Michael Merzenich à propos de re-câbler le cerveau.

Cette machine, qui a toujours résidé dans nos crânes, me rappelle un aphorisme d'un commentaire de Woody Allen qui demande quelle est la meilleure chose à avoir dans son crâne. Et c'est cette machine. Construite pour le changement. Elle n'est que changement. Elle nous confère la faculté de faire demain des choses qui nous sont impossibles aujourd'hui, des choses aujourd'hui qu'on ne pouvait faire hier. Et bien sûr elle est née stupide.

La dernière fois que vous étiez en présence d'un bébé -- ceci est ma petite fille Mitra. N'est-elle pas fabuleuse? (Rires) Mais néanmoins quand elle est apparue bien que son cerveau ait déjà progressé lors de son développement pendant plusieurs mois grâce à son expérience dans l'utérus. Cependant elle a très peu d'aptitudes, comme chaque enfant au moment de la naissance à terme naturel. Si nous devions tester ses facultés de perception, elles apparaîtraient faibles. Il n'y a pas d'indices réels qu'il y ait une véritable pensée à l'œuvre. En fait il y a peu de preuves qu'il y ait des capacités cognitives chez le très jeune enfant. Les enfants ont peu de répondant . Il n'y a en fait que peu d'indications qu'il y ait une personne à bord. (Rires) Et ils peuvent seulement de façon primitive et limitée contrôler leurs mouvements.

Il faudra plusieurs mois avant que cet enfant puisse faire quelque chose d'aussi simple qu'atteindre et attraper de façon volontaire un objet et l'amener, généralement, à la bouche. Et il faudra plusieurs mois, et nous suivrons une lente progression de cette évolution passant des premiers balancements, aux roulades, à s'asseoir, et à ramper, se tenir debout, marcher, avant d'arriver à ce moment magique où l'on peut se mouvoir dans le monde. A ce point, lorsqu'on étudie plus avant le cerveau on voit de remarquables progrès. A cet âge le cerveau peut en fait stocker. Il a stocké, enregistré, peut retrouver rapidement le sens de milliers, de dizaines de milliers d'objets, d'actions, et leurs relations au monde. Et ces relations peuvent en fait être construites de centaines de milliers, probablement de millions de façons. A cet âge le cerveau contrôle des capacités de perceptions très fines. Et il dispose en fait d'un répertoire grandissant de capacités cognitives. Ce cerveau est une machine qui pense. Et à cet âge il n'y a absolument pas de doutes que ce cerveau, a une personne à bord. Et en fait à cet âge il contrôle essentiellement son propre développement. Et à cet âge nous voyons une évolution remarquable dans ses capacités à contrôler les mouvements.

Maintenant le mouvement s'est amélioré au point où il peut contrôler des mouvements simultanément dans une séquence complexe, d'une façon complexe par exemple comme ceux requis pour jouer un jeu compliqué comme le football. Ici ce garçon peut jongler de la tête avec un ballon de football. Et de là où vient cet enfant, Sao Paulo, au Brésil, environ 40 pour cent des garçons de cet âge en sont capables. Vous pourriez sortir dans la communauté de Monterey, et il vous serait difficile de trouver un garçon capable de cela. Et si vous réussissiez il viendrait probablement de Sao Paulo! (Rires)

C'est une autre façon de dire que nos capacités et talents uniques sont pour une grande part façonnés par notre environnement. Cet environnement s'étend dans notre culture contemporaine, cette chose qui défie notre cerveau. Parce que ce que nous avons fait dans nos évolutions personnelles a façonné un large répertoire de talents et capacités qui sont spécifiques à nos histoires individuelles. Et en fait elles aboutissent à une merveilleuse diversité du genre humain. D'une façon telle que pas deux d'entre nous ne sont vraiment pareil. Chacun de nous a un jeu différent de talents et capacités tous dérivés de la plasticité de l'adaptabilité de cette machine réellement remarquable. Dans un cerveau adulte nous avons bien sûr construit un large répertoire de talents et capacités maîtrisés que nous utilisons plus ou moins automatiquement depuis la mémoire, et qui nous définissent, comme des créatures qui agissent, bougent, pensent.

