Le Processus d’apprentissage et le Sommeil

Le sommeil, l’apprentissage et la mémoire sont des phénomènes complexes qui ne sont pas entièrement compris. Cependant, des études animales et humaines suggèrent que la quantité et la qualité du sommeil ont un impact profond sur l’apprentissage et la mémoire. La recherche suggère que le sommeil aide l’apprentissage et la mémoire de deux manières distinctes. Premièrement, une personne privée de sommeil ne peut pas concentrer son attention de manière optimale et ne peut donc pas apprendre efficacement. Deuxièmement, le sommeil lui-même joue un rôle dans la consolidation de la mémoire, essentielle à l’apprentissage de nouvelles informations.
Bien que les mécanismes exacts ne soient pas connus, l’apprentissage et la mémoire sont souvent décrits en termes de trois fonctions. L’acquisition fait référence à l’introduction de nouvelles informations dans le cerveau. La consolidation représente les processus par lesquels une mémoire devient stable. Le rappel fait référence à la capacité d’accéder aux informations (consciemment ou inconsciemment) après leur stockage.
Chacune de ces étapes est nécessaire au bon fonctionnement de la mémoire. L’acquisition et le rappel ne se produisent que pendant l’éveil, mais la recherche suggère que la consolidation de la mémoire a lieu pendant le sommeil grâce au renforcement des connexions neuronales qui forment nos souvenirs. Bien qu’il n’y ait pas de consensus sur la façon dont le sommeil rend ce processus possible, de nombreux chercheurs pensent que les caractéristiques spécifiques des ondes cérébrales pendant les différentes étapes du sommeil sont associées à la formation de types particuliers de mémoire.

Sommeil, apprentissage et mémoire (1:52)

Dr. Robert Stickgold explique comment le sommeil joue un rôle dans la mémoire, avant et après une nouvelle situation d’apprentissage.

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Les chercheurs du sommeil étudient le rôle du sommeil dans l’apprentissage et la formation de la mémoire de deux manières. La première approche examine les différentes étapes du sommeil (et les changements dans leur durée) en réponse à l’apprentissage d’une variété de nouvelles tâches. La deuxième approche examine comment la privation de sommeil affecte l’apprentissage. La privation de sommeil peut être totale (pas de sommeil autorisé), partielle (le sommeil précoce ou tardif est privé) ou sélective (des stades spécifiques du sommeil sont privés).

Stades du sommeil et Types de mémoire

Différents types de souvenirs se forment dans de nouvelles situations d’apprentissage. Les scientifiques explorent s’il existe une relation entre la consolidation de différents types de souvenirs et les différentes étapes du sommeil.

Les premières recherches sur le sommeil et la mémoire se sont concentrées sur la mémoire déclarative, qui est la connaissance d’informations factuelles, ou « ce que » nous savons (par exemple, la capitale de la France, ou ce que vous avez dîné hier soir). Dans une étude de recherche, les personnes participant à un cours de langue intensif ont observé une augmentation du sommeil à mouvement oculaire rapide, ou sommeil paradoxal. C’est une étape du sommeil dans laquelle le rêve se produit le plus fréquemment. Les scientifiques ont émis l’hypothèse que le sommeil paradoxal jouait un rôle essentiel dans l’acquisition de matériel appris. D’autres études ont suggéré que le sommeil paradoxal semble être impliqué dans les processus de mémoire déclarative si l’information est complexe et chargée émotionnellement, mais probablement pas si l’information est simple et neutre émotionnellement.
Les chercheurs émettent maintenant l’hypothèse que le sommeil à ondes lentes (SWS), qui est un sommeil profond et réparateur, joue également un rôle important dans la mémoire déclarative en traitant et en consolidant les informations nouvellement acquises. Les études sur le lien entre le sommeil et la mémoire déclarative ont eu des résultats mitigés, et c’est un domaine de recherche continue.

La recherche s’est également concentrée sur le sommeil et son rôle dans la mémoire procédurale — le souvenir « comment » faire quelque chose (par exemple, faire du vélo ou jouer du piano). Le sommeil paradoxal semble jouer un rôle essentiel dans la consolidation de la mémoire procédurale. D’autres aspects du sommeil jouent également un rôle: l’apprentissage moteur semble dépendre de la quantité de phases de sommeil plus légères, tandis que certains types d’apprentissage visuel semblent dépendre de la quantité et du moment du sommeil profond à ondes lentes (SWS) et du sommeil paradoxal.

