DS0804 - Éducation et formation tout au long de la vie

Optimisation du contrôle cognitif : Approches comportementale, électrophysiologique et en neuroimagerie du développement normal et pathologique – DOPCONTROL

Le développement de l'optimisation du contrôle cognitif au cours de l'enfance et de l'adolescence

L'efficacité du contrôle cognitif s'avère un important prédicteur de la réussite scolaire. Les effets des entrainements du contrôle restent limités et partiellement inconsistants. <br />Le présent projet a pour objet de prendre du recul et d'examiner attentivement les processus spécifiques qui sous-tendent ce contrôle avec un niveau de précision jusqu'ici inégalé dans les recherches développementales et ce, à partir du transfert d'une batterie de mesures et d'analyses adaptées de la recherche adulte.

Une étude du développement de dynamique temporelle des processus de contrôle chez l'enfant au déveppement typique et atypique

L'ambition de DOPCONTROL est de rendre compte des patterns développementaux des différents processus de contrôle en important les méthodologies les plus récentes employées dans la recherche adulte. Nous avons trois objectifs : (a) fondamental : en différenciant les processus sous-jacents au contrôle, nous pourrons examiner leurs trajectoires développementales respectives et ainsi leur interactions et potentielles asynchronies. Nous pourrons par ailleurs les mettre relation avec la maturation des différents réseaux corticaux impliqués. (b) appliqué : La connaissance de ces trajectoires développementales va servir de cadre pour qualifier la nature des difficultés dans deux types de troubles neuro-développementaux : Syndrome de Tourette et TDA/H. Dans le domaine de l'éducation, l'objectif est de proposer à des enseignants volontaires des ateliers «main à la pâte« visant à leur faire prendre conscience des différents coûts en termes de contrôle cognirif, des situations d'apprentissage envisagées et ainsi de penser des situations susceptibles d'optimiser le contrôle et donc, les apprentissages. (c) structurant du domaine de recherche : Par la mise en place d'un centre international de neuroscience cognitive pour l'étude du contrôle cognitif qui associera recherches chez l'adulte et recherches développementales.

Trois tâches de conflit -Stroop, Simon, flanker ont été adaptées dans un format commun, avec des stimuli communs de façon à être utilisées avec un large empan d'âge - de 5 à 14 ans et avec des sujets adultes. Toutes les tâches sont présentées sur un écran d'ordinateur portable dans un forme de tâche de décision à deux choix.
Les enfants sont testés dans leur école sauf pour le recueil de données EEG et IRM.
Le développement des processus de contrôle va être examiné à partir de l'évolution du score global d'interférence en taux d'erreurs ou en TR. Toutefois, plusieurs autre niveaux d'analyse vont venir éclairer les processus en jeu et leur développement : (a) l'utilisation des analyses de distribution permettre de faire des inférences sur le décours temporel des processus de filtrage précoce de l'information perceptive et de suppression de l'interférence et ce; dans chaque groupe d'âge. (b) L'analyse des effets séquentiels entre essais consécutifs sera conduite afin de détecter le développement de la modulation du niveau de contrôle engagé. (c) des mesures EEG et IRM collectées sur les mêmes participants permettront d'éclairer les substrats neuronaux du contrôle tant dans le developpement normal que troublé.

Les résultats à ce stade du projet sont basés sur les mesures comportementales de taux d'erreur et temps de réponse (TRs) et sur les analyses de distribution. Les données révèlent des effets de congruence comparables sur les Trs et les taux d'erreurs. Toutefois, les analyses de distribution mettent en évidence des trajectoires développementales différentes de la capture automatique de la réponse par l'information non pertinente selon précisément la nature de cette information (différente selon les tâches). Ceci est la preuve de faisabilité des analyses de distribution chez des enfants dès 5 ans et met enévidence l'intérêt de ce type d'analyse pour éclairer le développement des processus sous-jacents à la gestion des conflits.

A 18 mois du début du projet, la perspective à court terme est de compléter l'analyse des données EMG et oculométriques. Il s'agira ensuite de collecter les mesures EEG et IRM puis de mettre en oeuvre la phase de mise à l'épreuve expérimentale des conditions d'optimisation du contrôle et d'organiser des séances «hands-on« avec les enseignants volontaires.

