Une nouvelle structure cérébrale explique pourquoi certains oiseaux sont si intelligents et peut-être même conscients d'eux-mêmes
Jamais auparavant le «cerveau d'oiseau» n'avait été un tel compliment: ces dernières années, on a découvert que les oiseaux fabriquaient des outils , comprenaient des concepts abstraits et reconnaissaient même des peintures de Monet et Picasso .
Mais leur absence de
néocortex - la zone du cerveau des mammifères où se produisent la mémoire de
travail, la planification et la résolution de problèmes - a longtemps intrigué
les scientifiques. Maintenant, les chercheurs ont trouvé un arrangement
jusqu'alors inconnu de microcircuits dans le cerveau aviaire qui pourrait être
analogue au néocortex des mammifères. Et dans une autre étude, d'autres
chercheurs ont lié cette même région à la pensée consciente.
Les deux journaux sont déjà salués comme étant
révolutionnaires. «On suppose souvent que l'architecture cérébrale
extraterrestre des oiseaux limite la pensée, la conscience et la cognition la
plus avancée», explique John Marzluff, biologiste de la faune et spécialiste
des corbeaux à l'Université de Washington, Seattle, qui n'a participé à aucune
des deux études. Les chercheurs qui ont «démontré les capacités cognitives
des oiseaux ne seront pas surpris par ces résultats», ajoute-t-il, «mais ils
seront soulagés».
En effet, c'est à cause des capacités cognitives similaires
des oiseaux et des mammifères que Martin Stacho, neuroanatomiste à l'Université
de la Ruhr à Bochum, a décidé d'étudier le cerveau antérieur aviaire, qui
contrôle la perception. Une comparaison grossière des cerveaux de
mammifères et aviaires suggère «qu'ils n'ont rien en commun»,
dit-il. «Pourtant, les oiseaux et les mammifères possèdent bon nombre des
mêmes capacités cognitives.»
Pour découvrir comment les cerveaux d'oiseaux soutiennent ces
talents mentaux, Stacho et ses collègues ont examiné des tranches
microscopiques de trois cerveaux de pigeons voyageurs à l'aide de l'imagerie en
lumière polarisée 3D. Cette technique à haute résolution leur a permis
d'analyser les circuits d'une région du cerveau antérieur appelée le pallium,
considérée comme la plus similaire au néocortex des mammifères. Bien que
le pallium ne possède pas les six couches du cortex, il a des structures
distinctives reliées par de longues fibres.
Les scientifiques ont comparé les images du pallia des oiseaux
avec celles des cortex de rat, de singe et d'humain. Leur analyse a révélé
que les fibres du pallia des oiseaux sont organisées d'une manière étonnamment
similaire à celles des fibres des cortex de mammifères.
Les chercheurs ont également visualisé les connexions entre
les neurones dans le cerveau de deux espèces aviaires éloignées: les pigeons et
les hiboux. Après avoir retiré le cerveau d'oiseaux profondément
anesthésiés, les scientifiques ont injecté des cristaux dans les cerveaux
disséqués et découvert des circuits dans les régions sensorielles similaires à
ceux trouvés dans le néocortex des mammifères. C'est cette
neuroarchitecture - les connexions entre les structures, plutôt que les
structures elles-mêmes - qui explique pourquoi
les oiseaux sont aussi talentueux cognitivement que les mammifères ,
rapportent-ils aujourd'hui dans Science .
«Cette recherche confirme le vieil adage selon lequel
l'apparence peut être trompeuse», dit Marzluff. Bien que les cerveaux des
oiseaux et des mammifères «semblent très différents, cette étude nous montre
qu'ils sont en fait câblés de manière très complémentaire».
Mais les oiseaux ont-ils des expériences
conscientes? Sont-ils conscients de ce qu'ils voient et font? Pour le
savoir, Andreas Nieder, neurophysiologiste à l'Université de Tübingen, a
observé le cerveau des corbeaux charognards ( Corvus corrone )
alors qu'ils répondaient aux signaux. Connus sous le nom de «singes à
plumes» pour leur intelligence, il a même été démontré que ces corbeaux et
leurs cousins raisonnaient
de manière causale . Mais inférer la conscience à partir de
telles expériences est difficile, dit Nieder.
Ainsi, lui et ses collègues ont utilisé un test similaire à
celui qui sonde les primates à la recherche de signes de conscience - un état
d'esprit censé se produire avec l'activation soudaine de certains
neurones. Ils ont entraîné deux corbeaux charognards d'un an, élevés en
laboratoire, à se déplacer ou à rester immobiles en réponse à un faible signal
affiché sur un moniteur. Lorsque cela était correct, les oiseaux étaient
récompensés. Les scientifiques ont ensuite implanté des électrodes dans le
cerveau des corbeaux pour enregistrer leurs signaux neuronaux lorsqu'ils
répondaient. Lorsque les corbeaux ont réagi, leurs neurones ont déclenché,
suggérant qu'ils avaient consciemment perçu le signal; mais quand ils ne
le faisaient pas, leurs neurones se taisaient. Les neurones qui ont tiré
en accord avec l'action des corbeaux étaient
situés dans le pallia , rapportent les chercheurs aujourd'hui,
également dans Science. Nieder appelle cela «un marqueur
empirique de la conscience sensorielle dans le cerveau des oiseaux», semblable
à celui observé chez les primates.
Cela suscitera certainement le débat, car «certains chercheurs
affirment que la conscience est uniquement humaine», explique Irene Pepperberg,
psychologue comparative à l'Université de Harvard connue pour son travail avec
Alex, un perroquet gris africain qui a communiqué en anglais sur des concepts
abstraits. Pepperberg n'a pas été impliqué dans ces nouvelles études mais
les trouve «vraiment passionnantes».
Stacho et Nieder ajoutent que les éléments constitutifs de la
cognition des mammifères et des oiseaux étaient peut-être présents dans leur
dernier ancêtre commun, il y a quelque 320 millions d'années. «Bien sûr,
les cerveaux des mammifères et des oiseaux ont évolué différemment», dit
Stacho. «Ce qui est surprenant, c'est à quel point ils sont encore
similaires dans leurs capacités perceptives et cognitives.»
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