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Lorsque nous naviguons dans notre environnement, deux types de cellules sont actifs dans notre cerveau. Les cellules de lieu dans l’hippocampe et les cellules de grille dans le cortex entorhinal; lesquelles forment un circuit qui permet l’orientation et la navigation. Une équipe de scientifiques suggère que notre système de navigation interne fait beaucoup plus que cela. Elle propose que ce système soit aussi la clé de la « pensée », expliquant pourquoi nos connaissances semblent être organisées de façon spatiale.

Comment se forme la pensée

« Nous croyons que le cerveau stocke des informations sur notre environnement dit cognitif. Cela concerne non seulement les données géographiques, mais aussi les relations entre les objets et l’expérience », explique Christian Doeller, auteur principal de cette recherche. Le terme « cognitifs » se réfère à des cartes mentales dans lesquelles nous organisons notre expérience. Tout ce que nous rencontrons a des propriétés physiques, qu’il s’agisse d’une personne ou d’un objet, et peut donc être disposé selon des dimensions différentes.
« Par exemple, si je pense aux voitures, je peux les commander en fonction de leur puissance et de leur poids. Nous aurions des voitures de course avec des moteurs puissants et des poids faibles ainsi que des caravanes avec des moteurs faibles et des poids élevés, ainsi que toutes les combinaisons entre les deux », explique Doeller. « Nous pouvons penser à notre famille et nos amis d’une façon similaire; par exemple, sur la base de leur taille, l’humour, ou les revenus. Les coder comme grand ou court, humoristique ou sans humour, ou plus ou moins riche.

Une théorie de la pensée humaine

Dans leur proposition, Doeller et son équipe combinent les fils individuels de la preuve pour former une théorie de la pensée humaine. Cette théorie commence par la découverte qui a reçu le prix Nobel, de cellules de lieu et de grille dans le cerveau des rongeurs, des découvertes qui se sont par la suite révélées exister chez les humains.
Les deux types de cellules montrent des patterns d’activité représentant la position de l’animal dans l’espace – par exemple lorsqu’il cherche de la nourriture. Chaque position dans l’espace est représentée par un modèle unique d’activité. Ensemble, l’activité des cellules de lieu et de grille permet la formation d’une carte mentale de l’environnement, qui est stockée et réactivée lors de visites ultérieures.
Le mode d’activation très régulier des cellules de grille peut aussi être observé chez les humains, mais surtout, pas seulement pendant la navigation à travers les espaces géographiques. Les cellules de grille sont également actives lors de l’apprentissage de nouveaux concepts, comme le montre une étude de 2016.
Dans cette étude, des volontaires ont appris à associer des images d’oiseaux, qui ne variaient que par la longueur de leur cou et de leurs pattes, à différents symboles, comme un arbre ou une cloche. Un oiseau avec un long cou et de courtes pattes était associé à l’arbre tandis qu’un oiseau avec un cou court et de longues pattes appartenait à la cloche. Ainsi, une combinaison spécifique de caractéristiques corporelles en vint à être représentée par un symbole.
Lors d’un test de mémoire subséquent, effectué à l’aide d’un scanner cérébral, des volontaires ont indiqué si divers oiseaux étaient associés à l’un des symboles. Fait intéressant, le cortex entorhinal a été activé, de la même manière qu’il l’est pendant la navigation, fournissant un système de coordonnées pour nos pensées.
« En reliant toutes ces précédentes découvertes, nous en sommes venus à la supposition que le cerveau emmagasine une carte mentale, indépendamment du fait que nous pensons à un espace réel ou à l’espace entre les dimensions de nos pensées. Notre chemin de la pensée peut être considéré comme un chemin à travers les espaces de nos pensées, le long de différentes dimensions mentales », explique Jacob Bellmund, le premier auteur de cette recherche.

Cartographier de nouvelles expériences

« Ces processus sont particulièrement utiles pour faire des déductions sur de nouveaux objets ou de nouvelles situations, même si nous ne les avons jamais vécues », poursuit Bellmund. En utilisant les cartes existantes des espaces cognitifs, les humains peuvent anticiper à quel point quelque chose de nouveau est similaire à quelque chose qu’ils connaissent déjà en le mettant en relation avec des dimensions existantes.
S’ils ont déjà expérimenté des tigres, des lions ou des panthères, mais n’ont jamais vu de léopard, nous placerions le léopard dans une position similaire à celle des autres grands félins dans notre espace cognitif. Sur la base de notre connaissance du concept de « grand chat », déjà stocké dans une carte mentale, nous pouvons réagir de manière adéquate à la rencontre avec le léopard.
« Nous pouvons généraliser à des situations nouvelles, auxquelles nous sommes constamment confrontés, et déduire comment nous devrions nous comporter », conclut Bellmund.
Source : Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences
Crédit photo : Pixabay