Blakemore et Cooper

Quel est l'impact de l'environnement sur le développement du cerveau ?

S'il est difficile de séparer les effets de l'environnement de ceux de la biologie chez l'homme, Blakemore et Cooper (1970)¹ ont tenté de séparer ces deux aspects chez le chat en soumettant des chatons à une privation visuelle pendant des étapes critiques de leur développement. Les résultats de leur expérience nous aident à mieux comprendre comment l'environnement affecte le développement du cerveau.

Avant que Blakemore et Cooper ne réalisent leur étude, Hirsh et Spinelli (1970) ont mené une étude pour déterminer comment la modification de l'environnement visuel précoce des chatons affecte la structure de leur cerveau au cours du développement.

Impact de l'expérience visuelle précoce sur le développement du cerveau - Premières preuves en psychologie

Hirsch et Spinelli (1970 ) ont trouvé les premières preuves que les expériences visuelles précoces affectent le développement du cerveau et entraînent des déficiences psychologiques. Ils ont élevé des chatons en limitant tous les stimuli visuels à des lignes verticales pour un œil et à des lignes horizontales pour l'autre. Ils ont constaté que les champs réceptifs exposés uniquement aux lignes horizontales devenaient sensibles uniquement aux lignes horizontales, tandis que la détection des lignes verticales était altérée, et vice versa.

Expériences sur les animaux en psychologie

Pourquoi les psychologues choisissent-ils de mener des expériences sur des animaux ? Certains animaux ont une structure cérébrale similaire à celle des humains. Ainsi, en étudiant leur structure cérébrale, nous pouvons mieux comprendre la nôtre sans avoir à réaliser des expériences invasives sur des humains.

L'éthique

Bien qu'il ne soit pas éthique de priver des humains d'une expérience visuelle et de leur faire courir le risque d'une déficience psychologique à long terme, mener une telle expérience sur des animaux est éthique en raison des avantages potentiels de la compréhension de la biologie humaine.

Structure du cerveau

Bien que les chats et les humains soient très différents, la structure de notre cerveau est similaire. Comme les humains, le cerveau du chat possède un cortex visuel, où les informations visuelles sont traitées. Les neurones du cortex visuel sont sélectifs pour les lignes ayant une certaine orientation, c'est-à-dire que certains neurones se déclenchent sélectivement sur les lignes horizontales, d'autres sur les lignes ayant un certain angle, et d'autres encore sur les lignes verticales (Hubel & Wiesel, 1962).

Les premières preuves de l'influence de l'environnement soulignent le rôle de la plasticité cérébrale. Certaines données suggèrent que ce processus est particulièrement important au début du développement. Le cerveau des enfants est plus plastique, plus apte à l'apprentissage et plus susceptible de se recâbler pour se remettre d'une lésion cérébrale.

Blakemore et Cooper (1970) : Impact de l'expérience visuelle précoce sur le développement du cerveau.

Blakemore et Cooper (1970 ) voulaient étudier plus avant la façon dont le cortex visuel se développe chez les chats, et notamment si la fonction de reconnaissance des lignes d'une orientation particulière est innée ou apprise. Ils voulaient comprendre les effets d'une expérience visuelle limitée sur les chats sur le plan physiologique et comportemental, ainsi que la plasticité du cerveau.

Fig. 2 - Comment une expérience visuelle limitée affecte-t-elle le développement du cerveau du chat ?

Blakemore et Cooper (1970) :Conception de la recherche

Blakemore et Cooper ont mené une expérience contrôlée en laboratoire. Un modèle indépendant (entre les participants) a été utilisé. Les chatons ont été assignés au hasard à l'une des deux conditions expérimentales, c'est-à-dire qu'ils ont été élevés dans un environnement à rayures horizontales (noir et blanc) ou à rayures verticales (noir et blanc).

Pour mesurer les effets de cet environnement restreint sur la structure et les fonctions cérébrales des chatons, ceux-ci ont été placés dans une pièce meublée après l'âge de cinq mois. Leur comportement a été observé pour voir s'ils pouvaient reconnaître des objets de différentes orientations. En outre, un chaton de chaque condition a été choisi au hasard pour que son cerveau soit examiné sous anesthésie.

Blakemore et Cooper (1970) : Procédure

Pendant les deux premières semaines après la naissance, les chatons ont été logés dans une pièce complètement obscure. Ensuite, les chatons ont été placés dans un cylindre pendant cinq heures par jour, composé uniquement de lignes horizontales ou verticales, ce qui a duré cinq mois.

