Lucy : n’utilise-t-on que 10% de notre cerveau ?

03.03.2015 | par Alain Lieury | Uncategorized

« On utilise en moyenne 10% de nos capacités cérébrales. Elle est à 100% ».

Voilà l’annonce faite dans l’affiche de Lucy, le dernier film de Luc Besson. Certes il s’agit d’un film de Science-Fiction destiné à nous distraire car la belle Scarlett Johansson va bien au-delà des possibilités du cerveau humain, en voyant par télépathie à très longue distance et possédant des pouvoirs magnétiques qui nécessiteraient des aimants de plusieurs tonnes !!! Mais qu’en est-il de l’hypothèse si l’on s’en tient à un niveau réaliste…

Jessica Forde © EUROPACORP - TF1 FILMS PRODUCTION - GRIVE PRODUCTIONS

Jessica Forde © EUROPACORP - TF1 FILMS PRODUCTION - GRIVE PRODUCTIONS

 

D’où vient l’opinion des « 10% » ?

Déjà il y a une ambiguïté sur l’origine de cette opinion des « 10% du potentiel cérébral utilisé ». Pour Suzana Herculano-Houzel, auteur avec ses collègues neurobiologistes de l’estimation la plus récente du nombre de cellules du cerveau, cette fausse opinion vient des premières estimations dans les années 2000, où les cellules gliales (autres cellules que les neurones) sont dix fois plus nombreuses que les neurones. Mais cette estimation est erronée dans les derniers comptages puisque son équipe compte 86 milliards de neurones pour 85 milliards d’autres cellules, c’est à dire le même montant. Dans le détail, cette dernière estimation (2009) aboutit à 16 milliards pour le cortex, 69 milliards pour le cervelet et 1 milliard pour le cerveau basal (thalamus, hypothalamus, etc).

Mais je ne pense pas que ce soit l’origine de l’opinion des « 10% » car j’en entendais parler déjà dans les années 1970 lorsque j’étais jeune chercheur et dans un autre contexte. En effet, en psychologie et neurophysiologie, la théorie dominante était depuis les années 1910, le Behaviorisme. Cette théorie s’appuyait elle-même sur la philosophie associationniste selon laquelle les mécanismes psychologiques s’expliquaient entièrement par des associations entre neurones. Par exemple les grands théoriciens comme Watson, Skinner et Hull pensaient que l’apprentissage naissait de connexions établies entre les sensations kinesthésiques, tourner à gauche, tourner à droite…, et les réponses motrices, tourner à gauche, à droite, aller tout droit dans les carrefours du labyrinthe. L’apprentissage du labyrinthe, chez le rat de laboratoire, était donc vu comme une chaîne de réponses conditionnées ; la vue de tel carrefour déclenchait par association, la bonne réponse d’aller dans la bonne direction. Et toutes les fonctions psychologiques, intelligence, personnalité étaient expliquées par des assemblages d’associations. Dans ce contexte théorique, si ce sont les connexions entre neurones qui sont la source des possibilités du cerveau, le nombre possible de connexions différentes est astronomique. Ainsi, en comptant une moyenne de 1000 synapses (contacts) par neurone, s’il y a 100 milliards de neurones comme on le croyait à l’époque, cela fait 1014 synapses, soit un nombre astronomique de combinaisons possibles (factorielle 1028 soit 1028 x 1027x1026 etc); autant dire des capacités illimitées. Voilà dans mon souvenir, l’origine de cette idée qu’on utiliserait seulement 10% des possibilités du cerveau. Mais d’ailleurs pourquoi seulement 10% ? Pourquoi pas 1% ou un pour mille des capacités virtuelles du cerveau vu le nombre astronomique de combinaisons entre synapses ?

L’hyper-spécialisation du cerveau

Oui mais voilà, le cerveau n’est pas un boulier gigantesque qui permet des combinaisons probabilistes pures car il est très structuré. Prenons l’analogie d’une maison de 100 m2 qui vous paraît gigantesque sur le papier, et dont vous vous apercevez que finalement votre séjour fait 10m2 mais les trois chambres, la cuisine et la salle de bains ne font chacune que 8m2 chacune lorsque vous enlevez les couloirs, l’escalier, le garage et le grenier !

