Les yeux sont les fenêtres de l'âme, dit-on. De nouvelles recherches suggèrent qu'ils pourraient aussi être une porte d'entrée vers le cerveau : des scientifiques ont identifié un lien étonnant entre la taille de la pupille au repos et les capacités cognitives.
Nos pupilles ne réagissent pas seulement à la lumière. Elles trahissent aussi l'excitation, l'intérêt ou l'épuisement mental. Le FBI observe même les pupilles dilatées pour détecter la tromperie. Des recherches récentes menées dans notre laboratoire au Georgia Institute of Technology révèlent une relation étroite entre la taille de base de la pupille (diamètre au repos) et les différences individuelles d'intelligence. Plus les pupilles sont grandes, plus l'intelligence est élevée, selon des tests mesurant le raisonnement, l'attention et la mémoire. La différence de taille entre les meilleurs et les moins bons performers cognitifs est si marquée qu'elle est visible à l'œil nu. Nous l'avons établi dans trois études distinctes.
Nous avons découvert cette association curieuse en étudiant les différences d'effort mental lors de tâches de mémoire. Nous utilisions la dilatation pupillaire comme indicateur d'effort, une technique popularisée par le psychologue Daniel Kahneman dans les années 1960 et 1970. Lorsque nous avons observé une corrélation entre les pupilles au repos et l'intelligence, nous nous sommes interrogés sur sa validité et sa signification.
Cela nous a intrigués, nous lançant plusieurs études à grande échelle. Nous avons recruté plus de 500 participants âgés de 18 à 35 ans dans la région d'Atlanta. D'abord, nous avons mesuré la taille de leur pupille avec un eye-tracker, un appareil qui enregistre la réflexion lumineuse de la pupille et de la cornée via une caméra spécialisée et un ordinateur. Nous avons capturé la taille au repos pendant que les participants fixaient un écran vierge plusieurs minutes, calculant ensuite la moyenne pour chacun.
Pour clarifier, la taille de la pupille désigne le diamètre de l'ouverture ronde et noire au centre de l'œil, variant de 2 à 8 millimètres. L'iris coloré l'entoure et en contrôle la taille. Comme les pupilles se contractent sous une lumière vive, nous avons uniformisé l'éclairage en laboratoire.
Ensuite, les participants ont passé des tests cognitifs évaluant l'intelligence fluide (raisonnement sur de nouveaux problèmes), la mémoire de travail (rétention temporaire d'informations) et le contrôle de l'attention (concentration malgré les distractions).
Par exemple, dans un test de contrôle attentionnel, ils devaient ignorer un gros astérisque scintillant sur un côté de l'écran pour identifier une lettre fugitive de l'autre côté. Un simple regard vers l'astérisque pouvait les faire échouer. Nous sommes naturellement sensibles aux objets périphériques – un atout évolutif pour détecter proies ou prédateurs –, mais ici, il fallait se recentrer sur la lettre.
Nous avons ainsi établi une corrélation entre pupilles plus grandes au repos et une intelligence fluide supérieure, un meilleur contrôle attentionnel, et dans une moindre mesure, une mémoire de travail accrue. Cela souligne un lien fascinant entre cerveau et yeux. Intéressant : une corrélation négative existe avec l'âge – les plus âgés ont des pupilles plus petites –, mais après ajustement, le lien avec les capacités cognitives persiste.
Pourquoi ce lien entre taille pupillaire et intelligence ? La réponse réside dans le locus coeruleus, un noyau du tronc cérébral supérieur qui libère de la noradrénaline, neurotransmetteur régulant perception, attention, apprentissage et mémoire. Elle favorise un cerveau organisé, permettant une coordination efficace des régions distantes pour des tâches complexes. Un locus coeruleus défaillant – et une activité cérébrale désorganisée – est lié à Alzheimer ou TDAH. Le cerveau consomme le plus d'énergie pour cette organisation, même au repos, comme en fixant un écran vide.
Une hypothèse : chez les personnes aux pupilles plus grandes au repos, le locus coeruleus est mieux régulé, favorisant performances cognitives et fonctionnement cérébral basal. Des études futures testeront cela et expliqueront ce lien avec l'intelligence fluide et le contrôle attentionnel. Clair est qu'il y a plus que ce que l'on voit.
Cet article a déjà été publié dans Scientific American.
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