Une étude montre une synchronisation cérébrale entre les humains et les chiens

Une étude révèle comment le regard mutuel et les caresses synchronisent les cerveaux humains et canins, tandis que les mutations génétiques liées à l'autisme chez les chiens réduisent cette connexion.

Dans une étude récente publiée dans Sciences avancéesLes chercheurs ont étudié les connexions intercérébrales entre les espèces de chiens et d'humains. Ils ont également cherché à savoir si les anomalies génétiques liées à l'autisme chez les chiens entravent les interactions sociales entre les couples humain-chien.

Arrière-plan

La relation homme-chien s’est développée au fil du temps, les chiens étant apprivoisés pour leurs capacités de protection et de chasse. Ils sont devenus des membres précieux des foyers, offrant compagnie et soutien émotionnel. Les partenariats interspécifiques génèrent des avantages mutuels, mais atteignent rarement l’étendue de la communication entre les humains et les chiens. Les chiens peuvent lire, comprendre et réagir à diverses émotions humaines et signes linguistiques via des expressions faciales, des comportements et des tons de voix. Cependant, les mécanismes cérébraux sous-jacents à la communication sociale interspécifique restent inconnus.

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié les processus cérébraux qui permettent la communication entre l’homme et le chien. Ils ont étudié l’influence des altérations génétiques liées à l’autisme chez les chiens sur les interactions sociales entre les deux espèces.

Des électroencéphalogrammes sans fil (EEG) non invasifs ont détecté simultanément l'activité cérébrale chez des beagles (chiens de recherche) et des humains lors d'interactions sociales. Pour valider les résultats, les chercheurs ont évalué les corrélations intercérébrales entre différentes zones du cerveau dans trois situations. Les situations comprenaient l'absence d'interactions sociales dans des espaces séparés, une interaction sociale dans une pièce et aucun engagement social dans une pièce. Les interactions sociales comprenaient des caresses et des regards mutuels.

Les chercheurs ont comparé le couplage intercérébral lors d’interactions sociales complètes (regard mutuel + caresses) à des interactions sociales partielles (regard mutuel ou caresses seules) pour évaluer les effets synergétiques du regard mutuel et des caresses sur le couplage intercérébral. Ils ont également étudié les associations d’activité cérébrale entre les chiens et les participants humains de différents essais et ont enregistré les activités cérébrales des deux espèces lors d’interactions sociales pendant cinq jours pour évaluer l’impact de la familiarité sociale sur le couplage neuronal intercérébral.

Les chercheurs ont ensuite mené une étude supplémentaire de cinq jours pour évaluer la durabilité ou les changements dans les interactions intercérébrales sur des périodes prolongées. Des régressions linéaires ont étudié l'association entre la durée des interactions sociales et l'activité intercérébrale. Des algorithmes de cohérence partielle dirigée généralisée (GPDC) ont évalué la directionnalité du couplage des activités intercérébrales.

Les chercheurs ont développé un modèle de trouble du spectre autistique (TSA) pour les chiens atteints de mutations SH3 et de multiples mutations du domaine de répétition d'ankyrine 3 (Shank3) en utilisant l'édition du génome de la protéine 9 associée aux répétitions palindromiques courtes groupées et régulièrement espacées (CRISPR) (Cas9).

Des études comportementales telles que le test des trois chambres et les expériences d'interaction homme-chien ont révélé des symptômes de type autistique chez les mutants. Pendant cinq jours, les chercheurs ont exploré la connexion neuronale intercérébrale entre les canidés mutants et les humains. Les rapports d'ondes thêta/bêta (TBR) ont indiqué des problèmes d'attention chez les mutants lors des interactions sociales entre humains et chiens.

Les chercheurs ont également étudié les effets du diéthylamide de l'acide lysergique (LSD), un psychédélique, sur les fonctions cérébrales. Ils ont administré une dose unique de 7,5 μg/kg de poids corporel de LSD par voie intramusculaire et ont observé ses effets après 24 heures.

Résultats

Les caresses et le regard mutuel ont entraîné une synchronisation intercérébrale dans les zones pariétales et frontales du cerveau lors des interactions homme-chien, respectivement. Ces zones cérébrales sont impliquées dans l'attention conjointe. L'association intercérébrale dans ces zones cérébrales des chiens et des humains causée par le regard mutuel ou les caresses seules était bien plus faible que celle observée lors d'interactions sociales combinées, y compris les caresses et le regard mutuel.

Au cours des cinq jours, l'intensité de la synchronisation a augmenté à mesure que la dyade homme-chien devenait plus familière. Les analyses de régression linéaire ont révélé une forte association positive entre le temps de contact social, les corrélations d'activité intercérébrale et les valeurs GPDC. Après une semaine de contacts sociaux, les régressions de la courbe de croissance logistique ont révélé que la corrélation intercérébrale dans les zones frontales et pariétales avait atteint un plateau.

Les corrélations intercérébrales entre humains et chiens lors de diverses séances étaient bien plus faibles que lors des mêmes séances d'interaction. Les résultats démontrent que l'implication réciproque entre chiens et humains est essentielle aux connexions neuronales intercérébrales. Lors des interactions sociales homme-chien, l'humain prend les devants et le chien suit. Les canidés mutants ont montré une attention moindre et ont éliminé les connexions intercérébrales. Une seule dose de LSD a corrigé les problèmes.

Conclusions

L'étude a révélé que les synchronisations neuronales intercérébrales entre les chiens de la famille et les êtres humains sont identiques à celles observées lors des interactions entre humains. Le réseau frontopariétal est essentiel à la coordination des activités intercérébrales et à l'attention aux informations sensorielles. Les chiens porteurs de mutations Shank3 ont montré une mauvaise circuiterie cérébrale et une mauvaise attention, comparables à celles des chiens atteints de TSA. Une dose unique de LSD a rétabli la connexion intercérébrale réduite et l'attention conjointe chez les chiens mutants, ce qui indique que le LSD peut améliorer les troubles sociaux chez les patients atteints de TSA.

Ces résultats suggèrent l’existence de marqueurs biologiques de l’activité neuronale intercérébrale pour le diagnostic des troubles du spectre autistique et le développement d’analogues non hallucinogènes du LSD conçus pour remédier aux déficiences sociales. Des recherches plus poussées sur le couplage cérébral pourraient améliorer la connaissance des mécanismes neurologiques qui sous-tendent les interactions sociales entre les humains en développement normal et ceux atteints de maladies mentales comme le TSA.