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Les chouettes peuvent se faire des cartes de leur environnement dans leur cerveau, tout comme le font les humains. Le fait que cette capacité ait été observée chez les mammifères et les non-mammifères pourrait suggérer qu’elle a évolué il y a des centaines de millions d’années.

Les chouettes effraies 

Yoram Gutfreund du Technion-Israel Institute of Technology et ses collègues ont implanté un dispositif d’enregistrement neuronal sans fil dans le cerveau de six chouettes effraies (Tyto alba), en les utilisant pour analyser l’activité cérébrale lorsqu’elles volaient entre deux perchoirs.

Les scientifiques recherchaient des preuves de cellules de lieu – des neurones qui se déclenchent lorsqu’un animal visite un endroit spécifique. Ces cellules permettent à un animal de dresser une carte mentale de son environnement et ont été trouvées chez les humains, les rongeurs et les chauves-souris. Ils n’ont jamais été observés chez des oiseaux en vol auparavant, bien qu’ils aient été observés chez une mésange touffue, un type d’oiseau chanteur, alors qu’elle marchait.

L’équipe a enregistré chaque oiseau pendant environ 20 minutes, en suivant le vol avec huit caméras infrarouges à grande vitesse, en répétant l’expérience plusieurs fois avec chaque oiseau. En combinant les données du cerveau des chouettes avec les enregistrements infrarouges, l’équipe a découvert que certains neurones de l’hippocampe se déclenchaient plus fortement à des endroits spécifiques de la trajectoire de vol et en fonction de la direction dans laquelle un oiseau se dirigeait. Cette réponse n’était pas affectée par les changements d’éclairage ou les mouvements. Les cellules de déplacement chez les rongeurs présentent un comportement similaire.

Des cellules de lieu

Mais l’équipe note que ces cellules pourraient au contraire être sensibles au temps et que leur déclenchement dépend du temps passé par les oiseaux dans les airs. On a découvert chez les rongeurs des cellules qui se déclenchent à des moments distincts après le début d’une action. Kate Jeffery, de l’University College London, estime que les preuves suggérant que ces neurones sont des cellules de lieu sont « assez convaincantes ». Selon elle, les propriétés de ces cellules sont similaires à celles observées chez les rongeurs dans une tâche similaire où les animaux se déplacent en ligne droite.

« Ces résultats sont cohérents avec les résultats émergents d’autres laboratoires selon lesquels de nombreux phénomènes que nous avons étudiés chez les mammifères ont des équivalents chez les non-mammifères, ce qui suggère une origine évolutive ancienne – plus de 300 millions d’années », dit-elle.

Étudier les poissons

Selon elle, la prochaine étape consistera à essayer de confirmer l’existence de ces cellules chez les poissons. « Nous avons observé un certain codage spatial chez les poissons, mais pas de véritables cellules de lieu », dit-elle. « C’est techniquement encore plus difficile, mais j’espère que cela arrivera. Cela nous ferait remonter encore plus loin dans le temps de l’évolution. »

Cette recherche a été pré-publiées dans bioRxiv.

Source : New Scientist
Crédit photo : depositphotos