Gros cerveau = grosse intelligence ? Oui et non.

Nouvelle vidéo, gros cerveau = grosse intelligence, mythe ou pas ?

Pour celles et ceux qui préfèrent le texte (transcription) :

J’aimerais vous poser trois questions pour démarrer cette vidéo, n’hésitez pas à faire pause pour y réfléchir et à utiliser les sondages qui s’affichent en haut à droite de la vidéo.

Première question, pensez-vous qu’il existe un lien entre taille du cerveau et intelligence ?
Deuxième question, en moyenne, les hommes ont-ils un cerveau plus gros que celui des femmes ?
Et troisième question, en moyenne, les hommes sont-ils plus intelligents que les femmes ?

Et oui on va commencer à aborder tranquillement des sujets sensibles. Alors je sais pas combien d’entre vous auront répondu juste aux trois questions, très peu j’imagine. Les bonnes réponses dans l’ordre sont oui, oui et non. Oui, il existe un lien entre taille du cerveau et intelligence. Oui, les hommes ont en moyenne un cerveau plus gros que celui des femmes. Et pourtant non, les hommes ne sont pas plus intelligents que les femmes.

Je vous assure que c’est pas du politiquement correct, chacune de ces trois affirmations est vraie, et en particulier la troisième n’est pas en contradiction avec les deux premières. L’explication est en fait toute simple, et si vous ne voyez pas comment c’est possible, continuez cette vidéo.

Alors première affirmation, il existe un lien entre taille du cerveau et intelligence. J’aime bien parler de ça parce que c’est en quelque sorte un résultat qui démonte un mythe qui prétendait lui-même démonter un mythe. C’est à dire que quand on est petits, on pense souvent très naïvement que quand on a un gros cerveau ou une grosse tête on est plus intelligent, peut-être à cause de l’analogie avec les muscles, et puis plus tard, en particulier à l’adolescence, on apprend que c’est pas la taille qui compte, et que si la taille comptait vraiment les éléphants et leur cerveau 4x fois plus lourd que le nôtre seraient déjà les maîtres de l’univers depuis longtemps, à envoyer des peluches de Babar dans l’espace.

Alors qu’en fait l’intuition première n’est pas vaiment un mythe, il existe bien une corrélation entre volume du cerveau et intelligence, plus exactement entre volume du cerveau et QI, puisqu’on mesure souvent l’intelligence par le QI. Pour celles et ceux qui pensent que le QI c’est du n’importe quoi, je vous renvoie à cet article de Franck Ramus dont le lien est dans la description [1], si vous avez pas le temps de le lire il vous suffira de retenir pour cette vidéo que si le QI est certainement une mesure imparfaite de l’intelligence, elle n’en est pas dénuée de sens pour autant.

Donc il existe une corrélation entre volume du cerveau et QI. Pour bien comprendre ce que ça veut dire, faisons un petit dessin. Imaginez que vous êtes un chercheur ou une chercheuse, et que vous voulez savoir s’il existe un lien entre taille du cerveau et intelligence. Ce que vous faites, c’est que vous prenez un type au hasard dans la rue, et puis vous lui mesurez le volume du cerveau, très bien 1120 cm3, valeur qu’on peut reporter sur cet axe, et puis vous lui faites passer un test de QI, très bien 110, que l’on peut reporter sur cet axe, ce qui fait que cette personne se trouve représentée par ce point sur votre graphique. Et puis vous répétez la même expérience encore et encore avec plein de personnes différentes jusqu’à avoir plein de points différents, et normalement à la fin vous allez vous retrouver avec un nuage de points qui a à peu près cette forme, c’est à dire la forme d’un nuage aplati qui a l’air de monter vers la droite. C’est en tout cas le nuage de points qui ressort d’une méta-analyse, c’est à dire un article de synthèse, qui analysait les résultats de plus de 100 études faites sur plus de 6000 sujets au cours des 20 dernières années [2].

