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# COMMENT LES CERVEAUX HUMAINS ENCODENT-ILS LEURS PROPRES PROCESSUS D'APPRENTISSAGE ET DE MÉMORISATION ET COMMENT LA TOPOLOGIE DU RÉSEAU SOCIAL ÉLARGI D'UNE PERSONNE PRÉSENTE-T-ELLE DES SCHÉMAS NEURONAUX SIMILAIRES À CEUX DE SES AMI-E-S ET COMMUNAUTÉS ?

Tania Sauteur

Master en Psychologie, Neuroscience cognitive, Université de Fribourg, Suisse

*Auteure correspondante : Tania Sauteur tania.sauteur@unifr.ch

**Citation** : Sauteur, T. (2023). Comment les cerveaux humains encodent-ils leurs propres processus d'apprentissage et de mémorisation et comment la topologie du réseau social élargi d'une personne présente-t-elle des schémas neuronaux similaires à ceux de ses ami-e-s et communautés ? *Cortica* 2(2)157-163 https://doi.org/10.26034/cortica.2023.4208

## Résumé

Le présent *Cortica Journal Club* permet d'explorer les fondements sous-jacents de l'apprentissage et de la mémoire, éclairant comment ces processus se reflètent et interagissent avec la topologie des réseaux sociaux élargis. En effet, les cerveaux humains évaluent instinctivement la position des individus au sein de leur réseau social. Les similitudes dans les réponses cérébrales sont corrélées à la force des liens d'amitié, tandis que la compréhension de la structure globale du réseau reflète l'assimilation de topologies à la fois sociales et cognitives. A l'avenir, la combinaison de méthodes

expérimentales et informatiques pourrait permettre d'explorer l'évolution des réseaux neuronaux en parallèle de la capacité de comprendre des groupes étendus, afin d'éclairer leurs rôles divers et leurs effets collectifs. L'identification des réseaux neuronaux partagés, agissant comme des guides pour la compréhension des structures tant sociales que non sociales, pourrait grandement enrichir notre compréhension de la cognition collective et de l'évolution culturelle

**Mots clés** : Apprentissage, mémoire, réseaux sociaux, amis, neuroscience cognitive, neuroscience affective, réseaux de neurones

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## Abstract

This *Cortica Journal Club* explores the underlying foundations of learning and memory, illuminating how these processes reflect and interact with the topology of broader social networks. Indeed, human brains instinctively assess the position of individuals within their social network. Similarities in brain responses are correlated with the strength of friendship bonds, while understanding the overall network structure reflects the assimilation of both social and cognitive topologies. In the future, the combination of experimental and computational methods could explore the evolution of neural networks alongside the ability to understand large groups, to shed light on their diverse roles and collective effects. Identifying shared neural networks, acting as guides for understanding both social and non-social structures, could greatly enrich our understanding of collective cognition and cultural evolution.

**Keywords:** Learning, memory, social networks, friends, cognitive neuroscience, affective neuroscience, neural networks

## INTRODUCTION

Au cœur des interrogations sur la cognition humaine réside une question captivante : comment nos cerveaux, maîtres

de l'apprentissage et de la mémoire, créent-ils des souvenirs au sein de réseaux sociaux humains ? Les événements façonnant notre mémoire collective semblent entrelacés avec notre cognition individuelle, liant nos souvenirs personnels aux schémas neuronaux de notre entourage. De l'histoire commune aux avancées technologiques, ces fils invisibles relient nos esprits. À travers le prisme des neurosciences et des sciences cognitives, plongeons dans les mystères des processus de mémorisation, d'apprentissage et de la dynamique interne qui relie nos esprits aux vastes réseaux sociaux humains qui nous entourent.

Débutons avec la première partie de la question de recherche. Comment évoquer ces fonctions cognitives que sont la mémoire et l'apprentissage – notions centrales de ce travail – sans les conceptualiser ? Commençons par la mémoire que Squire (2009) définit comme « la faculté d'encoder, de stocker et de restituer des informations » (p. 12711). Il s'avère que les chercheurs-euses ont acquis une connaissance approfondie de la neurobiologie, de la structure et des limitations des différents types de mémoire (Tallman et al., 2022).

