Les rêves ont-ils un lien avec l'apprentissage et la mémoire?
1) La théorie
Beaucoup de théories sur la raison pour laquelle nous rêvons (telles que la théorie de synthèse d'activation, la théorie continuelle d'activation et la théorie de l'apprentissage inversé...) sont une variation sur l'idée que pendant que nous dormons la partie inconsciente de notre cerveau organise les souvenirs et renforce les connections de la veille dont nous aurons besoin dans le futur, tout en se débarassant de tous les souvenirs inutiles.
L'hypothèse de la synthèse d'activation, proposée par des psychiatres de l'Université Harvard, John Allan Hobson et Robert McCarley, est une théorie neurobiologique des rêves, publiée dans la revue américaine de psychiatrie "The American Journal of Psychiatry".
Les différences dans l'activité du tronc cérébral pendant la veille et le sommeil paradoxal furent observés et ses psychiatres proposent que les rêves résultent de l'activation du cerveau pendant le sommeil paradoxal. Le cerveau fait de son mieux pour attribuer un sens aux signaux engendrés mais le lobe préfrontal étant au repos pendant le sommeil paradoxal, les images ont donc peu de sens et de cohérence l'une par rapport a l'autre. La partie inconsciente de notre cerveau organise nos souvenirs et renforce les connexions dont nous aurons besoin à l'avenir. Ces impulsions électriques sont détectées par notre cerveau conscient, qui tente de créer une histoire cohérente sur les impulsions électriques aléatoires en y glissant de vieux souvenirs et pensées récentes pour expliquer les ondes qu'il reçoit. Cela forme des rêves.
Sous cette façon de penser, les rêves sont un épiphénomène. Cela signifie qu'ils ne sont pas le processus primaire, avec un but, mais le résultat accidentel d'un processus plus important se passant derrière.
Nous allons donc nous poser la question: Le rêve a-t-il un impact sur l'apprentissage et la mémoire ? Pour répondre a cette question nous allons observer une série d'expériences qui semble confirmer cette théorie.
2) Le contenu des rêves
Si une personne apprend une tâche difficile au cours de la journée, il est possible de mesurer l'activité électrique dans le cerveau pendant qu'elle l'effectue, puis cette nuit là, pendant leur sommeil, leur cerveau rejoue ces impulsions électriques.
Robert Stickgold est Professeur de psychiatrie à l'université médicale d'Harvard qui élabore la théorie, avec le psychiatre Américain John Allan Hobson, que le rêve aide a consolidé une tâche difficile appris pendant la journée, améliorant conséquemment la mémoire a long terme. Après recherche il déduit que la mémoire d'un individu pour une tâche précise était dix fois meilleure après le sommeil paradoxal. Nous allons tenter de répondre à la question posée auparavant: le rêve at-il un impact sur l'apprentissage et la mémoire ? Pour répondre à cette question nous allons observer une série d'expériences qui semblent confirmer cette théorie. Avec l'objectif de prouver sa théorie, Robert Stickgold a mis en place une étude autour d'un jeu vidéo de ski. L'étude était constituée de deux groupes différents, l'un connaissant déjà le jeu et l'autre étant débutant. Les participants se sont entraînés, le matin et le soir pendant trois jours, au jeu vidéo de ski. L'étude démontrait que lorsque l'on réveillait un de ses sujets "débutant" pendant un rêve ils déclaraient souvent avoir été en train de rêver qu'ils skiaient, un résultat en nette contraste avec le deuxième groupe de "skieurs confirmés". Le deuxième constat qui fut évoqué, était qu'au fur et à mesure que la nuit progressait, ce rêve commençait souvent a se mélanger avec les souvenirs de l'individu.
Professeur à MIT et Neuroscientifique, Matt Wilson a non seulement montré que les animaux rêvent, mais qu'ils rêvent de ce qu'ils vivent. Dans le monde d'un rat de laboratoire, cela signifie la navigation des labyrinthes.