• En plaçant les chats dans un cylindre, ils n'ont été exposés à aucun coin ou bord.
• L'intérieur du cylindre (bandes horizontales ou verticales, noires et blanches) était tout ce qu'ils pouvaient voir pendant leur séjour, car on leur donnait un large collier noir qui les empêchait de se regarder.
• Les rayures se trouvaient en dessous et au-dessus des chatons, debout sur une plate-forme en verre transparent à l'intérieur du cylindre.

Au bout de cinq mois, les chats ont été sortis de leur chambre noire quelques heures par semaine pour explorer une petite pièce meublée contenant des objets ayant des orientations différentes (par exemple, des tables et des chaises). Les expérimentateurs ont observé et enregistré leur comportement.

Deux mois après la fin de la condition expérimentale (les chats étaient alors âgés de sept mois et demi), un chat de la condition verticale et un chat de la condition horizontale ont été anesthésiés. Les changements dans leur structure cérébrale ont été examinés.

Fig. 3 - La chronologie de l'étude de Blakemore et Cooper (1970) montre comment l'étude a été menée.

L'expérience de Blakemore et Cooper (1970) sur les chatons : Résultats

Lorsque les chats ont été placés dans la pièce meublée, leur vision est apparue considérablement altérée. Ils ne pouvaient pas détecter les bords ou les objets orientés dans la direction opposée à celle à laquelle ils avaient été exposés précédemment. Les objets lancés sur les chatons ne les effrayaient pas, mais ils montraient tout de même des réactions de peur lorsqu'ils s'approchaient du bord d'une surface.

Les chatons élevés dans un environnement horizontal ne pouvaient pas suivre un poteau se déplaçant verticalement et vice versa. Les chats étaient incapables de faire preuve de placement visuel. Le placement visuel est un réflexe qui consiste à lever automatiquement les pattes pour atteindre une surface lorsqu'on s'en approche.

Les chats ont utilisé le sens du toucher pour compenser leur déficience visuelle et s'orienter dans leur environnement. Les réflexes pupillaires des chats sont restés normaux, ce qui indique que leur capacité à s'adapter aux niveaux de luminosité n'a pas été affectée.

Récupération

Après avoir passé dix heures dans un environnement normal, les chatons se sont partiellement rétablis et ont commencé à montrer des réactions de surprise, à reconnaître les objets et à les placer visuellement.

• Les chatons avaient encore du mal à suivre les objets qui se déplaçaient dans une direction différente de celle dans laquelle ils avaient été élevés.
• Les difficultés liées à la perception de l'espace et de la profondeur ont persisté lorsque les chats ont tenté de toucher des objets qui étaient loin de leur portée.

Examen neuropsychologique

Chez les chatons exposés à un environnement vertical, il n'y avait pas de neurones ayant une orientation préférentielle pour les lignes horizontales ou même les lignes dont l'orientation se situait à moins de 20 degrés de l'horizontale. Le résultat inverse a été observé chez les chatons exposés à un environnement horizontal.

Blakemore et Cooper (1970) : Évaluation

Blakemore et Cooper ont mené une expérience en laboratoire. Ils ont contrôlé des variables étrangères (exposition aux bords et aux coins, temps passé par les chats dans le cylindre, etc.) et n'ont manipulé que l'orientation des bandes auxquelles les chats étaient exposés. Les expérimentateurs ont ainsi pu tirer des conclusions causales sur les effets de l'expérience visuelle sur le développement du cerveau. Une procédure standardisée a été utilisée, ce qui permettra de la reproduire à l'avenir.

Bien que l'étude n'ait pas mis les chatons à l'abri du danger, les chercheurs affirment qu'ils n'ont montré aucun signe de détresse lorsqu'ils ont été placés dans les cylindres. L'étude a suivi les directives éthiques appropriées pour la recherche sur les animaux et a conduit à des implications importantes pour la compréhension des fonctions cérébrales humaines et de la plasticité cérébrale.

Blakemore et Cooper : Résumé

Les expériences visuelles précoces ont un impact significatif sur la structure et le fonctionnement du cerveau. Le cortex visuel a été altéré chez des chatons élevés dans un environnement visuel limité. L'absence de lignes d'une orientation particulière a entraîné des ajustements dans les orientations préférées des neurones du cortex visuel. La fonction cérébrale s'est adaptée aux exigences de l'environnement limité des chatons.