L'apprentissage, résumé par Schachter et al. (2010) comme « le processus d'acquisition de nouvelles connaissances ou de modification des connaissances, compétences, comportements ou préférences », est également au cœur de
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notre cognition. Ces fonctions interconnectées s'inscrivent dans des réseaux de communication humains, où la mémoire et l'apprentissage ne sont pas des entités isolées, mais des processus modelés et façonnés par des interactions complexes (Momennejad, 2021). L'analyse de ces réseaux, telle que proposée par Easley et Kleinberg (2010), éclaire l'émergence des connaissances collectives au sein de groupes sociaux.

Explorons à présent les fondements neuronaux des processus d'encodage de l'apprentissage et de la mémorisation. Ces fonctions sont générées et entretenues par des relations neuronales en développement perpétuel. En effet, les gènes et les modifications épigénétiques jouent un rôle dans la formation cérébrale, tandis que l'éducation peut renforcer ou altérer les compétences innées (Bueno, 2019). L'hippocampe, logé profondément dans le lobe temporal médial, joue un rôle essentiel en enregistrant les éléments clés de nos expériences liées au *quoi, quand et où* (Lesburgueres, 2009). En étroite collaboration avec le cortex et l'amygdale, l'hippocampe orchestre le stockage et la récupération des souvenirs, adaptant sa fonction à la complexité croissante de l'apprentissage (Tallman et al., 2022). Au fil du temps, la consolidation de la mémoire induit des modifications dans la connectivité entre le cortex et l'hippocampe. Cette dynamique

révèle une réactivation continue du réseau hippocampo-cortical, renforçant les liens entre les régions cérébrales pour une rétention à long terme des souvenirs (Feldman, 2019).

Continuons avec la relation étroite entre l'apprentissage et la mémorisation qui s'entremêlent au sein d'une toile neurale complexe, exposant la neuroplasticité du cerveau. L'étude de Roy et al. (2022) l'illustre en montrant que l'assimilation de nouvelles informations – c'est-à-dire en situation d'apprentissage – engendre des transformations synaptiques qui régulent l'expression génique et la formation de nouveaux circuits neuronaux. Ces processus reposent sur des moments clés tels que le sommeil, qui joue un rôle dans la plasticité synaptique et structurelle, et par là même, affecte la mémoire et l'apprentissage (Harand et al., 2012; Raven et al., 2017). De manière spécifique, les oscillations électriques nommées « sharp-wave-ripples » (SWR), qui se manifestent dans l'hippocampe et durant le sommeil, réactivent les expériences passées, renforcent les souvenirs et favorisent l'anticipation future en s'appuyant sur les expériences antérieures (Wein, 2015).

Dans le but d'approfondir, l'activité et la connectivité neuronales semblent également évoluer, comme cela a été confirmé par Tallman et al. (2022), qui ont
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révélé que la précision, la validité et les temps
de réponse des souvenirs varient en fonction
de leur « âge » (1 heure, 1 jour, 1 semaine ou
1 mois). Bien que l'activité hippocampique
n'ait pas montré de corrélation avec l'âge des
souvenirs dans cette étude, l'activité
cérébrale du réseau cortical étendu a
manifesté des variations en lien avec ce
paramètre. De plus, la littérature sur le sujet a
démontré que les souvenirs ont la capacité de
remodeler progressivement le néocortex. De
surcroît, le vieillissement entraîne des
altérations de la mémoire, de l'architecture du
sommeil ainsi que des changements
cérébraux et neurochimiques (Harand et al.,
2012). Ces modifications de la connectivité
cérébrale liées à l'âge ne sont pas propres à
l'être humain, puisque des études sur des
animaux ont également révélé des
changements dans la connectivité entre les
régions de l'hippocampe et du néocortex en
relation avec l'âge des souvenirs (Wheeler et
al., 2013; Wirt & Hyman, 2019).

Poursuivons avec la deuxième partie
de la question de recherche en nous
interrogeant sur la manière dont la topologie
du réseau social élargi d'une personne
présente des schémas neuronaux similaires à
ceux de ses ami-e-s et de sa communauté. La
topologie des réseaux sociaux concerne la
manière dont les individus se connectent et
interagissent au sein d'un groupe, influençant
la diffusion des informations et des
connaissances (Momennejad, 2021). Dans ce

contexte, le cortex préfrontal médial et le
complexe hippocampo-entorhinal sont les
principales régions cérébrales impliquées
dans la perception des structures
topologiques (Schapiro et al., 2017).

