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Nous faisons des maths pour comprendre le monde

Publié par MaRichesse.Com sur 12 Septembre 2016, 05:49am

Catégories : #SCIENCE, #CERVEAU

Nous faisons des maths pour comprendre le monde

Comment notre cerveau appréhende-t-il le monde qui nous entoure? En transformant les données brutes captées par nos organes sensoriels en une analyse probabiliste, suffisamment simple et souple pour constamment s'adapter à l'arrivée d'informations nouvelles.

Qu'importe que vous soyez mauvais en maths, votre cerveau est capable d'effectuer des calculs statistiques assez subtils sans même que vous en ayez conscience. À chaque instant, il transforme un tas de données brutes captées par nos organes sensoriels en une analyse probabiliste du monde qui nous entoure. Une synthèse relativement simple et suffisamment souple pour constamment s'adapter, en un clin d’œil, à de nouvelles informations.

C'est ce que concluent trois chercheurs en neurosciences spécialistes de psychologie comportementale affiliés à l'Université de Princeton. Et selon leurs observations, c'est une région précise du cerveau qui se charge de mouliner ces mathématiques intuitives: le cortex orbitofrontal, situé juste derrière nos yeux.

«Quand je traverse la rue», explique Yael Niv«je n'analyse pas tous les éléments de la scène, mais je construis un récit qui me permettra de prendre une décision comme 'cette voiture est en train de ralentir parce que le feu est rouge'».

«Il y a un avantage adaptatif à avoir un cerveau qui peut dire que le monde fonctionne différemment dans différentes situations», précise Kenneth Norman, son collègue.

L'hypothèse de travail des chercheurs, c'est que le cerveau consigne ces fragments narratifs d'une façon qui n'a rien d'exhaustif, mais qui dépasse quand même, en complexité, celle d'une trame unique. Une histoire que le cerveauconçoit comme un modèle probabiliste en calculant une distribution de probabilités pour chacune des très nombreuses alternatives. 

 

Nous nous plantons, pas notre cerveau

Pour tester cette hypothèse, les scientifiques ont demandé à des volontaires d'explorer un «safari virtuel» divisé en quatre zones –bleue, verte, rose et jaune. Des zones hébergeant un groupe d'éléphants, de girafes, d'hippopotames, de lions et de zèbres, avec à chaque fois un nombre différent d'animaux. L'exercice incitait les participants à se fonder sur ce qu'ils avaient observé au préalable pour déterminer dans quelle zone tel groupe avait le plus de chances de se trouver. Et pendant tout ce temps, l'activité de leur cervelle était surveillée par IRMf.

Un dispositif expérimental qui a non seulement permis aux scientifiques de savoir où et comment le cerveau consigne les probabilités, mais qui faisait aussi en sorte que les participants les calculent sans s'en rendre compte. Et quand ils cherchaient à expliquer leurs calculs avec de vrais chiffres et un vrai raisonnement mathématique, ils se plantaient quasiment à tous les coups, alors que leur cerveau avait parfaitement réussi l'exercice.

Ce qui n'a pas étonné Norman: «Nos cerveaux sont nullissimes en arithmétique. Nos calculs implicites sont bien meilleurs que nos calculs explicites», résume-t-il. 

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