Un phénomène similaire fut observé à l'occasion de la tâche de mémoire de travail, où les chercheurs perçurent l'impact des saisons sur le fonctionnement du thalamus, des aires préfrontales, du cortex fronto-polaire ainsi que de l'insula, région concernée par les processus exécutifs, l'attention et la régulation émotionnelle.

Toutefois, élément inattendu, la rythmicité mise en évidence au niveau des ressources cérébrales utilisées pour effectuer les deux tâches n'était pas la même. Pour la tâche attentionnelle, l'activité du cerveau atteignait son maximum en juin, aux alentours du solstice d'été et son minimum en décembre, près du solstice d'hiver ; pour la tâche exécutive (mémoire à court terme), elle était maximale vers l'équinoxe d'automne (septembre) et minimale à proximité de l'équinoxe de printemps (mars).

Il est important de noter que des analyses complémentaires ont pu exclure que ces résultats soient liés à des variations neurophysiologiques du niveau d'éveil, à la qualité du sommeil ou encore à des fluctuations endocrines du taux de mélatonine, l'« hormone circadienne du sommeil ».

Questions subsidiaires

La rythmicité associée à l'accomplissement de la tâche attentionnelle semble corrélée avec la photopériode, c'est-à-dire avec la répartition, dans une journée, entre la durée de la phase diurne et celle de la phase nocturne. « De deux choses l'une, dit Gilles Vandewalle. Soit nous avons une mémoire de la photopériode qui s'étend au-delà de plusieurs jours, soit l'être humain possède un véritable rythme saisonnier indépendant de la photopériode, endogène comme l'est le rythme circadien qui module différentes fonctions physiologiques ou cognitives. Dans cette seconde hypothèse, les facteurs extérieurs auraient pour seule influence de recadrer le rythme. Comme, par exemple, lorsque nous voyageons dans l'hémisphère austral, où il y a inversion des saisons par rapport à notre hémisphère. »

La réalisation de la tâche exécutive, elle, n'est pas corrélée avec la photopériode. Par contre, elle l'est étrangement avec le différentiel de durée du jour. Plus cette durée diminue ou augmente vite, plus l'activité cérébrale se rapproche respectivement de son maximum ou de son minimum. Faut-il y voir un élément causal ? Mystère, estime Gilles Vandewalle. « Comme pour la photopériode, cependant, des facteurs tels que la température de l'air et l'humidité varient parallèlement avec la longueur du jour, de sorte qu'ils peuvent également contribuer à la saisonnalité des fonctions cognitives », soulignent les auteurs de l'article publié par PNAS le 8 février.

Une de leurs hypothèses était que les variations rythmiques saisonnières seraient plus marquées dans une tâche basique comme la Psychomotor Vigilance Task que dans une tâche cognitive plus complexe. En effet, dans ce dernier cas, les processus cognitifs se fondent sur un nombre accru de variables dont, par exemple, les interactions sociales. Le fait qu'un nombre plus restreint d'aires cérébrales soient impliquées dans la réponse saisonnière à la tâche de mémoire de travail par rapport à la tâche attentionnelle pourrait épouser cette hypothèse.

Il reste à confirmer ces résultats sur d'autres populations, à tester d'autres fonctions cognitives, à aborder de façon plus approfondie la relation entre la performance et le « coût de la cognition », notamment à travers des tâches mentalement plus exigeantes, à s'interroger sur l'influence de l'âge des sujets sur la nature et l'ampleur de la rythmicité saisonnière, mais aussi à percer les secrets, la mécanique fine, de cette saisonnalité des fonctions cognitives qui semble avoir été sortie de l'ombre à la lumière de l'expérience des chercheurs de l'Université de Liège.