Car autant sur le plan neurologique que psychologique, les chercheurs ont trouvé une hyperspécialisation du cerveau. Déjà dans le comptage récent, le cerveau proprement-dit (le cortex) ne fait plus que 16 milliards car le cervelet compte 69 milliards de neurones. Les neurologues distinguant quatre aires principales, le cortex frontal, pariétal, temporal et occipital, cela fait 4 milliards par aire (je simplifie car le cortex occipital occupe 40% du volume), soit 2 millards pour le côté droit et le côté gauche. C’est énorme mais bien loin des cent milliards théoriques. Par exemple pour la mémoire, la mémoire sémantique occupe le cortex temporal, la mémoire procédurale se place dans le cortex pariétal, les mémoires visuelles sont localisées dans le cortex occipital ; or, dans ce dernier cas, il n’y a pas une seule mémoire visuelle mais de nombreuses : iconique, imagée, orthographique, visuelle pour les formes, visuospatiale, des visages. Donc à chaque fois comme dans une maison, la place se restreint.
Prenons l’exemple très connu de la perception visuelle qui est chez nous, les humains, le sens le plus développé. Au niveau neurobiologique, les chercheurs distinguent deux autoroutes de la vision, de l’œil au cortex occipital, la voie ventrale (the « what » pathway) qui aboutit au cortex temporal pour l’identification des objets (la mémoire), et la voie dorsale qui aboutit au cortex pariétal pour situer les cibles dans l’espace (the « where » pathway). Les informations provenant de la rétine aboutissent à l’aire primaire visuelle V1 puis à V2. Celles-ci sont dans le cortex dont les six couches de neurones opèrent une abstraction de plus en plus grande des signaux. Ces aires V1 et V2 sont divisées en trois bandes spécialisées pour fabriquer la forme, la couleur et le mouvement. Les informations ainsi synthétisées vont aller dans les aires V3 et V4 qui associent forme et mouvement et forme et couleur, pour ensuite aller dans les aires visuelles temporales, où se trouve la mémoire sémantique, lieu de l’identification de objets, animaux ou plantes. Dans le deuxième circuit, les informations concernant la forme et le mouvement vont dans le système dorsal (aires pariétales), pour coordonner les actions, par exemple, frapper dans une balle de golf. Enfin, le cortex s’occupe du demi-champ visuel droit et inversement le demi-champ visuel gauche est traité par le cortex visuel droit. Donc tout est bien occupé.

Les aires visuelles et leur fonction : deux voies de traitement ont été identifiées, une qui mène à la reconnaissance des objets et une qui aboutit à l’action

Les aires visuelles et leur fonction : deux voies de traitement ont été identifiées, une qui mène à la reconnaissance des objets et une qui aboutit à l’action

Donc, si je compte dix subdivisions (aires V1 à V5 et les subdivisions de V1 et V2), le total de 4 milliards de neurones se restreint à 400 millions de neurones. C’est encore énorme mais ce ne sont plus des chiffres astronomiques, sachant encore que des groupes de neurones ont des fonctions très spécialisées en fonction notamment des parties du champ visuel. Pour les aires V1 et V2, des neurones s’occupent du signal venant au centre, ou pour des déviations de plus en plus grandes vers la périphérie (la vision couvre 220°). Il n’y a donc plus beaucoup de place, et certainement pas pour de la télépathie !

Est-ce qu’on utilise tout le cerveau ?

Est-ce à dire qu’on utilise tout le cerveau ? Mon opinion est que presque tout le cerveau est mobilisé pour les adultes ayant eu une scolarité normale dans nos sociétés modernes (jusqu’à 16 ans en France par exemple). Dans le cas contraire, il n’y aurait pas de déficience mentale, par exemple d’enfants qui n’arrivent pas à lire à l’âge adulte malgré le dévouement des éducateurs et enseignants spécialisés. D’autre part, le fait qu’on utilise presque tout le cerveau explique les déficits accompagnant certaines capacités extraordinaires. Par exemple Stephen Wiltshire, appelé la « caméra humaine » car il est capable de mémoriser avec une précision photographique, était autiste et très déficitaire sur le plan du langage et des relations humaines. Veniamin qui avait une mémoire imagée et lexicale prodigieuse, ne semblait pas avoir de mémoire sémantique et apprenait une liste de mots par cœur, sans pouvoir abstraire les mots de même famille. Einstein avait un lobe pariétal plus grand qui lui permettait des capacités mathématiques prodigieuses, mais a eu un développement lent du langage. Donc une hypothèse explicative de certains pouvoirs extraordinaires est que la place réservée à une fonction est utilisée par une autre pour la rendre  plus puissante.

