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Les bases biologiques de la mémoire : comment la théorie hebbienne révèle-t-elle les secrets de l'apprentissage
Dans le processus d’exploration de l’apprentissage et de la mémoire humaine, la théorie hebbienne est sans aucun doute une théorie clé. La théorie a été proposée par le psychologue Donald Hebb en 1949 pour expliquer la plasticité synaptique – comment les neurones s'adaptent au cours de l'apprentissage. Le cœur de la théorie de Hebb est que lorsque la connexion entre le neurone A et le neurone B est renforcée par une stimulation fréquente, cet état d'activation soutenu conduira à une efficacité synaptique plus forte, formant ainsi une trace mnésique à long terme.
Hebb a dit un jour : "Si le neurone A participe de manière répétée au déclenchement du neurone B avant qu'il ne se déclenche, alors un processus de croissance ou un changement métabolique doit se produire pour augmenter l'efficacité de la connexion entre eux."
Le concept de la théorie hebbienne peut être simplifié par un dicton célèbre : « Les neurones qui se déclenchent simultanément établissent des connexions ». Il révèle le mécanisme de connexion dans le processus d'apprentissage. Cependant, la théorie va beaucoup plus loin, fournissant une base biologique sur la manière dont les neurones forment des souvenirs, notamment face à de multiples effets synergiques.
Traces mnésiques de Hebb et théorie de l'assemblage cellulaire
La théorie hebbienne explique non seulement l'application d'un seul neurone, mais explique également comment il fonctionne avec d'autres neurones pour former ce qu'on appelle une « combinaison de cellules ». Hebb a un jour souligné que deux ou plusieurs cellules ou systèmes nerveux qui sont continuellement actifs pendant la même période de temps auront tendance à être en corrélation les uns avec les autres, de sorte que l'activité de l'un favorise celle de l'autre. Ce processus de renforcement des connexions finit par former des traces mnésiques, ou « engrammes ».
Herb mentionne dans son livre : "Lorsqu'une cellule aide à plusieurs reprises à exciter une autre cellule, l'axone de la première cellule développe un élargissement synaptique sur le corps cellulaire de la deuxième cellule." Cela signifie que le processus d'apprentissage s'accompagne également de " changements dans la structure physiologique.
Cette théorie a été testée lors d'expériences sur des gastéropodes marins tels que la laitue de mer (Aplysia californica). Dans des expériences menées sur le cerveau de ces animaux, la présence de mécanismes d'apprentissage hebbiens a en effet été observée. Cela illustre que dans les systèmes biologiques, l’apprentissage n’est pas seulement un processus cognitif mais aussi un processus de changements physiologiques réels.
Relation avec l'apprentissage non supervisé
Un autre aspect intéressant de la théorie hebbienne est sa pertinence pour les techniques modernes d’apprentissage non supervisé. Puisque l’apprentissage hebbien repose sur la coïncidence des activités synaptiques avant et arrière, ce modèle d’apprentissage peut capturer efficacement les propriétés statistiques des données d’entrée, obtenant ainsi l’effet d’un apprentissage non supervisé. Cela fait de la théorie hebbienne une pierre angulaire célèbre dans la conception de réseaux de neurones artificiels.
De nombreux chercheurs pensent que « l'apprentissage hébbien fournit un soutien théorique au développement de réseaux neuronaux artificiels. Il nous indique comment ajuster la force des connexions entre les neurones en fonction de l'expérience. »
Même si la théorie hebbienne met l’accent sur le renforcement des connexions entre neurones qui s’activent simultanément, elle n’englobe pas toutes les formes de plasticité synaptique. Par exemple, dans le cas des synapses inhibitrices, l’application de la théorie hebbienne est quelque peu limitée. Par conséquent, les recherches futures devront explorer davantage d’autres types de mécanismes d’apprentissage afin de mieux comprendre la complexité de l’apprentissage et de la mémoire.
Conclusion
À l’intersection de la philosophie et de la science, la valeur de la théorie hebbienne est qu’elle nous permet d’acquérir une compréhension plus profonde du phénomène biologique complexe de l’apprentissage. À mesure que les neurosciences continuent de se développer, nous faisons non seulement de nouveaux progrès dans la compréhension de la mémoire, mais nous réfléchissons également constamment à la question suivante : comment les vrais souvenirs se forment-ils et se transforment-ils dans notre esprit ?
