Le chien de Pavlov excellait dans le conditionnement, ou apprentissage associatif. En recevant des friandises à chaque sonnerie de cloche, il a associé ce signal à une récompense. Ce principe s'applique aussi aux enfants : une punition pour les devoirs non faits renforce l'apprentissage. Depuis les années 1960, on sait que la nouveauté – expériences, stimuli inédits – booste cet apprentissage. Des chercheurs flamands de la KU Leuven et de l'Institut flamand de biotechnologie (VIB) en ont élucidé le mécanisme : la dopamine, un neurotransmetteur libéré par les nouveautés, optimise l'apprentissage associatif.
"Nous savions déjà, grâce à des études précédentes, que la nouveauté déclenche la libération de dopamine dans le cerveau", explique le professeur Sebastian Haesler, responsable de l'étude à la KU Leuven et au VIB. Son équipe s'est penchée sur le pourquoi et le rôle de cette dopamine dans l'apprentissage. "Quelque chose de nouveau n'est pas forcément 'bon', alors pourquoi cette libération ?", interroge-t-il. Pour tester, ils ont exposé des souris à des odeurs familières et nouvelles. Résultat : les neurones dopaminergiques s'activent uniquement face aux stimuli inédits.
"Peut-être que les machines apprennent plus vite si vous intégrez un nouveau stimulus"Sebastian Haesler, neuroscientifique (KU Leuven et VIB)
Ils ont ensuite conditionné les souris à associer stimuli connus et inconnus à une récompense, à la Pavlov. En bloquant les neurones dopaminergiques pour les nouveautés, l'apprentissage ralentit. À l'inverse, leur activation accélère le processus. Conclusion : la nouveauté favorise l'apprentissage associatif via la dopamine.
"Nous ignorons encore précisément pourquoi la dopamine stimule l'apprentissage et ce qui se passe ensuite dans le cerveau", note Haesler. "Ni sa durée de présence, ni les changements synaptiques induits."
La dopamine est souvent qualifiée d'"hormone du bonheur". Mais "ce n'est pas exact", précise Haesler. "Elle est libérée quand quelque chose dépasse les attentes, indépendamment de sa valeur ou de notre ressenti."
Ces résultats profitent à l'IA, aux étudiants et apprenants. "Les machines apprennent par répétition ; un stimulus nouveau pourrait les accélérer", suggère-t-il. Pour l'humain, changer d'environnement ou rencontrer de nouvelles personnes dope les sessions d'étude. Pour briser une habitude, associez-la à une nouveauté. L'équipe explore désormais comment les neurones détectent le "nouveau".
Les résultats paraissent dans Neuron (2020).
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