Qui n'a jamais tenté l'expérience de faire plusieurs choses à la fois ? Certains pensent pouvoir mener à bien plus de trois activités simultanément, et pourtant… Nous sommes loin d'y parvenir ! Les neurologues français Étienne Koechlin et Sylvain Charron, du Laboratoire de neurosciences cognitives de l'Inserm, à l'École normale supérieure à Paris, viennent de montrer que le cerveau n'est en mesure de coordonner que deux tâches simultanées.

Tout d'abord qu'est-ce qu'une « tâche » (ou une « action ») ? Une tâche est un comportement maîtrisé et intentionnel, c'est-à-dire qu'au moment d'exécuter la tâche, le sujet doit déjà avoir en tête l'objectif de son geste. Les tâches sans enjeu initial sortent du cadre de cette étude.

Ainsi sont écartés, aussi bien les actes qui sont devenus des automatismes, – marcher, faire du vélo –, que les activités dites en « toile de fond » – écouter de la musique en même temps que lire un livre, sans y prêter attention.

Que signifie alors « faire deux tâches en même temps ? ». C'est par exemple conduire tout en discutant avec le passager, rédiger un e-mail en parlant au téléphone ou regarder un film en version originale tout en lisant les sous-titres. L'écriture à elle seule semble être une activité multitâche, nécessitant la coordination des doigts et la mobilisation de la pensée, mais elle est pourtant considérée comme une tâche unique, car, après un long apprentissage de l'écriture, l'enchaînement des gestes est quasi automatique.

Grâce à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), une méthode qui se fonde sur la mesure de l'oxygénation du cerveau, on sait depuis quelques années que les lobes frontaux, à l'avant du cerveau, sont essentiellement impliqués dans la planification des tâches, le raisonnement, la cognition. De quelle manière s'activent-ils lorsqu'on demande à un individu d'accomplir soit une tâche unique, soit deux tâches simultanées, voire trois ?

Les expériences réalisées par É. Koechlin et ses collègues portent sur un groupe de 32 étudiants volontaires. Dans un premier test, on leur présente sur un écran, à intervalles réguliers de trois secondes, les lettres du mot « tablet » dans le désordre. Leur tâche consiste à replacer ces lettres dans le bon ordre. On leur promet un gain financier s'ils réussissent ; récompense qualifiée de « but » à atteindre.

L'IRMf a montré que lorsqu'un sujet exécute une tâche unique associée à un but unique – gagner la récompense – ses lobes frontaux des deux hémisphères s'activent simultanément. Quel que soit le lobe, une partie du lobe frontal traite la tâche et une autre le but (voir la figure en haut à droite).

Qu'en est-il lorsque les sujets doivent réaliser deux tâches simultanément ? Dans un deuxième test, on leur présente les lettres du mot « tablet », soit en majuscules, soit en minuscules, de façon aléatoire. Ils doivent reconstituer le mot correct d'une part en lettres minuscules (tâche 1), d'autre part en lettres majuscules (tâche 2). Pour chacune des séries (majuscules ou minuscules), le sujet est récompensé par un gain financier (le but, invariant quel que soit la tâche). L'imagerie cérébrale montre que les deux lobes frontaux s'activent indépendamment l'un de l'autre. Pendant que l'un se charge de traiter en même la tâche 1 liée au but 1, l'autre traite la tâche 2 et le but 2. Ainsi, tout se passe comme si les deux lobes frontaux se répartissaient le travail. Chacun assure une seule tâche associée à un seul but.

Les chercheurs ont également mis en évidence par imagerie une zone qui s'active pendant la réalisation des deux tâches simultanées. Cette zone préfrontale, située derrière le front, s'active en même temps dans les deux hémisphères cérébraux. Elle assure la coordination des deux activités et permet au cerveau de les mener de front. Pendant que l'une des zones préfrontales assure la poursuite d'un but, l'autre garde en mémoire le second et vice versa. La zone préfrontale joue donc en quelque sorte le rôle d'un commutateur de tâches. La durée qu'il lui faut pour assurer le passage d'une tâche à l'autre est si faible (100 millisecondes) que l'on n'en a pas conscience. Tout se passe comme si les deux tâches étaient quasi simultanées.

Mais que se passe-t-il lorsqu'on rajoute une tâche supplémentaire ? Avec trois tâches à effectuer simultanément, les sujets ont commencé à commettre beaucoup plus d'erreurs et étaient moins réactifs. L'analyse précise des erreurs commises et des temps de réaction des sujets a révélé qu'ils devaient abandonner au moins l'une des trois tâches, afin de se consacrer aux deux autres. Le cerveau semble donc incapable de se concentrer sur trois activités simultanées, sans que d'erreurs soient commises. Le cerveau multitâche est donc un mythe !