Votre cerveau construit des concepts abstraits avec 3 types de sens

L’apprentissage par la machine et les scans du cerveau humain ont révélé les régions du cerveau derrière la façon dont nous formons des concepts abstraits, comme la justice, l’éthique et la conscience, rapportent des chercheurs.

« Les humains ont la capacité unique de construire des concepts abstraits qui n’ont aucun ancrage dans le monde physique, mais nous prenons souvent cette capacité pour acquise », explique l’auteur principal Marcel Just, professeur de psychologie à l’Université Carnegie Mellon.

« Dans cette étude, nous avons montré que les composants de sens nouvellement identifiés utilisés par le cerveau humain comme un système d’indexation, similaire au catalogue de cartes d’une bibliothèque, pour composer le sens des concepts abstraits. »

La capacité des humains à penser de manière abstraite joue un rôle central dans le progrès scientifique et intellectuel. Contrairement aux concepts concrets, comme « marteau », les concepts abstraits, comme « éthique », n’ont pas de domicile évident dans les parties du cerveau qui traitent de la perception ou du contrôle de notre corps.

« La plupart de notre compréhension de la façon dont le cerveau traite les objets et les concepts est basée sur la façon dont nos cinq sens prennent l’information », dit le premier auteur Robert Vargas, un étudiant diplômé dans le laboratoire de Just. « Il devient difficile de décrire l’environnement neuronal des pensées abstraites parce que de nombreux outils mentaux du cerveau pour les traiter sont eux-mêmes abstraits. »

Dans la nouvelle étude, Just et son équipe ont scanné le cerveau de neuf participants en utilisant une IRM fonctionnelle. L’équipe a passé au crible les données en utilisant des outils d’apprentissage automatique pour identifier des modèles pour chacun des 28 concepts abstraits. Ils ont appliqué l’algorithme d’apprentissage automatique pour identifier correctement chaque concept (avec une précision de rang moyen de 0,82, où le niveau de chance est de 0,50).

Just affirme que trois dimensions de sens dans le cerveau construisent ces concepts abstraits. La première dimension correspond aux régions associées au langage. Par exemple, le concept d' »éthique » peut être lié à d’autres mots comme « règles » et « morale ». Une personne doit d’abord comprendre les mots pour construire le sens supplémentaire de l’éthique. La deuxième dimension définit les concepts abstraits en termes de référence, soit à soi, soit à une source extérieure. Par exemple, la « spiritualité » fait référence au « soi », tandis que la « causalité » est externe au soi. La dernière dimension est ancrée dans les constructions sociales. Il y a une composante sociale inhérente aux concepts de « fierté » et de « commérage ».

« Pour moi, le résultat le plus excitant de cette étude est que nous avons pu prédire les schémas d’activation neuronale pour des concepts abstraits individuels entre les personnes », dit Vargas. « C’est fou de penser que mon concept de probabilité et de spiritualité est neuralement similaire à celui de la personne suivante, même si son expérience de la spiritualité est différente. »

Pendant le scan, les chercheurs ont présenté chaque concept visuellement et le participant a été autorisé à penser à cette idée pendant trois secondes. Les participants ont vu l’ensemble des mots six fois.

Les 28 concepts couverts par l’étude couvrent sept catégories :

1. mathématiques (soustraction, égalité, probabilité et multiplication);
2. scientifiques (gravité, force, chaleur et accélération);
3. sociales (commérage, intimidation, pardon et compliment) ;
4. émotionnel (bonheur, tristesse, colère et fierté);
5. juridique (contrat, éthique, crime et exonération);
6. métaphysique (causalité, conscience, vérité et nécessité);
7. religieux (divinité, spiritualité, sacrilège et foi).

Les chercheurs ont basé leurs travaux sur neuf scanners cérébraux d’adultes provenant d’une communauté culturellement homogène sur le campus de Carnegie Mellon.

« C’est tape-à-l’œil d’appeler ce travail la lecture de l’esprit », dit Just. « Pour moi, c’est la preuve que nous avons identifié certains des éléments du système d’indexation du cerveau – représentation verbale, externalité/internalité et dimension sociale – que notre cerveau utilise pour coder des concepts qui n’ont aucune manifestation physique dans le monde. »

L’article paraît dans Cerebral Cortex.