vignette|Lobes cérébraux du cerveau humain. En neurosciences cognitives, l'asymétrie cérébrale est l'inégale implication des deux hémisphères du cerveau dans les différentes fonctions mentales. Dans leur anatomie générale, les deux hémisphères sont très semblables mais il existe un certain nombre de caractéristiques plus fines qui les distinguent l'un de l'autre. Le lien entre ces différences structurelles et les différences fonctionnelles reste mal compris.
L'asymétrie du fonctionnement cérébral a été mise en évidence à la fois par l'étude des conséquences de lésions cérébrales accidentelles sur les facultés cognitives mais aussi, plus récemment, grâce aux techniques d'imagerie cérébrale qui montrent des activations asymétriques suivant les opérations mentales qu'effectue la personne dont on enregistre des indices de l'activité cérébrale. Malgré d'importants progrès sur cette question, il reste de nombreux points de débat : sur le lien entre ces asymétries et la dominance hémisphérique, sur les mécanismes neurodéveloppementaux qui aboutissent à ces asymétries ou sur l'influence des facteurs environnementaux ou génétiques.
Historique L'observation d'asymétries dans le fonctionnement du cerveau a été pris très tôt comme un argument en faveur de la théorie d'un cerveau ayant des zones aux fonctions distinctes, le localisationnisme, contre celle d'un fonctionnement diffus et global, le globalisme. Ainsi en 1865, Paul Broca observe que les lésions du lobe frontal gauche (et plus particulièrement, ce qu'on appellera par la suite l'aire de Broca) ont des conséquences plus dramatiques que celles du lobe frontal droit sur la production de langage oral. De son côté, Carl Wernicke met en évidence en 1873 une autre zone liée au langage, l'aire de Wernicke, elle aussi davantage latéralisée dans l'hémisphère gauche. L'asymétrie des hémisphères est donc mise en évidence par l'identification de ces zones spécifiques du cerveau gauche, mais elle n'est pas encore directement un sujet d'étude.
Au cours du , le neurologue Roger Wolcott Sperry va consacrer une large part de ses recherches à l'asymétrie cérébrale et à la connectivité inter-hémisphérique ; celles-ci lui vaudront de recevoir le prix Nobel de physiologie et médecine en 1981.
Par la suite d'importants progrès viendront de l'avènement de la neuroimagerie et en particulier de l'IRM fonctionnelle, au début des années 1990, une méthode dont la résolution spatiale dépasse toutes les autres techniques existant alors. De nombreux travaux mettront alors en évidence des asymétries cérébrales dans le traitement des informations comme le nombre et la quantité, la perception des visages, la rotation mentale d'objets tridimensionnels…
Certains chercheurs proposeront de relier ces asymétries fonctionnelles à d'autres manifestations comportementales. C'est ainsi que les neurologues Norman Geschwind et Albert Galaburda émirent l'hypothèse selon laquelle certaines asymétries seraient liées à la présence d'hormones sexuelles qui auraient pour conséquence de stabiliser certains circuits plus tôt que d'autres jusqu'à la puberté et ce, de façon différente selon le sexe de l'individu établissant un lien entre dimorphisme sexuel et asymétrie cérébraleGeschwind, N., & Galaburda, A.M. (1987), Cerebral Lateralization: biological mechanisms, associations and pathology, MIT press: Cambridge, MA. (Voir aussi l'article anglais )..
Répartition « spatiale » des fonctions Chaque hémisphère est relié à la partie opposée du corps. C'est-à-dire que si quelque chose touche la partie gauche de votre corps l'information ira au cerveau droit, et si vous attrapez cette chose avec votre main droite, l'ordre vient du cerveau gauche.
La répartition « psychique » ne peut pas être aussi formelle, d'autant qu'il s'agit de fonction dominante et qu'il existe toujours une « coopération » entre les deux côtés.
De même, l’hémichamp visuel droit est traité par l’hémisphère cérébral gauche et l’hémichamp visuel gauche est traité par l’hémisphère cérébral droit. Cette inversion est due au fait que les voies motrices et sensitives croisent le plan médian, c'est-à-dire qu'elles changent de côté dans le tronc cérébral. À part cette inversion, la plupart des fonctions sont localisées sur les deux hémisphères cérébraux. Il n’est donc pas possible d’attribuer à un hémisphère une fonction en excluant l’autre hémisphère. Cependant, de façon purement quantitative, une fonction peut mobiliser de façon plus étendue une région d’un hémisphère plutôt qu’un autre. Il y a alors un biais en faveur d’un hémisphère cérébral, mais il n’existe pas de latéralisation totale. La plupart des tâches nécessitent la collaboration des deux hémisphères cérébraux. Il n’existe donc pas d’asymétrie fonctionnelle totale entre les deux hémisphères cérébraux. Par exemple pour la fonction du langage, qui est la capacité cognitive la plus latéralisée et qu’on localise dans l’hémisphère cérébral gauche, il faut savoir que la tonalité du langage est perçue préférentiellement par l’hémisphère cérébral droit, et que ce dernier est le lieu de compréhension de mots entendus ou lus et de phrases simplesBaynes, K., Tramo, M.J., Reeves, A. and Gazzaniga, M.S. (1997), Isolation of a right hemisphere cognitive system in a patient with anarchic (alien) hand sign..
