Étude des mécanismes cérébraux liés à l'expertise scientifique en électricité à l'aide de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle

Depuis au moins trente ans, les chercheurs étudient les conceptions erronées des élèves. Ces recherches ont montré que souvent ces derniers répondent de façon inappropriée à des questions portant sur différents phénomènes naturels. Ils affirment par exemple que les objets plus lourds tombent plus rapidement, qu'un seul fil électrique est suffisant pour allumer une ampoule et qu'il fait plus chaud l'été parce que le Soleil est plus près de la Terre. Si ces conceptions erronées n'étaient pas difficiles à changer, elles ne constitueraient pas un problème. Cependant, l'une des conclusions les plus solides de ce courant de recherche est que les conceptions sont difficiles à changer, ce qui pose tout un problème à l'enseignant en sciences dont un des buts est, précisément, de faire évoluer les conceptions de ses élèves. Ce problème de la persistance des conceptions inappropriées a mené au développement d'un champ de recherche qu'on appelle le changement conceptuel. Selon ce champ, certains concepts scientifiques seraient difficiles à acquérir pour les élèves, non pas parce qu'ils sont intrinsèquement abstraits ou complexes, ni même parce qu'ils nécessitent la maîtrise d'outils mathématiques sophistiqués, mais parce qu'ils nécessitent un changement conceptuel. Aujourd'hui, même près de 30 ans après la publication du modèle du changement conceptuel de Posner, Strike, Hewson et Gertzog (1982), modèle qui a jeté les bases à ce domaine de recherche, les processus en jeu dans le changement conceptuel demeurent mal connus. Plusieurs modèles d'apprentissage des sciences basés sur l'idée de la nécessité d'un changement conceptuel ont vu le jour, mais aucun n'a su faire l'objet d'un consensus. Ainsi, en 2011, il n'existe pas moins d'une dizaine de modèles différents du changement conceptuel. Dans certains cas, ces modèles se ressemblent ou se complètent, mais souvent, ils diffèrent et même s'opposent. Ce manque de connaissance sur la nature du changement conceptuel invite à davantage de recherches et, idéalement, des recherches utilisant de nouveaux outils. La présente recherche utilise l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle dans le but d'obtenir de nouvelles connaissances sur les mécanismes cérébraux liés aux processus de changement conceptuel. Puisqu'il s'agit d'une des conceptions les plus fréquentes, cette recherche se concentre sur une conception répandue et difficile à changer selon laquelle un seul fil est suffisant pour allumer une ampoule. Pour étudier les mécanismes cérébraux liés au changement conceptuel en électricité, des experts (étudiants du baccalauréat en physique) et des novices en sciences (étudiants d'un baccalauréat en sciences humaines) ont répondu à des questions liées à des circuits électriques simples à l'intérieur d'un appareil d'IRMf. Les données permettent d'identifier quelles sont les régions cérébrales plus activées lors de la réalisation de cette tâche chez les experts et chez les novices. Comme les experts sont familiers avec ce type de questions portant sur l'électricité, on pourrait s'attendre à ce que la tâche cognitive demandée ne soit pas exigeante et ne mobilise pas de façon importante leur cerveau. On pourrait également s'attendre à ce que la tâche soit plus difficile pour les novices et mobilise davantage certaines régions cérébrales. Pourtant, les résultats obtenus ne s'accordent pas avec cette hypothèse. Lorsqu'on leur présente des circuits électriques où une ampoule liée à une pile par un seul fil s'allume, les experts en sciences activent significativement plus que les novices différentes régions de leur cerveau, dont notamment le cortex préfrontal et le cortex cingulaire antérieur. Puisque ces régions sont reconnues pour jouer un rôle dans l'inhibition, ces résultats suggèrent que cette dernière joue un rôle dans l'expertise scientifique en électricité. Si tel est le cas, il se pourrait donc que les experts en sciences n'aient pas effacé de leur cerveau les conceptions inappropriées qu'ils possédaient peut-être avant leur formation scientifique, mais aient plutôt réussi à développer leur capacité d'inhiber (c'est-à-dire contrôler ou désactiver) ces conceptions pour arriver à répondre de manière scientifiquement correcte aux questions posées. Le concept d'inhibition est actuellement peu utilisé dans les recherches en didactique des sciences et en éducation en général. Pourtant, ce concept pourrait éventuellement avoir des répercussions importantes sur l'apprentissage et l'enseignement des sciences. Par exemple, plusieurs modèles du changement conceptuel conçoivent ce dernier comme étant un processus par lequel les conceptions antérieures, ou les structures conceptuelles et épistémologiques qui les supportent, sont remplacées par de nouvelles. Nos résultats sont incompatibles avec ces modèles puisqu'il semble que le cerveau des experts conserve toujours (même après une formation scientifique poussée) la trace de ses conceptions antérieures puisqu'il doit encore les inhiber. Par contre, les résultats obtenus sont compatibles avec les modèles de changement conceptuel postulant qu'il existe une coexistence entre connaissances scientifiques et connaissances communes. Les résultats sont également compatibles avec les modèles stipulant que les conceptions scientifiques sont développées à partir de l'intégration et de la complexification d'éléments cognitifs élémentaires provenant des conceptions antérieures qui resteraient inchangées au cours du changement conceptuel. Ces conclusions ouvrent la porte à de nouvelles études visant à mieux comprendre de quelle façon l'inhibition peut être développée pour favoriser le changement conceptuel.\ud ______________________________________________________________________________ \ud MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : changement conceptuel, cerveau, inhibition, expertise scientifique, neuroéducatio

