Une nouvelle étude montre que l’intelligence est mieux prédite par la connectivité cérébrale globale, et non seulement par des régions spécifiques, ce qui indique une base neuronale plus holistique pour la cognition. Ils ont examiné l’intelligence fluide, cristallisée et générale en utilisant IRMf données, constatant que l’intelligence générale avait le pouvoir prédictif le plus puissant.
Le cerveau humain est l’organe central qui contrôle notre corps. Il traite les informations sensorielles et nous permet de penser, de prendre des décisions et de stocker des connaissances. Malgré ses capacités remarquables, il est paradoxal de constater à quel point cet organe complexe reste encore méconnu.
Jonas Thiele et le Dr Kirsten Hilger, qui dirige le groupe de recherche « Réseaux de comportement et de cognition » au Département de psychologie I de l’Université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU), se consacrent à percer les mystères du cerveau. Leurs dernières recherches ont été publiées dans la revue scientifique PNAS Nexus.
Prédire l’intelligence à partir des connexions cérébrales
Les chercheurs ont utilisé des ensembles de données provenant d’un projet de partage de données à grande échelle basé aux États-Unis : le Human Connectome Project. À l’aide de l’IRMf – une méthode d’imagerie qui mesure les changements dans l’activité cérébrale – plus de 800 personnes ont été examinées. Au repos et pendant qu’ils effectuaient diverses tâches.
L’équipe dirigée par Würzburg a examiné diverses connexions qui cartographient la force de communication entre différentes régions du cerveau et a fait des prédictions sur les scores d’intelligence individuels sur la base de ces observations.
« De nombreuses études prédisant l’intelligence à partir des connexions cérébrales ont été publiées ces dernières années et atteignent également de très bonnes performances prédictives », explique Kirsten Hilger. Cependant, les neuroscientifiques remettent en question leur signification profonde, car les prédictions ne seront jamais aussi précises que les résultats d’un test d’intelligence. « Nous avions donc l’intention de nous éloigner de la pure prédiction des scores d’intelligence et de mieux comprendre les processus fondamentaux du cerveau. Nous espérons que cela nous permettra de mieux comprendre le code neuronal des différences individuelles en matière d’intelligence.
Kirsten Hilger espère que ses collègues suivront son exemple et que d’autres études seront conçues à l’avenir dans le but d’améliorer la compréhension conceptuelle de la cognition humaine en mettant l’accent sur l’interprétabilité.
Trois types de renseignement
L’équipe a distingué trois types d’intelligence dans leurs prédictions : L’intelligence fluide fait référence à la capacité à résoudre des problèmes logiques, à reconnaître des modèles et à traiter de nouvelles informations, indépendamment des connaissances existantes ou des compétences acquises.
L’intelligence cristallisée englobe les connaissances et les compétences qu’une personne acquiert au cours de sa vie. Cela comprend les connaissances générales, l’expérience et la compréhension du langage et des concepts. Cela naît de l’éducation et de l’expérience.
Ensemble, ces deux formes constituent l’intelligence générale. Les meilleures performances prédictives ont été obtenues avec l’intelligence générale, suivie par l’intelligence cristallisée et fluide.
Connexions à l’échelle du cerveau Meilleure prédiction de l’intelligence
Diverses considérations théoriques ont déterminé quelles différentes connexions du cerveau étaient examinées. De plus, des connexions sélectionnées au hasard ont également été testées. Une observation cruciale : la répartition des connexions dans l’ensemble du cerveau ainsi que le nombre pur de connexions étaient les plus importants pour les performances prédictives, plus importants que les régions exactes du cerveau entre lesquelles se trouvaient les connexions individuelles.
« L’interchangeabilité des connexions sélectionnées suggère que l’intelligence est une propriété globale de l’ensemble du cerveau. Nous avons pu prédire l’intelligence non seulement à partir d’un ensemble spécifique de connexions cérébrales, mais également à partir de différentes combinaisons de connexions réparties dans tout le cerveau », explique Hilger.
Les résultats surpassent les théories établies
Alors que les théories établies sur l’intelligence se concentrent souvent sur des zones spécifiques du cerveau – comme le cortex préfrontal – les résultats de l’étude suggèrent que les connexions entre des régions cérébrales supplémentaires sont importantes pour l’intelligence : « Les connexions des régions cérébrales proposées dans les modèles neurocognitifs les plus populaires de l’intelligence a produit de meilleurs résultats que des connexions sélectionnées au hasard. Cependant, les résultats étaient encore meilleurs lorsque des connexions complémentaires étaient ajoutées », rapporte Kirsten Hilger.
Dans l’ensemble, cela suggère qu’il y a encore plus d’aspects du renseignement qu’on ne le pensait auparavant qui attendent d’être compris à l’avenir.
Référence : « Choisir l’explication plutôt que la performance : aperçus de la prédiction basée sur l’apprentissage automatique de l’intelligence humaine à partir de la connectivité cérébrale » par Jonas A Thiele, Joshua Faskowitz, Olaf Sporns et Kirsten Hilger, 10 décembre 2024, Nexus PNAS.
DOI : 10.1093/pnasnexus/pgae519