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Quelle est la part de l’inné dans notre intelligence ?

Neurones - Synapses

L’intelligence a été depuis longtemps l’objet du plus grand intérêt chez l’Homme. L’idée de pouvoir améliorer ses capacités cognitives a toujours intrigué les scientifiques qui, pour ce, sont continuellement à la recherche d’une meilleure explication de ces facultés. Quels sont les facteurs qui favorisent l’apparition de l’intelligence ? Telle est la question qui prête à réflexion.

Dans un cadre général, Gardner dans son livre Frames of mind  parle des exemples types qui illustrent parfaitement l’influence des gènes sur les capacités de l’individu et cite particulièrement les «  savants idiots »  et les « enfants prodiges ».  Les « savants idiots » tels que certains retardés mentaux et  les autistes possèdent une habilité particulière dans un domaine précis  avec une majorité de capacités médiocres. Alors que les  « enfants prodiges » possèdent un talent extraordinaire dans un domaine particulier et parfois dans plus qu’un domaine et sont capables  de le développer très rapidement. Ils excellent dans certains types d’intelligence notamment l’intelligence musicale, logico-mathématique, spatiale et les échecs. De plus, en 1985, Bloom a constaté que les parents des enfants prodiges sont impliqués dans les domaines dans lesquels leurs enfants excellent. Il a remarqué que le père de Picasso, qui était doté d’une intelligence spatiale hors du commun, était artiste ; le père de Mozart, dont l’intelligence musicale était très développée, était musicien. Ceci joue donc en faveur de la possibilité d’une part génétique dans l’intelligence.

L’Homme détient dès sa naissance des structures  innées au niveau du cerveau permettant l’acquisition de compétences et de connaissances, d’’où  l’importance de ces  structures dans l’intelligence des individus. Le bébé humain possède dans son hémisphère gauche, un réseau de neurones mobilisant plusieurs aires cérébrales qui lui permet d’apprendre à parler.

Stanislas Dehaene, professeur de psychologie cognitive expérimentale au collège de France et son équipe ont réalisé une série d’IRMf à des bébés de 2 mois à qui ils ont fait entendre des phrases prononcées dans leur langue maternelle. Ils ont observé que leur cerveau mobilise les mêmes aires de langage qu’un adulte, montrant ainsi que le cerveau du bébé est structuré au préalable au stade embryonnaire de telle sorte à optimiser l’apprentissage après la naissance.

De plus, l’Homme possède depuis sa naissance des capacités fondamentales pour la numérisation héritées de son évolution, ce qui lui procure une aptitude à faire des mathématiques élaborées. Le cerveau d’un bébé fait la différence entre des groupes contenant un nombre différent d’individus par exemple entre 4 et 12. Ceci est dû au sillon intrapariétal, centre cérébral de la numérisation. En effet, les scientifiques ont détecté dans cette aire des circuits de neurones organisés de telle sorte à traiter les nombres. C’est ce même sillon qui permet aux êtres humains l’association de symboles aux nombres et qui explique la présence innée de structures liées à l’intelligence logico-mathématique en l’occurrence.

Les sillons dans le cerveau

Les sillons dans le cerveau

Ces structures cérébrales ainsi que le nombre de connexions qui relient ces neurones existent au stade embryonnaire.

La différence, observable au niveau des structures innées d’une personne dotée d’un talent, par rapport à une autre ayant des capacités intellectuelles plus modestes, pourrait être attribuée aux différences génétiques de ces deux individus.

 L’intelligence, sous l’influence génétique

Le code génétique est la combinaison des gènes qui fait de nous ce qu’on est, et nous confère des caractéristiques particulières ; alors que l’hérédité fait les différences entre ces caractéristiques. Les exemples qui illustrent parfaitement l’implication des gènes dans l’intelligence sont les études faites sur les jumeaux pour établir la corrélation entre gènes et QI tests. Les jumeaux homozygotes qui possèdent un génotype identique à 100% et qui vivent dans la même maison, présentent une corrélation entre leurs QI d’environ 86 %. Les faux jumeaux, qui possèdent 50% de leur matériel génétique identique et qui vivent dans la même maison présentent une corrélation de 52%. Chez les enfants non parentés, la corrélation tombe à 17%. Il semble d’après ces études que la similarité du contenu génétique a une influence sur les QI tests. (Loehlin, Lindzey, and Spuhler 1975).