Effets de l'utilisation de micromondes historiques sur les processus de changement conceptuel en sciences

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal

Propidium monoazide (PMA) and ethidium bromide monoazide(EMA) improve DNA array and high-throughput sequencing ofporcine reproductive and respiratory syndrome virus identification

Pan-viral DNA array (PVDA) and high-throughput sequencing (HTS) are useful tools to identify novel viruses of emerging diseases. However, both techniques have difficulties to identify viruses in clinical samples because of the host genomic nucleic acid content (hg/cont). Both propidium monoazide (PMA) and ethidium bromide monoazide (EMA) have the capacity to bind free DNA/RNA, but are cell membrane-impermeable. Thus, both are unable to bind protected nucleic acid such as viral genomes within intact virions. However, EMA/PMA modified genetic material cannot be amplified by enzymes. In order to assess the potential of EMA/PMA to lower the presence of amplifiable hg/cont in samples and improve virus detection, serum and lung tissue homogenates were spiked with porcine reproductive and respiratory virus (PRRSV) and were processed with EMA/PMA. In addition, PRRSV RT-qPCR positive clinical samples were also tested. EMA/PMA treatments significantly decreased amplifiable hg/cont and significantly increased the number of PVDA positive probes and their signal intensity compared to untreated spiked lung samples. EMA/PMA treatments also increased the sensitivity of HTS by increasing the number of specific PRRSV reads and the PRRSV percentage of coverage. Interestingly, EMA/PMA treatments significantly increased the sensitivity of PVDA and HTS in two out of three clinical tissue samples. Thus, EMA/PMA treatments offer a new approach to lower the amplifiable hg/cont in clinical samples and increase the success of PVDA and HTS to identify viruses

Neuromyths and knowledge about intellectual giftedness in a highly educated multilingual country.

peer reviewed[en] INTRODUCTION: Understanding brain functioning and intellectual giftedness can be challenging and give rise to various misconceptions. Nonetheless, there seems to be a widespread fascination and appetite for these subjects among the lay public and diverse professionals. The present study is the first to investigate general knowledge about the brain, neuromyths and knowledge about giftedness in a highly multilingual and educated country. METHODS: Starting from and extending two seminal studies on neuromyths, several novel statements on intellectual giftedness have been included in order to explore knowledge and misconceptions concerning giftedness. Our sample (N = 200) was composed of Luxembourgish education professionals, including students in educational science and cognitive psychology, thus allowing to analyze responses in general and according to training and professional profiles. Specifically, Group 1 consisted of teachers and futures teachers (n = 152). Group 2 consisted of other education professionals and psychology students (n = 48). RESULTS: Despite the size and the unbalanced distribution of the sample, our findings indicate a good level of general knowledge about the brain and learning (71.3% of correct responses in average) which does, however, not preclude the presence of the typically observed original neuromyths. Thus, we replicate the classical finding that misconceptions on Learning Styles (70% of error rate) and the Multiple Intelligence Theory (71.5% of error rate) are the most represented, both in (future and in-service) teachers and other education professionals. Moreover, the present sample also revealed a high presence of misconceptions on intellectual giftedness. DISCUSSION: Limitations and future directions are discussed.4. Quality educatio

Plasma DNA methylation: a potential biomarker for stratification of liver fibrosis in non-alcoholic fatty liver disease

