Comment les oiseaux prennent-ils des décisions et quelles régions du cerveau sont particulièrement actives lorsqu'ils résolvent des tâches? Des chercheurs du département de biopsychologie de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) étudient ces questions. Jusqu'à présent, seuls les oiseaux anesthésiés et donc les expériences passives pouvaient être examinés en utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Ainsi, l'examen des processus cérébraux lors de tâches actives n'était pas possible.
Désormais, les neuroscientifiques cognitifs du laboratoire de biopsychologie ont construit un dispositif expérimental qui leur permet de réaliser des examens IRMf sur des pigeons éveillés et donc d'étudier les processus cognitifs pour la première fois. Ils ont publié leurs résultats en ligne dans le journal « Communications de la nature« le 18 septembre 2020.
Ouverture et fermeture du bec
Dans la nouvelle configuration expérimentale, les animaux peuvent se voir présenter des tâches sur lesquelles ils travaillent activement. Pendant ce temps, des enregistrements IRMf sont effectués en continu afin que l'activité des zones cérébrales actives pendant le traitement des tâches soit enregistrée. Contrairement aux examens IRMf chez l'homme, dans lesquels les participants peuvent répondre à des tâches en appuyant sur des boutons, les pigeons répondent en ouvrant et en fermant leur bec, qui est enregistré par un capteur sous le bec.
Les chercheurs ont vérifié la qualité des images IRMf acquises dans une étude test. Les pigeons ont dû apprendre à différencier deux couleurs. Les animaux ont appris à réagir à l'apparition de la bonne couleur en ouvrant leur bec et ont reçu une récompense pour les réponses correctes. «Cette étude était juste un essai pour montrer si le scan chez les oiseaux éveillés se comporte comme prévu», explique Mehdi Behroozi, le premier auteur de l'étude.
La voie est ouverte pour des enquêtes plus complexes
« Les données IRMf de l'étude de test ont montré que même avec cette simple tâche de discrimination, tout un réseau de zones dans le cerveau du pigeon est actif, qui ne pouvait pas encore être représenté dans son intégralité », explique Onur Güntürkün, professeur de biopsychologie à la RUB à propos de les résultats de l'étude de test. «Maintenant, la voie est ouverte pour des investigations avec des tâches cognitives plus complexes. Surtout à un moment où nous sommes étonnés de découvrir de plus en plus à quel point les oiseaux sont intelligents, cette percée aidera à identifier la base cérébrale de ces capacités», ajoute Güntürkün.
À propos de l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle
Dans la tomographie par résonance magnétique fonctionnelle, des images de coupe du cerveau sont générées à l'aide d'un aimant puissant. Ils montrent à quel point certaines parties du cerveau sont bien alimentées en oxygène. Les zones du cerveau qui sont très actives ont une saturation en oxygène plus faible que les zones moins actives. Par conséquent, on peut par exemple voir quelles zones du cerveau sont particulièrement sollicitées lors de la résolution d'une tâche.
La source:
Référence du journal:
Behroozi, M., et coll. (2020) IRM fonctionnelle liée à l'événement de pigeons éveillés à 7T Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-020-18437-1.
