Leurs recherches sur le cerveau de lamproie ont permis aux chercheurs du Karolinska Institutet en Suède de repousser la naissance du cortex dans le temps de quelque 300 millions d'années à plus de 500 millions d'années, offrant de nouvelles perspectives sur l'évolution du cerveau. L'étude est publiée dans la revue scientifique Écologie et évolution de la nature.
Le cerveau humain est l'une des structures les plus complexes créées par l'évolution. On pense depuis longtemps que la majeure partie de l'évolution du cerveau antérieur a eu lieu en grande partie chez les mammifères et que le cerveau de groupes d'animaux pré-mammifères plus simples tels que les poissons et les amphibiens n'a pas de cortex fonctionnel. Le cortex, qui est la couche externe du cerveau, contrôle les fonctions cérébrales plus complexes comme la vision et le mouvement et les compétences supérieures telles que le langage, la mémoire et l'émotion.
Nous avons passé beaucoup de temps à étudier l'évolution du cerveau à l'aide de la lamproie, qui est l'un des plus anciens groupes de vertébrés existants. Ici, nous avons fait des études détaillées du cerveau de lamproie, combinant des analyses neurophysiologiques avec des techniques histochimiques. «
Sten Grillner, dernier auteur de l'étude et professeur de neurophysiologie au Département de neurosciences, Karolinska Institutet
Dans l'étude, les chercheurs montrent que même la lamproie, qui existait des centaines de millions d'années avant les mammifères, possède un plan détaillé pour le développement du cortex, des noyaux gris centraux et du système dopaminergique – tous les ingrédients essentiels de la fonction cérébrale intégrative.
Les chercheurs ont également découvert que le cortex de la lamproie a une zone visuelle sur laquelle différentes parties de son champ visuel sont représentées. Des zones sensorielles et motrices ont également été découvertes.
« Cela montre que la naissance du cortex doit être repoussée d'environ 300 millions d'années », explique le professeur Grillner. « Ceci, à son tour, signifie que le plan de base du cerveau humain a été défini il y a déjà plus de 500 millions d'années, c'est-à-dire avant que la lamproie ne s'éloigne de la lignée évolutive qui menait aux mammifères et aux humains. »
L'étude montre que toutes les principales composantes du cerveau humain se trouvent également dans le cerveau de la lamproie, mais avec beaucoup moins de cellules nerveuses dans chaque partie.
« Que les parties vitales du cerveau de la lamproie soient conservées et organisées de la même manière que dans le cerveau humain était inattendue », poursuit-il. « Ces résultats sont cruciaux pour notre compréhension de la façon dont le cerveau a évolué et comment il a été conçu à travers l'évolution. »
La source:
Référence de la revue:
Suryanarayana, S.M., et al. (2020) L'origine évolutive de la représentation visuelle et somatosensorielle dans le vertébré pallium. Écologie et évolution de la nature. doi.org/10.1038/s41559-020-1137-2.