Ambrosi, S., Blaye, A., & Burle, B. (soumis). Conflict processing in kindergarten children: New evidence from distributions analyses revealing the dynamics of incorrect response activation and suppression. Journal of experimental Child Psychology.
A

Le contrôle cognitif renvoie à un ensemble de fonctions cognitives de haut niveau qui permettent de réguler les comportements pour atteindre les buts fixés. De récentes études ont montré que l’efficience du contrôle cognitif pouvait prédire les différences interindividuelles observées dans de nombreux domaines du développement cognitif tels que les compétences langagières précoces ou les théories de l’esprit, mais aussi dans la réussite scolaire tant en mathématiques qu’en français. L’optimisation du contrôle semble donc primordiale pour apprendre, mais aussi certainement pour apprendre à apprendre.
Alors que de très nombreuses études s’engagent à entrainer ce contrôle chez l’enfant avec des résultats peu cohérents, DOPCONTROL prend du recul et décide d’examiner, l’enchevêtrement des multiples processus sous-tendant ce contrôle, avec un niveau de précision jusqu’ici jamais utilisé dans les travaux développementaux.
Ce projet interdisciplinaire vise ainsi à spécifier les caractéristiques du développement du contrôle chez des enfants entre 5 et 14 ans, et chez le jeune adulte dans des populations au développement typique et atypique. Il a pour but de caractériser les changements qualitatifs du contrôle qui surviennent au cours de l’enfance, et qui pourraient sous-tendre l’augmentation quantitative, déjà bien établie, de l’efficience du contrôle. Il se concentrera plus particulièrement sur un aspect du contrôle cognitif, à savoir le contrôle de l'interférence, c'est à dire la capacité à résister à la distraction induite par des éléments non pertinents de l'environnement. L’efficacité du contrôle s’accroit de manière très marquée lors des années préscolaires, mais le développement de ce dernier se prolonge au cours de l’enfance et de l’adolescence. Trois tâches conflictuelles seront utilisées afin d’étudier les patterns développementaux des différents processus de contrôle, leur interaction et leur degré de généralité. Au-delà de l’analyse des taux d’erreurs et de temps de réponse moyens, des mesures plus fines (distributions des TR, oculométrie, électromyographie, EEG), combinées à l’analyse de la connectivité structurelle de la matière blanche (IRM en tenseur de diffusion, DTI) et de la connectivité fonctionnelle intrinsèque (IRMf état de repos) fourniront un tableau précis du décours temporel de ces processus depuis la perception du stimulus jusqu’à l’exécution de la réponse.
Tout d’abord, une étude comportementale impliquant 200 participants tout-venants (enfants âgés de 5 à 14 ans et de jeunes adultes) permettra d’avoir une première vision des changements qualitatifs entre les différents groupes d’âges et sous-populations. A partir de ces résultats, nous sélectionnerons ensuite 80 participants situés à des âges critiques afin de caractériser le décours temporel du traitement des stimuli grâce à l’oculométrie, et celui de sélection de la réponse grâce à l’EMG. Ces marqueurs seront également étudiés chez 20 enfants ADHD et 20 enfants présentant un syndrome de la Tourette.
Les bases neurales sous-tendant le développement du contrôle cognitif seront examinées auprès de 60 participants tout-venants. L’IRM en DTI et de l’IRMf en état de repos seront mesurés chez ces participants et corrélés avec les performances et des marqueurs neurophysiologiques des processus décrits.
Prenant appui sur l’ensemble des résultats précédents, nous testerons expérimentalement auprès d’une centaine d’enfants de différents âges des situations visant à favoriser un contrôle optimal, compte tenu du développement de ce contrôle. Deux ateliers de formation seront organisés auprès d’enseignants volontaires afin de les guider dans la mise en place de situations d’apprentissage optimisant le contrôle des apprenants. Il s’agit de permettre la prise de conscience de l’importance que revêt l’optimisation du contrôle. Celle-ci en effet pose les bases de la maîtrise du « apprendre à apprendre », transférable à n’importe quelles situations d’apprentissage.

Coordinateur du projet

Centre National de la Recherche Scientifique, Délégation Provence et Corse Laboratoire de Psychologie cognitives, UMR 7290 (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Laboratoire de Psychologie, Santé et qualité de vie, EA 4139
Centre National de la Recherche Scientifique, Délégation Provence et Corse Laboratoire de Psychologie cognitives, UMR 7290
Laboratoire de Neurosciences Cognitives

Aide de l'ANR 387 530 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2015 - 48 Mois

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