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Que se passe-t-il à l’intérieur du cerveau intelligent?

Que se passe-t-il à l’intérieur du cerveau intelligent?

Dre Sarah Lippé | Psychologue

Neuropsychologue spécialisée en enfance depuis 2004, la Dre Lippé est professeure agrégée au département de psychologie de l’Université de Montréal et chercheuse au Centre hospitalier universitaire Sainte-Justine.

 

Audrey-Rose Charlebois

Étudiante à la maîtrise en psychologie à l’Université de Montréal, Mme Charlebois s’intéresse à la caractérisation du profil électroencéphalographique ainsi qu’aux mécanismes d’apprentissage des enfants à haut potentiel intellectuel.

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sept. 2017

L’intelligence est la cible de plusieurs débats scientifiques, portant autant sur sa définition que ses caractéristiques psychométriques et biologiques. Actuellement, l’intelligence est communément quantifiée grâce à la mesure psychométrique du quotient intellectuel (QI). Le QI est une valeur numérique qui refléterait l’intelligence globale de la personne (Flanagan et Alfonso, 2017). Un individu obtenant un score entre 90 et 110 est comparable à 50 % de la population et se trouve au niveau de la « moyenne » de son groupe d’âge. Le seuil utilisé pour qualifier une douance est 130 et représente seulement 2,28 % de la population (Vaivre-Douret, 2011).

Les personnes surdouées auraient de meilleures capacités de raisonnement, de compréhension d’idées complexes, de résolution de problèmes, de planification, une pensée potentiellement plus abstraite ainsi qu’un apprentissage par expérience plus rapide (Gottfredson [1997], revue par Zhang, Gan et Wang, 2017). Bien entendu, la douance ne se réduit pas seulement à un score qui quantifie les capacités intellectuelles (QI), elle intègre aussi la créativité, les talents artistiques et les aptitudes interpersonnelles (Bajard, 2009). Il est donc possible d’affirmer que même les mesures de QI ne sont pas un reflet parfait du potentiel intellectuel des surdoués.

Ces définitions sont pertinentes à l’opérationnalisation de la douance, toutefois, elles ne contribuent pas à notre compréhension des mécanismes biologiques qui la sous-tendent. Le cerveau doué fonctionne-t-il différemment? Est-il anatomiquement distinct? Cet article tentera de répondre à ces questions grâce aux études et théories des corrélats neuronaux de la douance telle que quantifiée par le QI global.

1. Quelques théories fonctionnelles et structurelles de l’intelligence

1.1 La théorie de l’efficience neuronale

En 1992, Haier a émis la théorie de l’efficience neuronale dans le but d’expliquer le fonctionnement du cerveau à haut potentiel intellectuel (Haier, Siegel, Tang, Abel et Buchsbaum, 1992). Grâce à des études en imagerie cérébrale, il a été démontré que le cerveau doué ne travaillait pas plus fort, mais bien de manière plus efficiente que celui d’intelligence moyenne. D’ailleurs, des études en tomographie par émission de positrons ont montré qu’une corrélation inverse existe entre le résultat à un test d’intelligence et le taux métabolique de glucose consommé par les régions frontales, temporales et pariétales (Boivin et coll., 1992; Haier, White et Alkire, 2003). Ainsi, ces résultats suggèrent que les cerveaux de personnes douées consomment moins d’énergie que les cerveaux normaux lors de l’accomplissement de la même tâche (Dunst et coll., 2014). Des études en imagerie cérébrale chez les doués ont raffiné cette théorie en proposant que l’activation du cerveau lors d’une tâche cognitive, quelle que soit sa complexité, est très localisée (Neubauer et Fink, 2009). Ainsi, l’efficience fonctionnelle du cerveau doué serait attribuable à une capacité à cibler les régions d’intérêt à l’accomplissement d’une tâche et à désengager celles qui ne sont pas utiles.

1.2 La théorie de l’intégration fronto-pariétale de l’intelligence

En sachant que le cerveau doué a la capacité de mieux cibler les régions pertinentes à l’accomplissement d’une tâche, il devient intéressant de savoir quelles sont ces régions. La théorie de l’intégration fronto-pariétale de l’intelligence répond à cette question en identifiant les circuits neuronaux entre des régions spécifiques davantage utilisées chez les personnes douées. Jung et Haier (2007) ont élaboré cette théorie à la suite de leur revue de la littérature qui avait pour but de « localiser » l’intelligence. Ils en ont conclu que la fonctionnalité, l’intégrité anatomique et la connectivité des régions frontales et pariétales sont très reliées à l’intelligence. L’information sensorielle est d’abord analysée par les aires sensorielles primaires puis transmise aux aires pariétales et/ou temporales où elle sera extraite et élaborée. Ensuite, en interaction avec les aires pariétales/temporales, le lobe frontal s’occupera de la construction d’hypothèses et de la recherche de la meilleure solution possible lors de la résolution de problème. Le cortex cingulaire antérieur se chargera alors de sélectionner la bonne réponse et d’inhiber les autres réponses possibles (Dunst et coll., 2014).