Actuellement nous les étudions, comme des idiots, scientifiques de laboratoires universitaires que nous sommes, en étudiant les cerveaux d'animaux comme les rats, ou les singes, ou cette créature particulièrement curieuse, une des formes de vie sur terre les plus bizarres, pour les étudier dans l'apprentissage de nouvelles capacités et talents. Et nous essayons de suivre les changements qui s'opèrent alors que la nouvelle faculté est acquise. En fait nous faisons cela avec les individus de tous âges, dans ces différentes espèces. C'est à dire depuis l'enfance, de l'enfance à l'âge adulte et la vieillesse. Donc nous devons, par exemple, étudier un rat qui acquiert une capacité ou compétence qui impose au rat l'usage de sa patte pour maîtriser ses comportements de préhension comme nous aurions examiné un enfant et ses facultés d'acquérir des sous-compétences, ou la capacité plus générale d'accomplir quelque chose comme maîtriser la lecture. Ou vous pouvez étudier un individu plus âgé qui maîtrise un jeu complexe d'aptitudes qui peuvent être liées à lire le solfège ou exécuter les actes mécaniques de jouer appliqués aux performances musicales.

De ses études nous avons défini deux grandes époques dans l'histoire de la plastique du cerveau. La première grande époque est communément appelée la "Période Critique." Et c'est la période pendant laquelle le cerveau met en place dans sa forme initiale, les processus de base de sa machinerie. C'est en réalité une période de changements drastiques durant laquelle il n'utilise pas l'apprentissage,en soi, pour diriger la différentiation initiale de la machinerie du cerveau. Tout ce qu'il faut par exemple dans le domaine musical c'est l'exposition à la musique. Et le cerveau est en fait à la merci du son de l'environnement dans lequel il est plongé. Donc par exemple je peux plonger un animal dans un environnement composé de sons dénués de sens. Un répertoire de sons que j'ai créé. J'ai simplement exposé de façon, artificiellement importante l'animal et son jeune cerveau. Et ce que je vois c'est le cerveau de l'animal qui démarre son processus initial pour ce son dans une forme idéalisée, dans les limites des résultats de son processus pour le représenter d'une façon organisée et ordonnée. Le son n'a pas besoin d'avoir de valeur pour l'animal. Je pourrais élever l'animal avec quelque chose qui pourrait être précieux, comme des sons qui stimulent les sons de la langue maternelle d'un enfant. Et je vois effectivement le cerveau développer un procédé spécialisé. Spécialisé pour ces complexes groupements, un répertoire de sons. Cela est en fait une séparation exagérée de la représentation, dans des termes des représentations neuronales multidimensionnelles.

Ou je peux exposer l'animal à des sons dénués de sens et destructifs. Je peux élever un animal dans des conditions qui seraient équivalentes à élever un bébé sous un ventilateur de plafond moyennement bruyant, en présence d'un bruit continue. Et lorsque je fais cela je spécialise en fait le cerveau à être un processeur maître pour ces sons dépourvus de sens. Et je contrarie sa faculté à représenter le moindre son avec du sens, comme conséquence. De telles choses dans le début de l'histoire des bébés arrivent aux véritables bébés. Et cela influence, par exemple la magnifique évolution d'un processeur spécifique de langage qui se développe normalement en chaque bébé. Et cela influence aussi le développement d'un processeur défectueux dans une importante population d'enfants qui sont plus limités, par voie de conséquence, dans leurs capacités de langage, en grandissant.

