Une étude dans laquelle des simulations cérébrales personnalisées de 650 participants ont été analysées a conclu que les personnes ayant un quotient intellectuel (QI) plus élevé ont besoin de plus de temps pour résoudre des problèmes plus complexes. En effet, ils attendent que le traitement dans toutes les zones du cerveau se termine et que chacun d’eux se connecte pour travailler ensemble. Au contraire, les personnes ayant un QI inférieur ont tendance à « sauter » certaines de ces étapes et donc à prendre des décisions plus rapidement, tout en augmentant les risques de faire des erreurs.
Un groupe de chercheurs allemands et espagnols, dirigé par l’Institut de santé de Berlin (BIH), a découvert dans de nouvelles recherches que les individus ayant des scores d’intelligence plus élevés n’étaient plus rapides que lorsqu’ils s’attaquaient à des tâches simples, alors qu’il leur fallait plus de temps pour résoudre des problèmes difficiles par rapport aux sujets ayant des scores de quotient intellectuel (QI) inférieurs. Les conclusions de ces travaux scientifiques ont récemment été publiées dans la revue Nature Communications.
Plus vite n’est pas toujours mieux
Ces données suggèrent que la relation immédiate qui est généralement établie entre une plus grande capacité intellectuelle et une résolution plus rapide des problèmes n’est pas vraie dans tous les cas : parfois, prendre plus de temps pour trouver une solution signifie attendre un traitement complet au niveau du cerveau et activer toutes les synapses et interconnexions nécessairesau lieu d’opter pour une réponse plus rapide mais avec moins d’éléments et de ressources cérébrales à exploiter.
On sait qu’il y a environ 100 milliards de neurones dans le cerveau humain : chacun d’eux est connecté à environ 1 000 neurones voisins ou distants. Ce réseau complexe est la clé des incroyables capacités de notre cerveau, mais en même temps, il le rend si difficile à comprendre comment fonctionne cet orgue incroyable qui nous gouverne Pour mieux comprendre son fonctionnement, les chercheurs travaillent avec des simulations et des modèles qui nous permettent d’apprécier la dynamique cérébrale dans différentes circonstances et situations.
Analyser les connexions neuronales
Pour la nouvelle étude, les scientifiques ont travaillé avec les données de 650 participants au Projet Connectome humain (HCP), une initiative américaine qui étudie les connexions neuronales dans le cerveau humain depuis septembre 2010, dans le but de créer une « carte » de ces interactions. À partir de ces informations, ils ont développé simulations cérébrales personnalisées ou « modèles » individualisésqui reflètent la façon dont les connexions entre les neurones sont structurées chez chacun des participants.
Par la suite, les réponses des volontaires à différents problèmes ont été évaluées à l’aide de scanners cérébraux d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et de modèles mathématiques basés sur des connaissances théoriques sur les processus biologiques. Parallèlement, ces résultats ont été comparés à ceux de cerveaux artificiels ou avatars virtuelsqui reproduisait les caractéristiques du cerveau humain.
Tout d’abord, les chercheurs ont pu simuler très efficacement l’activité de cerveaux individuels avec les avatars : dans le processus, ils ont découvert que ces cerveaux artificiels se comportent différemment les uns des autres, de la même manière que les cerveaux humains. En outre, les avatars virtuels correspondaient aux performances intellectuelles et aux temps de réaction de leurs analogues biologiques.
De meilleures décisions nécessitent plus de connexions et plus de temps
Au fur et à mesure que vous progressez dans l’étude, ont constaté que les cerveaux « plus lents » chez les humains et les modèles artificiels étaient plus synchronisés, c’est-à-dire qu’ils ont enregistré une plus grande interaction entre les différents domaines. Cette plus grande synchronisation a permis aux circuits neuronaux du lobe frontal de retarder les décisions plus longtemps que les cerveaux moins coordonnés.
Dans le même temps, ils ont révélé comment une coordination temporelle réduite se traduit par des informations nécessaires à la prise de décision non disponibles en cas de besoin ou stockées dans la mémoire de travail. En conséquence, de nombreux participants avec un QI inférieur problèmes complexes résolus plus rapide, mais dans de nombreux cas avec des erreurs en « sautant » les interactions entre certaines zones du cerveau.
« La synchronisation ou la formation de réseaux fonctionnels dans le cerveau altère les propriétés de la mémoire de travail et donc la capacité à endurer de longues périodes sans prendre de décision. Dans les tâches plus difficiles, le cerveau doit stocker les progrès passés dans la mémoire de travail pendant qu’il explore d’autres voies de solution, puis les intègre les unes aux autres.. Cette collecte de preuves pour une solution particulière peut parfois prendre plus de temps, mais elle conduit également à de meilleurs résultats », a-t-il expliqué dans un communiqué. communiqué de presse Michael Schirner, auteur principal de l’étude.
Référence
Apprendre comment la structure du réseau façonne la prise de décision pour l’informatique bio-inspirée. Michael Schirner, Gustavo Deco et Petra Ritter. Communication Nature (2023). DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-023-38626-y