Les yeux sont les fenêtres de l'âme, dit-on. De nouvelles recherches suggèrent qu'ils pourraient également être une porte d'entrée vers le cerveau :les scientifiques ont identifié un lien surprenant entre la taille de la pupille au repos et différentes capacités cognitives.
Nos pupilles ne réagissent pas seulement à la lumière. Ils trahissent aussi l'excitation, l'intérêt ou l'épuisement mental. Le FBI regarde même les pupilles dilatées pour détecter la tricherie. Recherches récentes dans notre laboratoire au Georgia Institute of Technology indique maintenant également une relation étroite entre la taille de base de la pupille (diamètre de la pupille au repos) et les différences individuelles d'intelligence. Plus les pupilles sont grandes, plus l'intelligence est élevée, selon des tests qui mesurent le raisonnement, l'attention et la mémoire. De plus, la différence de taille de pupille entre ceux qui obtiennent les meilleurs résultats aux tests cognitifs et ceux qui obtiennent les moins bons est si évidente que vous pouvez même la voir à l'œil nu. Nous avons pu établir cela dans trois études différentes.
Nous avons découvert cette curieuse association pour la première fois lorsque nous avons étudié les différences d'effort mental lors de tâches de mémoire. Nous avons utilisé la dilatation des pupilles comme indicateur d'effort, une technique popularisée par le psychologue Daniel Kahneman dans les années 1960 et 1970. Quand on a aussi trouvé une corrélation entre les élèves au repos et l'intelligence, nous ne savions pas si cela existait vraiment et ce que cela pouvait signifier.
Cependant, cela nous a intrigués et nous avons lancé plusieurs études à grande échelle. Nous avons recruté plus de 500 personnes âgées de 18 à 35 ans dans la région d'Atlanta. Tout d'abord, nous avons déterminé la taille de la pupille des participants avec un eye tracker, un appareil qui mesure la réflexion lumineuse de la pupille et de la cornée (la cornée) à l'aide d'une caméra spéciale et d'un ordinateur. Nous avons enregistré la taille de la pupille au repos pendant que les participants regardaient un écran d'ordinateur vierge pendant plusieurs minutes, l'eye tracker enregistrant en continu. Nous avons ensuite calculé la taille moyenne de la pupille de chaque participant en utilisant les données du tracker.
Pour être clair, la taille de la pupille fait référence au diamètre de l'ouverture ronde et noire au centre de l'œil, qui peut aller de deux à huit millimètres. L'iris coloré est ensuite placé autour de la pupille, qui est responsable du contrôle de la taille de la pupille. Étant donné que nos pupilles se contractent sous une lumière vive, nous avons assuré une atténuation de la lumière chez tous les participants du laboratoire.
Dans la partie suivante de l'expérience, nos participants ont effectué une série de tests cognitifs conçus pour mesurer "l'intelligence fluide" (la capacité à raisonner sur de nouveaux problèmes), la "mémoire de travail" (se souvenir d'informations pendant un certain temps) et "l'attention contrôle" (la capacité de se concentrer face à la distraction et aux perturbations).
Par exemple, lors d'un essai de contrôle de l'attention, les participants devaient se contrôler pour ne pas regarder un gros astérisque scintillant sur un côté de l'écran de l'ordinateur. Au lieu de cela, ils devaient identifier une lettre de l'autre côté de l'écran, qui disparaissait très rapidement à chaque fois. Même un coup d'œil rapide à l'astérisque clignotant pourrait leur faire manquer la lettre. En fait, nous sommes spécialisés dans la réponse aux objets qui traversent notre vision périphérique; c'était autrefois un bon moyen pour nous de repérer une proie ou un prédateur. Mais pour cette tâche, les participants devaient détourner leur attention de l'astérisque scintillant et se concentrer sur la lettre.
Nous avons ainsi établi une corrélation entre des pupilles plus grandes au repos et une intelligence plus fluide, un meilleur contrôle de l'attention et dans une moindre mesure également la mémoire de travail. Cela indique une connexion fascinante entre notre cerveau et nos yeux. Fait intéressant, il y avait également une corrélation négative entre la taille des élèves et l'âge :les participants plus âgés étaient plus susceptibles d'avoir de petits élèves resserrés. Mais après normalisation selon l'âge, la relation entre la taille de la pupille et les capacités cognitives est restée intacte.
Pourquoi y a-t-il une corrélation entre la taille de la pupille et l'intelligence ? Pour répondre à cette question, nous devons comprendre ce qui se passe dans le cerveau. La taille de la pupille est liée à l'activité dans le locus coeruleus , un noyau dans la partie supérieure du tronc cérébral avec des extensions distantes au reste du cerveau. Ce locus coeruleus libère de la noradrénaline, une substance qui agit comme un neurotransmetteur et une hormone dans le cerveau et le corps, régulant des processus tels que la perception, l'attention, l'apprentissage et la mémoire. La noradrénaline aide à maintenir un cerveau sain et organisé afin que les régions cérébrales distantes puissent travailler ensemble pour accomplir des tâches et des objectifs difficiles. Un locus coeruleus fonctionnant mal - et donc une activité cérébrale mal organisée - a été lié à des conditions telles que la maladie d'Alzheimer et le TDAH. En fait, l'organisation de l'activité cérébrale est si importante que notre cerveau y met le plus d'énergie, même si nous ne faisons rien du tout et, par exemple, fixons un écran d'ordinateur vide pendant des minutes.
Une hypothèse est désormais que l'activité du locus coeruleus est mieux régulée chez les personnes ayant des pupilles au repos plus grandes, ce qui serait alors propice aux performances cognitives et au fonctionnement cérébral au repos. Des recherches ultérieures devront étudier cette possibilité et découvrir pourquoi il existe un lien entre les grands élèves d'une part et l'intelligence fluide supérieure et le contrôle de l'attention d'autre part. Mais il se passe clairement plus qu'il n'y paraît.
Cet article a déjà été publié dans Scientific American.
