Bernard Morin a développé un glaucome à un âge précoce et était aveugle à l’âge de six ans. Malgré son incapacité à voir, Morin est ensuite devenu un maître topologue – un mathématicien qui étudie les propriétés intrinsèques des formes géométriques dans l’espace – et a gagné en renommée pour sa visualisation d’une sphère à l’envers.
Pour les personnes voyantes, il peut être difficile d’imaginer apprendre les mathématiques, sans parler de les maîtriser, sans la vision (ou même avec elle). Dans les écoles primaires, l’enseignement des mathématiques a tendance à s’appuyer fortement sur des aides visuelles – nos doigts, des morceaux de tarte et des équations griffonnées sur papier. La psychologie et les neurosciences confirment l’idée que les mathématiques et la vue sont étroitement liées. Des études montrent que les aptitudes mathématiques des enfants sont fortement corrélées à leurs capacités visuospatiales – mesurées par la capacité à copier des dessins simples, à résoudre des puzzles et autres tâches – et que les zones du cerveau impliquées dans les processus visuels sont également activées pendant le calcul mental. Les chercheurs ont même proposé un « sens visuel du nombre », l’idée que le système visuel de notre cerveau est capable d’estimation numérique.
Et pourtant, Bernard Morin a de la compagnie – certains de nos plus grands mathématiciens étaient aveugles. Par exemple, Leonhard Euler, l’un des mathématiciens les plus prolifiques de l’histoire, était aveugle pendant les 17 dernières années de sa vie, et a produit près de la moitié de ses travaux pendant cette période. Le mathématicien anglais Nicholas Saunderson est devenu aveugle peu de temps après sa naissance, mais a réussi à devenir le professeur de mathématiques Lucasian à l’Université de Cambridge, un poste occupé auparavant par Newton et aujourd’hui par l’astrophysicien théorique Stephen Hawking.
Y a-t-il quelque chose qui permet aux aveugles d’exceller ? La principale théorie est que, comme ils ne peuvent pas compter sur des indices visuels ou des documents écrits pour se souvenir des choses, ils développent une mémoire de travail plus forte que les voyants, ce qui est essentiel pour réussir en mathématiques. Une autre explication potentielle est que, comme les enfants aveugles passent beaucoup de temps à toucher et à manipuler des objets, ils apprennent à interpréter les informations numériques avec plusieurs sens, ce qui leur donne un avantage.
La personne aveugle a une intuition relativement intacte de l’espace tridimensionnel.
Un certain nombre d’études suggèrent que peut-être ces deux conditions sont en jeu. Au début des années 2000, Julie Castronovo, ainsi qu’un groupe de psychologues de l’Université catholique de Louvain, en Belgique, ont mené quelques-unes des premières enquêtes visant à tester les capacités numériques de base des aveugles. À leur grande surprise, ils ont constaté que non seulement ces personnes n’étaient pas déficientes, mais que le sujet aveugle moyen possédait même des compétences plus pointues que le sujet testé moyen qui pouvait voir.
« Les personnes qui ont perdu la vue depuis un très jeune âge ont développé un certain mécanisme compensatoire », explique Castronovo, qui étudie maintenant la cognition mathématique à l’Université de Hull, en Angleterre. Ce mécanisme compensatoire semble mieux les aider dans certains types de mathématiques que ne le fait la vision – une découverte étonnante, dit-elle.
Les scientifiques sont encore en train de se demander quel est ce mécanisme compensatoire et comment il fonctionne. Au début de l’année, Olivier Collignon, un psychologue qui étudie la cognition des aveugles à l’Université Catholique de Louvain et à l’Université de Trente, en Italie, et ses collègues, ont publié des résultats qui suggèrent que les individus voyants et les personnes qui sont nées aveugles ou qui sont devenues aveugles tôt dans la vie ont des performances égales sur des problèmes mathématiques simples. Il existe une différence essentielle : les participants aveugles ont obtenu de meilleurs résultats que leurs homologues voyants dans les problèmes de mathématiques plus difficiles, comme les additions et les soustractions qui nécessitent de reporter un nombre (comme 45 + 8 ou 85 -9) ; ces problèmes sont considérés comme plus difficiles que ceux qui ne le sont pas (comme 12 + 31 ou 45 + 14). Selon Collignon, plus une tâche repose sur la capacité à manipuler les nombres dans l’abstrait, comme le report d’un nombre, plus les mécanismes compensatoires des individus aveugles sont engagés.
