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Des recherches menées par une équipe de l’université du Surrey, de l’université d’Oxford et de l’université de Swansea ont montré que les niveaux de neurotransmetteurs dans le cerveau peuvent prédire les capacités en mathématiques.

Le GABA et le glutamate

Ces deux neurotransmetteurs, le GABA et le glutamate, ont des rôles complémentaires : le GABA inhibe les neurones, tandis que le glutamate les rend plus actifs. Cette étude a également révélé que les relations entre ces deux neurotransmetteurs et l’aisance en arithmétique changeaient à mesure que les enfants devenaient adultes.

On pense que les niveaux d’excitation ou d’inhibition du cerveau sont liés à l’apprentissage, en particulier pendant les périodes critiques. Cependant, on sait peu de choses sur la façon dont ils sont liés à l’apprentissage complexe qui peut se dérouler sur plusieurs décennies. Pour répondre à cette question, les chercheurs ont mesuré les niveaux de GABA et de glutamate chez 255 personnes, allant d’enfants de 6 ans à des étudiants universitaires. Les participants ont également passé deux tests de mathématiques, et leurs performances dans les problèmes arithmétiques ont été corrélées avec les niveaux de GABA et de glutamate.

Des résultats révélateurs

Les chercheurs ont constaté que, chez les jeunes, des niveaux plus élevés de GABA dans le sillon intrapariétal gauche du cerveau (un pli situé dans la partie supérieure, gauche et arrière du cerveau) étaient associés à une plus grande aisance en mathématiques, tandis que l’inverse était vrai pour le glutamate. Chez les adultes, les résultats étaient presque exactement inversés : de faibles concentrations de GABA étaient liées à une plus grande facilité en mathématiques, tandis que l’inverse était vrai pour le glutamate. Les participants ont été testés deux fois à environ 18 mois d’intervalle ; par conséquent, les chercheurs ont également pu montrer que les niveaux des neurotransmetteurs au moment du premier test pouvaient prédire les résultats en mathématiques à une date ultérieure.

Cette étude longitudinale vise à aider les chercheurs à mieux comprendre la relation entre l’apprentissage et la plasticité du cerveau, en particulier pendant les périodes critiques qui peuvent s’étendre sur plusieurs années.

Le professeur Roi Cohen Kadosh a déclaré : « notre découverte de la commutation développementale dans le cerveau des enfants et des adolescents n’a rien de nouveau ; « notre découverte de la commutation développementale dans le lien entre le GABA et le glutamate et la réussite scolaire met en lumière un principe général et inconnu de la plasticité. »

Le développement de programmes d’intervention

« Contrairement aux études antérieures sur les humains ou les animaux qui se concentraient sur des stades de développement plus étroits, notre étude transversale-longitudinale suggère que le lien entre la plasticité et l’excitation et l’inhibition du cerveau à différents stades n’est probablement pas immuable. Ces résultats ont également des implications importantes pour le développement de programmes d’intervention basés sur le cerveau, que nous espérons examiner à l’avenir. »

Cette recherche a été publiée dans PLOS Biology.

Source : University of Surrey
Crédit photo : StockPhotoSecrets 

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