Des chercheurs américains se sont servi d'un jeu de simulation pour comprendre les mécanismes de l'apprentissage spatial.

C’est la poule et l’oeuf des sciences cognitives : la partie du cerveau dédiée à la navigation spatiale est-elle surdéveloppée chez les chauffeurs de taxi londoniens parce qu’ils se sont entraînés à retenir un réseau complexe de rues, ou parce que seules les personnes dotées d’un large hippocampe, cette zone du cerveau responsable notamment de la navigation spatiale, peuvent réussir à devenir chauffeur de taxi à Londres ? En d’autres termes : est-ce que l’expérience du réseau routier londonien peut vraiment changer la structure du cerveau ?

Des chercheurs de l’Université Carnegie-Mellon en Pennsylvanie se sont penchés sur la question. Thimothy Keller, psychologue, et Marcel Just, spécialiste en neurosciences, ont donc recruté 28 jeunes adultes avec peu d’expérience dans le jeu vidéo, et les ont répartis en deux groupes : le groupe-témoin devait conduire une voiture dans un jeu de simulation sur vingt routes différentes, tandis que le groupe-test devait refaire vingt fois la même route. Avant et après chaque expérience, les participants devaient subir une IRM de diffusion pour suivre les mouvements des molécules d’eau dans leur cerveau, ainsi qu’une IRM fonctionnelle, pour comparer les flux sanguins.

Un lien direct

Sans surprise, les participants du groupe-test qui avaient suivi vingt fois le même circuit pouvaient augmenter leur vitesse, mieux classer des photographies du paysage et tracer une carte de la route. Mais surtout, les scanners ont montré une augmentation de la taille de l’hippocampe, et une meilleure connexion de cette zone aux autres parties du cerveau. L’hippocampe est la structure corticale qui permet la mémoire et la navigation spatiales. Ces évolutions de l’hippocampe étaient plus remarquables chez les participants qui avaient le plus amélioré leur conduite, montrant une relation directe entre changement structurel et fonctionnel du cerveau.

c’est l’apprentissage spatial qui modifie le cerveau, et non l’inverse.

« Ces résultats montrent comment l’apprentissage permet une re-connexion cognitive. Nous savons maintenant, au moins pour ce type d’apprentissage spatial, quelle zone change sa structure et comment elle change sa communication avec le reste du cerveau », a résumé Marcel Just.

Cette recherche, financée par l’Office of Naval Research, pourrait permettre de mieux comprendre le fonctionnement de l’hippocampe, l’une des premières structures touchées par la maladie d’Alzheimer. En tous cas elle permet déjà de rassurer les aspirants chauffeurs de taxi à Londres : c’est l’apprentissage spatial qui modifie le cerveau, et non l’inverse.

 

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