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Les scientifiques découvrent un conflit surprenant entre des capacités cognitives importantes

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Les scientifiques ont découvert que les individus particulièrement doués pour apprendre des modèles et des séquences ont tendance à avoir des difficultés avec les tâches nécessitant une réflexion et une prise de décision actives. Leur nouvelle recherche, publiée dans npj Science de l’apprentissage, ont trouvé une corrélation négative entre l’apprentissage statistique et les fonctions exécutives, ce qui suggère qu’à mesure que l’un se renforce, l’autre peut diminuer légèrement. Cette découverte fournit des informations précieuses sur les interactions compétitives qui sous-tendent nos compétences cognitives.

La motivation derrière l’étude est née du désir d’approfondir notre compréhension de la manière dont les différents systèmes cognitifs du cerveau interagissent et interfèrent potentiellement les uns avec les autres. Au cœur de cette enquête se trouvent deux processus cognitifs fondamentaux : l’apprentissage statistique implicite et les fonctions exécutives.

L’apprentissage statistique implicite est une compétence cognitive cruciale qui permet aux individus de détecter inconsciemment des modèles et des régularités dans l’environnement, renforçant ainsi leurs capacités dans des domaines allant de l’acquisition du langage aux interactions sociales. D’autre part, les fonctions exécutives sont des processus cognitifs de haut niveau essentiels à la planification, à la prise de décision, à la correction des erreurs et à l’adaptation à des situations nouvelles et complexes, principalement gérées par le cortex préfrontal.

Cette recherche était motivée par l’hypothèse d’une interaction compétitive entre ces systèmes, connue sous le nom d’« hypothèse de concurrence », selon laquelle le recours à un système cognitif pourrait diminuer l’efficacité ou l’engagement de l’autre. Des études antérieures ont fourni des preuves préliminaires suggérant de telles interactions, mais elles étaient limitées par la petite taille des échantillons et des évaluations étroites des capacités cognitives. Les chercheurs ont cherché à s’appuyer sur ces bases pour fournir des informations plus claires sur la manière dont ces processus cognitifs coexistent ou entrent en conflit dans le cerveau.

« Notre cerveau est un écosystème complexe. Différents processus neurocognitifs interagissent constamment les uns avec les autres. Cette interaction peut être coopérative, mais ce qui est très excitant et intéressant, c’est que ces interactions peuvent aussi être compétitives », a déclaré l’auteur de l’étude. Dezső Németh du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon à l’INSERM en France.

« Il existe donc une compétition entre différents processus neurocognitifs dans le cerveau. C’est quelque chose que je recherche depuis des années. Dans cet article, nous avons montré que l’apprentissage des compétences et l’apprentissage statistique qui sous-tendent les processus prédictifs sont négativement corrélés aux fonctions liées au lobe préfrontal telles que les fonctions exécutives ou les fonctions de contrôle.

Les chercheurs ont mené deux expériences. L’étude 1 a porté sur 186 jeunes adultes français qui ont suivi une session de deux jours au cours de laquelle ils ont d’abord complété la tâche ASRT (Alternating Serial Reaction Time) pour mesurer l’apprentissage statistique. Dans cette tâche, les participants répondaient à des stimuli visuels (flèches pointant dans l’une des quatre directions) en appuyant sur les boutons correspondants d’une boîte de réponse. À l’insu des participants, ces stimuli suivaient une séquence structurée entrecoupée d’éléments aléatoires, permettant aux chercheurs de mesurer avec quelle rapidité et précision les individus pouvaient apprendre et prédire ces modèles sans instructions explicites.

Le lendemain, une série de tests neuropsychologiques ont évalué diverses fonctions exécutives, notamment la flexibilité cognitive, l’inhibition et la mémoire de travail. Les critères de participation incluaient le fait d’être droitier, de moins de 35 ans et d’avoir une formation musicale minimale, facteurs connus pour influencer le traitement cognitif.

De même, l’étude 2 a reproduit la structure de l’étude 1 mais a inclus 157 étudiants universitaires de Hongrie, avec de légères variations pour s’adapter aux ressources et aux contextes locaux. La tâche ASRT de cette étude utilisait des images de la tête d’un chien et des réponses du clavier, et elle était à votre rythme, permettant aux chercheurs de tester la cohérence de la mesure d’apprentissage dans différentes conditions procédurales. Comme dans l’étude 1, la deuxième session consistait à tester les fonctions exécutives à travers un ensemble de tâches comparables, légèrement adaptées pour une exécution locale.