Les rats ont été formés pour exécuter un labyrinthe en utilisant des signaux sonores: un son ordonnait à l'animal de courir à l'extrémité droite de la piste pour une récompense et un son différent signifiait que la récompense se trouvait sur la gauche.
Lorsque les animaux dormaient, les chercheurs ont enregistrés l'activité des neurones spécifiques en plaçant des éléctrodes dans le cerveau du rat, ce qui permettaient au chercheurs de voir que les rêves des animaux étaient une rediffusion de l'exécution dans l'épreuve du labyrinthe qu'ils avaient appris pendant qu'ils étaient réveillé. Puis lorsque les chercheurs on retransmis les signaux sonores dans les cages des rongeurs endormis, les rats étaient plus susceptibles de rêver de la section du labyrinthe précédemment associé aux repérages sonores.
3) L'expérience sur les rats
Les chercheurs ont pu priver des souris de sommeil paradoxal en utilisant un petit pot de fleur, renversé dans un bac d'eau (voir schéma 1). Dans ce cas, la souris peut encore tomber en sommeil non-paradoxal, mais toutefois, dès qu'elle atteint son sommeil paradoxal ses muscles se détendent et elle tombe de la plateforme dans l'eau, ce qui l'amène à se reveiller.
En prennant deux groupes de souris de la même portée (donc toutes identiques), auxquelles ils enseignent le même parcours, ils peuvent priver un des groupes de souris de sommeil paradoxal en utilisant la méthode mentionné, et donc étudier l'impact du sommeil paradoxal sur la mémoire.
Ils ont pu constater que les souris qu'ils avaient empeché d'atteindre le sommeil paradoxal avaient beaucoup plus de mal que les autres à se souvenir de ce qu'ils avaient appris alors que les souris qu'ils ont laissé dormir normalement se rappelaient mieux du parcours, et faisaient moins d'erreurs que la veille.
4) Expérience personnelle
Nous voulions faire une expérience personnelle pour pouvoir étudier l'impact des rêves sur notre mémoire. Nous avons donc élaboré le protocole suivant sur applicable sur un intervalle de deux jours :
-Le premier soir, le sujet devra mémoriser une liste de vingt paires de mots, puis, après huit heures de sommeil ininterrompues le sujet devra retranscrire toutes les paires de mots ou les mots individuels dont il se souvient.
-Le deuxième soir, le sujet devra mémoriser une liste de vingt autres paires de mots, puis, au lieu de dormir huit heures ininterrompues, le sujet sera réveillé toutes les heures pendant 10 minutes. Le lendemain le sujet devra retranscrire toutes les paires de mots ou les mots individuels dont il se souvient.
Le but de cette expérience est d'observer si la privation de sommeil paradoxal a un impact sur la mémoire à court terme.
Les résultas montrèrent que le premier soir le sujet se souvint de 9 paires de mots et de 7 mots individuels alors que le second soir il ne se souvenait plus que de 4 paires de mots et 9 mots individuels.
Même si les résultats ne sont pas frappant, car l'expérience est faite à court terme, on constate tout de même un écart entre les résultats du premier soir et ceux du second qui semble confirmer les théories qui affirment que pendant le sommeil paradoxal la partie inconsciente de notre cerveau organise nos souvenirs et renforce les connexions dont nous aurons besoin à l'avenir.
5) Conclusion
L'étude de Robert Stickgold semble confirmer le rôle des rêves dans la maîtrise d'une compétence. L'expérience sur les souris nous démontre également les effets négatifs sur le cerveau et ses capacités mémorielles, lors de la déprivation de sommeil paradoxal. Bien que cette étude n'apporte pas de preuves concrètes sur la nature du rêve, il y a indégniablement une corrélation entre le sommeil paradoxal et le développement cognitif.
Zone active du cerveau d'un rat dans un labyrinth pendant l'éveil.
Zone active du cerveau d'un rat pendant le sommeil qui semble imiter ceux de l'éveil.