Des chercheurs ont découvert que les cellules nerveuses de la région de l’hippocampe du cerveau codent des informations complexes sur de nombreuses caractéristiques d’autres individus du même groupe social.
Ces travaux, menés sur des chauves-souris, sont les premiers à démontrer ce phénomène dans un grand groupe mixte d’animaux sauvages et sociaux. Ils sont importants car ils mettent en lumière la manière dont le cerveau fonctionne et génère des processus de pensée et des comportements.
Le professeur Nachum Ulanovsky, directeur du Centre d’apprentissage, de mémoire et de cognition à l’Institut des sciences Weizmann de Rehovot, en Israël, a publié de nombreuses études sur le fonctionnement du cerveau chez les chauves-souris. Dans sa présentation au Forum de la Fédération européenne des sociétés de neurosciences (FENS) En 2024, il a décrit des études antérieures sur la façon dont les chauves-souris naviguent, apprennent et se souviennent des détails des espaces dans lesquels elles volent, et comment elles interagissent socialement.
Dans sa nouvelle étude, il approfondit la manière dont les cellules nerveuses (neurones) d’une région spécifique de l’hippocampe, responsable de la mémoire et de la compréhension spatiale, jouent un rôle beaucoup plus complexe. Il pense que, comme l’hippocampe des chauves-souris est très similaire à l’hippocampe humain, des découvertes similaires seront découvertes chez les humains à l’avenir.
« Notre cerveau fait de nous ce que nous sommes. Nos comportements, nos émotions, nos pensées, nos souvenirs, nos succès et nos échecs sont tous déterminés par notre cerveau. C’est donc une question fascinante : comment fonctionne le cerveau ? Comment le cerveau génère-t-il le comportement et la cognition ? Pour aborder cette question de manière détaillée, nous devons enregistrer l’activité de neurones individuels – les unités de fonctionnement de base du cerveau – pendant que les humains ou les animaux exécutent divers comportements et tâches cognitives. Cela est techniquement plus facile à faire chez les animaux que chez les humains, c’est pourquoi l’enregistrement de l’activité de neurones individuels chez les animaux en train de se comporter est crucial pour comprendre le cerveau », a-t-il déclaré.
Le professeur Oulanovsky et ses collègues ont créé dans leur laboratoire une « grotte aux chauves-souris » pour les colonies de chauves-souris frugivores égyptiennes sauvages, qui sont des mammifères très sociaux. Chaque groupe comptait entre cinq et dix chauves-souris avec des proportions à peu près égales de mâles et de femelles. La grotte des chauves-souris mesurait 2,7 x 2,3 x 2,6 mètres et était équipée de grands et petits filets entre lesquels les chauves-souris pouvaient voler. Les chauves-souris se connaissaient, vivaient ensemble dans la grotte des chauves-souris pendant plusieurs mois et étaient libres de voler et d’interagir les unes avec les autres.
Les chercheurs ont attaché de minuscules systèmes d’électrophysiologie sans fil à chaque chauve-souris, qui enregistraient l’activité électrique des neurones du cerveau des chauves-souris lors de comportements naturels, tels que le vol, la navigation et les interactions sociales. Les chauves-souris ont également été étiquetées et dotées d’un code-barres, ce qui a permis aux chercheurs de suivre leur emplacement et leur identité en 3D. Les chercheurs ont utilisé des caméras vidéo pour enregistrer les directions de la tête et les interactions sociales des chauves-souris lorsqu’elles étaient accrochées aux filets.
Le professeur Ulanovsky a déclaré : « Nous avons découvert toute une série de signaux sociaux très puissants dans l’hippocampe. Nous avons découvert que les neurones de l’hippocampe représentaient les positions et les identités de plusieurs autres chauves-souris, créant une représentation socio-spatiale, c’est-à-dire que les neurones codaient qui se trouvait où. De plus, ces neurones représentaient des facteurs sociaux très importants tels que le sexe de l’autre chauve-souris, sa place dans la hiérarchie de dominance (est-ce une chauve-souris dominante ou subordonnée ?), son affiliation sociale (l’autre chauve-souris est-elle mon amie ou non ?), et représentaient également des formes spécifiques d’interaction sociale.
« Cette étude suggère qu’au-delà des rôles classiques de l’hippocampe dans la représentation de la mémoire et de l’espace, l’hippocampe pourrait avoir un rôle supplémentaire dans le traitement social. En particulier, il pourrait relier ces trois aspects – social, spatial et mémoire – en une représentation unifiée des souvenirs socio-spatiaux.
« Les recherches sur le cerveau se concentrent généralement sur les comportements des animaux et des humains pris individuellement. Lorsque des comportements sociaux sont étudiés, ils sont généralement étudiés par paires d’animaux qui interagissent socialement. Mais nombre de nos comportements sociaux impliquent intrinsèquement plusieurs individus : pensez à votre cours, à votre dîner de famille, à la dernière fête à laquelle vous êtes allé ou au dernier match de football que vous avez regardé. Ce sont tous des comportements sociaux de groupe. Néanmoins, à ce jour, très peu d’études ont été menées sur l’activité neuronale dans le cerveau des animaux qui interagissent socialement au sein d’un groupe. En particulier, très peu d’études de ce type ont été menées sur l’hippocampe. »
Il estime qu’il est important d’étudier le cerveau des animaux qui se comportent naturellement et en groupes sociaux, et pas seulement lors des comportements contrôlés normalement utilisés dans la recherche sur le cerveau, car les résultats peuvent être différents.
« Je prévois de continuer à étudier le cerveau lors de comportements de plus en plus naturalistes, à la fois sociaux et de navigation. L’hippocampe de la chauve-souris et ses connexions sont extrêmement similaires à l’hippocampe humain en termes de structure. Je m’attends donc à ce que des résultats similaires soient découverts chez l’homme à l’avenir », conclut-il.
Le professeur Richard Roche, chef adjoint du département de psychologie de l’université Maynooth, Maynooth, comté de Kildare, Irlande, préside le comité de communication du FENS et n’a pas été impliqué dans la recherche. Il a déclaré : « Si nous pouvons comprendre les mécanismes qui contribuent à qui nous sommes, où nous sommes, nos personnages, nos motivations, nos émotions, notre façon de penser et bien d’autres choses encore, alors nous pouvons commencer à découvrir ce qui est différent lorsque nous avons des conditions telles que la dépression, l’anxiété, l’autisme ou d’autres conditions liées au comportement de notre cerveau.
« Ce travail fascinant du professeur Ulanovsky révèle comment les neurones individuels de l’hippocampe codent des informations importantes sur l’environnement dans lequel vivent ces chauves-souris et sur les autres chauves-souris de leurs groupes sociaux. Cela nous donne des indicateurs sur ce qu’il faut rechercher et où chercher quand nous étudions cela chez les humains.
Plus d’information:
« Le codage hippocampique au-delà de la représentation de l’auto-localisation », par le professeur Nachum Ulanovsky, Session S34 : Le dynamisme du code neuronal hippocampique, 09h47-10h05, vendredi 28 juin, Hall B : fens2024.abstractserver.com/pr … ls/presentations/263
Fourni par la Fédération des sociétés européennes de neurosciences