LE CALCUL MENTAL est utilisé dans nombre de situations quotidiennes, du rendu de monnaie à la caisse à l’estimation du temps avant l’arrivée du bus. Les études à l’aide de l’IRM fonctionnelle ont montré des régions cérébrales engagées dans cette activité. Ainsi, de nombreuses études désignent le sillon intrapariétal (IPS), le lobe pariétal inférieur, ainsi que des portions du lobe frontal inférieur, comme éléments de ce réseau.
On peut caractériser la dynamique des voies circulant dans la substance blanche à l’aide de l’IRM du tenseur de diffusion (IRMd), une technique adaptée à l’étude des faisceaux de la substance blanche.
Tsang et coll. ont ainsi mis en évidence les relations entre les propriétés de la substance blanche et les performances aux tâches d’arithmétique mental. L’IRMd a été appliquée à 28 enfants, âgés de 10 à 15 ans (autant de garçons que de filles), en même temps que l’on a évalué leur habileté au calcul mental et à d’autres fonctions cognitives. On s’est ainsi basé sur le quotient intellectuel, des résultats à la résolution de problèmes arithmétiques par écrit, un score de lecture et un test de désignation de nombres rapidement et à voix haute.
Entre le cortex pariétal et le cortex frontal.
Pour tous ces enfants, les auteurs identifient anatomiquement la portion antérieure du faisceau longitudinal supérieur (aFLS), une voie qui rejoint les cortex pariétal et frontal. L’activité la plus importante réside dans l’aFLS gauche, en corrélation avec l’aptitude à trouver rapidement et avec le plus d’exactitude une approximation du résultat d’un calcul mental parmi des choix multiples (test réalisé sur un ordinateur).
La corrélation entre ce faisceau et la facilité à traiter les mathématiques est significative et stable. C’est-à-dire qu’elle ne se vérifie pas pour le faisceau homologue droit ni pour un autre faisceau adjacent, et qu’elle n’est pas associée aux autres habiletés cognitives (elle est indépendante de l’âge, du QI et des aptitudes en matière de lecture).
Ce résultat, expliquent ces auteurs, conforte l’hypothèse souvent évoquée dans la littérature selon laquelle « les propriétés structurales des voies frontopariétales gauches seraient corrélées à une facilité à travailler les mathématiques ». Et ces résultats sont également concordants avec la théorie dominante du traitement des nombres par le cerveau, selon laquelle sont impliqués le lobe pariétal inférieur et l’IPS en tant que centres de traitement des aspects de quatification et de verbalisation ; ainsi que la circonvolution frontale inférieure gauche, impliquée dans la mémoire de travail ; et ainsi que le centre du langage qui contribue au calcul mental.
Les observations de Tsang et coll. révèlent le rôle prépondérant des structures reliant entre elles des régions corticales déjà connues pour leur implication dans l’aisance avec les mathématiques.
Comme l’IRMd mesure l’anisotropie fractionnelle des fibres, qui est influencée par différentes propriétés physiologiques, il est possible que les enfants ayant les meilleures performances en mathématiques aient par exemple des axones de plus gros calibre, une densité de fibres élevée et/ ou une plus grande cohésion des fibres dans l’aFLS.
Les études futures pourraient s’attacher à montrer si l’entraînement au calcul mental peut influer sur les propriétés de l’aFLS.
Proc Natl Acad Sci USA, édition en ligne.
Dr Patrick Gasser (Avenir Spé) : « Mon but n’est pas de m’opposer à mes collègues médecins généralistes »
Congrès de la SNFMI 2024 : la médecine interne à la loupe
La nouvelle convention médicale publiée au Journal officiel, le G à 30 euros le 22 décembre 2024
La myologie, vers une nouvelle spécialité transversale ?