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L’intelligence est un terme polysémique et peut revêtir plusieurs significations en fonction du domaine dans lequel il est abordé. En neurosciences, les chercheurs se penchent sur le concept d’intelligence en tant qu’indicateur de fonctions cognitives supérieures, généralement mesurées via des tests neurocognitifs standardisés. Et récemment, une équipe de neurobiologistes et de psychologues a montré que les réseaux neuronaux des personnes considérées comme plus intelligentes (score de QI élevé) étaient plus stables dans le temps.

Les interconnexions et la communication entre les différentes régions du cerveau humain influencent notre comportement de nombreuses façons. Ceci est également vrai concernant les différences individuelles dans les capacités cognitives supérieures. Les cerveaux d’individus plus intelligents, tels que mesurés par un test de QI normalisé, sont caractérisés par des interactions plus stables dans le temps dans les réseaux de neurones.

Ceci est le résultat d’une étude récente menée par Kirsten Hilger et Christian Fiebach, du département de psychologie et du centre d’imagerie cérébrale de l’Université Goethe de Francfort, en collaboration avec Makoto Fukushima et Olaf Sporns de l’Indiana University Bloomington (États-Unis). L’étude a été publiée dans la revue scientifique Human Brain Mapping.

Les bases neurobiologiques de l’intelligence

Diverses théories ont été proposées pour expliquer les différences entre les capacités cognitives des individus, y compris les modèles neurobiologiques. Par exemple, il a été suggéré que des individus plus intelligents utilisent davantage certaines zones du cerveau, que leur cerveau fonctionne généralement plus efficacement ou que certains systèmes cérébraux soient mieux connectés chez les personnes les plus intelligentes.

Ce n’est que récemment que des progrès méthodologiques ont permis d’étudier également la dynamique temporelle des réseaux neuronaux du cerveau humain, en utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Une équipe internationale de chercheurs de l’université Goethe et de l’université d’Indiana à Bloomington a analysé les scans IRMf de 281 participants pour étudier les relations entre les caractéristiques de réseau dynamique du cerveau humain et l’intelligence générale.

Intelligence et stabilité des réseaux cérébraux

Le cerveau humain a une organisation modulaire — il peut être subdivisé en différents réseaux qui remplissent différentes fonctions telles que la vision, l’audition ou le contrôle du comportement volontaire. Dans leur étude actuelle, Kirsten Hilger et ses collègues ont cherché à savoir si cette organisation modulaire du cerveau humain évoluait dans le temps et si ces changements étaient liés à des différences individuelles dans les scores obtenus par les participants à l’étude lors d’un test d’intelligence.

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protocole irmf

Protocole expérimental utilisé par les chercheurs. Les volontaires ont effectué plusieurs scans cérébraux par IRMf. Ces scans servent aux chercheurs à étudier la stabilité des réseaux cérébraux dans le temps. Pour gagner en précision, les scans sont subdivisés en plusieurs réseaux modulaires afin d’étudier en détails les fluctuations neuronales potentielles. Crédits : Kirsten Hilger et al. 2019

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Les résultats de l’étude montrent que l’organisation modulaire du réseau cérébral de personnes plus intelligentes présentait moins de fluctuations lors de la séance de mesure IRMf. Cette stabilité accrue de l’organisation des réseaux cérébraux s’est principalement manifestée dans les systèmes cérébraux importants pour le contrôle de l’attention.

Une stabilité cérébrale liée à une meilleure attention

« L’étude de la dynamique temporelle des réseaux cérébraux humains à l’aide de l’IRMf est un domaine de recherche relativement nouveau » déclare Hilger. « L’organisation de réseaux temporellement plus stables chez des individus plus intelligents pourrait constituer un mécanisme de protection du cerveau contre le risque de tomber dans des états de réseaux mésadaptés, dans lesquels des réseaux majeurs se déconnectent, et où la communication peut être entravée ».

Elle souligne également que la question de savoir comment ces propriétés de réseau influencent exactement les capacités cognitives reste une question ouverte. « À l’heure actuelle, nous ne savons pas si les connexions cérébrales plus stables dans le temps sont une source ou une conséquence d’une intelligence supérieure. Cependant, nos résultats suggèrent que les processus d’attention contrôlée — c’est-à-dire la capacité de rester concentré sur une tâche — peut jouer un rôle important pour l’intelligence générale ».

Sources : Human Brain Mapping

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