Néanmoins, une société donnée ne permet pas d’utiliser toutes les ressources du cerveau. Si par exemple le piano était enseigné systématiquement à l’école, tout le monde saurait plus ou moins jouer du piano. De même, il y a des différences de langages entre les sociétés, et l’exemple du langage idéographique est spectaculaire car il intéresse le cortex droit, moins utilisé chez les gauchers. Cette découverte a pu être obtenue grâce au fait que les japonais possèdent deux systèmes d’écriture, les caractères Kanji et les caractères Kana : l’écriture sous forme de kanjis ou idéographique est basée sur un grand nombre de « dessins » qui représentent des objets, des animaux, des idées, au minimum 500 (2000 dans la liste officielle). Pour représenter certains mots, il faut assembler deux idées : ainsi « volcan » est l’assemblage des kanjis de « montagne » et « feu », « livre d’occasion », de « livre » et « vieux ». Ce langage très complexe a cependant l’avantage d’utiliser les ressources des deux cerveaux, puisque les dessins semblent pouvoir être traités par les deux cerveaux alors que le phonétique ne l’est que par le cerveau gauche. Deux neuropsychologues de Tokyo, Sumiko Sasanuma et Osamu Fujimura (1971) ont montré que des patients atteints de troubles aphasiques du langage phonétique conservaient pour une grande part le langage kanji.

Apprentissage et construction neuronale

Cependant tout n’est pas qu’une question de place dans le cerveau puisque l’apprentissage est lié à la connexion entre neurones comme l’avaient bien vu les premiers chercheurs (associationnistes). Lors d’un apprentissage, les ramifications des neurones (dendrites) poussent comme les racines d’une plante. Difficile alors de penser qu’on pourra implanter des souvenirs comme le film Total Recal. Par exemple l’imagerie cérébrale dans la région du petit doigt gauche (donc dans le cortex moteur à droite) révèle que 80 000 dendrites (prolongements d’entrée du neurone) sont activées chez les violonistes professionnels contre 25 000 chez les non-violonistes. Les apprentissages s’accompagnent ainsi d’un accroissement de volume visible par imagerie ; le gyrus de Heschl (cortex auditif) est plus gros chez les musiciens professionnels. Or cette multiplication dendritique qui assure de nouvelles connexions nécessite une machinerie cellulaire et chimique comme des hormones de croissance et des milliers d’heures d’entraînement. On est loin de Lucy qui apprend le chinois en étant immergée quelques minutes dans la rue (d’ailleurs elle n’aurait appris que le vocabulaire le plus fréquent, probablement 500 mots). Donc pour reprendre l’analogie de la maison, ce n’est pas qu’une question de mètres carrés, mais aussi de qualité de matériaux, de mobilier et de décoration. En somme le patrimoine génétique fournit les plans de la maison, mais l’éducation assure le mobilier et la déco.

Donc avec une éducation complète et longue, mon opinion est qu’une grande partie du cerveau est bien utilisée. En revanche, dans le cadre de ces possibilités bien délimitées, les apprentissages peuvent toujours se développer, une nouvelle langue, un instrument de musique, des connaissances... Mais de là à avoir des possibilités de perceptions extrasensorielles ou de pouvoirs kinétiques et magnétiques, là c’est le monde de l’art et de la distraction.

Quelques références

  • Herculano-Houzel S. (2009). The human brain in numbers : a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in Human Neuroscience, 3, 31, 1-11.
  • Lieury A. (2013). Le Livre de la Mémoire, Dunod.
  • Hubel D. (1994) – Le cerveau et la vision, Pour La Science/Belin.
  • Lieury A. (2011) – Psychologie cognitive, collection Manuels visuels, Dunod (2e édition).
  • Sasanuma & Fujimura (1971). Selective Impairement of Phonetic and Non-Phonetic Transcription of Words in Japanese Aphasic Patients: Kana Versus Kanji in Visual Recognition and Writing, Cortex, 7, 1-18.

22 commentaires pour “Lucy : n’utilise-t-on que 10% de notre cerveau ?”