Cependant dans le début de la période de plasticité le cerveau change en fait en dehors d'un contexte d'apprentissage. Je n'ai pas besoin de faire attention à ce que j'entends. Ces informations n'ont pas vraiment besoin d'avoir un sens. Je n'ai pas besoin d'être dans un contexte comportemental. C'est nécessaire pour que le cerveau démarre son processeur de sorte qu'il agisse différemment, de sorte qu'il sélectionne, de sorte que la créature qui le porte, le transporte , puisse commencer à agir sur lui de façon sélective. Dans la principale époque suivante de la vie, qui s'applique à la majeur partie de la vie, le cerveau améliore sa machinerie pendant qu'il acquiert un large répertoire de talents et capacités. Et à cette époque, qui s'étend de la fin de la première année à la mort. En fait il le fait par un contrôle comportemental. Et c'est une autre façon de dire que le cerveau a des stratégies qui définissent la signification des entrées dans le cerveau. Et il se focalise de capacités en capacités, ou d'aptitude en aptitude, sous un contrôle particulier de l'attention. C'est une fonction ou soit un but d'un comportement est atteint ou soit l'individu est récompensé dans son comportement. C'est en fait très puissant. La capacité plastique, présente toute la vie, du cerveau au changement s'exprime puissamment. C'est la base de nos réelles différentiations, d'un individu à l'autre. Vous pouvez étudier le cerveau d'un animal qui est engagé dans une capacité spécifique, et vous pourrez être témoin ou documenter ce changement sur plusieurs niveaux.

Donc voici une expérience simple. Elle a été conduite environ 5 ans auparavant en collaboration avec des scientifiques de l'Université de Provence à Marseille. C'est une expérience très simple où un singe a été entraîné pour une tâche qui implique la manipulation d'un outil équivalente en difficulté à un enfant apprenant à manipuler ou tenir une cuillère. En fait, le singe a maîtrisé la tâche après environ 700 essais. Donc au début le singe ne peut faire cette tâche du tout. Il a un taux de réussite d'environ 1 pour 8. Ces essais étaient élaborés. Chaque essai était substantiellement différent des autres. Mais les singes ont graduellement développé une stratégie. Et environ 700 essais plus tard le singe réussit parfaitement, ne se trompe jamais. Il réussit à récupérer la nourriture grâce à l'outil à chaque fois. A ce moment la tâche est exécutée d'une magnifique façon stéréotypée. Très joliment régulée, et maintes fois répétée, essai après essai.

On peut étudier le cerveau du singe. Et on voit qu'il est déformé. Nous pouvons suivre ces changements, et avons suivi ces changements de beaucoup de ces comportements dans le temps. Et ici nous voyons la déformation reflétée dans la carte des surfaces de peau de la main du singe. Ceci est la carte, projetée sur la surface du cerveau, pour laquelle, dans une expérience très élaborée nous avons reconstruit les réponses, endroit par endroit, dans une cartographie très détaillée de réponses de la réponse de ses neurones. Nous voyons ici une reconstruction de comment la main est représentée dans le cerveau. Nous avons en fait déformé la carte, par cet exercice. Et c'est indiqué en rose. Nous avons la surface de quelques bouts de doigts qui sont plus grandes. Ce sont les surfaces que le singe utilise pour manipuler l'outil. Si nous étudions comment sont sélectionnés les réponses dans le cortex du singe, nous voyons que le singe a en fait changé les caractéristiques du filtre qui représente les entrées depuis la peau, du bout des doigts qui sont utilisés. Autrement dit il y a toujours une seule, simple représentation du bout des doigts dans ces zones corticales fortement organisées de la surface de peau du corps. Que le singe a comme vous l'avez. Maintenant la représentation est substantiellement plus fine. Le singe obtient des informations bien plus détaillées de ces surfaces. Et c'est une inconnue, non suspectée, peut-être de vous, partie de l'apprentissage des capacités ou compétences.

Nous avons en fait cherché dans plusieurs zones corticales différentes du singe durant l'apprentissage de cette tâche. Et chacune d'elles change de façon spécifique pour la capacité ou compétence. Donc par exemple nous pouvons étudier la zone corticale où siègent les entrées qui contrôlent la posture du singe. Nous étudions des zones corticales qui contrôlent des mouvements spécifiques, et les séquences de mouvements qui sont requis dans le comportement, et ainsi de suite. Elles sont toutes remodelées. Elles deviennent toutes spécialisées pour la tâche de la main. Il y a 15 ou 20 zones corticales qui changent spécifiquement lorsque vous apprenez une simple compétence comme celle-ci. Et cela se traduit en changements, réellement massifs dans votre cerveau. Cela représente de façon fiable le changement dû aux réponses des dizaines de millions, potentiellement des centaines de millions de neurones dans votre cerveau. Cela représente les changements de centaines de millions, potentiellement milliards de connections synaptiques dans votre cerveau. Ceci est construit par des changements physiques. Et l'ampleur de la construction qui s'opère est massif. Imaginez les changements qui s'opèrent dans le cerveau d'un enfant au cours de l'apprentissage de leurs mouvements en général. Ou pendant l'acquisition de leur langue maternelle. Les changements sont massifs.