Plus précisément, les réseaux sociaux
humains, qu'ils prennent la forme de groupes
d'ami-e-s ou de vastes communautés,
peuvent être considérés comme des reflets
neuronaux, soulevant ainsi des questions sur
l'influence de la topologie du réseau social sur
les réponses cérébrales. Pour donner des
exemples de ce type d'influence, la contagion
émotionnelle révèle comment les émotions se
propagent à travers ces réseaux,
transcendant les frontières individuelles
(Berthoz, 2012). De plus, l'homophilie,
tendance à nouer des liens avec des
personnes partageant des similitudes
(comportementales, physiques ou socio-
démographiques), peut influencer l'adoption
de comportements au sein de groupes
(Centola, 2010, 2011).

Les souvenirs partagés au sein de
cercles intimes ou communautés contribuent
à façonner l'identité collective (Momennejad,
2021). Parkinson et al. (2017) suggèrent
même que notre évolution neuronale s'est
adaptée à la navigation au sein de réseaux
sociaux complexes, comme en témoigne
l'activation mentale des configurations de
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réseau lors de l'observation de photos de
groupe.

Si nous étendons cette question au
champ de la neuroimagerie, plusieurs études
en imagerie cérébrale donnent des éléments
de réponse. Des recherches en IRMf ont
exploré les corrélations cérébrales entre
membres d'une communauté visionnant des
vidéos dans un scanner. En cartographiant
les réseaux sociaux et en mesurant la
centralité des individus, Parkinson et al.
(2018) ont lié similitudes neuronales aux
proximités sociales. D'autres explorations ont
montré que les réponses cérébrales étaient
plus semblables entre ami-e-s proches, tandis
que les membres influents (c'est-à-dire avec
une position sociale centrale) montraient des
activations cérébrales similaires, appelées
"influence neuronale" (Sievers et al., 2020).

Si nous focalisons notre attention sur
la relation entre la topologie du réseau et la
mémoire collective, nous observons que cette
relation est reflétée par divers mécanismes.
Par exemple, la similitude mnémotechnique,
qui implique le partage de souvenirs
similaires, émerge d'expériences et
interactions partagées, conduisant à la
convergence des contenus mnémoniques
(Luhmann & Rajaram, 2013).

Cette convergence est particulièrement
marquée dans les réseaux à topologie

dispersée de faible diamètre (relations
proches), en comparaison avec les structures
plus groupées (relations éloignées) (Coman
et al., 2016). Les simulations informatiques
aident à comprendre ces interactions dans
diverses configurations de réseaux humains
(Momennejad et al., 2019). Par exemple,
l'étude menée par Coman et al. (2016)
démontre que la convergence des souvenirs
dépend à la fois des interactions individuelles
et de la configuration du réseau. De plus, la
topologie des réseaux sociaux a une influence
sur les croyances, comme l'illustre Vlasceanu
et al. (2021), montrant comment les opinions
façonnent les comportements collectifs
(Momennejad, 2021).

En conclusion, ce travail permet
d'explorer les fondements sous-jacents de
l'apprentissage et de la mémoire, éclairant
comment ces processus se reflètent et
interagissent avec la topologie des réseaux
sociaux élargis. En effet, les cerveaux
humains évaluent instinctivement la position
des individus au sein de leur réseau social.

Les similitudes dans les réponses cérébrales
sont corrélées à la force des liens d'amitié,
tandis que la compréhension de la structure
globale du réseau reflète l'assimilation de
topologies à la fois sociales et cognitives. A
l'avenir, la combinaison de méthodes
expérimentales et informatiques pourrait
permettre d'explorer l'évolution des réseaux
neuronaux en parallèle de la capacité de
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comprendre des groupes étendus, afin d'éclairer leurs rôles divers et leurs effets collectifs.

L'identification des réseaux neuronaux partagés, agissant comme des guides pour la compréhension des structures tant sociales que non sociales, pourrait grandement enrichir notre compréhension de la cognition collective et de l'évolution culturelle.

Références

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