Comment les gènes, les caractéristiques cérébrales et l’intelligence sont connectés

Les résultats sont décrits par une équipe autour de Dorothea Metzen du Département de biopsychologie de l’Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne, et du Dr Erhan Genç, anciennement à l’Université de la Ruhr, maintenant au Centre de recherche Leibniz pour l’environnement de travail et les facteurs humains à Dortmund (IfADo) , dans la revue Cartographie du cerveau humainmis en ligne le 4 avril 2023.

Outre l’IfADo et diverses institutions de l’Université de la Ruhr, la Humboldt-Universität Berlin, l’Institut central de santé mentale de Mannheim, la faculté de médecine de Hambourg et l’Université du Luxembourg ont été impliquées. À l’Université de la Ruhr, les équipes de biopsychologie, de génétique humaine et de psychologie génétique ont coopéré.

Gènes, cerveau, comportement — un ensemble de données unique

L’équipe comprenait 557 sujets âgés de 18 à 75 ans dans l’étude. À l’aide d’échantillons de salive, ils ont analysé quels individus possédaient combien de variations génétiques associées à une intelligence élevée. “Il existe des milliers de gènes qui contribuent à l’intelligence”, explique Dorothea Metzen. “Nous avons calculé un score récapitulatif pour chaque personne qui reflète la prédisposition génétique à une intelligence élevée.”

De plus, tous les sujets ont participé à des scanners cérébraux, que les chercheurs ont utilisés pour déterminer non seulement l’épaisseur et la surface du cortex cérébral, mais aussi l’efficacité avec laquelle les réseaux structurels et fonctionnels du cerveau sont organisés. Tous les participants ont également passé un test d’intelligence. “L’ampleur et l’enregistrement détaillé des différentes données de cette étude sont, à ma connaissance, sans précédent”, souligne Erhan Genç. “Pour la première fois, nous avons examiné la triade des gènes, les différentes caractéristiques cérébrales et les traits comportementaux dans leur ensemble.”

Plus précisément, le groupe a analysé quelles différences dans les variations génétiques sont liées aux différences dans les caractéristiques cérébrales et les différences de comportement.

Interaction des gènes, des caractéristiques cérébrales et de l’intelligence dans quelques régions du cerveau

Lorsque l’équipe n’a examiné que le lien entre les variations génétiques et les caractéristiques cérébrales – c’est-à-dire sans tenir compte des résultats des tests d’intelligence – elle a trouvé de nombreuses associations dans de nombreuses régions réparties dans tout le cerveau. Beaucoup moins d’associations sont apparues lorsque les chercheurs ont étudié quelles caractéristiques cérébrales étaient associées à la performance des tests d’intelligence. Lorsqu’ils ont considéré les trois paramètres à la fois – les gènes, les caractéristiques cérébrales et les performances des tests d’intelligence – une association n’a été trouvée que dans quelques zones cérébrales du cortex frontal, pariétal et visuel. Cela signifie qu’il n’y a que des zones spécifiques du cerveau où les variations génétiques influencent les caractéristiques cérébrales, et ces caractéristiques affectent simultanément l’intelligence. Les caractéristiques cérébrales décisives étaient la taille de la surface cérébrale et l’efficacité de la connectivité structurelle. Les chercheurs ont trouvé très peu de telles connexions entre les gènes, le cerveau et le comportement lorsqu’ils ont examiné l’épaisseur du cortex cérébral et l’efficacité de la connectivité fonctionnelle.

Méthode également transférable à d’autres domaines

Avec leur étude, les chercheurs espèrent avoir proposé une méthode qui pourra aussi être transposée à d’autres domaines. En effet, cela permet d’étudier l’interaction des gènes, du cerveau et du comportement non seulement pour l’intelligence, mais également pour d’autres traits. “Il serait également intéressant que de telles méthodes soient utilisées à l’avenir avec des cohortes plus importantes de milliers ou de dizaines de milliers de sujets de test”, déclare Erhan Genç, car cela améliorerait la qualité des résultats. “Etudier l’impact de l’âge serait également un futur projet de recherche intéressant”, ajoute Genç.