Tout cela est à propos de la sélection des représentations de choses qui sont importantes pour le cerveau. Parce que la majorité de la vie du cerveau est sous le contrôle du contexte comportemental. C'est ce à quoi vous prêtez de l'attention. C'est ce qui vous récompense. C'est ce que le cerveau perçoit, lui même, comme positif et important pour vous. Tout cela concerne les processus cortical et la spécialisation du "cerveau antérieur". Et c'est le fondement de votre spécialisation. C'est pour cela que vous, dans vos nombreux talents et capacités êtes un spécialiste unique. Un spécialiste qui est très différent dans les détails de votre cerveau physique que le cerveau d'un individu il y a 100 ans. Immensément différent dans les détails des cerveaux d'individus moyens d'il y a 1000 ans. Une des caractéristiques de ce procédé de changement est que l'information est toujours reliée à d'autres entrées d'informations qui surviennent en même temps, dans le contexte. Et c'est pourquoi le cerveau construit des représentations des choses qui sont corrélées à de courts moments et qui se relient les uns aux autres dans de courts instants successifs. Le cerveau enregistre toutes les informations et dirige tout changement dans le contexte temporel. Le plus puissant contexte, de loin, qui opère dans votre cerveau, est vous. Des milliards d'événements sont intervenus dans notre histoire qui nous sont reliés dans le temps comme les receveurs, ou vous-même comme l'acteur, le penseur, vous-même comme agissant. Des milliards de fois de petites parties de sensations sont entrées depuis la surface de votre corps qui sont toujours associées avec vous comme receveur et le résultat dans votre personnification. Vous êtes constitué, vous-même êtes constitué, de ces milliards d'événements. Il est constitué. Il est créé dans votre cerveau. Et il est créé dans le cerveau par des changements physiques. C'est une chose merveilleusement construite qui résulte dans la forme individuelle parce que chacun d'entre nous a une histoire franchement différente. De largement différentes expériences qui conduisent en nous cette merveilleuse différentiation de vous, de la personnalité.

Nous avons utilisé cette recherche pour essayer de comprendre non seulement comment une personne se développe, et construit ses capacités et talents, mais aussi essayer de comprendre les origines de détérioration, et les origines des différences ou variantes qui peuvent limiter les capacités d'un enfant, ou un adulte. Je vais parler du fait d'utiliser ces stratégies pour effectivement créer une approche basée sur la plasticité du cerveau pour diriger des corrections dans la machinerie d'un enfant qui augmente les compétences de l'enfant comme un receveur et utilisateur d'une langue, et plus tard, comme un lecteur. Et je vais parler d'expériences qui impliquent effectivement l'utilisation de cette science du cerveau. Tout d'abord pour comprendre comment il contribue à la perte des fonctions avec l'âge. Puis en l'utilisant dans une approche ciblée nous allons essayer de différencier la machinerie pour recouvrer la fonction dans la vieillesse.

Donc le premier exemple dont je vais vous parler concerne les enfants avec des difficultés d'apprentissage. Nous disposons d'un grand éventail de littérature qui démontre que le problème fondamental qui se produit chez la majorité des enfants qui ont des difficultés d'apprentissage, et qui vont se battre pour apprendre à lire, est que leur processeur du langage est créé dans une forme défectueuse. Et la raison qui fait qu'il se développe défectueusement est parce que tôt dans la vie du cerveau de bébé le procédé de la machine est bruyant. C'est aussi simple que ça. C'est un problème de signal par rapport au bruit. Compris ? Et il y a beaucoup de choses qui contribuent à cela. Il y a de nombreuses erreurs héritées qui peuvent rendre le processeur de la machine bruyant. Je pourrais dire que le problème du bruit peut aussi se produire sur la base des informations fournies dans le monde, par les oreilles.