Collignon et ses collègues avaient précédemment constaté que les aveugles et les voyants expérimentent les nombres de manière complètement différente, au sens physique. Dans une étude de 2013, les chercheurs ont créé une manipulation astucieuse d’une tâche généralement utilisée pour tester un biais perceptif appelé Association numérique spatiale des codes de réponse, ou SNARC.
Le test SNARC standard comprend deux tâches. Dans la première, les participants ont pour instruction d’appuyer sur un bouton placé près de leur main gauche lorsqu’ils entendent un nombre inférieur à cinq et d’appuyer sur un bouton placé près de leur main droite lorsqu’ils entendent un nombre supérieur à cinq ; dans la seconde, ces instructions sont inversées (la main gauche appuie sur le bouton après avoir entendu le plus grand nombre). Ce test montre habituellement que les sujets de recherche aveugles et voyants réagissent plus rapidement aux petits nombres avec leur main gauche qu’avec leur main droite, et plus rapidement aux grands nombres avec leur main droite qu’avec leur main gauche.
Mais dans le test SNARC modifié de Collignon, on demande aux sujets de croiser leurs mains (la main gauche devant être utilisée avec le bouton de droite et vice versa). Pour les participants voyants, les petits nombres suscitaient maintenant une réponse plus rapide de la main droite, puisqu’elle se trouvait devant le bouton gauche. Mais les réponses rapides des participants aveugles changeaient de côté. Cela a révélé qu’au lieu de cartographier les chiffres sur l’espace visuel, comme les voyants, les aveugles les cartographiaient sur leur corps.
Castronovo pense que les méthodes d’enseignement qui nécessitent plus d’interaction physique avec les objets pourraient aider les enfants voyants à mieux apprendre les mathématiques. Elle cherche actuellement à savoir si certains outils pratiques comme le Numicon, sur lequel des trous de couleur et de forme différentes correspondent à des nombres différents, aideront tous les enfants à développer de meilleures compétences en mathématiques.
En attendant, Collignon et sa collègue Virginie Crollen, de l’Université Catholique de Louvain, ont visité des classes d’enfants aveugles dans toute la Belgique pour voir s’il existe une façon commune d’apprendre qui diffère de celle des enfants voyants. Selon M. Collignon, le boulier, que de nombreux enfants aveugles utilisent encore pour apprendre les mathématiques, pourrait améliorer leurs capacités numériques. Dans certaines régions de Chine et du Japon où les écoles utilisent encore les bouliers, les enfants voyants sont capables de faire des calculs mentaux particulièrement impressionnants.
Collignon et ses collègues vont jusqu’à suggérer que la vision peut en fait empêcher les voyants d’atteindre leur plein potentiel mathématique. Cela serait particulièrement vrai dans le domaine de la géométrie. Les voyants appréhendent parfois mal l’espace tridimensionnel parce que la rétine ne le projette que sur deux dimensions. De nombreuses illusions d’optique découlent de ces malentendus. Le non-voyant, en comparaison, a une intuition relativement intacte de l’espace tridimensionnel.
« Nous enseignons les chiffres de manière visuelle parce que nous sommes des mammifères visuels », dit Collignon. « Mais peut-être que cela crée un cadre qui limite nos capacités – peut-être que le fait d’être aveugle… supprime certaines contraintes dans la façon dont vous pensez aux nombres. »
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Diana Kwon est une journaliste scientifique indépendante basée à Berlin. Suivez-la sur Twitter @DianaMKwon.
La photographie principale est une courtoisie d’István Berta via Flickr.
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