Une équipe dirigée par des chercheurs de l’UCL et de l’UCLH a cartographié les parties du cerveau qui soutiennent notre capacité à résoudre des problèmes sans expérience préalable – autrement connue sous le nom d’intelligence fluide.
L’intelligence fluide est sans doute la caractéristique déterminante de la cognition humaine. Il prédit la réussite scolaire et professionnelle, la mobilité sociale, la santé et la longévité. Il est également en corrélation avec de nombreuses capacités cognitives telles que la mémoire.
On pense que l’intelligence fluide est une caractéristique clé impliquée dans la « pensée active » – un ensemble de processus mentaux complexes tels que ceux impliqués dans l’abstraction, le jugement, l’attention, la génération de stratégies et l’inhibition. Ces compétences peuvent toutes être utilisées dans les activités quotidiennes, de l’organisation d’un dîner à la rédaction d’une déclaration de revenus.
Malgré son rôle central dans le comportement humain, l’intelligence fluide reste controversée, quant à savoir s’il s’agit d’une seule ou d’un groupe de capacités cognitives, et la nature de sa relation avec le cerveau.
Pour déterminer quelles parties du cerveau sont nécessaires à une certaine capacité, les chercheurs doivent étudier des patients chez qui cette partie est soit manquante, soit endommagée. De telles études de «cartographie des lésions-déficit» sont difficiles à mener en raison du défi d’identifier et de tester les patients atteints de lésions cérébrales focales.
Par conséquent, les études précédentes ont principalement utilisé des techniques d’imagerie fonctionnelle (IRMf) – qui peuvent être trompeuses.
La nouvelle étude, dirigée par l’UCL Queen Square Institute of Neurology et l’Hôpital national de neurologie et de neurochirurgie des chercheurs de l’UCLH et publiée dans Cerveau, ont enquêté sur 227 patients qui avaient subi une tumeur au cerveau ou un accident vasculaire cérébral dans des parties spécifiques du cerveau, à l’aide des matrices progressives avancées Raven (APM), le test d’intelligence fluide le mieux établi. Le test contient des problèmes de modèles visuels à choix multiples de difficulté croissante. Chaque problème présente un motif incomplet de figures géométriques et nécessite la sélection de la pièce manquante parmi un ensemble de choix multiples possibles.
Les chercheurs ont ensuite introduit une nouvelle approche de «cartographie des lésions-déficit» pour démêler les schémas anatomiques complexes des formes courantes de lésions cérébrales, telles que les accidents vasculaires cérébraux.
Leur approche traitait les relations entre les régions du cerveau comme un réseau mathématique dont les connexions décrivent la tendance des régions à être affectées ensemble, soit à cause du processus pathologique, soit en raison d’une capacité cognitive commune.
Cela a permis aux chercheurs de démêler la carte cérébrale des capacités cognitives des schémas de dommages – leur permettant de cartographier les différentes parties du cerveau et de déterminer quels patients ont eu les pires résultats dans la tâche d’intelligence fluide en fonction de leurs blessures.
Les chercheurs ont découvert que les performances altérées par l’intelligence fluide étaient largement confinées aux patients présentant des lésions frontales droites – plutôt qu’à un large ensemble de régions réparties dans le cerveau. Parallèlement aux tumeurs cérébrales et aux accidents vasculaires cérébraux, de tels dommages sont souvent observés chez des patients atteints de diverses autres affections neurologiques, notamment des lésions cérébrales traumatiques et la démence.
Nos résultats indiquent pour la première fois que les régions frontales droites du cerveau sont essentielles aux fonctions de haut niveau impliquées dans l’intelligence fluide, telles que la résolution de problèmes et le raisonnement.
Cela soutient l’utilisation de l’APM dans un cadre clinique, comme moyen d’évaluer l’intelligence fluide et d’identifier le dysfonctionnement du lobe frontal droit.
Notre approche consistant à combiner une nouvelle cartographie du déficit lésionnel avec une enquête détaillée sur les performances de l’APM chez un large échantillon de patients fournit des informations cruciales sur la base neurale de l’intelligence fluide. Une plus grande attention aux études sur les lésions est essentielle pour découvrir la relation entre le cerveau et la cognition, qui détermine souvent la façon dont les troubles neurologiques sont traités. »
Lisa Cipolotti, auteur principal, professeur UCL Queen Square Institute of Neurology
L’étude a été financée par Welcome et le programme de financement du NIHR UCLH Biomedical Research Center. Les chercheurs ont également reçu des fonds du National Brain Appeal et des Garants du cerveau.
