La flexibilité neuronale peut être la clé de l'intelligence humaine

Une nouvelle étude suggère que le câblage flexible peut être au cœur de l'intelligence humaine plutôt que provenir d'une seule région ou de l'efficacité des cellules cérébrales comme l'ont suggéré d'autres théories.

Les résultats, publiés dans la revue Tendances en sciences cognitives, montrent que les propriétés dynamiques du cerveau, comment il est câblé et aussi comment ce câblage se déplace en réponse à l’évolution des demandes intellectuelles, sont les meilleurs prédicteurs de l’intelligence dans le cerveau humain.

«Quand nous disons que quelqu'un est intelligent, nous comprenons intuitivement ce que cela signifie», a déclaré le professeur de psychologie de l'Université de l'Illinois, le Dr Aron Barbey, auteur du nouvel article.

«Habituellement, nous faisons référence à leur capacité à prendre des décisions et à résoudre des types particuliers de problèmes. Mais récemment, dans le domaine des neurosciences, l'accent a été mis sur la compréhension en termes biologiques de la naissance de l'intelligence générale. »

«Ce que mes collègues et moi avons réalisé, c'est que l'intelligence générale ne provient pas d'une seule région ou d'un seul réseau cérébral. Les données émergentes en neurosciences suggèrent plutôt que l'intelligence reflète la capacité de faire une transition flexible entre les états du réseau.

Les scientifiques comprennent depuis longtemps que le cerveau est modulaire, ce qui signifie que différentes régions du cerveau soutiennent des capacités spécifiques, a déclaré Barbey. Par exemple, les régions du cerveau dans le lobe occipital à l'arrière du cerveau sont connues pour traiter les informations visuelles, a-t-il expliqué. Mais interpréter ce que l'on voit nécessite l'intégration d'informations provenant d'autres modules cérébraux.

«Pour identifier un objet, il faut aussi le classer. Cela ne dépend pas uniquement de la vision. Cela nécessite également des connaissances conceptuelles et d'autres aspects du traitement de l'information, qui sont soutenus par d'autres régions du cerveau », a-t-il déclaré. «Et à mesure que le nombre de modules augmente, le type d'informations représentées dans le cerveau devient de plus en plus abstrait et général.»

Les scientifiques ont eu du mal à comprendre comment le cerveau s'organise et ont essayé d'identifier une structure ou une région qui remplit cette fonction.

«Le cortex préfrontal, une structure située à l'avant du cerveau, par exemple, s'est considérablement développé au cours de l'évolution humaine», a déclaré Barbey.

Puisque le cortex préfrontal est connu pour prendre en charge plusieurs fonctions d'ordre supérieur telles que la planification et l'organisation de son comportement, les scientifiques ont suggéré que le cortex préfrontal dirige l'intelligence générale.

«Mais en réalité, le cerveau tout entier - son architecture globale et les interactions entre les mécanismes de niveau inférieur et supérieur - est nécessaire pour l'intelligence générale», a déclaré Barbey.

Les modules du cerveau fournissent les éléments de base à partir desquels sont construits de plus grands «réseaux de connectivité intrinsèque», a déclaré Barbey. Chaque réseau comprend plusieurs structures cérébrales qui sont activées ensemble lorsqu'une personne engage une compétence cognitive particulière.

«Par exemple, le réseau frontopariétal est activé lorsque l'attention se concentre sur des signaux externes, le réseau de saillance est engagé lorsque l'attention est dirigée vers des événements pertinents et le réseau en mode par défaut est recruté lorsque l'attention est focalisée en interne», a-t-il déclaré.

Les réseaux de neurones sont constitués de deux types de connexions qui sont censées prendre en charge deux types de traitement de l'information, a déclaré Barbey.

«Il y a les voies qui codent les connaissances et l’expérience antérieures, que nous appelons« l’intelligence cristallisée ». Et il y a les capacités de raisonnement adaptatif et de résolution de problèmes qui sont assez flexibles, appelées« intelligence fluide »», a-t-il déclaré.

L'intelligence cristallisée implique des connexions robustes, le résultat de mois ou d'années de trafic neuronal sur des voies bien usées, tandis que l'intelligence fluide implique des connexions plus transitoires qui se forment lorsque le cerveau s'attaque à des problèmes uniques ou inhabituels.

«Plutôt que de former des connexions permanentes, nous mettons constamment à jour nos connaissances antérieures, et cela implique de créer de nouvelles connexions», a déclaré Barbey. Il a ajouté que plus le cerveau forme et réforme facilement sa connectivité en réponse à l'évolution des besoins, mieux il fonctionne.

Bien que les chercheurs aient su que la flexibilité est une caractéristique importante de la fonction cérébrale humaine, l'idée n'est apparue que récemment que la flexibilité constitue la base de l'intelligence humaine, a déclaré Barbey.

«L'intelligence générale nécessite à la fois la capacité d'atteindre de manière flexible les États proches et faciles d'accès - pour prendre en charge l'intelligence cristallisée - mais aussi la capacité à s'adapter et à atteindre des États difficiles d'accès, pour soutenir l'intelligence fluide», a déclaré Barbey.

Source: Université de l'Illinois à Urbana-Champaign