Objective: Liver biopsy is currently the most reliable way of evaluating liver fibrosis in patients with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Its inherent risks limit its widespread use. Differential liver DNA methylation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) gene promoter has recently been shown to stratify patients in terms of fibrosis severity but requires access to liver tissue. The aim of this study was to assess whether DNA methylation of circulating DNA could be detected in human plasma and potentially used to stratify liver fibrosis severity in patients with NAFLD.Design: Patients with biopsy-proven NAFLD and age-matched controls were recruited from the liver and gastroenterology clinics at the Newcastle upon Tyne Hospitals NHS Foundation Trust. Plasma cell-free circulating DNA methylation of PPARγ was quantitatively assessed by pyrosequencing. Liver DNA methylation was quantitatively assessed by pyrosequencing NAFLD explant tissue, subjected to laser capture microdissection (LCM). Patients with alcoholic liver disease (ALD) were also subjected to plasma DNA and LCM pyrosequencing.Results: 26 patients with biopsy-proven NAFLD were included. Quantitative plasma DNA methylation of PPARγ stratified patients into mild (Kleiner 1–2) and severe (Kleiner 3–4) fibrosis (CpG1: 63% vs 86%, p0.05). Hypermethylation at the PPARγ promoter of plasma DNA correlated with changes in hepatocellular rather than myofibroblast DNA methylation. Similar results were demonstrated in patients with ALD cirrhosis.Conclusions: Differential DNA methylation at the PPARγ promoter can be detected within the pool of cell-free DNA of human plasma. With further validation, plasma DNA methylation of PPARγ could potentially be used to non-invasively stratify liver fibrosis severity in patients with NAFLD. Plasma DNA methylation signatures reflect the molecular pathology associated with fibrotic liver disease

Quality standards for the management of alcohol-related liver disease: consensus recommendations from the British Association for the Study of the Liver and British Society of Gastroenterology ARLD special interest group

Objective Alcohol-related liver disease (ALD) is the most common cause of liver-related ill health and liver-related deaths in the UK, and deaths from ALD have doubled in the last decade. The management of ALD requires treatment of both liver disease and alcohol use; this necessitates effective and constructive multidisciplinary working. To support this, we have developed quality standard recommendations for the management of ALD, based on evidence and consensus expert opinion, with the aim of improving patient care.Design A multidisciplinary group of experts from the British Association for the Study of the Liver and British Society of Gastroenterology ALD Special Interest Group developed the quality standards, with input from the British Liver Trust and patient representatives.Results The standards cover three broad themes: the recognition and diagnosis of people with ALD in primary care and the liver outpatient clinic; the management of acutely decompensated ALD including acute alcohol-related hepatitis and the posthospital care of people with advanced liver disease due to ALD. Draft quality standards were initially developed by smaller working groups and then an anonymous modified Delphi voting process was conducted by the entire group to assess the level of agreement with each statement. Statements were included when agreement was 85% or greater. Twenty-four quality standards were produced from this process which support best practice. From the final list of statements, a smaller number of auditable key performance indicators were selected to allow services to benchmark their practice and an audit tool provided.Conclusion It is hoped that services will review their practice against these recommendations and key performance indicators and institute service development where needed to improve the care of patients with ALD

Developing Consensus-Based Priority Outcome Domains for Trials in Kidney Transplantation:A Multinational Delphi Survey With Patients, Caregivers, and Health Professionals

Background: Inconsistencies in outcome reporting and frequent omission of patient-centered outcomes can diminish the value of trials in treatment decision-making. We identified critically important outcome domains in kidney transplantation based on the shared priorities of patients/caregivers and health professionals. Methods: In a 3-round Delphi survey, patients/caregivers and health professionals rated the importance of outcome domains for trials in kidney transplantation on a 9-point Likert scale and provided comments. During Round 2 and 3, participants re-rated the outcomes after reviewing their own score, the distribution of the respondents’ scores, and comments. We calculated the median, mean, and proportion rating 7-9 (critically important), and analyzed comments thematically. Results: 1018 participants (461 [45%] patients/caregivers and 557 [55%] health professionals) from 79 countries completed Round 1, and 779 (77%) completed Round 3. The top eight outcomes that met the consensus criteria in Round 3 (mean ≥7.5, median ≥8 and proportion >85%) in both groups were graft loss, graft function, chronic rejection, acute rejection, mortality, infection, cancer (excluding skin) and cardiovascular disease. Compared with health professionals, patients/caregivers gave higher priority to six outcomes (mean difference of 0.5 or more): skin cancer, surgical complications, cognition, blood pressure, depression, and ability to work. We identified five themes: capacity to control and inevitability, personal relevance, debilitating repercussions, gaining awareness of risks, and addressing knowledge gaps. Conclusions: Graft complications and severe comorbidities were critically important for both stakeholder groups. These stakeholder-prioritized outcomes will inform the core outcome set to improve the consistency and relevance of trials in kidney transplantation