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Le concept de zéro, un des fondements des mathématiques modernes, semble poser des défis non seulement aux jeunes enfants mais aussi aux adultes. En effet, des recherches récentes publiées dans Current Biology et utilisant des implants cérébraux ont révélé que la façon dont notre cerveau traite le zéro est beaucoup plus complexe que celle des autres nombres. Loin d’être une simple valeur, le zéro semble déclencher une activité cérébrale intense, suggérant une lutte cognitive face à ce « néant » numérique.
Le paradoxe du zéro
Le zéro est un nombre particulier. Contrairement aux autres nombres qui représentent des quantités tangibles, le zéro signifie l’absence. Pourtant, il conserve une valeur numérique propre, un paradoxe qui rend sa conceptualisation particulièrement difficile. Florian Mormann, chercheur en épileptologie à l’hôpital universitaire de Bonn, a déclaré : « Le zéro est à la fois un nombre et un non-nombre. » Cette ambivalence fait du zéro une idée psychologiquement plus difficile à appréhender que d’autres nombres.
Historiquement, l’introduction du zéro dans les mathématiques a été un moment décisif, et seuls certains animaux non humains sont capables de saisir un concept approchant. De plus, les enfants ne parviennent généralement à comprendre le zéro qu’à partir de six ans, après avoir acquis certaines étapes neurologiques importantes. Ils doivent d’abord réaliser que le zéro est inférieur à un, et qu’il peut être représenté par un symbole, deux concepts qui ne sont pas intuitifs pour l’esprit humain.
Même les adultes peuvent être perplexes lorsqu’il s’agit de comprendre le zéro, ce qui signifie qu’il se passe quelque chose de particulier sur le plan neurologique.
Les défis du cerveau face au zéro
Des chercheurs se sont intéressés à la manière dont le cerveau réagit au zéro en utilisant des implants cérébraux chez des patients en neurochirurgie. Ces patients, équipés de microélectrodes dans leur lobe temporal en vue d’une chirurgie, ont été soumis à des tests de reconnaissance de chiffres, y compris le zéro. L’étude visait à identifier si le cerveau traitait le zéro différemment des autres nombres.
Esther Kutter, premier auteur de l’étude et chercheuse à l’Institut de neurobiologie de l’université de Tübingen et au département d’épileptologie de l’UKB, a déclaré que « nous avons pu mesurer l’activité de cellules nerveuses individuelles » en montrant différentes représentations du zéro aux patients. Les résultats ont révélé que certains neurones répondaient spécifiquement au zéro, mais de manière fragmentée.
Certains réagissaient à la représentation symbolique du zéro (le chiffre arabe « 0 »), tandis que d’autres répondaient à des représentations non symboliques (comme l’ensemble vide), mais pas aux deux. Cela indique que le cerveau distingue ces deux façons d’appréhender le zéro, suggérant que son traitement neurologique est plus complexe que celui des autres nombres.
Le zéro : un nombre parmi les autres ?
Les chercheurs ont également constaté que le cerveau ne traite pas le zéro comme une simple absence de valeur ou une catégorie distincte de « rien ». Au lieu de cela, au niveau neuronal, le zéro est intégré dans la ligne des nombres naturels, mais situé à l’extrémité inférieure de cette ligne. Andreas Nieder, chercheur à l’université de Tübingen et co-auteur de l’étude, explique que le concept du zéro est codé comme une valeur numérique comparable aux autres, mais avec une complexité supplémentaire.
L’étude a également révélé que les représentations du zéro déclenchaient une activité neuronale beaucoup plus intense que celles des autres nombres. Cela pourrait expliquer pourquoi nous avons tendance à avoir plus de mal à traiter le zéro que les autres chiffres.
Le chercheur Florian Mormann explique que cette intensité neuronale peut également se refléter dans notre comportement. Par exemple, il a été observé que la reconnaissance du zéro prend plus de temps que celle des autres nombres, ce qui pourrait s’expliquer par une plus grande complexité dans le traitement de ce nombre par notre cerveau. Par ailleurs, voici pourquoi votre cerveau a besoin d’activités physiques.