Comment les régions motrices du cerveau conduisent-elles l'intelligence des fluides?
J'étais impatient de me lever ce matin et de lire une nouvelle étude fascinante de l'Institut Beckman pour les sciences et technologies avancées de l'Université de l'Illinois qui nous aide à mieux comprendre la mécanique du cerveau derrière l'énigme complexe de l'activité physique et de la coordination motrice. à l'intelligence fluide.
Qu'est-ce que l'intelligence fluidique?
L'intelligence fluide est la capacité de penser de manière créative et de résoudre des problèmes dans des situations nouvelles, indépendamment des connaissances acquises spécifiques. L'intelligence fluide implique la capacité d'utiliser la logique analytique avec des connaissances implicites en identifiant des modèles apparemment sans rapport et en reliant les points de manière nouvelle et utile.
Avoir un moment «Aha!» – dans lequel vous vous battez pour trouver une solution analytique, mais avoir ensuite un éclair intuitif de compréhension qui fournit une réponse correcte – est un exemple d'intelligence fluide. D'autre part, l'intelligence cristallisée est la capacité analytique stricte d'utiliser les compétences, les connaissances et l'expérience pour répondre aux questions.
L'intelligence cristallisée est une forme de mémoire déclarative qui représente votre vie de connaissance intellectuelle, cérébrale. L'intelligence cristallisée est largement démontrée par votre vocabulaire et d'autres types de connaissances explicites que vous pourriez mémoriser pour un test standardisé.
Dans ce billet, je vais faire un bref récapitulatif de la dernière étude de l'Institut Beckman sur l'intelligence fluide et ensuite je vais présenter un bref chronogramme qui explique comment ces nouveaux résultats s'inscrivent dans mon cadre hypothétique de la mécanique du cerveau de "superfluidité" basée sur les articles de blog de Psychology Today que j'ai écrits sur l'intelligence fluide.
Je définis la superfluidité comme l'état le plus élevé de l'expérience d'écoulement. La superfluidité est une expérience épisodique dans laquelle votre esprit, votre corps et votre cerveau fonctionnent dans un état de «super flux» sans ego marqué par un frottement nul, une viscosité nulle et une entropie nulle entre les pensées, les idées et les mouvements.
Le métabolisme cérébral dans les régions motrices est corrélé avec l'intelligence des fluides
La nouvelle étude réalisée par les chercheurs de l'Université de l'Illinois a identifié une façon dont le métabolisme du cerveau sain correspond à l'intelligence fluide , qu'ils définissent comme «une mesure de la capacité de chacun à résoudre des problèmes inhabituels ou complexes».
Comprendre la mécanique cérébrale spécifique et les sources de pouvoir qui stimulent l'intelligence fluide aide les neuroscientifiques à caractériser les processus cognitifs impliqués dans divers types d'intelligence et offre un aperçu des types d'interventions susceptibles d'améliorer l'intelligence fluide. Par exemple, j'ai une hypothèse que l'exercice aérobique stimule la créativité et l'intelligence fluide, ce que cette nouvelle recherche corrobore.
L'étude de mars 2016, «Associations multivariées de l'intelligence fluidique et NAA», a été publiée dans la revue Cerebral Cortex .
Pour cette étude, les chercheurs de Beckman ont utilisé l'imagerie spectroscopique par résonance magnétique (MRSI) pour mesurer l'aspartate de N-acétyle (NAA). NAA est un marqueur biochimique utilisé pour mesurer la production d'énergie neurale dans des régions spécifiques du cerveau. Ensuite, ils ont examiné la relation entre les concentrations d'AAN dans différentes régions du cerveau et l'intelligence des fluides.
Les chercheurs ont examiné comment la distribution de NAA dans les lobes frontaux et pariétaux se rapportait à l'intelligence fluide et ont découvert que le métabolisme énergétique dans la région cérébrale frontale-pariétale latéralisée gauche prédit une intelligence fluide.
Ces résultats étaient indépendants de la taille du cerveau, qui est considéré par beaucoup comme un autre prédicteur significatif de l'intelligence des fluides. Ces résultats suggèrent que les régions motrices du cortex cérébral jouent un rôle clé dans la visualisation et la planification nécessaires à la cognition spatiale et au raisonnement.
Dans un communiqué de presse, Aki Nikolaidis, qui dirigeait la recherche avec Ryan Larsen et Arthur Kramer, directeur de l'Institut Beckman, a déclaré: «L'intelligence des fluides est l'une des mesures cognitives les plus utiles disponibles. Ce domaine se rapporte à la satisfaction professionnelle et au niveau de salaire d'une personne, entre autres résultats réels. "
Nikolaidis et ses collègues ont découvert que la concentration de NAA dans une région du cerveau liée aux capacités motrices dans les cortex frontaux et pariétaux était spécifiquement liée à l'intelligence fluide. «Les régions motrices du cerveau jouent un rôle dans la planification et la visualisation des mouvements, ainsi que dans leur exécution», a déclaré Nikolaidis. "La visualisation mentale est un élément clé de l'intelligence fluide."