Si une -- ceux d'entre vous qui sont âgés dans l'audience savent que quand j'étais enfant nous admettions qu'un enfant avec une fente labiale était né avec ce que nous appelions un retard mental. Nous savions qu'ils allaient être lents cognitivement. Nous savions qu'ils allaient lutter pour apprendre des aptitudes de langage normales. Et nous savions qu'ils allaient lutter pour apprendre à lire. La plupart d'entre eux seront des échecs intellectuels et académiques. Cela a disparu. Ça ne s'applique plus. Ces faiblesses et conditions héritées sont évaporées. Nous n'entendons plus rien de cela. Où est-il passé? Ça a été compris par un chirurgien Néerlandais, il y a environ 35 ans, si vous corrigez le problème suffisamment tôt, quand le cerveau est encore dans sa période plastique initiale alors il peut démarrer sa machinerie correctement, et dans cette mise en place initiale à la période critique, rien ne se produit. Que doit-on faire comme opération sur la fente labiale pour la corriger? Vous ouvrez simplement les tubes qui drainent le fluide depuis l'oreille moyenne, qui sont certainement pleins. Chaque son que l'enfant reçoit est assourdi. Il est dégradé. La langue maternelle de l'enfant dans ce cas n'est pas l'anglais. N'est pas le japonais. C'est de l'anglais assourdit. C'est du japonais dégradé. C'est nul. Et le cerveau se spécialise pour ça. Il crée une représentation nulle du langage. Et alors l'enfant reste coincé avec elle.

Ces idioties n'arrivent pas uniquement aux oreilles. Elle arrivent aussi dans le cerveau. Le cerveau lui-même peut être bruyant. Il est généralement bruyant. Il existe de nombreuses erreurs héritées qui peuvent le rendre bruyant. Et la langue maternelle d'un enfant avec ce genre de cerveau est dégradée. Ce n'est pas de l'anglais. C'est de l'anglais bruyant. Cela résulte de la représentation erronée des sons des mots, anormaux, dans une stratégie différente, par une machine qui a des constantes de temps différentes. Vous pouvez étudier le cerveau de ces enfants et enregistrer ses mesures de temps. Ils ont un ordre de magnitude plus long, environ onze fois plus longs en durée en moyenne, que chez un enfant normal. Les constantes spatiales sont environ 3 fois plus grandes. Un tel enfant aura des déficits de mémoire et des capacités cognitives dans ce domaine. Bien sûr ils seront. Parce que comme receveur du langage, ils le reçoivent et le représentent. Et comme l'information n'a pas de sens. Ils auront de pauvres capacités de lecture. Parce que lire dépend de la traduction des sons des mots dans sa forme orthographique ou visuelle. Si vous n'avez pas dans le cerveau une représentation des sons des mots cette traduction n'a pas de sens. Et vous aurez des anomalies neurologiques correspondantes.

Alors ces enfants progressent d'évaluations en évaluations dans leurs opérations de langues, de lecture -- nous documentons ces anomalies neurologiques. Le point est que vous pouvez entraîner le cerveau hors de là. Une façon d'appréhender ceci est que l'on peut en fait ré-affiner les capacités de procéder de la machine en la changeant. En la changeant dans le détail. Cela prends une trentaine d'heures en moyenne. Et nous avons accompli cela sur environ 430 mille enfants aujourd'hui. En fait environ 15 mille enfants sont entrainés pendant que nous parlons. En réalité quand on regarde les impacts, ceux-ci sont substantiels.

Nous voyons ici une distribution normale. Ce qui nous intéresse le plus dans ces enfants est la partie gauche de la distribution. Ceci est l'étude d'environ 3000 enfants. Vous pouvez voir que la plupart des enfants de la partie gauche de la distribution se déplacent vers le milieu ou la droite. C'est en gros une évaluation de leurs aptitudes linguistiques. C'est comme un test de QI pour le langage. Un impact sur cette distribution, si chaque enfant était entraîné aux États-Unis, serait de déplacer la distribution entière sur la droite et la distribution se resserrerait. Cela aurait un impact substantiel.

