Intelligence, héritabilité et plasticité cérébrale

Si vous avez suivi la semaine thématique sur le cerveau proposé par le C@fé des Sciences. Vous aurez peut-être noté que notre cerveau s’avère fortement malléable à certains facteurs environnementaux. Ainsi il semble que l’allaitement ait un effet important sur le développement ultérieur de certaines capacités cognitives! Néanmoins certains soulignent (en parti à juste titre) que notre intelligence serait également fortement héréditaire. Pour déterminer l’héritabilité de l’intelligence ils utilisent généralement les études sur les jumeaux, voir même plus récemment la méthode dite «Genome-wide association studies» ou GWAS (cette dernière méthode étant arrivé à une estimation de l’héritabilité de l'intelligence tournant autour des 50%) [1]. Et de manière plus précise, comme mesure de l’intelligence, ces études utilisent bien évidemment les tests de QI. Même si certains peuvent pointer à juste titre les limites des tests de QI ainsi que le fait que certains chercheurs aient utilisé et interprété ces tests n’importe comment. Mais donc dans le présent billet nous allons dans un premier temps partir du principe que les études ayant tentées de contrôler au mieux les variables environnementales pour ensuite prendre parti pour une thèse «héréditariste» (comme les appelle communément certains), les ont effectivement bien contrôlé. Ainsi dans les prochaines lignes j'expose très brièvement en quoi consiste la  position «héréditariste» afin de voir où celle-ci nous mène, puis au final nuancée voir même critiquer dans une certaine mesure la dite hypothèse aux regards de quelques autres faits.

«Le QI est hautement héréditaire et son héritabilité augmente avec l’âge»

Cette assertion est généralement au centre des thèses «héréditaristes». La base de celle-ci est généralement constituée par les études sur les jumeaux. Par exemple prenez deux vrais jumeaux élevés séparément, durant les premières années de leur vie (aux alentours de 7 ans) le QI de nos deux jumeaux aura tendance à être plus ou moins dissemblables en raison des environnements différents dans lesquels ils évoluent. Mais au fur-et-à-mesure que nos deux jumeaux grandissent leur QI s’égaliseront de plus en plus malgré le fait d’être toujours séparés, si bien que généralement une fois adultes nos deux jumeaux auront un donc des QI très semblables (en moyenne seulement car des exceptions existent). Chez les faux jumeaux cette similitude étant bien moindre et donc cela confirmant la haute héritabilité du QI. Mais ce n’est pas tout car il y a une autre dimension très importante souvent invoquée par les partisans de cette position «héréditariste». En effet cette dernière stipule que ce n’est pas tant l’environnement qui explique donc le haut QI des individus (l’environnement aurait un impact très limité), ce serait plutôt le haut QI inné des individus qui expliquerait l’environnement dans lesquels ces derniers évoluent. Dans nos sociétés modernes,  une personne ayant un patrimoine génétique conférant un haut QI, excellerait dans ses études (les sociétés modernes étant généralement dépeintes comme étant de véritables méritocraties même imparfaites par les partisans de cette thèse), et donc se créeraient eux-mêmes un environnement favorable à un haut QI. Certains partisans de ces thèses allant donc même jusqu’à soutenir que la stratification sociale serait en bonne partie un reflet des inégalités génétiques en matière d’intelligence!

Graphe représentant la supposée augmentation de l'héritabilité QI durant la croissance des individus. Ainsi le QI serait beaucoup plus héritable chez les adultes que chez les enfants. Image tirée de Matt McGue et al (1996). [2]

 