Plusieurs études confirment que ce circuit fronto-pariétal coopératif soutient les meilleures capacités cognitives observées chez les surdoués. Particulièrement chez les doués en mathématiques, une optimisation de l’activation frontale et pariétale est observée, en plus d’une plus forte connectivité inter et intra-hémisphérique (Zhang, Gan et Wang, 2014). D’ailleurs, dès l’adolescence, les doués en mathématique ont une plus forte activation bilatérale du circuit fronto-pariétal lors de tâches de raisonnement fluide, lorsque comparés à leurs pairs (Zhang, Gan et Wang, 2017). Évidemment, l’efficience des structures fronto-pariétales dépend de l’intégrité de leurs connexions. En effet, il a été observé que des atteintes aux faisceaux de matière blanche reliant les lobes frontaux et pariétaux (c.-à-d. supérieur longitudinal et arqué), qui sous-tendent la communication entre ces lobes, diminuent la performance à des tests d’intelligence (Barbey, Colom, Paul et Grafman, 2014).

1.3 L’approche développementale

Finalement, une question se pose quant à la source des différences structurelles et fonctionnelles cérébrales observées dans la douance. Dans une perspective développementale, les enfants doués semblent posséder de meilleures capacités d’apprentissage et sensorielles ainsi qu’une meilleure vitesse de traitement de l’information dès l’âge de 4 ans (Vaivre-Doucet, 2011). Ces différences sont souvent interprétées comme résultant d’un développement accru du cortex cérébral et de la myélinisation des axones qui permettent une transmission plus rapide des signaux du cerveau (Jin, Kwon, Jeong, Kwon et Shin, 2006). Des études auprès d’adolescents surdoués ont démontré qu’ils possèdent une activité cérébrale au repos similaire à celle d’adultes, suggérant une précocité développementale (Zhang, Gan et Wang, 2017).

Par ailleurs, la génétique semble avoir une grande influence (77-88 % de variance) sur l’épaisseur du corps calleux, sur le volume du noyau caudé, sur le volume total de la matière grise et blanche du cervelet, des lobes pariétaux et temporaux (Deary, Penke et Johnson, 2010). De plus, une étude longitudinale suivant des jumeaux de 5 à 18 ans a pu déterminer que la trajectoire développementale de ces régions arrivait à mieux prédire le QI à l’âge de 20 ans que l’épaisseur corticale à cet âge (Giedd, Schmitt et Neale, 2007). Ainsi, la trajectoire du développement cérébral pourrait être plus pertinente pour prédire l’intelligence du jeune adulte que les mesures cérébrales à l’âge adulte.

2. Les implications dans la pratique clinique

L’identification des individus avec une douance est importante en clinique. D’abord, l’intelligence générale prédit fortement la réussite professionnelle, la mobilité sociale et la performance au travail (Deary, Penke et Johnson, 2010). Reconnaître les personnes avec un haut potentiel intellectuel pourrait les aider à maximiser leur performance et leur permettre d’atteindre leur plein potentiel en fonction de leurs objectifs personnels. Par ailleurs, certains enfants montrant un QI très élevé peuvent présenter des comorbidités qui s’apparentent à des troubles neurodéveloppementaux ou d’apprentissage. Chez ces enfants, surnommés doublement exceptionnels (de l’anglais twice exceptionnal), l’identification de la douance peut être complexe, puisque les symptômes résultant des comorbidités peuvent venir brouiller les résultats aux évaluations psychométriques (Foley Nipcon, Allmon, Sieck et Stinson, 2011).

De plus, les caractéristiques neuroanatomiques et fonctionnelles de ces comorbidités chez les doués sont encore inexplorées. Finalement, il arrive que les personnes surdouées vivent plus d’anxiété, de dépression et de difficultés socio-émotionnelles que la population générale. En effet, les enfants doués se sentent parfois différents de leurs pairs, mais ne parviennent pas à comprendre et à définir cette différence (Cross et Cross, 2015). En étant capable de bien évaluer et expliquer leurs forces, il serait possible d’aider ces enfants et ces adultes à apprivoiser leur capacité intellectuelle, et ce, dans le but de réduire leurs difficultés socio-émotionnelles. La recherche dans ce domaine nous permettrait de mieux comprendre les interrelations entre la douance et les difficultés que ces personnes vivent.

3. Les méthodes innovantes de caractérisation de la douance

Les évaluations neuropsychologiques sont très utiles pour caractériser le profil cognitif chez les personnes surdouées. Les résultats aux différents sous-tests composant les évaluations neuropsychologiques peuvent être hétérogènes dans la population surdouée (Hernández Finch, Speirs Neumeister, Burney et Cook, 2014). Ainsi, il est pertinent d’effectuer une évaluation complète des forces et des faiblesses dans cette population.

