Les nourrissons présentent des catégories visuelles riches dans le cortex ventrotemporal dès l’âge de 2 mois

Les bébés voient le monde en ensembles

Quand les adultes regardent autour d’eux, nous classons sans effort ce que nous voyons en groupes significatifs : personnes, animaux, outils, meubles, etc. Cette étude montre que même des tout-petits, âgés de seulement 2 mois, présentent déjà une structure de catégories étonnamment riche dans leur cerveau. Bien avant de pouvoir parler, montrer du doigt ou même voir parfaitement, leur système visuel organise le monde en groupes qui ressemblent à ceux observés chez les adultes et même dans des systèmes d’intelligence artificielle modernes.

Un coup d’œil à l’intérieur du cerveau du nouveau-né

Pour savoir quand commence ce tri mental, les chercheurs ont utilisé l’IRM fonctionnelle pour mesurer l’activité cérébrale de plus d’une centaine de nourrissons éveillés d’environ 2 mois, et d’un sous-ensemble d’entre eux à nouveau à 9 mois, ainsi qu’un groupe témoin d’adultes. Dans le scanner, les participant·e·s ont vu une série d’images simples : des animaux comme des chats et des oiseaux, de petits objets du quotidien comme des tasses et des jouets, et de grands objets comme des arbres ou des chariots. En suivant finement les patrons d’activité à travers de nombreux petits éléments de tissu cérébral, l’équipe a pu interroger non seulement si le cerveau répondait, mais aussi s’il répondait de manière systématiquement différente selon les types d’objets.

Des régions cérébrales précoces reconnaissent déjà le « quoi »

L’attention portait sur la voie visuelle ventrale, un ensemble de régions situées sous le cerveau qui, chez l’adulte, soutient la reconnaissance de ce que nous regardons. Les scientifiques ont examiné à quel point les patrons d’activité cérébrale étaient similaires ou différents pour chaque paire d’images, construisant une sorte de « carte » des relations visuelles. De façon surprenante, dès 2 mois, les nourrissons montraient déjà des patrons distincts pour des objets individuels et pour des catégories larges dans les régions ventrales de haut niveau. Leurs cartes ressemblaient bien plus à celles des adultes qu’on ne l’aurait prévu, malgré la vision limitée et l’expérience encore réduite des bébés. Les cerveaux des nourrissons groupaient déjà les images selon leur caractère animé ou inanimé, et selon que les objets inanimés étaient de petits objets portables ou de grandes choses que l’on déplace ou dans lesquelles on s’assoit.

Pas une simple construction ascendante

Une idée ancienne veut que le développement visuel progresse du simple au complexe : les régions précoces s’ajusteraient d’abord à des caractéristiques de base comme la taille ou la couleur, et seules plus tard les régions supérieures construiraient des catégories à partir de ces briques. Cette étude remet en question cette vision. Les chercheurs ont trouvé que les caractéristiques de bas niveau (comme la forme et la taille) et les distinctions de niveau plus élevé (comme l’animé et la taille réelle) étaient présentes à travers la voie visuelle dès 2 mois. Alors que les régions précoces devenaient plus spécialisées pour les caractéristiques de base avec l’âge, le cortex ventrotemporal mettait déjà l’accent très tôt sur la structure catégorielle, puis la raffinait. En revanche, une région latérale connue chez l’adulte pour la reconnaissance d’objets accusait un retard, montrant chez les nourrissons des signaux catégoriels faibles et peu fiables, alors même que les zones ventrales plus « avancées » étaient déjà actives.

Accord entre cerveaux de bébés et réseaux artificiels

Pour mieux comprendre quels types d’informations visuelles pourraient soutenir cette catégorisation précoce, l’équipe a comparé les patrons cérébraux des nourrissons à ceux de réseaux neuronaux profonds entraînés à reconnaître des objets à partir d’images. Ils ont testé à la fois des réseaux non entraînés avec des connexions aléatoires et des réseaux entièrement entraînés qui avaient appris à partir de millions d’images, en utilisant différentes règles d’apprentissage. L’activité cérébrale des nourrissons s’alignait bien mieux avec les modèles entraînés, y compris des versions apprenant sans étiquettes explicites, qu’avec les réseaux non entraînés. Cela suggère que les représentations visuelles des nourrissons, même à 2 mois, reposent sur des caractéristiques complexes pouvant être extraites des statistiques de l’expérience visuelle quotidienne — de façon analogue au fonctionnement des systèmes de vision artificielle performants.

Ce que cela signifie pour les premiers esprits

Ensemble, ces résultats dessinent le portrait d’un cerveau infantile loin d’une table rase. À 2 mois, les bébés possèdent déjà un modèle interne riche qui sépare les animaux des objets et distingue les petites choses saisissables des structures plus grandes. Cette structure ne semble pas se construire pas à pas selon une hiérarchie simple d’avant en arrière ; au contraire, les régions visuelles de haut niveau paraissent prêtes tôt, puis se spécialisent davantage à mesure que l’enfant voit davantage le monde. Ces cartes catégorielles précoces pourraient constituer le socle caché sur lequel s’appuieront des capacités ultérieures — comme la compréhension des mots, des actions et des concepts.

Citation: O’Doherty, C., Dineen, Á.T., Truzzi, A. et al. Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age. Nat Neurosci 29, 693–702 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02187-8

Mots-clés: vision du nourrisson, catégorisation visuelle, développement cérébral, cortex visuel ventral, réseaux neuronaux profonds