L’impact de la privation de sommeil sur l’apprentissage et la performance

Les chercheurs étudient également l’impact d’un manque de sommeil adéquat sur l’apprentissage et la mémoire. Lorsque nous sommes privés de sommeil, notre concentration, notre attention et notre vigilance dérivent, ce qui rend plus difficile la réception d’informations. Sans sommeil et repos adéquats, les neurones surmenés ne peuvent plus fonctionner pour coordonner correctement les informations et nous perdons notre capacité à accéder aux informations précédemment apprises.
De plus, notre interprétation des événements peut être affectée. Nous perdons notre capacité à prendre de bonnes décisions parce que nous ne pouvons plus évaluer avec précision la situation, planifier en conséquence et choisir le bon comportement. Le jugement devient altéré.
Être chroniquement fatigué au point de fatigue ou d’épuisement signifie que nous sommes moins susceptibles de bien performer. Les neurones ne se déclenchent pas de manière optimale, les muscles ne sont pas reposés et les systèmes organiques du corps ne sont pas synchronisés. Un manque de concentration dû à une privation de sommeil peut même entraîner des accidents ou des blessures.
Pour plus d’informations sur la façon dont la privation de sommeil affecte la performance, voir Sommeil, Performance et Sécurité publique.
Un sommeil de mauvaise qualité et une privation de sommeil ont également un impact négatif sur l’humeur, ce qui a des conséquences sur l’apprentissage. Les altérations de l’humeur affectent notre capacité à acquérir de nouvelles informations et, par la suite, à nous souvenir de ces informations. Bien que la privation chronique de sommeil affecte différentes personnes de diverses manières (et les effets ne sont pas entièrement connus), il est clair qu’une bonne nuit de repos a un fort impact sur l’apprentissage et la mémoire.

Questions ouvertes

Bien que les recherches actuelles suggèrent que le sommeil est essentiel au bon fonctionnement de la mémoire, il y a des questions sans réponse, comme dans tout domaine d’enquête scientifique active. Par exemple, certains médicaments supprimeront considérablement, sinon entièrement, le sommeil paradoxal. Cependant, les patients prenant ces médicaments ne signalent aucune altération de la mémoire. De même, les blessures ou les maladies causant des lésions du tronc cérébral (et éliminant par la suite le sommeil paradoxal d’une personne) n’ont entraîné aucune perte évidente de la capacité de former de nouveaux souvenirs. L’exploration et le débat se poursuivent.

Tous les chercheurs ne sont pas convaincus que le sommeil joue un rôle aussi important dans la consolidation de la mémoire que d’autres le croient. Dans les expériences dans lesquelles les animaux ont terminé un parcours dans un labyrinthe compliqué, la quantité de sommeil paradoxal des animaux a augmenté après l’exécution de la tâche. Certains chercheurs pensent que l’augmentation du sommeil paradoxal reflète une demande accrue sur les processus cérébraux impliqués dans l’apprentissage d’une nouvelle tâche. D’autres chercheurs, cependant, ont suggéré que tout changement dans la quantité de sommeil paradoxal est dû au stress de la tâche elle-même, plutôt qu’à une relation fonctionnelle avec l’apprentissage.
Les chercheurs sont également divisés quant à l’impact de la privation de sommeil sur l’apprentissage et la mémoire. Par exemple, les rats effectuent souvent des tâches d’apprentissage bien pires après avoir été sélectivement privés de sommeil paradoxal. Cela suggère que le sommeil paradoxal est nécessaire à la capacité des animaux à consolider la mémoire de la façon d’effectuer la tâche. Certains scientifiques ont fait valoir que les différences d’apprentissage observées ne sont pas en fait dues au manque de sommeil paradoxal, mais peuvent être dues au fait que les animaux ne sont pas aussi bien reposés parce qu’ils ont été privés d’une partie de leur sommeil.

Résumé

De l’avis de nombreux chercheurs, les preuves suggèrent que diverses étapes du sommeil sont impliquées dans la consolidation de différents types de souvenirs et que le manque de sommeil réduit la capacité d’apprendre. Bien que des questions ouvertes (et des débats) subsistent, les preuves globales suggèrent qu’un sommeil suffisant chaque jour est très important pour l’apprentissage et la mémoire.

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Ce contenu a été revu pour la dernière fois le 18 décembre 2007