C’est ce nuage de points qui monte vers la droite qui nous permet de conclure qu’il existe un lien entre volume du cerveau et intelligence, en l’occurrence plus quelqu’un a un gros cerveau, plus il y a de chances qu’il soit intelligent. MAIS nuance très importante, ça ne veut pas dire que la taille du cerveau soit la seule chose qui détermine l’intelligence ! Pour ceux qui s’y connaissent un peu en stats le coefficient de corrélation de cette droite est de 0.24 ce qui correspond à une corrélation modérée voire faible et le coefficient de détermination est de 0,06, ce qui veut dire que la part de variabilité de QI que l’on peut expliquer par cette droite est de 6% seulement. Pour ceux qui n’y connaissent rien en stats, retenez simplement que 6% de la variabilité du QI des gens peut être attribuée à la taille de leur cerveau. Donc c’est pas grand-chose du tout, et si on vous demandait de prédire le QI d’une personne rien qu’à partir du volume de son cerveau vous seriez bien embêté. Mais même si 6% c’est pas beaucoup, si je vous mettais un pistolet sur la tempe en vous demandant qui de Pierre ou de Paul a le plus grand QI, et que la seule chose que vous savez c’est que Pierre a un cerveau plus gros que Paul, et bien vous avez quand même intérêt à parier sur Pierre si vous tenez à la vie. Et les 94% de variabilité restant, comment on les explique, et bien ce sont d’autres facteurs biologiques et sociaux variés que l’on a plus ou moins bien identifiés, comme la façon dont vos aires cérébrales sont connectées, le niveau d’éducation de vos parents ou ce que vos parents ont mis dans votre assiette quand vous étiez petits, tout un tas de paramètres intéressants mais hors sujet en ce qui nous concerne aujourd’hui.

Passons à la 2e affirmation maintenant, les hommes ont un cerveau plus gros que les femmes. Ça c’est très facile à savoir, on a maintenant des centaines d’expériences d’imagerie cérébrale et des rapports d’autopsie qui nous montrent qu’effectivement en moyenne les hommes ont un cerveau plus gros que celui des femmes. Comment on pourrait représenter ça sur mon graphe. Et bien figurez-vous que le nuage de points que je vous ai dessiné tout à l’heure est un nuage typique du volume du cerveau des femmes, parce qu’il est centré sur une valeur de 1120 cm3, qui est le volume cérébral moyen des femmes [3]. Si je refaisais la même expérience mais avec des hommes, on se retrouverait avec un nuage de points qui ressemble à ça. Il serait décalé vers la droite par rapport à celui des femmes, avec un volume moyen d’environ 1240 cm3. Ce qu’on voit très bien maintenant avec ce graphe c’est que l’affirmation « les femmes ont un plus petit cerveau que les hommes » n’est vraie qu’en moyenne. On ne remet pas du tout en question que certaines femmes ont un cerveau plus gros que certains hommes, par exemple cette femme a un cerveau plus gros que cet homme. Il n’empêche que ça reste vrai que les hommes ont en moyenne un cerveau plus gros que les femmes. D’après les dernières méta-analyses [3,4], les hommes ont un cerveau en moyenne 11% plus gros que celui des femmes, ce qui correspond à une différence de 120-130cm3 à peu près. 130 cm3 pour vous donner une idée c’est à peu près le volume de ce poivrier. Et pour ceux qui aiment pinailler, c’est un résultat qui est toujours vrai en prenant en compte le fait que les femmes ont en moyenne un corps plus petit que celui des hommes, c’est à dire que même s’il existe effectivement une corrélation entre taille du corps et taille du cerveau [5], cette corrélation est faible, et si vous prenez un homme et une femme qui ont exactement la même taille, ou la même surface de corps pour être plus précis, l’homme aura toujours en moyenne un cerveau un peu plus gros que celui de la femme [6]. En fait peu importe que vous mesuriez le volume du cerveau de façon relative ou absolue, les gros cerveaux sont associés de façon faible mais significative à un plus grand QI [2].

Maintenant que notre graphe est terminé, vous allez très facilement comprendre pourquoi même si volume cérébral et intelligence sont liés, et même si les femmes ont un plus petit cerveau que les hommes en moyenne, ça ne veut pas dire que les femmes sont moins intelligentes. Vous pouvez voir ici sur ce graphe que le nuage de points des femmes n’est pas plus haut ou plus bas que celui des hommes, il est distribué de la même façon sur l’axe vertical. Le nuage de points des hommes est décalé vers la droite par rapport à celui des femmes, mais pas vers le haut. Ça montre bien que le QI moyen des hommes et le QI moyen des femmes est le même. C’est une illustration marquante de ce qu’on appelle le paradoxe de Simpsons en statistique, et si vous ne connaissez pas ce paradoxe un tour sur la chaîne de Science étonnante s’impose. C’est à mon sens un des biais cognitifs les plus frappants qui montre à quel point notre cerveau n’est pas aussi performant qu’on voudrait le croire dans certaines situations.

En fait on n’a pas du tout besoin de passer par le volume cérébral pour savoir que les hommes et les femmes ont le même QI, il suffit de prendre un groupe d’hommes au hasard et un groupe de femmes au hasard et de leur faire faire un test de QI, et vous verrez que les résultats sont les mêmes.