De plus, les méthodes d’imagerie fonctionnelles, en complément aux outils psychométriques, pourraient nous permettre de caractériser davantage certains aspects du fonctionnement cérébral des personnes douées. Par exemple, il a été abondamment démontré que les personnes douées traitent plus rapidement l’information. Les méthodes d’électroencéphalographie ou magnétoencéphalographie sont des atouts importants pour qualifier et quantifier la vitesse de traitement de l’information, car leur résolution temporelle est exceptionnelle. En utilisant ces techniques, nous pourrions avoir un portrait plus personnalisé du traitement de l’information de ces personnes.

4. Conclusion

Il va sans dire que la recherche neuroscientifique dans le domaine de la douance n’en est qu’à ses balbutiements. En particulier, considérant sa grande complexité, le développement de méthodes innovantes, plus précises pour caractériser l’intelligence serait souhaitable. Sachant que les personnes surdouées peuvent être la cible de problèmes socio-émotionnels, il devient primordial de les suivre de manière adéquate dès un jeune âge afin de les épauler dans leur développement et de les faire briller à leur plein potentiel.

Bibliographie

Bajard, T. (2009). La douance en milieu francophone minoritaire au Canada.

Barbey, A. K., Colom, R., Paul, E. J., et Grafman, J. (2014). Architecture of fluid intelligence and working memory revealed by lesion mapping. Brain Structure and Function219(2), 485-494.

Boivin, M. J., Giordani, G. B., Berent, S., Amato, D. A., Lehtinen, L. S., Koeppe, R. A., Buchtel, H. A., Foster, N. L., et Kuhl, D. E. (1992). Verbal fluency and positron emission tomographic mapping of regional cerebral glucose-metabolism. Cortex, 28, 231–239.

Cross, J. R., et Cross, T. L. (2015). Clinical and mental health issues in counseling the gifted individual. Journal of Counseling & Development93(2), 163-172.

Deary, I. J., Penke, L., et Johnson, W. (2010). The neuroscience of human intelligence differences. Nature Reviews Neuroscience11(3), 201-211.

Dunst, B., Benedek, M., Jauk, E., Bergner, S., Koschutnig, K., Sommer, M., ... et Freudenthaler, H. (2014). Neural efficiency as a function of task demands. Intelligence42, 22-30.

Flanagan, D. P., et Alfonso, V. C. (2017). Essentials of WISC-V assessment. John Wiley & Sons.

Foley Nicpon, M., Allmon, A., Sieck, B., et Stinson, R. D. (2011). Empirical investigation of twice-exceptionality: Where have we been and where are we going?. Gifted Child Quarterly55(1), 3-17.

Giedd, J. N., Schmitt, J. E., et Neale, M. C. (2007). Structural brain magnetic resonance imaging of pediatric twins. Human Brain Mapping28(6), 474-481.

Gottfredson, L. S. (1997). Mainstream Science on Intelligence: An Editorial With 52 Signatories, History, and Bibliography.

Haier, R. J., Siegel, B., Tang, C., Abel, L., et Buchsbaum, M. S. (1992). Intelligence and changes in regional cerebral glucose metabolic rate following learning. Intelligence16(3), 415-426.

Haier, R. J., White, N. S., et Alkire, M. T. (2003). Individual differences in general intelligence correlate with brain function during nonreasoning tasks. Intelligence31(5), 429-441.

Hernández Finch, M. E., Speirs Neumeister, K. L., Burney, V. H., et Cook, A. L. (2014). The relationship of cognitive and executive functioning with achievement in gifted kindergarten children. Gifted Child Quarterly58(3), 167-182.

Jin, S. H., Kwon, Y. J., Jeong, J. S., Kwon, S. W., et Shin, D. H. (2006). Differences in brain information transmission between gifted and normal children during scientific hypothesis generation. Brain and Cognition62(3), 191-197.

Jung, R. E., et Haier, R. J. (2007). The Parieto-Frontal Integration Theory (P-FIT) of intelligence: converging neuroimaging evidence. Behavioral and Brain Sciences30(02), 135-154.

Neubauer, A. C., et Fink, A. (2009). Intelligence and neural efficiency: Measures of brain activation versus measures of functional connectivity in the brain. Intelligence37(2), 223-229.

Vaivre-Douret, L. (2011). Developmental and cognitive characteristics of “high-level potentialities” (highly gifted) children. International Journal of Pediatrics.

Zhang, L., Gan, J. Q., et Wang, H. (2014). Optimized gamma synchronization enhances functional binding of fronto-parietal cortices in mathematically gifted adolescents during deductive reasoning. Frontiers in Human Neuroscience8, 430.

Zhang, L., Gan, J. Q., et Wang, H. (2017). Neurocognitive mechanisms of mathematical giftedness: a literature review. Applied Neuropsychology: Child6(1), 79-94.

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