Avec leurs mouvements particuliers, leur habitat en eaux profondes et leurs génomes étonnamment énormes, les calmars fascinent les humains depuis des siècles. Et maintenant, pour la première fois, les scientifiques ont placé les céphalopodes dans une IRM pour avoir un meilleur aperçu de leur cerveau – révélant qu’ils ressemblent beaucoup plus à un autre animal bien-aimé des humains que nous ne le pensions.

C’est vrai : Votre calamar a un cerveau à peu près aussi complexe que celui d’un chien.

Des scientifiques ont utilisé une machine IRM pour bien voir le cerveau d’un calmar de récif juvénile. Ils ont pu identifier 145 voies et connexions inconnues jusqu’alors, ce qui pourrait aider à percer le mystère derrière une habileté astucieuse du calmar : le camouflage.

C’est un grand pas vers la construction d’un guide complet des connexions neuronales complexes du cerveau du calmar – connu sous le nom de carte du connectome – disent les chercheurs.

« C’est la première fois que la technologie moderne est utilisée pour explorer le cerveau de cet animal étonnant », a déclaré Chung dans un communiqué.

L’étude, menée par les chercheurs Wen-Sung Chung et Justin Marshall de l’Université du Queensland, a été publiée ce mois-ci dans la revue iScience.

Céphalopodes intelligents

Chung a expliqué que les céphalopodes – le groupe familial qui comprend les calmars et les pieuvres – ont « des cerveaux fameusement complexes, approchant de celui d’un chien et dépassant les souris et les rats, au moins en nombre de neurones. »

Certains céphalopodes ont plus de 500 millions de neurones – à peu près autant que les chiens, qui tournent autour de 530 millions. Les rats n’en ont que 200 millions. L’homme, quant à lui, a la chance de posséder environ 100 milliards de neurones, mais ne vous laissez pas impressionner. Des millions de neurones ne se traduisent pas toujours par les mêmes compétences – comme changer la couleur de son corps à volonté.

La puissance cérébrale des calmars comme Sepioteuthis lessoniana, l’espèce imagée dans l’étude, est l’une des raisons pour lesquelles ils sont capables de changer de couleur sur commande. Ironie du sort, les calmars sont daltoniens – ils ne sont donc pas très doués pour observer les changements de couleur de leur corps. Mais cette compétence fait partie des traits qui rendent les calmars si cool – comme leur capacité à compter et à résoudre des problèmes.

« Nous pouvons voir que beaucoup de circuits neuronaux sont dédiés au camouflage et à la communication visuelle », a déclaré Chung. Cela donne aux calmars une « capacité unique » à se cacher des prédateurs, à chasser et à communiquer entre eux.

Mais pour réaliser l’étude tout court, les chercheurs ont d’abord dû faire entrer les calmars dans la machine IRM – ce qui leur a demandé de fixer d’abord les calmars (morts) puis de préserver leurs tissus pour les examiner.

Une fois dans la machine, les chercheurs ont pu imager leur cerveau en détail. Ils ont également prélevé des échantillons du cerveau des calmars et effectué différentes analyses pour aider à tracer une image complète de leurs connexions neuronales.

Directions futures

À partir des données, les chercheurs pourraient être en mesure d’obtenir des informations plus spécifiques sur certaines caractéristiques du calmar, comme comprendre pourquoi le calmar montre une certaine couleur à un moment donné. Par exemple, un calmar peut changer la couleur de son corps si un prédateur est proche, afin de se fondre dans son environnement. Mais s’il est observé d’en haut, le céphalopode peut ne changer que la couleur de sa tête.

« Nos résultats fourniront, nous l’espérons, des preuves pour nous aider à comprendre pourquoi ces créatures fascinantes affichent des comportements si divers et des interactions très différentes », a déclaré Chung.

Cette nouvelle recherche marque une autre première pour les études sur les céphalopodes, après une étude récente qui a décodé le génome d’un calmar géant. Comme Inverse l’a rapporté à l’époque, la recherche a révélé que la complexité génétique du calmar géant se rapproche de celle d’un humain. Le calmar géant a environ 2,7 milliards de paires de bases d’ADN dans son génome, il s’avère, alors que les humains ont environ 3 milliards de paires de bases.

Comprendre la mécanique cérébrale derrière le comportement du calmar peut mieux permettre aux scientifiques de faire des prédictions sur l’histoire des céphalopodes – comme quand ils ont d’abord évolué pour avoir ces adaptations, et quelles autres compétences incroyables ils pourraient cacher.

Résumé : En utilisant l’imagerie par résonance magnétique de diffusion (IRMd) à haute résolution et une série de techniques de coloration anciennes et nouvelles, les prémices d’une carte du connectome multi-échelle du cerveau du calmar sont érigées. Cette carte, la première du genre pour un céphalopode, comprend la confirmation de 281 connexions connues et l’ajout de 145 voies non décrites auparavant. Ces caractéristiques et d’autres suggèrent une suite d’attributs fonctionnels, y compris (1) une organisation rétinotopique à travers les lobes optiques et dans d’autres zones du cerveau bien au-delà de ce qui a été reconnu précédemment, (2) un niveau de complexité et de subdivision dans le lobe basal soutenant les idées de convergence avec les ganglions basaux des vertébrés, et (3) des taux de croissance différentiels dépendant du lobe qui reflètent la complexité et les transitions dans l’ontogenèse.