Une étude de l'Institut Technologique du Massachusetts (MIT) a déterminé que le raisonnement logique ne dépend pas des zones cérébrales dédiées au langage, une découverte qui rouvre un débat sur la relation entre pensée et parole et qui pourrait également influencer la manière de comprendre l’aphasie, un trouble qui affecte la capacité à parler et à comprendre le langage, et certains modèles d'intelligence artificielle, a rapporté MIT News, le portail d’actualités de l'institut.
La recherche, publiée dans la revue PNAS, a combiné le analyse des images cérébrales chez des adultes en bonne santé avec des tests appliqués à des patients souffrant d'aphasie sévère. Les images par résonance magnétique ont montré que le système cérébral du langage ne s'active ni dans le raisonnement inductif ni dans le déductif. Selon le portail, le réseau cérébral de demande multiple, lié à la résolution de problèmes complexes, a bien participé aux tâches inductives, mais pas aux déductives.
Le travail, dirigé par Evelina Fedorenko, professeure associée en sciences cérébrales et cognitives au MIT et chercheuse au McGovern Institute for Brain Research, avec Hope Kean, chercheuse postdoctorale et ancienne boursière du ICoN Center, dans son laboratoire, est parti d'une question discutée depuis des milliers d'années par des philosophes, des linguistes et des scientifiques cognitifs : les êtres humains utilisent-ils le langage pour penser ?
Kean a expliqué qu'il y a des raisons de soupçonner une relation étroite entre logique et langage, car la pensée abstraite partage avec la parole une structure composée de sous-éléments qui peuvent s'organiser de manière hiérarchique. Cependant, elle et Fedorenko ont suggéré que le cerveau pourrait utiliser un système distinct pour raisonner et un autre pour communiquer ce raisonnement.
Des patients aphasiques ont réussi le test logique
Pour tester cette hypothèse, l'équipe a collaboré avec Rosemary Varley, neuroscientifique de l'University College London spécialisée dans les troubles acquis du langage. Ensemble, ils ont travaillé avec deux patients aphasiques ayant subi des AVC qui ont endommagé les régions cérébrales liées au langage et provoqué de graves altérations tant dans la compréhension que dans la production linguistique.
Les chercheurs ont conçu des jeux de logique sans langage. Dans l'un d'eux, les participants devaient inférer la règle cachée qui transformait une liste de nombres en une autre, comme inverser les chiffres ou éliminer des chiffres dépassant une certaine valeur, puis appliquer cette règle à de nouveaux exemples.
Dans un second jeu, des motifs géométriques étaient montrés et ils devaient choisir la figure qui complétait une matrice. À mesure que les puzzles devenaient plus difficiles, les patients avec des troubles linguistiques ont résolu les problèmes aussi bien que le groupe témoin et ont même réussi à communiquer les règles qu'ils avaient inférées par gestes ou dessins.
Kean a affirmé que ce résultat remet en question une théorie selon laquelle l'induction de règles symboliques ne serait pas possible sans capacités linguistiques. Selon le portail d'actualités de l'institut, cette performance renforce l'idée que le langage est utile pour exprimer le raisonnement, mais pas nécessaire pour le mener à bien.
Résonance magnétique : le langage n'intervient pas dans la logique
En parallèle, l'équipe a étudié des adultes en bonne santé avec une résonance magnétique fonctionnelle. Les participants ont réalisé dans l'IRM divers jeux de logique et également des tâches conçues pour localiser à la fois les régions de traitement du langage et le soi-disant réseau de demande multiple de chaque cerveau.
Parmi les exercices, il y avait des problèmes de raisonnement syllogistique basés sur des structures conditionnelles du type « si-alors », comme : « Si la balle est rouge, alors elle est grande. La balle est rouge. ? La balle est grande ? ». Les scientifiques ont varié la difficulté pour observer quelles zones augmentaient leur activité lorsque l'exigence logique augmentait et ont comparé les moments où une personne devait découvrir une règle cachée à ceux où elle devait simplement appliquer une règle déjà donnée.
Le résultat était cohérent avec ce qui a été observé chez les patients aphasiques : le système du langage n'est pas intervenu ni lorsque les participants identifiaient des règles cachées, ni lorsqu'ils evaluaient la validité de conclusions syllogistiques. La surprise, selon le portail, a été que le réseau de demande multiple est apparu dans le raisonnement inductif, mais pas dans le déductif, une différence que Kean continue d'étudier.
Fedorenko et Kean estiment que les données soutiennent fortement une ségrégation entre logique et langage dans le cerveau. Le travail s'ajoute également à des découvertes antérieures du laboratoire de Fedorenko, qui avait déjà observé que d'autres types de pensée, tels que la catégorisation d'objets et le raisonnement social, ne dépendent pas non plus du langage.
L'aphasie n'équivaut pas à une perte d'intelligence
La conclusion a des implications directes pour la compréhension de l'aphasie. Les spécialistes qui travaillent avec ces personnes reconnaissent depuis longtemps que perdre la capacité de parler ou de comprendre n'équivaut pas à perdre son intelligence : ils peuvent continuer à jouer aux échecs, résoudre des sudokus ou gérer les finances familiales.
Fedorenko a soutenu que la recherche s'inscrit dans une ligne de travail qui montre que même les personnes atteintes d'aphasie sévère peuvent conserver la capacité de pensée logique abstraite, l'une des caractéristiques définitoires de l'espèce humaine. Elle a également appelé à renforcer l'éducation publique pour éviter que les difficultés linguistiques, qu'il s'agisse d'aphasie, de conditions de développement du langage comme le bégaiement ou chez ceux qui ne parlent pas anglais comme langue maternelle, ne soient confondues avec une moindre capacité intellectuelle.
L'étude ouvre également une voie de discussion sur l'intelligence artificielle. Kean a souligné que des modèles de langage à grande échelle comme ChatGPT et Claude sont entièrement entraînés avec du texte et produisent du texte en sortie, mais cependant, ils simulent de manière convaincante certaines formes de raisonnement humain.
Comparer les différences entre ces systèmes et le cerveau humain, où le langage et la pensée logique abstraite apparaissent dissociés, pourrait fournir des données pour le développement de modèles futurs. Kean a défini cette ligne de recherche comme une nouvelle frontière dans la géographie de la pensée.