Notre cerveau peut apprendre à tout âge

À 55 ans, Philippe a retrouvé du temps pour lui, depuis que ses enfants ont quitté la maison. Pourquoi n’apprendrait-il pas enfin le piano, comme il en a toujours rêvé ? Mais à 55 ans, se dit-il, je ne suis plus capable d’apprendre, je suis trop vieux et mon cerveau n’est plus aussi performant qu’à 20 ans…

Nathalie, elle, a 30 ans. Pour son évolution de carrière, elle doit choisir entre un poste en Allemagne, qui ne l’attire pas vraiment, et un autre en Espagne, qu’elle juge formidable. J’aurais dû faire espagnol au lycée, regrette-t-elle, c’est trop tard aujourd’hui pour se mettre à une nouvelle langue.

Ce sentiment d’être trop vieux pour apprendre quoique ce soit de nouveau, beaucoup de personnes l’éprouvent. Mais est-il justifié ? Y a-t-il effectivement une limite d’âge à partir de laquelle notre cerveau n’est plus capable d’apprendre à jouer d’un instrument ou à parler une nouvelle langue ?

Apprendre, c’est en réalité l’activité de toute une vie. Dès le plus jeune âge, notre cerveau mobilise une grande partie de ses fonctions (attention, mémoire, vision/audition, motricité…) pour que nous puissions acquérir de nouveaux savoirs et savoir-faire. Quels sont les mécanismes qui nous permettent d’apprendre ? Et comment évoluent-ils avec le temps ?

Des connexions entre les neurones renforcées ou diminuées

L’apprentissage est un processus cognitif dynamique qui se déroule en deux étapes : l’acquisition d’une nouvelle information et son stockage en mémoire. Le résultat d’un apprentissage est en quelque sorte l’empreinte qui reste dans notre cerveau après que l’on ait vécu une expérience. Plus précisément, les neurones concernés par cette expérience ou l’acquisition d’une nouvelle information changent la manière dont ils dialoguent entre eux : leurs connexions (les synapses) se voient renforcées ou diminuées.

Parfois, la dynamique de nos apprentissages conduit purement et simplement à l’élimination de certaines connexions neuronales qui n’ont plus lieu d’être au profit d’autres connexions plus « utiles ». On parle, de manière imagée, d’un « élagage » synaptique (pruning en anglais), comme pour un arbre dont on coupe les branches encombrantes. Il se produit principalement durant l’enfance et ce grand chamboulement qu’est l’adolescence.

Ces modifications à l’échelle des neurones, en lien avec ce que nous apprenons, sont particulièrement intenses pendant l’enfance, alors même que nous acquérons une grande quantité de connaissances et développons de nouvelles compétences comme voir, toucher, marcher ou parler. Elles ont un impact à l’échelle du cerveau tout entier, en participant à la transformation des différents réseaux de neurones.

Une dynamique qui change la structure de notre cerveau

Les apprentissages laissent donc dans notre cerveau une trace physique de leur survenue, et cette dynamique s’appelle la plasticité cérébrale. La découverte de ce mécanisme par les neuroscientifiques a permis de comprendre une chose essentielle : rien n’est figé dans notre cerveau !

La plasticité cérébrale permet de remodeler le cerveau en permanence selon nos apprentissages. Ce remodelage est non seulement relativement rapide mais réversible. En effet, une équipe de chercheurs a trouvé que certaines régions du cerveau chez de jeunes adultes présentaient des modifications structurelles importantes après trois mois d’apprentissage à la jonglerie, par rapport à des personnes n’ayant pas suivi cet apprentissage ; et ces modifications disparaissaient quelques semaines après l’arrêt de cette activité. Voilà pourquoi les artistes s’entraînent tous les jours !

Nous sommes en quelque sorte « programmés » pour apprendre. L’organisation de notre cerveau peut s’adapter et se reconfigurer à tout moment, en fonction des expériences que nous vivons dès le plus jeune âge.

Il n’y a pas d’âge pour apprendre une nouvelle langue

Certaines périodes de la vie sont plus propices à certains apprentissages. La recherche en psychologie du développement a ainsi déterminé des « fenêtre temporelles » qui correspondent à des périodes durant lesquelles le cerveau a une capacité particulière à recevoir les informations de l’environnement. Par exemple, l’acquisition de la langue maternelle a fait l’objet de nombreuses études, et il semble qu’il existerait une fenêtre temporelle particulièrement propice à l’acquisition du langage. D’où cette idée répandue – à tort – que plus on vieillit, plus il est difficile d’apprendre une seconde langue. Même s’il semble en effet y avoir une période clé pour l’acquisition de la langue maternelle, c’est beaucoup moins clair pour une seconde langue.

L’équipe de Ana Ines Ansaldo, chercheuse en psychologie à l’Institut universitaire de gériatrie de Montréal (Canada), s’est intéressé à l’apprentissage d’une seconde langue chez des personnes adultes. Les chercheurs ont demandé à des non-hispanophones, un groupe de jeunes adultes et un groupe de personnes de plus de 65 ans, d’apprendre 100 mots en espagnol sur une période de trois semaines. Lors d’un test à l’issue de cet entraînement, les personnes âgées ont obtenu des temps de réponse et des nombres de bonnes réponses comparables aux jeunes adultes, montrant que les deux groupes ont des performances d’apprentissage similaires.

Et ce qui vaut pour le langage et les connaissances déclaratives (explicites) vaut aussi pour les connaissances procédurales (implicites, en lien avec les gestes et les mouvements). Ainsi, l’expérience de jonglage citée précédemment a été répliquée pour comparer, cette fois, la performance des personnes âgées par rapport aux jeunes. Les performances finales sont moindres chez les personnes âgées, cependant le même phénomène de plasticité a été observé. Autrement dit, l’apprentissage du jonglage a été moins efficace chez elles, mais les traces cérébrales de cet apprentissage sont bel et bien présentes.

