Un petit chaos avec votre café?
La caféine produit un trouble bénéfique dans le cerveau humain.
Source: Pixabay / CC0 Public Domain
Tout buveur de café sérieux peut fournir une preuve anecdotique abondante du pouvoir de la caféine pour renforcer nos capacités de traitement de l’information. À un moment ou à un autre, qui n’a pas été désespérément bloqué au milieu d’un projet important, seulement pour prendre la tasse de café la plus proche (ou du thé ou du soda à la caféine) et remonter la vague de caféine jusqu’au succès du projet. achèvement? Et la preuve de ce bénéfice de la caféine pour stimuler le cerveau n’est pas simplement anecdotique. De nombreuses études scientifiques ont démontré le pouvoir de la caféine pour aiguiser notre concentration mentale. Une étude récente en Chine offre un aperçu intéressant de la mécanique neuronale derrière cet avantage en trouvant un lien entre l’utilisation de la caféine et la quantité d’entropie ou de trouble dans le cerveau, et la connexion ne pointe pas dans la direction que vous pourriez penser.
Lorsque nous considérons la fonction cognitive de notre cerveau, nous considérons généralement l’ordre comme une vertu et le désordre comme un vice. «Un esprit ordonné est un esprit sain», pourrait-on dire. Dans le monde de la physique (la seconde loi de la thermodynamique, pour être spécifique), l’entropie est une mesure du désordre de tout système fermé – plus l’entropie est élevée, plus le désordre est grand. Pour prendre un exemple familier, un jeu de cartes jouées sans étrier est un système très ordonné, avec toutes les combinaisons regroupées et tous les nombres ascendants dans une suite à la fois. Si vous séparez le deck des trois coeurs, vous savez avant de regarder que la prochaine carte du deck va avoir quatre cœurs. Mélangez le jeu, cependant, et ces trois coeurs peuvent être suivis par n’importe quelle autre carte du jeu. La probabilité de voir quatre coeurs est exactement la même que de voir les quatre clubs, ou le roi des diamants, ou l’as de pique. Mélanger le jeu a introduit un désordre ou une entropie dans le système.
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Dans nos cerveaux, l’entropie est une mesure du nombre et de la variété des configurations neuronales possibles, déterminées par la connectivité fonctionnelle, ou «corrélation de signal», entre les différentes régions du cerveau. Plus cette corrélation de signal est grande, plus les schémas de connectivité entre les différentes régions du cerveau sont prévisibles. Et plus les modèles de connectivité sont prévisibles, plus l’entropie globale du cerveau est faible. Un cerveau à faible entropie est un cerveau ordonné. Une réduction de la corrélation des signaux diminue cependant la prévisibilité des schémas de connectivité et, tout comme le mélange d’un jeu de cartes, augmente le niveau d’entropie dans le cerveau.
Chang et al. ont étudié la corrélation de la consommation de caféine avec les niveaux d’entropie cérébrale globaux en effectuant des examens IRMf de soixante volontaires avant et après l’ingestion d’un comprimé de caféine de 200 mg, puis en mesurant les changements de connectivité fonctionnelle entre les deux examens. Compte tenu de la puissance démontrée de la caféine pour nous aider à focaliser notre attention, il semble logique que les scans enregistrent une diminution globale de l’entropie du cerveau – une augmentation de son ordre dans le second scan, mais le contraire était vrai. Les cerveaux contenant de la caféine présentaient un niveau d’entropie plus élevé, en particulier dans le cortex préfrontal, le striatum latéral, le cortex visuel et les régions motrices les plus fortement impliquées dans «l’attention, la vigilance et l’action / la fonction motrice».
La découverte que la caféine augmente l’entropie dans les zones de notre cerveau responsables de l’attention et de la vigilance peut sembler contredire notre perception subjective – soutenue par une recherche solide – que la caféine augmente notre pouvoir de concentration. notre cerveau, le résultat n’est pas surprenant du tout. Le monde dans lequel nous naviguons au quotidien ressemble beaucoup plus à un jeu de cartes mélangé qu’à un jeu sortant de la boîte, rempli de rebondissements imprévisibles qui nécessitent souvent que notre cerveau trie plusieurs cours alternatifs. de l’action simultanément avant de se fixer sur celui qui offre la plus grande probabilité d’atteindre le résultat souhaité. Une entropie cérébrale basse, avec une gamme de schémas de connectivité plus prévisible, est moins bien équipée pour faire face aux demandes complexes et souvent improbables de traitement de l’information auxquelles notre monde nous confronte régulièrement qu’un cerveau caractérisé par des modèles de connectivité plus variés et moins prévisibles. Des niveaux d’entropie plus élevés se traduisent par une plus grande complexité, et s’il est vrai qu’une trop grande quantité d’entropie peut être problématique (associée à la schizophrénie, par exemple), la complexité d’un cerveau entropique plus élevé permet de mieux interagir avec le monde complexe dans lequel nous vivons est un cerveau plus régulier, à faible entropie. Plusieurs études récentes ont en effet trouvé une corrélation positive entre l’entropie cérébrale et l’intelligence humaine en général, de sorte qu’un buveur de café particulièrement enthousiaste pourrait presque faire valoir que la caféine vous rend plus intelligent.
S’il est vrai qu’une affirmation aussi extrême est peut-être injustifiée à ce stade, la recherche a montré que l’entropie cérébrale est associée au type de complexité cognitive qui caractérise généralement l’intelligence humaine et cette étude la plus récente suggère que la caféine complexité. Toutes ces recherches considérées ensemble devraient, à tout le moins, nous donner une impulsion de confiance alors que nous prenons une tasse de café pour nous aider à traverser le prochain grand projet auquel nous sommes confrontés.
Les références
Carhart-Harris, R. et al. “Le cerveau entropique: une théorie des états conscients informés par la recherche en neuroimagerie avec des médicaments psychédéliques.” Frontiers in Human Neuroscience (février 2014).
Chang, Da, Song Donghi, Jian Zhang, Yuanqi Shang, Qui Ge et Ze Wang. “La caféine provoque une augmentation généralisée de l’entropie cérébrale au repos”. Rapports scientifiques 8 (février 2018).
Pasman, W. et al. “Effet de la caféine sur l’attention et la vigilance mesurées à la maison, en utilisant des tests de cognition basés sur le Web.” Protocoles de recherche JMIR (septembre 2017).