Tout ça étant dit, il reste quand même des questions intéressantes selon moi, qui sont de savoir ce qui se passe dans les faits, au niveau cérébral, pour qu’un volume de cerveau plus gros soit lié à une plus grande intelligence, à l’intérieur des sexes mais pas entre différents sexes. Je n’ai pas de réponse certaine à vous donner, tout ça c’est de la recherche en cours. Mais avant de vous présenter des hypothèses j’imagine que certains d’entre vous sont déjà en train de penser au fait que corrélation n’est pas causation, et que l’existence d’une corrélation entre volume du cerveau et intelligence n’implique pas qu’il y ait un lien de cause à effet entre les deux. Si vous ne voyez pas de quoi je parle, je vous conseille de faire pause une deuxième fois pour d’aller voir cette vidéo d’Albert le chat. Mais pour répondre à cette objection, si on ne sait pas effectivement si un gros volume de cerveau cause directement une plus grande intelligence, c’est pas une hypothèse sortie de nul part ! Il faut bien garder à l’esprit qu’on n’est pas ici en présence d’une corrélation obscure entre la quantité de chocolat consommée dans un pays et le nombre de prix Nobels produits par ce pays par exemple, mais d’une corrélation entre l’intelligence et la quantité de matière qui produit cette même intelligence. Donc même si l’expérience idéale pour prouver la causation serait d’ouvrir un crâne, lui rajouter des neurones, faire toutes les connexions bien comme il faut et regarder si le QI augmente, on est en droit de supposer fortement la présence d’un lien de cause à effet entre volume du cerveau et intelligence.

Et ce lien de cause à effet pourrait s’expliquer tout simplement par le fait qu’un plus gros cerveau entraîne généralement un plus grand nombre de neurones, et que de la même façon qu’ajouter un disque dur à votre ordinateur permet d’augmenter sa mémoire, ajouter des neurones à un cerveau permettrait d’améliorer de façon mécanique ses performances. C’est quelque chose qui est un peu confirmé par les expériences inter-espèces, une étude a par exemple comparé les capacités cognitives de 36 espèces animales différentes [7] pour en conclure que le volume absolu du cerveau d’une espèce, par opposition à son volume relatif, était un bon prédicteur de ses performances cognitives. Il faut quand même rester prudent avec ces comparaisons inter-espèces parce que l’architecture du cerveau entre différentes espèces peut varier. La façon dont les neurones sont organisés et connectés n’est pas forcément la même, et ça peut influer fortement sur les capacités cognitives. Si je reprends ma métaphore informatique, il y a quelques années le volume de vos disques durs pouvait être une bonne approximation du stockage disponible sur votre ordinateur, jusqu’au jour où sont apparus les disques durs ssd qui utilisent une technologie différente qui prend moins de place, ce qui fait que le volume de vos disques durs n’était plus une indication fiable du stockage disponible du jour au lendemain. Il peut se passer la même chose pour les animaux, différentes espèces peuvent avoir des « technologies cérébrales » différentes si vous voulez, ce qui fait que comparer leurs volumes cérébraux directement n’est pas forcément une bonne idée. On entend parfois dire que si la taille du cerveau était vraiment importante pour déterminer l’intelligence, les éléphants ou certains cétacés seraient beaucoup plus intelligents que nous autres humains, mais c’est oublier qu’entre différentes espèces peuvent exister des différences de technologie. On sait d’ailleurs que les humains comme tous les primates ont au moins une technologie cérébrale particulière, et cette technologie c’est une très grosse densité de neurones : les primates ont, comparé aux rongeurs ou aux éléphants par exemple, un nombre de neurones au cm3 bien plus élevé [8,9]. S’il existait une espèce de rongeur dont le cerveau était aussi gros que celui d’un humain, ce cerveau contiendrait encore 7 fois moins de neurones. Et si les humains ne sont pas spéciaux par rapport aux autres primates en ce qui concerne cette densité de neurones, ils ont en plus la particularité d’avoir le plus gros cerveau de tous les primates, ce qui fait qu’au final ils ont le plus grand nombre de neurones de tous les primates, et peut-être même de tous les animaux [9], même si y’a pas très longtemps on a trouvé une espèce de dauphin qui semble nous battre à ce petit jeu. [10]

Je trouve ça assez intéressant de voir que même si on peut penser que c’est une hypothèse naïve, que le nombre absolu de neurones influence l’intelligence, ce n’est pas une hypothèse de recherche abandonnée, même si une fois de plus, en ce qui concerne l’humain et l’intelligence, c’est loin d’être la seule chose qui importe. On ne sait pas trop d’ailleurs pourquoi dans les faits les hommes et les femmes ont le même QI alors que les hommes ont un plus gros cerveau. Peut-être que ces différences de volume ne se traduisent pas par des différences dans le nombre de neurones, c’est à dire que peut-être que les hommes ont des zones du cerveau avec une densité de neurones moins fortes, et donc au final les hommes ont le même nombre de neurones que les femmes. Ou alors les zones cérébrales qui sont moins volumineuses chez la femme que chez l’homme ne sont pas des zones directement impliquées dans l’intelligence. Ou alors ce sont effectivement des zones impliquées dans l’intelligence mais il existe d’autres différences cérébrales en faveur des femmes qui viennent compenser cet aspect. La seule chose dont on est sûr, c’est qu’on est loins d’avoir tout compris sur les origines de l’intelligence.