Alors bon pour les quelques lignes qui suivent imaginons que la position «héréditaristes » (même si non-formellement définie) soit vraie, à savoir que les enfants dotés d’un génome favorisant une haute intelligence (ici mesuré par le QI même si la plupart d’entre-vous, êtes déjà au courant des limites importantes des dits tests de QI) se créé eux-même un environnement favorable intellectuellement parlant et non l'inverse! Si, si je vous demande d’adhérer pleinement à cette hypothèse, embrassez cette dernière, roulez-lui une pelle ou mieux encore faites lui l’amour tendrement , vous comprendrez pourquoi! Donc selon la dite hypothèse les enfants dotés d’un génome favorisant une haute intelligence, se créent eux-mêmes un environnement favorable intellectuellement en réussissant bien à l’école et in fine en trouvant des jobs haut placés. Bon maintenant si vous suivez toujours bien la balle des yeux, souvenez-vous de l’héritabilité du QI qui augmente avec l’âge, et mettez en lien cette dernière «donnée» avec l’hypothèse précédemment mentionnée.

C’est bon vous avez pigé le truc?

Bon pour ceux qui roupillent au fond de la classe, on devine ici que l’augmentation de l’héritabilité du QI avec l’âge serait en réalité dût à un véritable effet feedback! C’est simple à comprendre l’enfant qui réussit mieux à l’école dès les premières années de sa scolarité en raison comme on le suppose ici, d’un avantage cognitif quelconque lui-même lié à certaines particularités génétiques (particularité génétique conférant peut-être une meilleure mémoire visuelle ainsi qu’une «bosse des maths»), va dès le départ mieux s’accrocher à ses études, sa facilité le motivant davantage à ces dernières. Et cet investissement plus important consacré à ses études, va lui-même booster certaines capacités cognitives notamment celles favorisant une grande réussite aux tests de QI! Ben oui on remarque que dans cette hypothèse GxE prend la forme d’un gros effet feedback. C’est exactement ce qu’avait souligné Anders Stenberg, dans une récente et intéressante publication [3] où il illustre grossomodo la chose via l’analogie suivante. Imaginez deux jumeaux ayant une forte prédisposition génétique à être dépendant du tabac et/ou à en consommer et/ou à en augmenter la consommation une fois qu’ils ont commencé d’en fumer. Ces deux jumeaux, si vivant tous deux dans un environnement où le tabac est accessible auront de très fortes chances de développer tous deux un cancer du poumon. Dès lors on détectera une forte «héritabilité» chez ces jumeaux pour le cancer du poumon. Mais en réalité cette forte héritabilité du cancer, n’est issue en bonne partie, que de la complexe interaction entre une prédisposition «psychique» et un type d’environnement particulier, à savoir ici un environnement où le tabac est disponible et sa consommation plus ou moins encouragée. Le cancer n’était donc pas une fatalité «innée» chez ces jumeaux car là aussi nous avons une suite d’interactions complexes incluant également un Feedback positif.

Oui parce que par dire que le feedback est  «positif» pour quelque chose dont la conséquence finale est un «cancer», pourrait limite passer pour de l'humour noir!

Dès lors vous l’avez compris on a un petit problème (euphémisme) pour dissocier l’impact de l’environnement de celui des gènes, car après tout quelles «capacités cognitives» ou même comportementales de base faut-il pour avoir beaucoup plus de chance de s’accrocher davantage à ses études et donc ainsi améliorer ses chances de booster son QI au fur et à mesure de sa scolarité? Et à ce titre cela nous amène donc inévitablement aux biais environnementaux.


Les biais sont de retour!