Par ailleurs, le professeur de neurologie Paul Thompson et son équipe ont effectué une étude de 5 ans sur des jumeaux en utilisant un nouveau type de scanner d’imagerie cérébrale. Ils ont montré que l’intelligence est fortement influencée par la qualité des axones des neurones du cerveau. En effet, les axones sont les ramifications constituant la substance blanche et qui reçoivent le message nerveux du corps cellulaire du neurone et le transmettent à un autre neurone. Ces ramifications sont entourées par une substance constituée de lipides, la myéline. Cette dernière, responsable de la couleur blanche, permet d’isoler les fibres nerveuses et favorise la communication intra et inter hémisphérique. Il en découle que si l’individu possède une substance blanche en bon état, il sera doté de meilleures facultés intellectuelles. Etant donné que l’intégrité de la substance blanche est sous contrôle génétique, ceci nous mène à dire qu’il existe une détermination génétique pour l’intelligence.

 Des gènes codant pour l’intelligence ?

Il existe une corrélation entre le programme génétique et l’intelligence. Plusieurs méthodes de recherche, telles que les études LCQ (locus de caractère quantitatif), ont pour objectif de découvrir la relation entre un ensemble de gènes et leur contribution dans la variation du phénotype. Les LCQ associés à l’intelligence sont appelés les LCQ de QI. Ces dernières ont poussé les scientifiques à s’intéresser à un chromosome en particulier : le chromosome 7.

Des généticiens de l’université Washington à Saint-Louis ont localisé, sur le chromosome 7, un gène nommé CHRM2 qui pourrait influer sur les performances au test de QI. Selon les auteurs, ce gène n’est pas un gène de l’intelligence, c’est un gène qui est concerné par des circuits dans le cerveau. Des altérations spécifiques de ce gène peuvent influencer le QI, mais ce gène ne peut pas faire la différence entre un génie et une personne à intelligence inférieure à la moyenne.

Plusieurs variations du gène CHRM2 peuvent être corrélées avec de petites différences dans les scores du QI (qui mesure la coordination motrice visuelle, le raisonnement logique et séquentiel, la perception spatiale et la capacité à résoudre des problèmes abstraits). Lorsqu’une personne a plus d’une variation du gène, les changements des performances au QI sont cumulatives.

Le chromosome CHRM2 active une multitude de signaux qui participent à l’apprentissage, la mémoire et à d’autres fonctions importantes du cerveau. Cependant, l’équipe de recherche ne comprend pas actuellement comment le gène exerce ses effets sur l’intelligence.

Une autre étude a été faite à l’université de Utah aux États-Unis en 2010 sur des patients atteints du syndrome Williams : les enfants atteints présentent un QI de 50, sont incapables de trouver leur chemin, ont des difficultés à lire, à écrire, à faire une addition… En revanche, ils possèdent des capacités linguistiques remarquables, ils sont bons musiciens (mais incapables de déchiffrer les notes). Les patients atteints de ce syndrome ont deux douzaines de gènes manquants sur le chromosome 7. Les chercheurs ont pu identifier l’absence du gène STX1A comme étant liée à la maladie. En effet, ce gène joue un rôle fondamental dans le processus de neurotransmission. Il est à la base du passage du signal électrique d’un neurone à l’autre. On pourra donc relier le déficit intellectuel à l’absence du gène STX1A.

Ces études ont montré que le chromosome 7 est lié aux performances cognitives mais il est loin d’être le gène de l’intelligence.

En conclusion, on peut en déduire l’existence de gènes spécifiques impliqués dans l’organisation et le plan géométrique du cerveau. Cependant, on ne sait toujours pas comment ces gènes peuvent conditionner les facultés d’un individu.