Les chercheurs ont conclu que bien que la taille globale du cerveau puisse être génétiquement déterminée et qu'elle ne soit pas facilement changée, les niveaux d'AAN et le métabolisme cérébral peuvent répondre à des interventions de santé incluant l'alimentation, l'exercice ou l'entraînement cognitif.
Comment les régions motrices du cerveau conduisent-elles l'intelligence fluide?
Comme je l'ai mentionné plus tôt, lorsque j'ai lu pour la première fois la nouvelle étude de l'Institut Beckman, j'étais immédiatement curieux de comprendre comment ces découvertes, qui utilisaient une technologie de pointe, pourraient fournir de nouvelles preuves empiriques pour étayer certaines intuitions. J'ai eu à propos de la mécanique du cerveau de la créativité et de l'intelligence fluide.
Dans le passage ci-dessous, j'ai concocté une chronologie de diverses études dont j'ai parlé dans des articles précédents du blog Psychology Today . Toutes ces découvertes font partie de mes efforts continus pour résoudre l'énigme du rôle du cervelet (latin pour «petit cerveau») dans les processus cognitifs et créatifs. Au cours des dix dernières années, j'ai essayé de répondre à des questions sur le cervelet que mon père m'avait posé avant sa mort en 2007.
Mon père, Richard Bergland, était neuroscientifique, neurochirurgien et auteur du tissu de l'esprit . Mon père était obsédé par le fait que le cervelet ne représente que 10% du volume cérébral mais qu'il contient plus de 50% des neurones totaux de votre cerveau. Il disait souvent: «Nous ne savons pas exactement ce que fait le cervelet, mais peu importe ce qu'il fait, il en fait beaucoup.
Historiquement, le cervelet a été considéré par la plupart des neuroscientifiques comme une région du cerveau qui est principalement impliquée dans des activités non-pensantes comme la coordination du timing et la précision des mouvements musculaires. Cependant, au cours des dernières années, un grand nombre d'études ont montré, pour la première fois, que le cervelet joue un rôle central dans bon nombre de nos processus cognitifs, émotionnels et créatifs, y compris l'intelligence fluide.
L'hémisphère gauche du cerveau contrôle le côté droit du corps; l'hémisphère gauche du cervelet contrôle le côté gauche du corps, et vice versa. Jeremy Schmamann, MD du Massachusetts General Hospital (MGH) à la Harvard Medical School a une théorie selon laquelle le cervelet pourrait affiner les pensées et les idées de la même manière qu'il affine les mouvements musculaires. Je pense qu'il est sur quelque chose.
Voici quelques exemples d'une douzaine d'études sur lesquelles j'ai écrit au cours des dernières années et qui tentent de résoudre l'énigme de la structure cérébrale, de la connectivité fonctionnelle et, maintenant, du métabolisme de la NAA dans les régions motrices. dans le cortex cérébral – sont liés à l'intelligence fluide et à la superfluidité.
En octobre 2013, des chercheurs de l'Université de Jyväskylä, en Finlande, ont signalé que les enfants ayant une faible motricité avaient également de moins bonnes compétences en lecture et en calcul. L'étude finlandaise a révélé que les enfants ayant des résultats médiocres en agilité, vitesse et test de dextérité manuelle avaient aussi des scores de lecture et d'arithmétique inférieurs de la première à la troisième année. Dans l'ensemble, les enfants ayant de meilleures performances dans les tests moteurs ont obtenu de meilleurs résultats en lecture et en arithmétique.
En avril 2013, une étude publiée par des chercheurs du School of Child Development de l'école supérieure de médecine de l'Université d'Osaka au Japon a révélé que la sous-connectivité entre le cervelet et d'autres régions du cerveau contribue à de nombreuses caractéristiques des troubles du spectre autistique.
En Décembre 2013, une étude, "Même lorsque les résultats des tests augmentent, certains neuroscientifiques de l'Institut de Technologie du Massachusetts (MIT) travaillant avec des chercheurs en éducation de l'Université Harvard et de l'Université Brown ont trouvé des étudiants dans des écoles académiquement performantes. n'a pas nécessairement amélioré l'intelligence fluide.
En avril 2014, des chercheurs de l'Oregon State University ont publié une étude montrant une forte corrélation entre la sévérité du trouble du spectre de l'autisme et les déficiences motrices chez les très jeunes enfants.
En mai 2015, des chercheurs de l'Université de Stanford ont publié une étude qui identifiait que le cervelet pouvait, en fait, être le siège de la créativité. Dans un communiqué de presse, l'auteur principal de l'étude de Stanford, Manish Saggar, Ph.D., a résumé les résultats de la façon dont la pensée analytique a influencé les moments «Aha!» En disant: «Plus vous en pensez, plus vous vous en moquez. . "C'est exactement ce que la légende du tennis Arthur Ashe qualifierait de" paralysie par analyse ".