Et donc nous revoilà à tomber dans la complexité que représente l’interaction entre le «substrat génétique» et l’environnement ce qui nous amène inévitablement à nous poser pas mal de questions sur l’interprétation que nous pouvoir de certains résultats ainsi des «biais environnementaux» potentiels! Car bon si les vrais jumeaux étudiés, même si élevés séparément, évoluent dans des environnements sociaux similaires, nous comprenons que l’héritabilité élevé du QI chez les jumeaux en question aura certes une composante génétique mais également une importante composante environnementale indissociable de la première via l’effet feedback précédemment mentionné. Et c’est là que s’ajoutent des biais potentiels pouvant affecter ce type d'étude. Par exemple, comme l’avait souligné le généticien Bertrand Jordan les vrais jumeaux élevés séparément ne sont généralement non seulement pas élevés dans des environnements sociaux différents (en fait même généralement dans des environnements très semblables) mais en plus souvent se connaissent et se sont déjà vu à plusieurs reprises. [4] De plus se pose une autre question, la motivation des jumeaux à participer à ce genre d'étude et l’impact que cette motivation peut avoir dans la parcours de vie respectifs des deux jumeaux en question, notamment s’ils ne tendent pas à faire les mêmes choix et parcours de vie ou tout du moins des parcours très similaires. Pour le cas de la comparaison vrais jumeaux contre faux jumeaux, ces biais ont également un impact possiblement important. [5] Alors certes l’impact génétique peut néanmoins toujours avoir lui aussi un rôle important, mais donc toujours dans le cadre de cet effet feedback, comment être sûr de dissocier sans risque de se planter, l’impact des gènes de celui de l’environnement? Voilà une question difficile à résoudre et si vous ajoutez à cela l’impact de l’épigénétique [6] et l’impact de facteurs environnementaux que l’on pensait pourtant anodin, sur les performances obtenues lors d’un test de QI [7], vous n’arrangez rien quant à la complexité de la thématique! Car souvenez même si le QI est héritable (comme semble le montrer l’étude utilisant les GWAS mentionnée au début du présent article) cela ne veut donc pas dire qu’il ne peut pas être également fortement malléable, l'importante plasticité cérébrale de notre espèce étant largement avéré! Dès lors sans remettre en cause le fait que notre intelligence soit tributaire d'importants facteurs génétiques et même en admettant que les études sur les jumeaux ont permis d'établir l'existence de ces facteurs importants, rien ne permet d'affirmer péremptoirement une proposition voulant que la stratification sociale reflète la distribution d'inégalités génétiques en matière d'intelligence!

Conclusion:

On ne le dira jamais assez l'esprit humain est quelque chose de complexe tout comme la génétique. Dès lors si vous pensez que vous pouvez comprendre de manière simpliste l’intelligence humaine (qui ne se réduit guère aux résultats obtenus aux tests de QI), sa composante génétique et sa distribution entre individus (voir même au sein des diverses populations humaines) via simplement quelques résultats de tests standardisés et quelques statistiques, vous vous fourrez le doigt dans l’œil jusqu’à l’omoplate! C’est pourtant ce que prétendent faire certaines personnes, y compris des psychologues, souvent en ignorant non seulement la complexité que représente pareille thématique du point de vue biologique mais également la complexe toile de fond «sociologique» dans laquelle s’enracine ces questions (comment notre environnement social et culturel impacte notre parcours de vie et donc in fine notre psyché) pour le moins complexes et controversées. Néanmoins vous pouvez donc retenir deux choses, qui au finale ne sont pas surprenantes mais utiles à rappeler à savoir que notre intelligence est à la fois «héréditaire» (donc en partie déterminée par notre génome) et malléable.

Références:

[1] Gail Davies et al (2011), Genome-wide association studies establish that human intelligence is highly heritable and polygenic, Molecular Psychiatry

[2] Matt McGue et al (1996), Behavioral Genetics of Cognitive Ability : A Life-Span Perspective, in Nature, Nurture, and Psychology, Edited by Robert Plomin and Gerald E. McClearn 1996

[3] Anders Stenberg (2012), Interpreting estimates of heritability – A note on the twin decomposition, Economics and Human Biology

[4] Bertrand Jordan (2000), Les imposteurs de la génétique, Éditions du Seuil 2000

[5] Jay Joseph (2002), Twin Studies in Psychiatry and Psychology: Science or Pseudoscience? Psychiatric Quarterly

[6] Chih-Chieh Yu et al (2012), Genome-Wide DNA Methylation and Gene Expression Analyses of Monozygotic Twins Discordant for Intelligence Levels, PLoS ONE

[7] Andrew J. Elliot et al (2007), Color and psychological functioning the effect of red on performance attainment, Journal of Experimental Psychology