Peut-on devenir bon en maths grâce au courant électrique ?

Et si, plutôt que de les laisser des heures à plancher sur des problèmes de mathématique totalement ésotériques pour eux, on équipait les écoliers en difficultés avec un casque muni d’électrodes qui leur délivreraient (à bon escient) des petits chocs électriques ? Rassurez-vous, nous n’en sommes pas encore là ! Pourtant, cette expérience a bien eu lieu et surtout, elle semble efficace. Laissez-nous vous mettre au courant (alternatif) de cette recherche qui revient sur le devant de la scène scientifique, quelques temps après sa parution.

Jusqu’à présent, les effets bienfaiteurs de la stimulation cérébrale non invasive sur les fonctions cognitives ont souvent été déduits à partir d’observations comportementales et de réalisation de tâches basiques. Dans la présente étude, l’équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford (Royaume-Uni) a utilisé la stimulation transcrânienne par bruit aléatoire (tRNS). Il s’agit d’une forme de stimulation électrique transcrânienne. Roi Cohen Kadosh et ses collègues ont émis l’hypothèse que cette technique pouvait améliorer l’apprentissage et la performance ultérieure sur des tâches arithmétiques complexes, grâce à une stimulation électrique du cortex préfrontal dorsolatéral bilatéral (DLPFC), qui est une zone du cerveau importante pour les différents processus de mémorisation et possiblement pour la cognition mathématique.

Pour leur protocole expérimental, les scientifiques ont recruté 25 volontaires appariés pour leur âge et leur sexe et les ont répartis en deux groupes : tRNS (6 hommes, 7 femmes, âge moyen = 20.92) et tRNS simulacre (6 hommes, 6 femmes, âge moyen = 21.42). Concrètement, les membres du groupe tRNS étaient équipés d’un casque avec des électrodes et ont reçu des stimulations électriques pendant l’expérience. Le courant (indolore) leur était administré pendant 20 minutes. Ceux du groupe tRNS simulacre arboraient ce même casque, mais d’où aucune stimulation ne jaillissait. Grâce à la spectroscopie proche infrarouge, les chercheurs ont également mesuré le flux sanguin pour noter d’éventuelles variations concernant le métabolisme des participants.

Chaque sujet a passé une phase de formation de 5 jours consécutifs sur des tâches arithmétiques (calculs et exercices), puis une phase de tests (avec quatre blocs de calcul). Ceux du groupe tRNS ont eu droit en plus à une phase de contrôle pour déterminer si les stimulations qu’ils avaient reçues, avaient influencé d’autres domaines cognitifs en dehors de l’arithmétique mentale. Ces tâches de contrôles (ciblées sur la rotation mentale et sur l’attention) ont été réalisées le premier jour et le dernier jour de formation.

Les résultats de cette étude montrent que, en comparaison avec celles du groupe tRNS simulacre, les capacités en calcul du groupe tRNS ont augmenté de 30 à 40%. Il faut dire que déjà, lors de la phase de formation, ses membres avaient mémorisé 2 à 5 fois plus rapidement les différents faits arithmétiques présentés et accéléré également leur vitesse de calcul. De plus, les données issues de la spectroscopie proche infrarouge ont indiqué que le métabolisme cérébral est plus « faible » chez les sujets du groupe tRNS. Cela signifie que leur cerveau a été plus efficace en utilisant moins d’énergie.

Sur le court terme, la tRNS semble donc un moyen probant pour améliorer la mémoire mathématique et les aptitudes à compter. Notons que 6 mois plus tard, les chercheurs ont convoqué les participants pour leur proposer à nouveau des tests. Les modifications comportementales et physiologiques sont apparues durables chez les sujets « électrisés », puisqu’ils étaient capables de mieux rappeler que les autres les opérations qu’ils avaient effectuées lors de la première phase de tests. Mieux : ils pouvaient résoudre des problèmes de niveau de difficulté similaire (non vus précédemment).

Selon les auteurs, ce gain en compétences mathématiques s’expliquerait par une modification structurelle du système cérébro-vasculaire (une meilleure innervation permettant des connexions neuronales plus rapides), provoquée par les stimulations électriques. Ils soutiennent alors que : « la tRNS représente un outil d’amélioration cognitive non invasif capable d’améliorer l’apprentissage de l’une des facultés humaines les plus complexes, l’arithmétique mentale », notamment chez les dyscalculiques. Reste qu’on ignore encore si cette technique est réellement sans danger…
Source : Albert Snowball, Ilias Tachtsidis, Tudor Popescu, Jacqueline Thompson, Margarete Delazer, Laura Zamarian, Tingting Zhu, and Roi Cohen Kadosh, Long-Term Enhancement of Brain Function and Cognition Using Cognitive Training and Brain Stimulation, Current Biology, may 2013

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