J’ai souvent entendu dire à quelqu’un ayant de bons résultats au lycée en mathématiques qu’il avait la « bosse des maths » et que les filles n’en avait pas : ces affirmations sont absurde.

       C’est un psychologue allemand François Joseph Gall, qui étudiait la phrénologie, une pseudo-science du XIXème siècle, qui établit des relations entre la forme du cerveau et les capacités intellectuelles, qui croyait avoir remarqué que les élèves forts en maths, avaient les yeux proéminents et une bosse plus prononcée sur le front.  

      En fait, on peut l'observer chez presque tout le monde au niveau de la voûte crânienne frontale. Elle apparait généralement au cours de la petite enfance et est due à la manière dont l'enfant a été couché : si la tête du nourrisson est toujours posée de la même manière dans son lit, la pression exercée entraine une déformation des cartilages osseux du crâne.

      Physiquement nous avons tous les mêmes aptitudes aux maths, qu’on soit homme ou femme. La différence se joue simplement dans l'intérêt qu'on leur porte au cours de l'enfance, du travail dans les études, de l'entrainement et de la mémorisation.

      Deux chercheurs de l’unité CEA/INSERM de Neurospin, à Saclay, ont comparé sous IRM les zones du cerveau activées par la résolution de problèmes mathématiques et celles utilisées dans une réflexion plus générale, sur des problèmes historiques.

      Les zones activées par les mathématiques sont en bleu et celle par l’histoire en vert. Ces dernières mettent en jeu la partie avant du cortex préfrontal qui comprend, réfléchit et planifie, ainsi que des aires afférentes à la mémoire du langage.

      Au contraire les problèmes mathématiques mettent en jeu le cortex préfrontal dorsal qui traite de logique et d’abstraction, et les centres des cortex pariétal et temporal qui s’occupent de la représentation, de la reconnaissance et de la mémorisation des formes et de l’espace; 5voir schéma ci-dessous).

      Il est normal que ces centres qui gèrent les représentations spatiales soient concernés. Ce sont les dimensions qui donnent au nourrisson lla notion de quantité. Par la suite les représentations comme le positionnement sur une ligne, est associé aux nombres négatifs, et celui des parts de gâteau aux fractions.

      Le réseau d’aires cérébrales mis au jour dans cette étude n’est pas seulement impliqué dans les mathématiques de très haut niveau, mais également dans le traitement du nombre et du calcul mental. Les chercheurs ont d’ailleurs pu observer que ce réseau s’activait également en réponse à la simple vue de nombres ou de formules mathématiques chez les mathématiciens professionnels comme chez les non-mathématiciens (des chercheurs de même niveau universitaire, mais sans formation scientifique) qui avaient participé à cette expérience. 

      Les études du CEA en 2016 suggèrent que ce réseau est déjà impliqué dans l’identification du nombre chez les jeunes enfants non encore scolarisés, et qu’il est très ancien dans l’évolution car il est présent lorsque des singes macaques reconnaissent des objets concrets. Cela suppose que ce réseau d’aires cérébrales préexiste à l’apprentissage des mathématiques à l’école, et qu’il se développe ensuite avec l’éducation que l’on reçoit.

      Il existe donc un « réseau mathématique » dans le cerveau, qui n’est pas celui du langage, mais qui se sert surtout de signes et d’images et de la représentation spatiale. D’ailleurs certains patients aphasiques  peuvent encore faire du calcul et de l’algèbre, alors qu’ils ne peuvent plus parler. 

      Quant aux prodiges de calcul mental que l’on montre dans les spectacles, ils ont une particularité du cerveau : celle de pouvoir basculer plus facilement des mémoires tampons du cerveau, qui servent à garder pendant des temps courts un nombre restreint d’informations vers le cortex frontal, vers la mémoire épisodique à moyen terme, de telle sorte qu’ils peuvent stocker temporairement un grand nombre de données. Ils ont aussi des méthodes de calcul qui ressemblent à des algorithmes d’ordinateur.