Lexique

  • Apprentissage : processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, de compétences.
  • Le sillon intrapariétal : c’est un sillon de la face latérale supérieure du lobe pariétal du cortex.
  • Homozygotes : Un individu est homozygote pour un gène quand il possède deux allèles identiques de ce gène.
  • Liaison génétique : désigne le fait que deux allèles de deux gènes différents, se trouvant à proximité l’un de l’autre sur un chromosome, sont transmis ensemble d’un individu à sa descendance.
  • LCQ : est une région plus ou moins grande d’ADN qui est étroitement associée à un caractère quantitatif, c’est-à-dire une région chromosomique où est localisé un ou plusieurs gènes à l’origine du caractère en question.
  • Syndrome Williams : maladie qui se caractérise par un retard mental, combiné à une malformation cardiaque (cardiopathie congénitale) et à une forme de visage bien particulière.
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Les facteurs environnementaux et l’apprentissage

La question qui se pose est la suivante : les Hommes peuvent-ils améliorer leurs facultés intellectuelles ou sont-ils contraints à demeurer au même niveau mental que la nature leur a conféré ?

La théorie à la base de la neurobiologie

Chez les nouveau-nés, les raccordements neuronaux existent mais sont incomplètement élaborés. Il en découle que le cerveau possède des capacités pour se développer. Les scientifiques s’intéressent alors à l’explication biologique de ce phénomène. D’après Vernon Mount Castle, physiologiste à l’Université John Hopkins, le cortex cérébral humain est décomposé en modules ou colonnes.

Organisation du cortex cérébral

Organisation du cortex cérébral

Les colonnes sont verticales à la surface du cortex et sont approximativement de 3mm de longueur et de 0.5 mm à 1mm de profondeur. Elles fonctionnent comme des entités et chacune d’entre elles possède des fonctions quasi-différentes. Chaque colonne diffère d’une autre par le nombre de neurones et de connexions qu’elle possède. Les chercheurs se sont alors questionnés sur les facteurs qui peuvent être à l’ origine de ces différences. Par injection d’une substance (contenant un acide aminé radioactif) dans les neurones, ils ont pu visualiser leur structure. Ainsi, chez un nouveau-né, ils ont remarqué qu’il existe très peu d’excroissances et les arborisations terminales sont peu développées. Cependant, à l’âge de deux ans, les fibres nerveuses possèdent de nombreuses excroissances et ont subi un développement important au niveau de leurs arborisations terminales. Cela démontre qu’au cours du temps, les circuits neuroniques subissent une maturation. Les neurones établissent des rapports avec les neurones voisins, et ceux-ci deviennent plus complexes vers l’âge de 16ans, l’âge où ce processus s’arrête.

Ainsi, pour qu’une personne puisse développer certaines capacités intellectuelles, elle doit le faire avant la fin de sa puberté.

De plus, des études récentes ont montré que certaines régions du cortex d’un individu ayant de bonnes facultés sont plus épaisses que chez d’autres n’ayant pas le même niveau intellectuel. Cette épaisseur est due à la multiplication des connexions entre les neurones. En d’autres termes, plus les connexions neuroniques sont complexes, plus l’information circule rapidement, et plus l’individu a de meilleures capacités cognitives. C’est le phénomène de plasticité : le processus par lequel le cerveau peut remodeler son organisation.

Le développement de ces circuits dans le cortex est modelé par l’environnement qui inclue les phénomènes d’apprentissages (l’acquis) et peut influencer négativement ou positivement le niveau d’intelligence.

Comment l’environnement peut-il conditionner les capacités cognitives ?

1) Influences du milieu socio-culturel

• La famille

Le cadre familial est un facteur qu’il ne faudrait pas épargner. En effet, avoir accès aux ressources de la maison et mener une vie dans un cadre sérieux favorisant les études, influencent positivement les facultés intellectuelles d’un individu.

• L’éducation

L’éducation joue un rôle majeur dans l’intelligence. Il est clair qu’un individu possédant des potentiels intellectuels doit suivre un enseignement approprié à ses capacités pour pouvoir les exploiter le plus possible, d’où l’existence d’écoles de surdoués.

