La personnalité varie considérablement. Il y a des individus audacieux et réservés, qui se comportent très différemment face au même stimulus environnemental. Ce qui est vrai pour les humains s'applique également aux poissons: leur comportement montre une gamme de différences individuelles. En élevant sélectivement le poisson zèbre, les scientifiques de l'Institut Max Planck de neurobiologie ont pu montrer que des traits de personnalité distincts émergent et se manifestent rapidement non seulement dans le comportement, mais également à travers des changements profonds dans le cerveau.
Les jeunes poissons zèbres ne mesurent que cinq millimètres de long et sont presque transparents. Néanmoins, les minuscules poissons affichent un spectre de comportement en réponse à des stimuli externes. Alors que certains animaux fuient en panique à un bruit fort, d'autres poissons restent calmes. Si le son se répète, les poissons d'un groupe apprennent à l'ignorer rapidement, tandis que les autres ne s'y habituent jamais vraiment. Entre ces deux extrêmes – détendu ou nerveux – il y a toute une gamme d'expressions comportementales.
Carlos Pantoja et ses collègues de l'équipe d'Herwig Baier ont maintenant pu montrer que la sélection pour un trait comportemental spécifique peut également modifier étonnamment rapidement l'activité cérébrale des poissons. Les chercheurs ont accouplé les animaux uniquement dans les groupes extrêmement détendus et extrêmement nerveux. Après seulement deux générations, le cerveau des alevins sélectionnés pour leur nervosité différait considérablement de celui de la progéniture calme.
Dans les larves de poissons transparentes, les scientifiques ont pu observer quelles régions du cerveau étaient activées par le son fort. La progéniture des deux extrêmes comportementaux a montré des différences nettes d'activité neuronale dans une partie de l'hypothalamus et dans le noyau dit du raphé dorsal. Une différence notable entre ces deux régions cérébrales est que la partie plastique de l'hypothalamus contient des neurones qui sécrètent de la dopamine, tandis que le noyau du raphé produit principalement de la sérotonine. La dopamine et la sérotonine sont deux neuromodulateurs importants qui ont également été associés à des différences de personnalité et même à des troubles psychiatriques chez l'homme.
Le rapport de l'activité cellulaire dans ces deux régions du cerveau pourrait réguler la sensibilité de la réaction d'un poisson individuel au son et la rapidité avec laquelle il s'y habitue. Cependant, ce n’est certainement qu’un composant, car il existe également des différences dans toute une gamme d’autres régions du cerveau. »
Carlos Pantoja, Institut Max Planck de neurobiologie
Fait intéressant, la progéniture des deux groupes de poissons n'a pas seulement montré les différences attendues dans leur réponse de surprise. Au stade larvaire, les alevins plus détendus étaient également significativement moins spontanément actifs. À l'âge adulte, ces poissons se sont ensuite adaptés beaucoup plus lentement à un nouvel environnement que les poissons sauteurs adultes. «À première vue, cela semble paradoxal. Mais il se peut que la tendance précoce à des réactions excessives effrayantes ait tendance à atténuer la réaction de stress ultérieure», explique Pantoja. Des effets similaires à long terme du traitement précoce du stress ont été signalés chez les mammifères.
Dans les deux groupes de poissons, la partie de l'hypothalamus libérant de la dopamine a été activée pendant la réaction de sursaut. Cependant, alors que cette région n'était activée que par le son du poisson détendu, elle était active en permanence chez le poisson nerveux. Après seulement deux générations de sélection comportementale, ces animaux semblaient déjà constamment prêts à s'échapper.
«Le rythme auquel les traits de personnalité peuvent être modifiés et fixés dans l'évolution est remarquable», explique Herwig Baier. « Le processus pourrait être tout aussi rapide dans les populations d'Homo sapiens. » Le poisson zèbre pourrait peut-être révéler certaines des structures cérébrales impliquées et la base génétique de cette plasticité.
La source:
Référence du journal:
Pantoja, C., et coll. (2020) Effets rapides de la sélection sur l'activité et le comportement à l'échelle du cerveau. Biologie actuelle. doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.086.
