à comprendre l’intelligence et ses principes sous-jacents. Nos disciplines s’enrichissent mutuellement. Nous venons d’ailleurs de publier un ouvrage commun, La plus belle histoire de l’intelligence1, dans lequel nous débattons de la définition de l’intelligence, des avancées en éthologie, en sciences cognitives, et en intelligence artificielle, et de ce qu’il reste à découvrir dans toutes ces domaines.

Le centre NeuroSpin que vous dirigez, s’est doté en 2017 d’un scanner IRM qui sera, après sa mise en service prévue en 2019, le plus puissant au monde pour l’exploration du cerveau humain.

SD : Oui, ce scanner IRM est unique par la puissance de son aimant (11,7 teslas). Il détiendra le record mondial d’intensité de champ magnétique pour une utilisation chez l’homme. L’objectif est de comprendre l’organisation fine du cerveau humain, en pratiquant un zoom à l’échelle d’environ 500 microns, ce qui permettra de distinguer des codes neuronaux et d’étudier l’organisation fonctionnelle des couches du cortex. Cette connaissance fine des mécanismes du fonctionnement cérébral « normal » devrait, à terme, conduire également à une meilleure appréhension de ses dysfonctionnements, des maladies neurologiques ou psychiatriques.

Le cours de cette année s’intitule « Avancées récentes en imagerie cérébrale et décodage des représentations mentales ». Pouvez-vous en détailler les grandes lignes ?

Précisément, j’y expose la manière dont l’imagerie cérébrale a considérablement progressé dans les dix dernières années, aussi bien en IRM que dans d’autres modalités comme la magnéto-encéphalographie. Des techniques d’intelligence artificielle nous aident aujourd’hui à analyser les signaux issus du cerveau – à tel point que nous parvenons, dans une certaine mesure, à décoder les images mentales et les concepts auxquels pense le volontaire que nous scannons. Les liens entre la psychologie et les neurosciences se renforcent ainsi chaque jour.

Examen IRM pratiq...Examen IRM pratiqué au centre NeuroSpin.

Examen IRM pratiqué au centre NeuroSpin.

© CEA.

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Annexe

Le rôle de l’expérimentation dans le domaine éducatif

Le conseil scientifique de l’Éducation nationale s’est installé le 10 janvier 2018. Il s’agit d’un organe consultatif placé sous l’autorité du ministre de l’Éducation nationale, Jean-Michel Blanquer. Il se compose de vingt et un scientifiques, tous volontaires, issus de différentes disciplines et présidé par Stanislas Dehaene. Gérard Berry, professeur au Collège de France et titulaire de la chaire Informatique et sciences numériques fait partie de cette équipe de scientifiques, ainsi qu’Esther Duflo, professeur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), et titulaire de la chaire Savoirs contre pauvreté-AFD en 2008-2009. Les missions principales du conseil sont d’émettre des avis et des recommandations dans le domaine de l’éducation et de promouvoir la recherche scientifique sur les pratiques éducatives.

1er février 2018

Colloque organisé au Collège de France dans le cadre des missions du conseil scientifique de l’Éducation nationale

Marc GURGAND
Expérimentation scolaire : du laboratoire à la classe

Elizabeth Spelke
Jouer à l’école pour développer le sens des nombres et la géométrie

Esther Duflo
Comment généraliser une expérience réussie : l’exemple du soutien scolaire

Éric CHARBONNIER
L’apport des grandes enquêtes internationales : principaux enseignements de PISA

Thierry Rocher
Que nous disent les évaluations des élèves en France ?

Ghislaine DEHAENE-LAMBERTZ
Apport de l’imagerie pour comprendre les mécanismes d’apprentissage chez l’enfant

Johannes Ziegler
GraphoGame : conception et expérimentations en France et en Finlande

Stanislas Dehaene
Comment les logiciels pédagogiques peuvent-ils faciliter l’évaluation et l’entraînement à la lecture et au calcul ?

Conclusion générale
par le ministre de l’Éducation nationale,
Jean-Michel Blanquer

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Notes

1 Stanislas Dehaene, Yann LeCun, Jacques Girardon, La plus belle histoire de l’intelligence, Paris, Robert Laffont, 2018.

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Table des illustrations

Titre Exemple d’imagerie cérébrale obtenue à Neurospin.
Crédits © CEA.
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Fichier image/jpeg, 1,0M
URL http://journals.openedition.org/lettre-cdf/docannexe/image/4600/img-2.jpg
Fichier image/jpeg, 192k
Titre Examen IRM pratiqué au centre NeuroSpin.
Crédits © CEA.
URL http://journals.openedition.org/lettre-cdf/docannexe/image/4600/img-3.jpg
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Pour citer cet article

Référence électronique

Stanislas Dehaene et Sabine Cassard, « Entretien avec Stanislas Dehaene », La lettre du Collège de France [En ligne], 44 | 2017-2018, mis en ligne le 21 mai 2019, consulté le 19 juillet 2019. URL : http://journals.openedition.org/lettre-cdf/4600

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Auteurs

Stanislas Dehaene

Chaire Psychologie cognitive expérimentale

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Droits d’auteur

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