  1. Yves C Répondre | Permalink

    Bonjour,
    merci pour ces explications a la fois physiologiques et historiques.
    Je reviens juste sur la notion des 10%. Ne vient elle pas aussi du fait qu'il est difficile de réaliser plusieurs tâches simultanément comme analyser un tableau surréaliste tout en écoutant (et pas entendant) de la musique et en démontrant le théorème des autre couleurs ?
    Ces tâches pourtant ne semblent pas se réaliser dans les mêmes pièces de la maison cerveau.
    Bonne journée

    • Alain Lieury Répondre | Permalink

      Merci yves
      et vous avez raison, il y a d'autres arguments comme celui que vous évoquez des systèmes d'attention qui gèrent le multi-tâche. d'une manière générale, lorsque deux tâches utilisent le même système (la même pièce), la performance chute de 40 à 80%; c'est encore pire s'il y a de multiples tâches. Et je n'ai pas évoquer aussi, sinon le billet aurait été trop long, le fait qu'il faut des systèmes sensoriels spécifiques, notamment avec des récepteurs, pour avoir des pouvoirs sensoriels nouveaux. Par exemple, les requins (notamment les requins marteaux) ont des ampoules de Lorenzini qui leur permettent de détecter l'activité bioélectrique des poissons. Comment Lucy, faute de ses récepteurs pourraient avoir de tels pouvoirs, je pense à la télépathie et télékinésie, dans le film.

  2. Jacques Louvel Répondre | Permalink

    Bonjour Alain
    Je suis arrivé sur votre blog en essayant de retrouver qui avait pu écrire (citation approximative) : "le cerveau compte 10 milliards de neurones dont 100 milliards se trouvent dans la couche des grains du cervelet". Vous souvenez-vous avoir lu cette affirmation (elle doit dater des années 1970 ou 80) ? Et si oui, qui en est l'auteur ?
    Cordialement. Jacques (neurophysiologiste en retraite)

  3. mc barjolin Répondre | Permalink

    bonjour,

    Merci pour cet article , le cerveau a encore de grandes découvertes devant lui, on dit que seulement 15% en est connu. Pour tout ce qui est du domaine médical les recherches sur les neurotransmetteurs , les déficits remarqués dans la schizophrénie ou autres maladies devraient pousser nos chercheurs à trouver les "parades" efficaces et à apporter des progrès dans les années à venir.

  4. MatheuxRelou Répondre | Permalink

    Bonjour,
    Factorielle 10**28= 10**28x(10**28-1)x(10**28-2)x...x1

  5. Nathetlecorps24 Répondre | Permalink

    Merci pour cet article très intéressant sur les fameuses 10% de notre utilisation du cerveau.
    Bonne continuation à vous.

  6. Paul Répondre | Permalink

    Merci pour ces précieuses informatins, je vous ai découvert il n'y a pas longtemps et j'ai décidé de me mettre aux techniques de mémoire, j'ai aussi décidé de tenir un petit journal de bord sur google document (je ne sais pas faire de site...), je parlerai de votre site dans mon témoignage numéro 2, mais si ça vous intéresse voici le témoignage numéro 1: https://docs.google.com/document/d/1GSzMIegCV3PBxFqdXomL_35nW8ZGOfiKQPO4Rtoi22c/

  7. alexandra_capacite Répondre | Permalink

    Je crois qu'ont ne le saura jamais... Disons qu'ont sera mort avant!

    La fameuse question ou affirmation sur l'utilisation des 10 % ne pourra être vérifiable que dans plusieurs siècles, voir millénaire...

    Quelques sites explique le fonctionnement du cerveau comme :
    - https://fr.wikipedia.org/wiki/Cerveau
    - http://www.spcf.fr/documentation/corps_humain_tete_cou_cerveau.html

    Si on ajoute cela à un peu d'histoire. Ont peut comprendre que le cerveau à été façonné sur plusieurs périodes à travers le temps et plusieurs évènements comme l'apparition du langage ou de "l'outil". Au final on voit que le cerveau s'est développé aux fur et à mesure du temps en fonction de ses moyens, tout en maintenant une marge de progression!

    Peut être, qu'il en sera toujours ainsi et donc le cerveau humain est toujours en progression en fonction des moyens mis à sa disposition et de l'époque dans laquelle il vit!

    En tout cas un article d'époque qui est intéressant à lire pour enrichir notre cerveau! 😉

  8. Beaux seins Répondre | Permalink

    C'est intéressant de savoir, au moins, on essaye de profiter un peu plus de nos cerveaux 😉

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