Cours : Vitesse de conduction neuronale, intelligence et traitements intellectuels



Des recherches, dans les années 1970, (qui ont été renouvelées depuis) sont suscitées par les travaux issus des théories factorielles et multifactorielles de l'intelligence : s'il est vrai que les études des aptitudes mentales font émerger des facteurs, chaque facteur mis en évidence n'est rien d'autre qu'une construction mathématique, et il faut pouvoir interpréter cette construction. 

Une question, par exemple dans le cas du facteur g mis en évidence par Spearman, consiste à savoir ce que les personnes qui ont un facteur g élevé, ont de plus au niveau cognitif, que ceux qui ont un facteur g faible.

L'histoire de la psychologie différentielle a vu passer 2 principales hypothèses, la première cherchant un lien entre la valeur du facteur g et la vitesse de traitement neuronal, la deuxième, entre facteur g et vitesse perceptive.

Traitement neuronal et facteur g

Dans les années 1980, Eysenck (1982-1986) formule l'hypothèse générale selon laquelle il existe une liaison entre le niveau du facteur g et le traitement neuronal : une première hypothèse est exprimée en terme de vitesse de traitement neuronal, une seconde postule, à un niveau plus élémentaire, un lien avec la transmission (vitesse) de l'influx nerveux.

L'hypothèse d'un lien entre traitement neuronal et intelligence, opérationnalisée
Pour le démontrer, il faut réaliser deux mesures, une explorant la valeur du facteur g, l'autre, vitesse ou transmission élémentaire du signal, et ce sur plusieurs sujets, afin d'observer également les différences individuelles et en calculer une relation. Une corrélation reflèterait donc le degré de liaison.

Étude de Vernon et Moni (1992)

Ils effectuent la mesure sur les nerfs d'un bras : ils placent 2 électrodes sur un bras puis mesurent le temps qui sépare l'activation de la seconde électrode lorsqu'un signal a été émis sur la première (vitesse de conduction de l'influx nerveux). Une mesure du facteur g est réalisée en parallèle pour chaque sujet d'expérience, et l'on s'attend à trouver une corrélation forte, selon l'hypothèse, entre le niveau du facteur g et la vitesse de conduction. 

Les résultats ne sont malheureusement pas à la hauteur : de fait, on trouve un coefficient r = 0.45, ce qui est dans le sens attendu et significatif, mais cependant modéré. Après avoir répliqué cette recherche, on s'est rendu compte que l'effet n'est pas répliqué à chaque fois : cette étude est peu stable, mais cela pourrait provenir du fait que la mesure de vitesse de conduction n'est obtenue qu'à la périphérie (bras, jambe).

Une autre méthodologie est alors utilisée afin d'accéder directement à la conduction nerveuse au niveau cérébral : on mesure les potentiels électriques en utilisant les potentiels évoqués. Cette fois-ci, les corrélations paraissent plus élevées, avec un coefficient r s'élevant à 0.70. Ces résultats engendrent néanmoins de vives discussions : n'y a-t-il pas derrière cette corrélation la mesure d'autres choses, quel est la nature de ce lien?

Depuis les années 90, on assiste à un développement de ces travaux, mais les chercheurs se heurtent encore au problème d'interprétation de cette relation et en particulier du caractère intentionnel. De plus, les corrélations ne sont jamais très fortes…

Processus élémentaires de Traitement intellectuel et aptitudes

Principes de cette approche

On se situe dans une problématique proche de celle du traitement neuronal, avec l'idée selon laquelle dans toute activité mentale, intellectuelle, des processus élémentaires sont activés, qui sont communs à plusieurs types de traitement (approche procédurale, également connue sous l'adjectif de modulaire). C'est en référence à cette approche que l'on choisit par exemple de mesurer le temps de réaction de divers traitements afin d'en tirer des informations (voir chronométrie mentale en psychologie cognitive), par des épreuves, notamment, explorant la vitesse perceptive.

Les hypothèses liées au traitement intellectuel (opérationnalisé par la vitesse perceptive) vont donner lieu à un choix de paradigme expérimental, qui aboutira à des mesures individuelles : on effectue un calcul de corrélation entre ces mesures de vitesse perceptive (plus précisément, des différences de ces mesures, ce qui permet d'estimer la vitesse de traitement de n'importe quel processus - dont on n'a alors pas, d'ailleurs, à connaitre les détails) et le facteur g (calculé avec la PM 38) 

La recherche de Vickens (1972)

Vickens tente de lier le niveau de facteur g à la vitesse perceptive, dans ce que l'on pourrait désigner comme un test perceptif : on présente des stimulus présentant des jambes, la tâche du sujet est de dire ou se trouve le stimulus qui a la jambe la plus courte. la variable dépendante est la vitesse de perception (précision en fait) du sujet et la variable indépendante est la durée d'exposition (représentant la durée de traitement nécessaire à une bonne réponse - donc la vitesse de traitement). Pour chaque sujet, on définit une mesure individuelle, et on fixe un critère de précision : 80% de réussite, et on regarde la durée nécessaire pour atteindre ces 80%.

L'hypothèse que l'on veut tester devrait montrer une corrélation forte négative (plus le facteur g est élevé, plus le temps d'exposition nécessaire est faible). On répète les essais plusieurs fois (plus de 100 fois par durée d'exposition).

Les résultats sont là encore, relativement décevants, puisqu'ils donnent une corrélation de -0.40. Même si l'on a une corrélation dans le sens attendu, celle-ci reste de très faible amplitude. Cela a encore donné suite à des débats au sujet des facteurs intentionnels, les sujets pouvaient, par exemple, développer des stratégies pour réussir la tâche. Il pourrait donc y avoir un lien entre l'intelligence et la découverte et utilisation de stratégie, plutôt qu'entre l'intelligence et la vitesse de traitement... Il y eu également un second sujet de discussion, à propos des aspects causaux : peut-on dire que le facteur g dépend de la vitesse (quels principes théoriques permettraient de justifier un tel lien)? 

Développement de l'intelligence et vitesse de traitement

Cette piste fut envisagée par Deary (1995), qui entreprit de calculer une corrélation croisée reposant sur les études causales : l'étude se déroulent en 2 temps, sur des enfants de 11 ans, que l'on re-teste 2 ans plus tard (phase 1, recueil des données au moment de l'expérience ; phase 2, recueil des données 2 ans plus tard). 

On va ainsi avoir une mesure de facteur g et de vitesse perceptive sur deux périodes et des résultats de nature prédictive, reposant sur l'hypothèse suivante : si un facteur A entretient une relation de causalité avec un facteur B, alors, si A est bon, B devrait mieux se développer et devenir plus élevé dans le futur. (nota : si cette hypothèse parait pleine de bon sens, elle souffre tout de même d'un grand défaut logique!)

Deary calcule donc les corrélations entre le facteur g (recueilli en première phase de l'expérience) et la valeur de vitesse perceptive (recueillie deux ans plus tard), puis entre le facteur g (recueilli en phase 2) et la valeur de vitesse perceptive initiale (en phase 1). Les résultats confirment que la corrélation entre le facteur g (recueilli en phase 2) et la vitesse perceptive (calculée en phase 1) est plus forte que l'autre. Selon l'hypothèse de départ, ce résultat serait le signe qu'il pourrait y avoir une influence de nature causale entre vitesse perceptive et facteur g, la vitesse perceptive permettant de prédire une part de l'évolution future du facteur g.