Imaginez une classe d'enfants en littérature. Imaginez les enfants les plus lents de la classe. Nous avons le potentiel d'amener la plupart de ces enfants jusqu'au milieu ou vers le coté droit. En plus d'un enseignement efficace de la langue cela améliore aussi la mémoire et les fonctions cognitives l'aisance et la production verbale. Et une qualité importante dont le langage dépend est permis par cet entraînement -- pour tout vous dire c'est lire. Et dans une large mesure cela corrige le cerveau. Vous pouvez étudier le cerveau d'un enfant par différentes méthodes dont disposent les scientifiques de Stanford, le MIT, UCSF et l'UCLA ainsi qu'un bon nombre d'autres institutions. Les enfants agissent dans différents comportements de langage, ou dans des comportements de lecture, vous voyez dans la plus grande mesure, pour la majorité des enfants, leurs réponses neuronales, anormalement complexes avant de démarrer, sont normalisées par l'entrainement.

Vous pouvez également utiliser la même approche pour adresser les problèmes liés au vieillissement. Ici encore une fois la machine se détériore. Cette fois d'une machinerie compétente, elle se dégrade. Le bruit augmente dans le cerveau. Le style et le contrôle de l'apprentissage se détériore. Et vous pouvez étudier le cerveau d'un de ces individus et constater un changement dans les constantes de temps et d'espace par lesquelles, par exemple, le cerveau représente aussi le langage. De la même façon que le cerveau sort du chaos au commencement, il retourne au chaos à la fin. Cela se traduit par un déclin de la mémoire, des capacités cognitives, et de celles de postures et d'agilités. Il s'avère que l'on peut entraîner le cerveau de tels individus, ceci est une petite partie de la population de tels individus, entraînée avec la même intensité pendant environ 30 heures. Voici des personnes âgées de 80 à 90 ans.

Et ce que vous voyez sont de substantielles améliorations de leur mémoire immédiate, de leurs capacités à se rappeler des choses à distance, où leurs capacités à contrôler leur attention leurs aptitudes de langue et leurs aptitudes visuelles et spatiales. Le dictionnaire neurologique complet de ces individus entrainés dans cette population est environ à deux écarts-types. Cela signifie que si vous vous situez à la gauche de la distribution, et que j'étudie vos aptitudes neurologiques, en moyenne une personne se sera déplacée vers le centre ou la droite de la distribution. Cela signifie que la plupart des personnes à risque de sénilité, plus ou moins rapidement, sont désormais protégées.

Mon problème est d'essayer de sauver les citoyens les plus anciens plus complètement, et en grand nombre. Parce que je pense que ça peut être fait, dans ce domaine, sur une large échelle. Et de même pour les enfants. Mon intérêt principal est comment améliorer cette science pour soigner d'autres maladies. Je m'intéresse particulièrement à des choses comme l'autisme et l'infirmité motrice cérébrale, ces grandes catastrophes de l'enfance. Et pour les plus anciens, des maladies comme Parkinson, et bien d'autres dépréciations comme la schizophrénie.

Votre problème en ce qui concerne cette science, est de savoir comment entretenir votre propre machine de haute précision à apprendre . Et bien sûr, un vie bien ordonnée dans laquelle l'apprentissage est continuellement présent, est la clef. Mais aussi dans votre futur faire de la gymnastique du cerveau. Préparez-vous pour ça. Cela fera partie de la vie de chacun, dans un futur pas si lointain. Un peu comme l'exercice physique fait partie de chaque vie bien organisée dans la période contemporaine. D'une autre façon nous arriverons à considérer que la littérature et la science qui vous sont importantes sont à considérer comme la façon dont vous vous nourrissez. Maintenant que vous savez, maintenant que la science vous le dit que vous en avez la charge, que c'est sous votre contrôle, que votre bonheur, votre bien être, vos talents, vos capacités, sont capables de modifications constantes, d'améliorations constantes, et vous en êtes l'agent responsable et concerné. Bien sûr beaucoup de personnes ignoreront ce conseil. Il se passera beaucoup de temps avant qu'ils le comprenne vraiment. (Rires) Maintenant ceci est un autre problème et plus de mon ressort. Compris ? Merci. (Applaudissements)