Qu’est-ce qui rend le cerveau humain si unique ? Est-il le seul capable d'utiliser certaines opérations mentales, lui permettant de développer et utiliser un langage complexe pour communiquer?
Au sein du laboratoire UNICOG, l’équipe dirigée par Stanislas Dehaene, professeur au Collège de France, fait l’hypothèse que le cerveau humain est le seul à pouvoir extraire et manipuler la structure hiérarchique complexe présente dans une séquence d’évènements afin de l’encoder en mémoire de façon compressée. Cette capacité serait à l’origine de la grammaire complexe du langage que nous utilisons pour communiquer.
Cette équipe étudie comment notre cerveau compresse en mémoire des séquences de positions spatiales flashées au sommet d’un octogone. Pour ce faire, elle postule l’existence d’un langage abstrait, algorithmique, dans lequel ces séquences seraient exprimées par le cerveau humain. Leur description, d’après ce langage, serait d’autant plus courte que la séquence est régulière géométriquement. Dans un article récemment publié dans Neuron, l’équipe a suivi par magnéto-encéphalographie l’activité cérébrale de volontaires à qui différentes séquences, plus ou moins régulières géométriquement, étaient flashées.
Modèles de séquence à huit emplacements utilisés dans l'expérience. L'ordre de présentation des points flashés est indiqué par des flèches. © F. Al Roumi / Inserm
Les résultats de l’expérience montrent que le cerveau humain utilise différentes informations afin d’encoder ces séquences en mémoire. Il représente les positions successives des éléments de la séquence et anticipe la prochaine position avant qu’elle n’apparaisse. Cette anticipation est d’autant plus importante que la séquence est simple. L’opération de rotation ou de symétrie permettant de passer d’un élément de la séquence au suivant est également représentée par le cerveau humain. Enfin, il est possible de déterminer à partir de l’activité cérébrale la position ordinale de l’élément flashé dans un constituant de la séquence. Ces résultats suggèrent que le cerveau humain détecte les régularités des séquences à plusieurs niveaux imbriqués et les utilise pour comprimer les longues séquences dans la mémoire de travail.
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Fosca Al Roumi (fosca.aroumi@cea.fr)