Une étude de juillet 2015 a montré que les activités proprioceptives dynamiques – qui impliquent spécifiquement le cervelet – augmentaient la mémoire de travail de 50%. La mémoire de travail crée l'espace de travail mental qui facilite la créativité et l'intelligence fluide.
En mars 2016, Ian Fyfe, MD, a publié un article intitulé «L'atrophie cérébelleuse a des caractéristiques spécifiques des maladies» dans la revue Nature Reviews Neurology. Dans sa revue, Fyfe met en évidence deux études récentes qui ont identifié des modèles distinctifs de l'atrophie cérébelleuse qui sont liés à des modèles plus larges de la dégénérescence du réseau cérébral. Les deux études ont montré que la perte de volume du cerveau de la substance grise dans des régions spécifiques du cervelet est liée à la maladie d'Alzheimer (MA) et à la démence frontotemporale (DFT).
Toutes ces études peuvent sembler sans rapport au premier abord, dans une perspective strictement «d'intelligence cristallisée». Cependant, en les regardant sous l'angle de l'intelligence fluide, j'ai le pressentiment qu'ils sont en quelque sorte connectés. Cela dit, je n'ai toujours pas été en mesure de relier analytiquement tous les points dans une conclusion sans faille. C'est un travail en cours de réalisation.
Conclusion: La métacognition et l'importance de «penser à votre pensée»
Au cours des dernières heures, alors que j'écrivais ce billet sur mon ordinateur de bureau et sur mon smartphone pendant que je faisais du jogging, je me suis rendu compte qu'à bien des égards cet article représente la pensée fluide et le métabolisme de l'énergie dans les régions motrices du cerveau. action.
Par exemple, je me suis réveillé vers 5 heures aujourd'hui et j'ai lu la nouvelle étude de Beckman Institute pour la première fois. Après avoir fait un pot de café très fort, j'ai passé environ une demi-heure dans un état cérébral intense avec une focalisation sur le laser pour essayer de comprendre les détails explicites de la science empirique incluse dans l'étude en utilisant une intelligence purement cristallisée.
Puis, j'ai lacé mes chaussures de course et suis allé faire un long jogging au lever du soleil. Le but de ma course était de résoudre activement les problèmes et de relier les points de cette étude avec des recherches antérieures pour voir comment les derniers résultats liés à mon hypothèse sur les quatre hémisphères cérébraux du cervelet et du cerveau sont liés à la cognition.
Pendant que je courais, je rêvais et je m'épanouissais, mais je ruminais aussi toutes ces recherches d'une manière très décontractée et de laisser-faire . J'ai consciemment «desserré» mon cortex préfrontal et attendu patiemment que des idées surgissent. Chaque fois que j'ai eu un petit moment de "Aha!", Je me suis fait un message texte pour m'en souvenir afin que je n'oublie pas l'idée avant de revenir sur mon ordinateur pour écrire ce billet.
Pendant mon jogging, j'ai aussi trouvé la structure et le format de ce blog, visualisé ce à quoi je voulais ressembler, et décidé comment ça devait se dérouler. La minute où je suis rentré de ma course, je me suis dirigé directement vers mon ordinateur, et je me suis assis à mon bureau (encore couvert de sueur). . . speed-tapé la copie que vous venez de lire, téléchargé quelques photos, poli, et posté sur le site Web Psychology Today . Voila!
Clairement, cet article de blog ne va pas gagner de prix Pulitzer. Cela dit, ma principale motivation pour écrire sur les neurosciences de pointe est de diffuser des découvertes potentiellement ésotériques à un large public. Mon espoir est que quelqu'un qui lit ceci va puiser dans son intelligence fluide, avoir un moment "Aha!" Et faire progresser notre compréhension collective de ces idées.
Dans mon esprit, l'intelligence fluide fonctionne mieux lorsque les gens partagent leurs hypothèses avec d'autres avant qu'ils ne se soient fermement solidifiés en une connaissance cristallisée dure comme le roc. Restez à l'écoute, et s'il vous plaît partager vos pensées et vos idées avec moi-même et d'autres dans les commentaires.
Pour en savoir plus sur ce sujet, consultez mes articles de blog Psychology Today ,
- "Trop de pensée cristallisée abaisse l'intelligence des fluides"
- "Eureka! Déconstruire la Mécanique du Cerveau des Moments "Aha!"
- "Est-ce que le cervelet affine les processus cérébraux complexes?"
- "Les activités physiques peuvent-elles améliorer l'intelligence des fluides?"
- "Superfluidité: décoder l'énigme de la flexibilité cognitive"
- "La neuroscience de l'imagination"
- "Pourquoi Overthinking saboter le processus créatif?"
- "Le cervelet peut être le siège de la créativité"
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