Certaines compétences sont modifiées par le vieillissement normal du cerveau. Un apprentissage plus long peut être nécessaire pour compenser l’effet de l’âge. Mais le mécanisme de plasticité cérébrale permettant d’apprendre est présent toute la vie.

Un apprentissage plus long chez les personnes âgées

Plusieurs études ont mesuré les conséquences du vieillissement cognitif en utilisant une combinaison de tests de performance mentale. Leurs résultats montrent que les personnes plus âgées ont en moyenne des temps de réaction plus longs, une mémoire moins fiable, une perception sensorielle altérée, et elles ont plus de difficultés à résoudre des problèmes. Ces déficits mesurés en laboratoire seraient un frein à l’acquisition d’informations nouvelles.

Mais de telles études occultent une dimension importante de l’avancée en âge : l’accumulation des expériences au cours de la vie augmente la quantité de connaissances stockées dans le cerveau. En effet, cette accumulation d’expériences et la complexité des connaissances qui y sont associées sont plus importantes chez les personnes âgées. Ce qui rendrait plus difficile l’acquisition de nouvelles connaissances.

Cette expertise constituerait donc un handicap et expliquerait les résultats inférieurs des personnes âgées par rapport aux jeunes cerveaux. Mais pourrait-elle avoir certains bénéfices ?

L’expérience, un levier pour l’apprentissage

Dans l’expérience sur l’apprentissage de l’espagnol déjà citée, l’imagerie cérébrale des personnes âgées montre une activation particulière de certains réseaux de la mémoire qui n’est pas retrouvée chez les plus jeunes. Cette activation spécifique est celle de la mémoire dite « sémantique », qui stocke notamment les connaissances générales sur le monde. Dans le contexte d’un défi cognitif, comme apprendre une seconde langue, les personnes âgées font appel à leur expérience personnelle comme ressource cognitive en plus. Leur vécu plus fourni en expériences personnelles se révèle ainsi comme une aide à l’apprentissage.

En vieillissant, nous pouvons tirer profit de notre raisonnement plus affûté pour apprendre de nouvelles informations, même s’il est parfois plus lent à se mettre en route. Le recrutement spécifique de certaines régions du cerveau chez les personnes âgées lors d’un apprentissage nouveau serait le reflet de cet appel à l’expertise.

Il ne faut pas pour autant minimiser le vieillissement cérébral. Celui-ci est bien réel, comme le montre notamment la diminution mesurable de l’épaisseur du cortex, et les modifications de certaines performances mentales. Cependant, ces dernières sont à nuancer car les tests psychométriques ne tiennent pas compte de la richesse de l’expérience humaine, ni de la façon dont la connaissance augmente avec l’expérience.

La plasticité du cerveau « s’entretient »

« L’entretien » de notre cerveau semble jouer un rôle clé pour le maintien de sa plasticité entre 30 et 60 ans. Cette capacité est affaiblie si et seulement si nous cessons d’apprendre et de maintenir un état de curiosité à la nouveauté. Le chercheur Pierre Marie Lledo, neuroscientifique à l’institut Pasteur, explique qu’une combinaison de facteurs peut être bénéfique pour le maintien de cette plasticité incluant l’activité physique, peu de stress, ne pas consommer de psychotropes, et avoir des relations sociales en plus d’une activité cognitive régulière.

À tout âge, si les circonstances sont propices et en l’absence de pathologies neurologiques, apprendre par l’expérience reste la principale activité de notre cerveau au quotidien ! Même si les mécanismes de l’apprentissage sont moins performants à partir d’un certain âge en terme de vitesse d’acquisition, la plasticité cérébrale perdure toute la vie si nous maintenons notre esprit ouvert et actif pour de nouvelles expériences. Contrairement à ce que la recherche a longtemps pensé, nous ne sommes pas enfermés dans un déterminisme biologique qui nous permettrait d’apprendre seulement jusqu’à un certain âge.

Donc, du point de vue du fonctionnement du cerveau, rien n’empêche Philippe d’apprendre le piano à 55 ans, ni Nathalie d’apprendre l’espagnol à 30 ans. Leur vécu personnel et leur désir d’apprendre seront d’ailleurs des clés dans leur apprentissage.

À l’horizon 2070, le nombre de personnes âgées de plus de 75 ans devrait doubler et atteindrait alors 13 millions en France, selon l’Insee. Quelle place allons-nous donner aux seniors dans cette société vieillissante ? Allons-nous cantonner cette partie importante de la population à vivre dans son passé et ses souvenirs, ou bien la considérer pour ce qu’elle est, capable d’évoluer et d’apprendre ? Les données de la recherche en sciences cognitives peuvent servir d’outils concrets pour rendre la formation accessible tout au long de la vie.

Cet article a été publié simultanément sur le site d’information scientifique Cog’Innov, animé par un collectif pluridisciplinaire de jeunes chercheurs travaillant sur le cerveau et les comportements. Marie Lacroix, docteure en neurosciences diplômée à l’UPMC a participé à sa rédaction et Jules Zimmermann, étudiant-entrepeneur diplômé du CogMaster de l’ENS a réalisé l’illustration. Sur les actualités de Cog’Innov, retrouvez de nombreux articles sur le cerveau.

Alice Latimier, Doctorante, Laboratoire de sciences cognitives et psycholinguistique, École normale supérieure (ENS)

La version originale de cet article a été publiée sur The Conversation.