Les images du cerveau révèlent le secret d'un QI plus élevé

De nouvelles recherches suggèrent que la couche d'isolant recouvrant le câblage neuronal dans le cerveau joue un rôle essentiel dans la détermination de l'intelligence. De plus, la qualité de cette isolation semble être largement déterminée génétiquement, ce qui renforce l'idée que le QI est en partie hérité.

Cerveau pixelisé : En bas, une image IRM montre une tranche de cerveau humain. En haut est montré une partie agrandie de cette section, créée en utilisant l'imagerie de diffusion. Pour créer l'image, les scientifiques ont mesuré la direction de la diffusion de l'eau dans le tissu cérébral. Les pétales de fleurs à chaque point montrent les directions de diffusion la plus rapide. Ceux-ci sont alignés le long des voies neuronales du cerveau, car l'eau se diffuse de manière directionnelle le long des fils neuronaux bien isolés qui transportent des signaux électriques. Les différentes directions de diffusion sont codées par couleur rouge, vert et bleu. Dans cet exemple, les zones rouge vif révèlent le faisceau de fibres épais, appelé le corps calleux , qui transfère les informations entre les côtés gauche et droit du cerveau.

Les résultats, qui résultent d'une étude détaillée du cerveau de jumeaux, suggèrent comment la technologie d'imagerie cérébrale en constante amélioration pourrait faire la lumière sur certaines de nos caractéristiques les plus fondamentales.

L'étude répond à des questions très fondamentales sur la façon dont le cerveau exprime l'intelligence, explique Philip Shaw, pédopsychiatre à l'Institut national de la santé mentale de Bethesda, dans le Maryland, qui n'a pas participé à la recherche.

Les fils neuronaux qui transmettent les messages électriques de cellule à cellule dans le cerveau sont recouverts d'une couche graisseuse appelée myéline. Tout comme l'isolation d'un fil électrique, la myéline empêche le courant de s'échapper du fil et augmente la vitesse à laquelle les messages voyagent dans le cerveau. Plus la myéline est de qualité, plus les messages voyagent rapidement. Ces voies recouvertes de myéline constituent la matière blanche du cerveau, tandis que les corps des cellules neurales sont appelés matière grise.

La matière blanche est invisible sur la plupart des scanners cérébraux, mais une variante récemment développée de l'imagerie par résonance magnétique, appelée imagerie par tenseur de diffusion (DTI), permet aux scientifiques de cartographier le câblage neuronal complexe de notre cerveau en mesurant la diffusion des molécules d'eau à travers les tissus. Grâce à la couche de myéline grasse, l'eau se diffuse le long des fils neuronaux, tandis que dans d'autres types de tissu cérébral, elle se déplace dans toutes les directions. Les chercheurs peuvent calculer la direction de la diffusion la plus rapide à chaque point du cerveau, puis construire une image des faisceaux de fibres du cerveau. Un cerveau bien organisé possède une myéline qui fonctionne bien, dans laquelle l'eau peut être clairement vue se déplacer le long de chemins spécifiques. L'imagerie de diffusion donne une image de l'intégrité de vos connexions cérébrales, dit Paul Thompson , neuroscientifique de l'Université de Californie à Los Angeles, qui a dirigé l'étude.

Thompson et ses collègues ont pris des scans DTI de 92 paires de jumeaux fraternels et identiques. Ils ont trouvé une forte corrélation entre l'intégrité de la substance blanche et les performances sur un test de QI standard. À l'avenir, nous allons certainement considérer la structure de la substance blanche comme un contributeur important de l'intelligence, dit De Wedeen , neuroscientifique au Massachusetts General Hospital de Boston, qui n'a pas non plus participé à la recherche. Cela change également la façon dont vous pensez à ce que le QI mesure, dit Wedeen. La recherche a été publiée le mois dernier dans le Journal des neurosciences .

Héritage du QI : En comparant les scintigraphies cérébrales de jumeaux, les scientifiques ont découvert que la qualité du tissu adipeux qui isole les fils neuronaux est en grande partie héréditaire. Le lobe pariétal, impliqué dans la logique et les mathématiques, est génétiquement déterminé à 85 pour cent, tandis que le cortex visuel en est à environ 76 pour cent, et le lobe temporal, qui est impliqué dans l'apprentissage et la mémoire, n'est génétiquement déterminé qu'à 45 pour cent.

Si la matière blanche est liée à la fois à la vitesse de traitement et au QI, cela soulève la question : l'intelligence est-elle simplement fonction de la vitesse à laquelle votre cerveau fonctionne ? Des recherches antérieures ont lié la vitesse de traitement au QI, mais les tests utilisés dans l'étude sont des mesures de l'intelligence générale, y compris les compétences verbales, les mathématiques et la logique. La vitesse de traitement joue un grand rôle dans votre intelligence, mais ce n'est pas le seul facteur, explique Shaw.

La nouvelle étude est parmi les premières à lier une architecture neuronale spécifique au QI chez des individus en bonne santé. La plupart des gens se sont concentrés sur la matière grise, dit Shaw. C'est une bonne preuve que nous devrions également examiner la matière blanche. Des études antérieures utilisant le DTI ont établi un lien entre les dommages de la substance blanche et la maladie d'Alzheimer, l'alcoolisme chronique et les lésions cérébrales traumatiques.

Les chercheurs de l'UCLA ont poussé l'étude plus loin en comparant l'architecture de la substance blanche de jumeaux identiques, qui partagent presque tout leur ADN, et de jumeaux fraternels, qui n'en partagent que la moitié. Les résultats ont montré que la qualité de la substance blanche est fortement déterminée génétiquement, bien que l'influence de la génétique varie selon la zone du cerveau. Selon les résultats, environ 85 % de la variation de la substance blanche dans le lobe pariétal, qui est impliquée dans les mathématiques, la logique et les compétences visuo-spatiales, peut être attribuée à la génétique. Mais seulement environ 45 pour cent de la variation du lobe temporal, qui joue un rôle central dans l'apprentissage et la mémoire, semble être héréditaire.

Thompson et ses collaborateurs ont également analysé l'ADN des jumeaux, et ils recherchent maintenant des variations génétiques spécifiques liées à la qualité de la substance blanche du cerveau. Les chercheurs ont déjà trouvé un candidat, le gène d'une protéine appelée BDNF, qui favorise la croissance cellulaire. Les personnes avec une variation ont plus de fibres intactes, dit Thompson.

La recherche de la base génétique et neuroanatomique de l'intelligence a été controversée, en grande partie parce que les opposants craignent qu'elle n'engendre une vision déterministe des capacités et de l'éducation. Les gens craignent que si quelque chose est génétique, ils n'ont aucun pouvoir de l'influencer, dit Thompson. Mais ce n'est pas vrai du tout. Par exemple, un coureur moyen et un coureur génétiquement doué peuvent bénéficier d'un entraînement.

Mais le débat peut être sans objet puisque, comme le souligne Wedeen, il est peu probable qu'un scanner cérébral individuel puisse prédire le QI d'une personne. Le rapport décrit des données agrégées sur le nombre d'individus, dit-il. Ce n'est pas la même chose que de dire que nous pouvons faire un scan et déterminer l'intelligence d'une personne. C'est peut-être en vue, mais nous ne le savons pas encore.

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