Décrire des régions en interaction plutôt qu'une zone unique du raisonnement
Le raisonnement est associé à un ensemble de zones cérébrales en interaction, en particulier des parties du cortex préfrontal et du cortex pariétal. Il n'existe pas de « zone du raisonnement » unique et fixe : différents problèmes font appel à différents types d'informations et d'opérations mentales, et le cerveau coordonne ces processus à travers un réseau. Pour simplifier, les zones préfrontales peuvent aider à garder un objectif ou une règle à l'esprit et à combiner les informations, tandis que les zones pariétales peuvent aider à représenter ou à comparer des relations. Il s'agit de repères utiles, et non d'attributions exclusives.
Pourquoi le raisonnement implique un réseau
Une tâche de raisonnement peut nécessiter plusieurs étapes : comprendre la question, garder en mémoire les faits pertinents, comparer les possibilités, remarquer une relation et choisir une réponse. Ces étapes utilisent différents types d'informations. Un puzzle visuel, par exemple, nécessite le traitement de formes ; un argument verbal nécessite le traitement de mots et de significations. Les deux peuvent également nécessiter de l'attention, de la mémoire et la vérification d'une règle.
Le chapitre pédagogique de l'University of Texas Health Science Center à Houston sur les processus associatifs et exécutifs décrit la façon dont les aires d'association relient les informations provenant des zones sensorielles et d'autres aires associatives, et comment les zones préfrontales participent à la mémoire, à la planification et à la formation de concepts d'ordre supérieur. Cette vue d'ensemble permet de comprendre pourquoi le raisonnement est mieux décrit comme une activité coordonnée que comme une tâche exécutée par une zone isolée du cortex.
Les chercheurs utilisent l'imagerie cérébrale pour comparer l'activité pendant les tâches, et ces comparaisons peuvent montrer quelles zones sont sollicitées dans des conditions particulières. Cependant, le fait qu'une zone devienne plus active au cours d'une tâche ne signifie pas en soi qu'elle prend en charge l'ensemble de la tâche, ni qu'elle sert uniquement au raisonnement. Le schéma observé dépend de ce qu'il est demandé aux participants de faire, de la tâche de comparaison utilisée et de la façon dont les chercheurs analysent les données.
Ce que les zones préfrontales et pariétales peuvent apporter
Le cortex préfrontal se situe vers l'avant du cerveau. Certaines de ses régions interviennent dans le maintien des objectifs et des informations, la sélection des règles pertinentes et la combinaison d'informations à mesure qu'une tâche devient plus complexe. Dans une expérience évaluée par des pairs, Wendelken et ses collègues ont étudié le raisonnement relationnel chez les enfants et les adolescents. Les participants devaient juger si deux éléments visuels partageaient une caractéristique, ou si deux paires correspondaient selon la même caractéristique. Les chercheurs ont constaté que le cortex préfrontal rostrolatéral et le lobe pariétal inférieur présentaient des schémas d'engagement différents pour les jugements relationnels simples et plus complexes, ces schémas évoluant entre 6 et 18 ans.
Cette expérience soutient un exemple à interpréter avec prudence : le cortex préfrontal rostrolatéral peut intervenir lorsque le raisonnement nécessite de combiner des relations, tandis que les zones pariétales inférieures peuvent contribuer à la représentation ou à la manipulation de ces relations. Cela n'établit pas une division universelle du travail, et ses participants étaient de jeunes individus réalisant une tâche visuelle particulière. D'autres tâches, tranches d'âge ou méthodes d'analyse peuvent présenter des schémas différents.
Le cortex pariétal est situé vers la partie supérieure arrière du cerveau. Il comprend des zones impliquées, entre autres fonctions, dans le traitement des informations spatiales et numériques. Une étude distincte utilisant les matrices progressives avancées de Raven a examiné le raisonnement visuo-spatial et logico-verbal et a révélé différentes associations avec la connectivité cérébrale spontanée à travers plusieurs régions, notamment les zones visuelles, pariétales, temporales et frontales. Le rapport évalué par des pairs des auteurs rappelle une fois de plus que le « raisonnement » comprend des exigences de tâches distinctes et ne se cartographie pas simplement en un seul endroit.
Une comparaison de tâches : une règle, deux types de raisonnement
Considérons deux tâches illustratives. Dans la première, vous observez une séquence de formes et déterminez quelle forme complète un motif visuel. Dans la seconde, vous lisez un court argument et déterminez si sa conclusion découle de ses prémisses. Les deux impliquent de trouver ou de vérifier une relation, mais la première repose fortement sur des informations visuelles et spatiales, tandis que la seconde dépend davantage du langage et du sens.
Cette comparaison est une explication, et non une évaluation individuelle ou l'affirmation que ces tâches précises produisent une scintigraphie cérébrale particulière. Elle montre pourquoi les détails de la tâche sont importants : une tâche de motifs visuels peut recruter des processus visuels et pariétaux parallèlement au contrôle et à la comparaison ; un argument verbal peut faire appel à des processus liés au langage parallèlement au contrôle et à la comparaison. Les systèmes préfrontaux peuvent aider à maintenir actif l'objectif ou la règle pertinente dans les deux cas, tandis que les contributions pariétales peuvent varier selon les informations et les relations prises en compte. Le schéma spécifique dépend de la tâche.
Ce que « associé au raisonnement » signifie — et ne signifie pas
Lorsqu'une zone cérébrale est associée au raisonnement, cela signifie généralement que les chercheurs ont observé une relation entre l'activité dans cette zone et la performance ou les exigences d'une tâche dans le cadre d'une étude. Cela ne signifie pas que la zone est à elle seule à l'origine de tout le raisonnement, que chaque type de raisonnement l'utilise de la même manière, ou que l'observation de l'image cérébrale d'une personne fournirait une mesure simple de sa capacité de raisonnement. Une revue de la recherche frontopariétale décrit ce réseau comme soutenant une coordination flexible avec d'autres réseaux cérébraux, et note que son organisation fonctionnelle varie selon les individus ; voir la revue de Marek et Dosenbach.
La réponse courte la plus précise est que le raisonnement s'appuie sur des réseaux distribués et en interaction. Les régions préfrontales interviennent souvent dans le maintien des objectifs et la combinaison des informations ; les régions pariétales peuvent contribuer à représenter et à comparer des relations. Les zones qui importent le plus dépendent du type de raisonnement et des exigences de la tâche.
Lisez attentivement les titres traitant des régions cérébrales
Si un titre affirme qu'une zone est le siège du raisonnement, examinez la tâche utilisée dans l'étude sous-jacente. Demandez-vous si les participants ont résolu un puzzle visuel, évalué un argument ou comparé des quantités. Vérifiez ensuite quelle activité de comparaison les chercheurs ont utilisée et si le résultat décrit une moyenne pour l'ensemble des participants. Une zone mise en évidence peut constituer une composante importante d'une tâche sans pour autant agir seule. Cette habitude de lecture rend l'affirmation scientifique plus utile : vous pouvez appréhender ce qu'une étude a découvert tout en laissant la place à d'autres tâches et réseaux pour produire des schémas différents.
Sources et portée
La comparaison originale entre deux tâches illustre les limites de l'attribution de l'ensemble du raisonnement à une seule zone. Les sources citées étayent les faits énoncés ; les exemples et exercices sont des applications éditoriales originales.