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.»

 

AGM

Source