• L’enrichissement environnemental

Une étude effectuée par Rosenzweig et Bennett (1996) a montré l’effet de la richesse de l’environnement sur la plasticité cérébrale. En effet, ils ont pu mettre en évidence que le cerveau des rats élevés dans un milieu enrichi, présente un épaississement du cortex traduisant un nombre de connexions synaptiques croissant. De même, ils ont observé un nombre d’épines dendritiques plus important au niveau microscopique. Ainsi, l’environnement enrichi modifierait l’arborisation dendritique du cerveau, ce qui entraîne un plus grand nombre de connexions entre les neurones.

La variation de plusieurs types de quotients intellectuels  en fonction de l’environnement dans lequel l’enfant est placé.

La variation de plusieurs types de quotients intellectuels en fonction de l’environnement dans lequel l’enfant est placé.

• Le statut socio-économique

Il y a différentes études qui relient le statut socio-économique au QI. Les individus qui ont un meilleur statut socio-économique ont 17 points de plus dans le même examen que ceux qui sont plus démunis. Une étude faite par Wahlsen en 1995, où les enfants ont été transférés de maisons à statut socio-économique modeste à d’autres dont le statut est élevé, a montré que les scores des tests se sont améliorés de 16 points. Cela veut-il dire que les enfants riches sont plus intelligents ? Bien sûr que non, mais cela veut dire que l’accès aux différentes ressources permet d’améliorer l’intelligence.

• Le mode de vie

Bob Reeves, de l’université de Melbourne, a effectué une étude qui a montré que l’évolution a modulé les gènes de l’Homme en développant son rapport à l’espace. Il a observé que les Aborigènes du Nord de l’Australie ont des compétences de repérage spatial beaucoup plus développées que les enfants scolarisés. Ceci est probablement dû au fait que dès leur plus jeune âge, ils doivent se repérer pour survivre. Ainsi, le mode de vie des aborigènes leur a permis de développer l’intelligence spatiale.

2) Influences biologiques

• Exposition aux produits chimiques toxiques et à d’autres substances

La consommation chronique d’alcool entraîne une mort neuronale importante. Le volume du cerveau des malades alcooliques diminue. Il en découle que l’alcoolisation chronique est assimilée à une maladie neurodégénérative.

En effet, suite à une consommation répétitive d’alcool, des déficits cognitifs apparaissent : ils concernent les capacités visuelles et spatiales, le contrôle de la posture donc l’intelligence kinesthésique, la capacité de planification, d’adaptation, de prise de décision, de maniement du langage. Plus ou moins longtemps après le début de l’alcoolisation chronique, des dégâts au niveau du cerveau deviennent visibles. Les substances grise et blanche se réduisent dans le cortex, le cerveau limbique (dont l’hippocampe, une structure intervenant dans l’apprentissage, la mémoire et la régulation de l’humeur) et le cervelet. En effet, l’individu connaîtra une diminution du métabolisme cérébral. Lors des IRM, cela se manifeste par un moindre flux sanguin ou par une faible consommation de glucose dans le cerveau. Aussi, l’alcool bloque l’effet excitateur du neurotransmetteur glutamate en se fixant sur le récepteur NMDA (N-Méthyl-D-Aspartate) impliqué dans l’apprentissage, la mémoire et le développement neuronal. Il entrave également l’absorption intestinale de la vitamine B, nécessaire au fonctionnement cérébral. Par ailleurs, l’alcool bloque par effet oxydant la neurogenèse adulte et donc la possibilité de renouvellement des cellules détruites.

De même, une femme enceinte buvant régulièrement de l’alcool peut causer à son enfant le SAF ou Syndrome d’Alcoolisation Fœtale, responsable d’un déficit intellectuel important. En effet, l’alcoolisation de l’embryon provoque des troubles de migration des neurones : ces derniers migrent au-delà de leur destination et entraînent une anomalie de leur emplacement et un amincissement du cortex. Des anomalies dans les structures cérébrales apparaîtront, comme par exemple l’agénésie du corps calleux. Il en résulte des troubles dans l’apprentissage verbal d’où un déficit de l’intelligence linguistique.

