À 5 ans, les enfants naviguent déjà dans une mini-ville virtuelle

Une nouvelle étude menée par deux chercheurs de l’Emory University (Atlanta, États‑Unis) suggère que la capacité de navigation cartographique chez l’enfant pourrait émerger plus tôt que prévu, dès environ 5 ans. Publiée dans la revue PNAS, cette recherche explore comment le cerveau des tout-petits peut se repérer dans un espace à grande échelle, au sein d’une mini-ville virtuelle, grâce à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf).

Au cours de l’expérience, les enfants de 5 ans ont été confrontés à des tâches de visualisation et de repérage dans un environnement virtuel conçu spécialement pour eux. L’objectif était d’évaluer leur capacité à mémoriser et à naviguer dans Tiny Town, une ville miniature créée pour l’étude afin d’observer le fonctionnement du cerveau en temps réel pendant les déplacements simulés.

Les aires cérébrales impliquées dans la navigation

Les chercheurs soulignent que trois régions cérébrales jouent un rôle clé dans le repérage spatial. L’aire parahippocampique du lieu (APP) permet de reconnaître des lieux et de les regrouper en catégories. Le complexe rétrosplénial (CRS) situe les lieux dans un espace plus vaste et nous aide à nous déplacer d’un endroit à un autre. Enfin, l’aire occipitale du lieu (AOP) soutient la navigation dans l’environnement immédiat sans heurter d’obstacles.

Des travaux antérieurs chez l’adulte ont montré que l’AOP ne ressemble pas encore à celle des adultes jusqu’à l’âge de 8 ans, ce qui a semblé paradoxal puisque les enfants savent marcher et se repérer dans leur environnement proche dès 2 ans. Les chercheurs Daniel Dilks et Yaelan Jung ont alors émis l’hypothèse que les capacités de navigation cartographique, apparemment plus complexes, se développent plus tôt que prévu.

• APP : reconnaissance et catégorisation des lieux
• CRS : localisation des lieux dans un espace global et planification des déplacements
• AOP : navigation dans l’environnement immédiat et gestion des obstacles

Une mini-ville virtuelle et l’expérience Tiny Town

Pour tester ces capacités, Tiny Town a été créée avec plusieurs « coins » distincts : montagneux, arboré et lacustre, près d’un lac. Six structures ont été placées dans cette mini-ville virtuelle, dont deux dans chacune des catégories les plus pertinentes pour les enfants de 5 ans (glaciers, aires de jeux et casernes de pompier).

Les jeunes participants ont ensuite été invités à visiter mentalement cette ville tout en restant immobilisés dans l’IRMf. Un test numérique mesurait leurs capacités de mémorisation et de repérage dans Tiny Town, afin de déterminer dans quelles mesures les enfants savent s’orienter et se déplacer d’un secteur à l’autre.

Verdict : les enfants de cinq ans se sont révélés parfaitement aptes à mémoriser cette mini-ville et à utiliser leur système rétrosplénial pour coder l’emplacement des bâtiments sur une « carte mentale », facilitant ainsi leur navigation virtuelle. « Les enfants de cinq ans possèdent le système cérébral qui leur permet de s’orienter dans une petite ville virtuelle. Non seulement ils savent que le glacier de la région montagneuse est différent de celui de la région des lacs, mais ils savent aussi comment se déplacer dans les rues pour se rendre dans chacun d’eux », détaille Yaelan Jung, coauteur de l’étude.

« Bien que les capacités de navigation à grande échelle continuent certainement de se développer tout au long de l’enfance, nos résultats montrent que le système neuronal sous-jacent est établi remarquablement tôt », a-t-il ajouté.

Précisions et perspectives

Cette étude suggère que le cerveau des jeunes enfants peut organiser et utiliser des cartes mentales pour se repérer dans des environnements virtuels complexes, bien avant l’âge où l’on pensait ces capacités pleinement opérationnelles. Si ces résultats se confirment, ils pourraient influencer les approches pédagogiques et les activités stimulantes axées sur l’espace et la navigation dès le plus jeune âge.