Dans les deux études, une corrélation négative constante a été observée entre l’apprentissage statistique et la plupart des mesures du fonctionnement exécutif. Cela suggère que les individus qui excellent dans des tâches exigeant des niveaux élevés de contrôle exécutif, comme la résolution de problèmes complexes et la prise de décision, peuvent trouver plus difficile de s’engager ou de bénéficier de processus d’apprentissage implicites qui reposent sur la détection subconsciente de modèles et de régularités. dans l’environnement.

« C’est très surprenant de voir cette compétition en arrière-plan de l’apprentissage des compétences », a déclaré Németh.

Les chercheurs ont utilisé des techniques d’analyse factorielle pour approfondir les données, révélant que certains aspects du fonctionnement exécutif – en particulier les tâches mesurant la fluidité verbale et la mémoire de travail complexe – étaient les plus fortement associés à ces corrélations négatives. Les chercheurs ont avancé que cette compétition pourrait survenir parce que ces tâches exécutives nécessitent un contrôle et une manipulation actifs de l’information, processus qui pourraient interférer avec la reconnaissance passive et automatique des formes qui caractérise l’apprentissage statistique implicite.

Les résultats remettent en question la vision traditionnelle selon laquelle les capacités cognitives sont des compétences isolées, soulignant plutôt la nature interactive et potentiellement compétitive des différents systèmes cognitifs du cerveau.

« Les humains ont de multiples processus et systèmes d’apprentissage et de mémoire », a déclaré Németh à PsyPost. « Il n’existe donc pas de système « d’apprentissage » et de « mémoire ». Au lieu de cela, il existe des apprentissages (c’est-à-dire plusieurs processus d’apprentissage) et des systèmes de mémoire (plusieurs systèmes de mémoire). Lorsque je veux apprendre une toute nouvelle chose, un nouveau modèle ou une toute nouvelle séquence dans un environnement que je n’ai jamais vu auparavant, je peux le faire mieux si les fonctions du lobe préfrontal (fonctions exécutives) de mon cerveau sont moins efficaces. .»

«En d’autres termes, si vous souhaitez acquérir une nouvelle compétence, comme jouer d’un nouvel instrument de musique, c’est très bien si les fonctions associées aux réseaux préfrontaux sont plus faibles. C’est assez contre-intuitif. Dans de nombreuses performances scolaires, nous constatons le contraire : si vous avez besoin de comprendre un cours d’histoire ou de biologie, c’est bien et optimal si la fonction préfrontale est forte.

Cependant, l’ampleur des effets était modeste, ce qui indique que même si les relations sont statistiquement significatives, elles pourraient ne pas être fortes. Cela suggère que d’autres facteurs non mesurés dans cette étude pourraient également jouer un rôle important dans la performance cognitive. Néanmoins, les résultats « sont très importants pour la recherche fondamentale », a déclaré Németh. « Ils nous en disent beaucoup sur le fonctionnement de notre cerveau. La question est de savoir si ces résultats peuvent être traduits en pratique.»

« Ces résultats sont parmi les premiers dans ce domaine », ajoute Németh. « Cependant, il est important de reconnaître que les fonctions exécutives (fonctions préfrontales) et l’apprentissage statistique (processus prédictifs) ne sont pas des constructions monolithiques ; ils englobent plutôt une multitude de fonctions exécutives et diverses facettes de l’apprentissage statistique.

« L’enquête critique porte sur les fonctions exécutives spécifiques et les éléments de l’apprentissage statistique qui présentent des corrélations positives ou négatives les uns avec les autres. Quand sont-ils en compétition et quand coopèrent-ils ? Cette question s’étend également au niveau cérébral. Mon objectif est de découvrir les mécanismes cérébraux qui sous-tendent ces interactions.

L’étude, « Preuve d’une relation compétitive entre les fonctions exécutives et l’apprentissage statistique», a été rédigé par Felipe Pedraza, Bence C. Farkas, Teodóra Vékony, Frederic Haesebaert, Romane Phelipon, Imola Mihalecz, Karolina Janacsek, Royce Anders, Barbara Tillmann, Gaën Plancher et Dezső Németh.


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