Le cerveau humain est essentiellement un aéroport chaotique de pensées, gérant constamment des vols simultanés comme se souvenir d'un itinéraire, contrôler un véhicule et paniquer à cause d'une fermeture de route soudaine. Un acteur clé de ce spectacle aérien est le cortex frontopariétal, le centre d'information du cerveau, qui agit comme un contrôleur aérien surmené. De nouvelles recherches de l'Université de l'Iowa ont maintenant révélé que ce centre n'est pas un standard rigide mais un réseau flexible qui modifie ses connexions en fonction de ce qui est nécessaire sur le moment.

En utilisant des expériences combinant la modélisation computationnelle avec l'imagerie cérébrale, les chercheurs ont découvert que le cortex frontopariétal ne communique pas avec le reste du cerveau de manière fixe. Au lieu de cela, ses connexions changent selon le type d'informations requises à différentes étapes d'une décision. Les résultats, publiés dans le Journal of Neuroscience, pourraient aider à guider de futures investigations sur des conditions neurologiques et psychiatriques comme le TDAH et la schizophrénie, où cet échange d'informations pourrait être un peu bancal.

« Notre étude montre plus en détail comment le cortex frontopariétal fonctionne – quel type d'informations il extrait des autres systèmes et comment il utilise son schéma de connectivité pour intégrer les informations provenant de différentes zones du cerveau », explique Kai Hwang, professeur associé au Département de psychologie et des sciences du cerveau et auteur correspondant de l'étude. « C'est la principale contribution. »

Construire une image globale à partir d'informations incomplètes

Dans une étude de 2025, Hwang et ses collègues ont découvert que le cortex frontopariétal développe un résumé global continu des informations arrivant d'ailleurs dans le cerveau. Il évalue les signaux entrants, y compris les informations incomplètes ou incertaines, les combine en une représentation globale plus utile, puis aide à diriger d'autres régions du cerveau vers une réponse appropriée. « C'est comme si d'autres zones du cerveau n'avaient pas toutes les informations, alors elles envoient ce qu'elles ont au cortex frontopariétal pour obtenir des conseils », explique Hwang.

Pour voir à quel point ce centre est adaptable, les chercheurs ont recruté 38 participants âgés de 18 à 35 ans. Les participants ont appris des associations entre différentes combinaisons de couleurs, de visages et de scènes et des réponses particulières, comme appuyer sur un bouton avec l'index ou le majeur de chaque main. Ensuite, les chercheurs ont modifié les règles, introduisant de l'incertitude. Les participants devaient reconnaître que les associations avaient changé, en apprendre de nouvelles et répondre correctement. « S'ils réussissent toujours, ils savent qu'ils ont fait la bonne association, mais une fois qu'ils commencent à se tromper, ils doivent deviner : "Oh, le contexte a-t-il changé, ou n'ai-je pas vu la couleur clairement ?" Cela crée de l'incertitude », dit Hwang.

L'équipe a combiné les données comportementales avec des IRM fonctionnelles et a développé un modèle computationnel qui séparait les signaux de différentes zones du cerveau, révélant comment le cortex frontopariétal rassemblait ces informations. « Plutôt que de simplement devenir plus actif lors de tâches difficiles, nous avons observé comment ce réseau change dynamiquement sa façon de communiquer avec d'autres régions du cerveau selon les informations nécessaires à chaque étape d'une décision », dit Hwang.

Liens possibles avec le TDAH et d'autres troubles

Les résultats pourraient éventuellement contribuer à la recherche sur les troubles psychiatriques qui rendent plus difficile l'adaptation du comportement lorsque les circonstances changent, comme parler trop fort dans une bibliothèque ou avoir du mal à contrôler ses impulsions. « Ce sont des situations où les gens ont du mal à réguler leur comportement. Pour moi, c'est un problème d'intégration. Si cette fonction d'intégration ne fonctionne pas correctement, cela pourrait très probablement signifier qu'ils n'ont pas utilisé le bon contexte pour réguler leur comportement », dit Hwang.

Stephanie Leach, étudiante en sixième année de doctorat dans le laboratoire de Hwang, a mené les expériences et co-dirigé la préparation du manuscrit. « Avoir l'opportunité de mener cette recherche a été particulièrement gratifiant car cela m'a permis de