Dans le même rayon de substances nocives, il a été démontré que l’exposition aux drogues a des effets sensiblement négatifs sur le fonctionnement cognitif. En effet, la consommation prolongée de cannabis bloque la libération du neurotransmetteur excitateur appelé l’acétylcholine dans l’hippocampe, affectant ainsi le fonctionnement du cerveau. Cet effet chronique entraîne la baisse du volume de l’hippocampe accompagnée de la diminution des capacités d’apprentissage de lecture et de calcul.

• Nutrition

Des études ont prouvé qu’une malnutrition postnatale peut affecter le développement intellectuel : l’expérience effectuée par Isaac et collaborateurs, consiste à assigner à deux groupes d’enfants prématurés deux régimes alimentaires, l’un standard et l’autre de haut-aliment (riche en vitamines), pendant les semaines postnatales. Les scientifiques ont remarqué que le noyau caudé du groupe de haut-aliment est plus volumineux que celui de l’autre groupe. Cette différence de volume est corrélée avec la différence des scores sur les essais verbaux de QI auxquels le groupe de haut-aliment a obtenu de meilleurs résultats.

Par ailleurs, une étude faite sur 3000 enfants âgés de 5 à 13 ans a montré que l’allaitement peut dans certains cas améliorer les capacités cognitives. En effet, seul le lait maternel contient 2 acides gras insaturés (DHA ou acide docosahexaenoïque et AA ou acide arachidonique). Ces derniers vont, au cours de l’allaitement, s’accumuler dans le cerveau et par suite stimuler la mémoire des enfants et leurs facultés intellectuelles (raisonnements…). Cependant, cette influence ne va pas avoir lieu que chez les enfants possédant l’allèle A d’un gène appelé FADS2. Sans cet allèle, l’allaitement ne serait pas en mesure d’augmenter le QI.

En ce qui nous concerne, nous possédons tous au départ un alphabet de structures mentales données par l’évolution. Mais c’est l’attention portée par une culture à tel ou tel trait, qui développe nos compétences. Pour les scientifiques, ce sujet reste un débat ouvert entre les généticiens et les environnementalistes.

Lexique

  • Arborisation terminale : L’arborisation terminale est l’extrémité ramifiée de l’axone (prolongement d’un neurone) d’un neurone.
  • Plasticité : Mécanismes par lesquels le cerveau est capable de se modifier par l’expérience.
  • Connexion synaptique : connexion entre les synapses qui sont une zone de contact fonctionnelle entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule.
  • Épines dendritiques : Structures en forme de bourgeon situées sur les tiges des dendrites (prolongement du corps cellulaire d’un neurone) permettant la connexion au neurone pré-synaptique.
  • Cerveau limbique : Zones du cerveau (sous le cortex dans la région médiane de l’hémisphère, enfoui à l’intérieur du lobe temporal) jouant un rôle dans l’olfaction, la mémoire, l’apprentissage et la régulation des sentiments.
  • Hippocampe : Structure du cerveau limbique jouant un rôle dans la mémoire et la navigation spatiale.
  • Cervelet : Structure de l’encéphale jouant un rôle dans le contrôle moteur et dans certaines fonctions cognitives tels que l’attention et le langage.
  • Neurotransmetteurs ou neuromédiateurs : Composés chimiques libérés par les neurones agissant sur d’autres neurones ou sur d’autres types de cellules.
  • Neurogenèse: Ensemble de processus de création d’un neurone fonctionnel du système nerveux ou naissance de nouveaux neurones.
  • Agénésie : Absence de formation d’un organe au stade embryonnaire.
  • Noyau caudé : Fait partie du corps strié (ensemble de 3 noyaux sous-corticaux) constitué de fibres nerveuses grises et blanches, situé à la base de l’encéphale, côtés extérieurs des hémisphères ; contrôle et régularise la motricité volontaire.