Des chercheurs étudient le mécanisme cérébral cognitif consacré à la lecture

Lettres, syllabes, mots et phrases – des ensembles de symboles disposés dans l’espace qui acquièrent un sens lorsque nous les lisons. Mais y a-t-il une zone et un mécanisme cognitif dans notre cerveau qui sont spécifiquement consacrés à la lecture? Probablement pas; le langage écrit est trop une invention récente pour que le cerveau ait développé des structures qui lui sont spécifiquement dédiées.

Selon ce roman publié dans Biologie actuelle, sous-jacent à la lecture, il existe une fonction évolutive ancienne qui est plus généralement utilisée pour traiter de nombreux autres stimuli visuels. Pour le prouver, les chercheurs du SISSA ont soumis des volontaires à une série d’expériences dans lesquelles on leur a montré différents symboles et images.

Certains ressemblaient beaucoup à des mots, d’autres étaient très différents du matériel de lecture, comme des trépieds tridimensionnels absurdes ou des réseaux visuels entièrement abstraits; les résultats n’ont montré aucune différence entre la façon dont les participants ont appris à reconnaître de nouveaux stimuli dans ces trois domaines.

Selon les chercheurs, ces données suggèrent que nous traitons les lettres et les mots de la même manière que la manière de traiter tout stimulus visuel pour naviguer dans le monde à travers nos expériences visuelles: nous reconnaissons les caractéristiques de base d’un stimulus – forme, taille, structure et, oui, même lettres et mots – et nous capturons leurs statistiques: combien de fois ils se produisent, à quelle fréquence ils se présentent ensemble, à quel point l’un prédit la présence de l’autre.

Grâce à ce système, basé sur la fréquence statistique de symboles spécifiques (ou de combinaisons de ceux-ci), nous pouvons reconnaître l’orthographe, la comprendre et donc nous plonger dans le plaisir de la lecture.

La lecture est une invention culturelle, pas une acquisition évolutive

« Le langage écrit a été inventé il y a environ 5000 ans, il n’y avait pas assez de temps en termes évolutifs pour développer un système ad hoc », expliquent respectivement Yamil Vidal et Davide Crepaldi, auteur principal et coordinateur de la recherche, également menée par Eva Viviani, doctorante du SISSA et maintenant post-doc à l’université d’Oxford, et Davide Zoccolan, coordinateur du Visual Neuroscience Lab, au SISSA également.

Et pourtant, une partie de notre cortex semble être spécialisée dans la lecture chez l’adulte: lorsque nous avons un texte devant nous, une partie spécifique du cortex, le gyrus fusiforme gauche, est activée pour mener à bien cette tâche spécifique. Ce même domaine est impliqué dans la reconnaissance visuelle des objets, et des visages en particulier ».

Yamil Vidal & Davide Crepaldi, auteur principal de l’étude et coordinateur de la recherche, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati

D’autre part, expliquent les scientifiques, « il y a des animaux comme les babouins qui peuvent apprendre à reconnaître visuellement les mots, ce qui suggère que derrière ce processus il y a un système de traitement qui n’est pas spécifique à la langue, et qui se » recyclent « pour la lecture au fur et à mesure que nous les humains devenons alphabétisés »

Pseudocharacteres, objets 3D et formes abstraites pour prouver la théorie

Comment éclairer cette question? « Nous sommes partis d’une hypothèse: si cette théorie est vraie, certains effets qui se produisent lorsque nous sommes confrontés à des signes orthographiques devraient également être trouvés lorsque nous sommes soumis à des stimuli non orthographiques. Et c’est exactement ce que montre cette étude ».

Dans la recherche, les volontaires ont été soumis à quatre tests différents. Dans les deux premiers, on leur montrait de courts «mots» composés de quelques pseudo-caractères, semblables à des chiffres ou des lettres, mais sans signification réelle. Les chercheurs expliquent que cela a été fait pour empêcher les participants, tous adultes, d’être influencés dans leur performance par leurs connaissances antérieures.

«Nous avons constaté que les participants ont appris à reconnaître des groupes de lettres – des mots, dans cette langue inventée – sur la base de la fréquence de cooccurrence entre leurs parties: les mots constitués de paires de pseudo-caractères plus fréquentes étaient plus facilement identifiés « .

Dans la troisième expérience, on leur a montré des objets 3D caractérisés par un triplet de formes terminales – tout comme les mots inventés étaient caractérisés par des triplets de lettres. Dans l’expérience 4, les images étaient encore plus abstraites et différentes des lettres. Dans toutes les expériences, la réponse était la même, donnant un appui total à leur théorie.

De l’humain à l’intelligence artificielle: l’apprentissage non supervisé

« Ce qui est ressorti de cette enquête », expliquent les auteurs, « non seulement soutient notre hypothèse mais nous en dit aussi quelque chose sur la façon dont nous apprenons. Cela suggère qu’une partie fondamentale de celle-ci est l’appréciation des régularités statistiques dans les stimuli visuels qui l’entourent. nous ».

Nous observons ce qui nous entoure et, sans aucune conscience, nous le décomposons en éléments et voyons leurs statistiques; ce faisant, nous donnons à tout une identité. Dans le jargon, nous l’appelons «apprentissage non supervisé». Plus souvent ces éléments se composent dans une organisation précise, mieux on sera à donner un sens à cette structure, que ce soit un groupe de lettres ou un animal, une plante ou un objet.

Et cela, disent les scientifiques, se produit non seulement chez les enfants, mais aussi chez les adultes. « Il y a, en bref, un développement adaptatif aux stimuli qui se produisent régulièrement. Et c’est important non seulement pour comprendre le fonctionnement de notre cerveau, mais aussi pour améliorer les systèmes d’intelligence artificielle qui basent leur » apprentissage « sur ces mêmes principes statistiques ».