Petit résumé en trois points :

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contrairement à l’idée reçue qui essaie de démonter l’idée reçue, taille du cerveau et intelligence sont bel et bien liées,
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mais la taille du cerveau n’explique qu’une toute petite partie de l’intelligence, 6% environ
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et en particulier dans le cas des différences hommes / femmes, bien que les hommes ont un cerveau plus gros que les femmes, ils n’en sont pas plus intelligents pour autant

Au final le fait que taille de cerveau et intelligence soient liées n’est pas un résultat très important en soi, on s’en fout un peu, étant donné que la corrélation est faible. Alors pourquoi je vous en parle, et bien je vous en parle parce que c’est pas une raison pour colporter des idées fausses et en particulier colporter le mythe que l’intelligence n’est pas du tout liée à la taille du cerveau. Il y a même des personnes qui pour défendre l’idée que hommes et femmes sont égaux en viennent à nier non seulement le fait que taille du cerveau et intelligence sont liés, mais aussi que les femmes ont un cerveau plus petit que celui des hommes, alors que ça fait plus d’un siècle qu’on le sait. C’est un déni de réalité aussi utile qu’un jour férié le dimanche puisque de fait comme je vous l’ai expliqué, le QI moyen des hommes et des femmes est le même.

Et puis au-delà de ça, c’est aussi une vidéo qui me permet d’aborder en douceur certains points qui vont revenir souvent dans les vidéos suivantes, par exemple le fait qu’il soit légitime de parler de comportements humains en moyenne sans pour autant nier qu’il existe une variabilité importante, ou le fait que les statistiques sont parfois trompeuses, ou le fait qu’il existe des différences cérébrales homme / femme mais souvent d’importance limitée. Et le tout dans un cas qui reste politiquement correct. Ça sera peut-être pas toujours le cas. On en reparle. N’oubliez pas de vous abonner si c’est pas encore fait, partagez cette vidéo si elle vous a plu, merci d’avoir regardé jusqu’au bout, et à très bientôt !

[1] http://www.scilogs.fr/ramus-meninges/le-qi-cest-nimporte-quoi-oui-mais-encore/
[2] Pietschnig, J., Penke, L., Wicherts, J. M., Zeiler, M., & Voracek, M. (2015). Meta-analysis of associations between human brain volume and intelligence differences: How strong are they and what do they mean? Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 57, 411–432. http://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2015.09.017
[3] Ruigrok, A. N. V., Salimi-Khorshidi, G., Lai, M. C., Baron-Cohen, S., Lombardo, M. V., Tait, R. J., & Suckling, J. (2014). A meta-analysis of sex differences in human brain structure. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 39, 34–50. http://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2013.12.004
[4] Lenroot, R. K., Gogtay, N., Greenstein, D. K., Wells, E. M., Wallace, G. L., Clasen, L. S., … Giedd, J. N. (2007). Sexual dimorphism of brain developmental trajectories during childhood and adolescence. NeuroImage, 36(4), 1065–1073. http://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2007.03.053
[5] Dekaban, A. S., & Sadowsky, D. (1978). Changes in brain weight during the span of human life: relation of brain weight to body height and body weight. Ann. Neurol., 4, 345.
[6] Rushton, J. P., & Ankney, C. D. (2009). Whole brain size and general mental ability: A review. International Journal of Neuroscience, 119(5), 692–732. http://doi.org/10.1080/00207450802325843
[7] MacLean, E. L., Hare, B., Nunn, C. L., Addessi, E., Amici, F., Anderson, R. C., … Zhao, Y. (2014). The evolution of self-control. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(20), E2140–E2148. http://doi.org/10.1073/pnas.1323533111
[8] Herculano-Houzel, S. (2009). The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain. Frontiers in Human Neuroscience, 3(November), 1–11. http://doi.org/10.3389/neuro.09.031.2009
[9] Herculano-Houzel, S. (2012). The remarkable, yet not extraordinary, human brain as a scaled-up primate brain and its associated cost. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(Supplement_1), 10661–10668. http://doi.org/10.1073/pnas.1201895109
[10] Mortensen, H. S., Pakkenberg, B., Dam, M., Dietz, R., Sonne, C., Mikkelsen, B., & Eriksen, N. (2014). Quantitative relationships in delphinid neocortex. Frontiers in Neuroanatomy, 8(November), 1–10. http://doi.org/10.3389/fnana.2014.00132