Complexité anatomique Au niveau de l’anatomie des aires corticales, les différences entre les hémisphères sont très complexes, et ne nous permet pas de faire une catégorisation des fonctions selon cette asymétrie. Par exemple, le langage est localisé sur trois régions principales : le planum temporale (qui appartient à l’aire de Wernicke et est impliqué dans la compréhension du langage) ; le gyrus de Heschl (aire auditive primaire) et l’opercule frontal (correspond à l’aire de Broca). Le planum temporale est effectivement plus grand dans l’hémisphère gauche, mais cela pour seulement 65 % des êtres humainsGeschwind, N. & Levitsky, W. (1968), « Human brain: Left-right asymmetries in temporal speech region », Science, 161, 186-187.). .. Le gyrus de Heschl est, quant à lui, supérieur dans l’hémisphère droit que dans le gauche, et on trouve même souvent la présence de deux gyri de Heschl à droite. L’opercule frontal est dans sa partie inférieure plus grand dans l’hémisphère gauche que dans le droit, mais c’est l’inverse pour sa partie superficielle. Avec ces trois exemples nous pouvons comprendre à quel point l’asymétrie cérébrale est complexe et délicate, et nous empêche de tirer des conclusions globales.
Les dominances fonctionnelles La classification des dominances Les études pour trouver une latéralisation des fonctions ont permis d’abandonner l’hypothèse de la prédominance de l’utilisation de l’hémisphère cérébral gauche, et de découvrir les fonctions pour lesquelles c’est l’hémisphère cérébral droit qui est prédominant. Ainsi, le cours suivi par la recherche scientifique a fait établir une classification des fonctions selon leur dominance (plus ou moins marquées) dans l’hémisphère cérébral gauche ou le droit.
Fonction générale : Dominance hémisphérique gauche Dominance hémisphérique droite Vision Mots, lettres Visages, motifs géométriques, expression émotionnelle Audition Sons langagiers Sons non langagiers, musique Toucher Motifs tactiles, braille Mouvement Mouvements complexes, mouvements ipsilatéraux Mouvements dans les environnements spatiaux Mémoire Mémoire verbale, mémoire sémantique Mémoire non verbale, aspects perceptifs de la mémoire Langage Parole, lecture, écriture, arithmétique Contenu émotionnel Capacité spatiale Rotation mentale des formes, géométrie, direction, distance
Capacités fonctionnelles présentant une latéralisation cérébralePinel, J. (2007). Biopsychologie. . Paris : Pearson. .
Les limites de cette classification La première limite est la limite interindividuelle. La localisation cérébrale varie selon les individus. L'étude des aphasies a permis de montrer qu'à une lésion localisée ne coïncident pas toujours les mêmes pathologies. Ainsi, environ un quart des gauchers ont une configuration hémisphérique opposée pour le langage (soit 4 % de la population). De plus, il y a une proportion de 1 % de la population qui est constituée de droitiers dits « non classiques » car c’est leur hémisphère cérébral droit qui est mobilisé pour le langage. Au total cela ne fait que 95 % des personnes à qui on peut localiser le langage dans l’hémisphère cérébral gauche.
De plus, la localisation fonctionnelle dépend de la langue maternelle du sujet : elle est inversée chez les japonais et certains locuteurs de langues polynésiennes habitant les îles Tonga, Samoa et Maori..
Les théories de la latéralité cérébrale La théorie analytique/synthétique L’hypothèse a été faite que les deux hémisphères seraient à l’origine de deux traitements différents de l’information. Selon KahnemanKahneman, D. & al. (2011), Thinking, Fast and Slow, Allen Lane, Coll: « AL TPB », publié en français en 2012 sous le titre Système 1 / Système 2 : Les deux vitesses de la pensée, Flammarion Essais, . (2011), il existe deux systèmes de pensée : à l’hémisphère gauche, il attribue un type de traitement logique, mathématique, séquentiel, fonctionnant en progressant du détail vers la complexité. Il lui associe un raisonnement analytique, lent et réfléchi (la tortue), par opposition au raisonnement synthétique, rapide et intuitif (le lièvre) qui caractériserait l’hémisphère cérébral droit. Celui-ci est dit analogique, et empirique, fonctionnant plutôt sur la globalité, l'expérience, l'erreur et la déduction. Cette distinction serait basée sur des types de réseaux neuronaux différents. Les réseaux de l’hémisphère cérébral gauche seraient en effet majoritairement linéaires, ce qui imposerait un traitement séquentiel, alors que les réseaux de l’hémisphère cérébral droit seraient constitués en parallèle, imposant un traitement global.
La théorie motrice Elle consiste à dire que l’hémisphère cérébral gauche, a été au cours de l’évolution de l’espèce, spécialisé dans le fonctionnement de la motricité, incluant le langage comme une de ces formes particulières.
Intelligence analytique/intelligence empirique
Ne pouvant décrire le fonctionnement cérébral, il ressort de ces théories un découpage de fonctions qui permet une répartition non plus spatiale mais psychique avec la mise en opposition de deux formes d'intelligence complémentaires.
Cette opposition logique se retrouve en psychologie cognitive. On peut notamment montrer le tableau établi par Daniel DurandDurand, D. (1979) La systémique. « Que Sais-Je », PUF, Paris, . à propos de la systémique. Pour arriver à cette synthèse, il se base sur les travaux de Jean Piaget et d'Herbert Simon. Il superpose à la séparation intuitif/raisonné (ici dénommés flous et rigoureux) la séparation ajout/suppression (ici nommé généralisant et discriminant) :
+Tableau de raisonnementRigoureuxFlousGénéralisants Induction AnalogieDiscriminants Déduction Abduction
L'intelligence analytique Elle est exacte par nature et s'exprime pleinement dans le détail, dans l'abstraction, dans l'indexation. C'est la base des sciences, qui permet d'affirmer que 1 + 1 = 2. En théorie, elle ne peut être prise en défaut, et permet d'atteindre tous les niveaux de complexité par addition. La tentation est forte de l'assimiler aux mathématiques, mais c'est aussi la base du langage. Son plus gros défaut est qu'elle ne supporte pas les lacunes. Voir : pensée verbale | René Descartes | Algèbre de Boole (logique) | raison
L'intelligence empirique