Enfin un atlas de l'intelligence dans le cerveau humain

Paris, seconde moitié du XIX^e siècle. Paul Broca, médecin de renom, reçoit des visites d'un de ses patients, monsieur Leborgne, qui le consulte pour des problèmes d'élocution : ce jardinier, qui jadis savait parler correctement, n'arrive désormais à prononcer que le son « tan ». À la mort de ce pauvre homme, l'anatomiste examine son cerveau et remarque une région lésée. Il en déduit que cette zone, défaillante chez monsieur Leborgne, est impliquée dans le langage. Il devient possible de localiser l'aire de Broca sur l'encéphale.

C'est en partant de ce même principe, tout en faisant appel aux technologies modernes, que des chercheurs de l'université d’Illinois viennent de présenter une carte de l'intelligence du cerveau humain dans le journal Brain.

Des vétérans blessés passent les tests d’intelligence

Cette fois, pas de jardinier mais 182 vétérans américains de la guerre du Vietnam, rentrés au pays avec des lésions cérébrales très localisées. Il était indispensable que ces volontaires remplissent ce critère car des dommages trop importants recouvrent plusieurs régions aux fonctions différentes et abaissent la précision des données.

À la différence de l'étude de Broca il y a 150 ans, les cerveaux des participants ont pu être visualisés in vivoin vivo par tomodensitométrietomodensitométrie (scanner dont l'image est reconstituée par ordinateurordinateur en deux ou trois dimensions), pendant que les sujets répondaient à une large batterie de tests cognitifs. Ainsi les scientifiques pouvaient évaluer le facteur g (l'intelligence générale comme la compréhension ou la mémoire) et les fonctions exécutives (raisonnement, mémoire de travail, planification etc.).

En combinant l'imagerie médicale avec les différentes tâches effectuées, ils ont pu établir une carte composée à partir de plus de 3.000 points appelés voxels (des pixelspixels en 3D).

En obtenant de telles représentations du cerveau de leurs différents sujets, les chercheurs sont parvenus à créer une carte de l'intelligence grâce au lien qui existe entre lésion cérébrale et perte de faculté cognitive. © Aron Barbey

Les anciens combattants présentaient donc des lésions à quelques voxels particuliers. En comparant alors leurs performances durant les tests avec celles de volontaires sans dommage au cerveau, les chercheurs ont pu identifier les régions essentielles à une fonction cognitive spécifique et les structures qui contribuent à l'intelligence au niveau cortical.

Trois régions du cerveau impliquées dans l’intelligence

Plusieurs régions clés ont été répertoriées. Les plus importantes se retrouvent au niveau du cortex préfrontal gauche, du cortex temporaltemporal (très largement utilisé pour l'intelligence générale) et à l'arrière du cerveau, au niveau du cortex pariétal. Il est intéressant de remarquer que certaines zones de l'intelligence générale et des fonctions exécutives se chevauchent (voir l'image ci-dessous). Ces structures sont également interconnectées.

Cette expérience, l'une des plus vastes du genre, démontre donc clairement que les facultés intellectuelles et cognitives ne correspondent pas à une région précise du cerveau, ni à l'intégralité de l'encéphale, mais qu'elles dépendent de quelques aires spécifiques, ce dont on se doutait déjà.

Aron Barbey, le superviseur de ce travail précise que « les régions particulières et les connexions que nous avons découvertes [...] indiquent que l'intelligence dépend de la capacité du cerveau à intégrer l'information depuis des processus verbaux, visuels, spatiaux et exécutifs ».

La prochaine étape : tenter de comprendre comment le cerveau, les gènes, le régime alimentaire et l'environnement interagissent et contribuent au développement de nos capacités intellectuelles. Vaste travail qui attend les scientifiques. Quelles régions de leur cerveau solliciteront-ils pour mener à bien cette recherche ?