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Posté par Michel le Samedi 07/01/2012 à 00:00
Des asymétries du cerveau communes aux Hommes et grands singes
Une équipe composée de paléoanthropologues spécialistes de l'évolution du cerveau (1) impliquant le CNRS, le Muséum national d'Histoire naturelle et le Musée Royal de l'Afrique Centrale de Tervuren (Belgique) a mené une analyse comparative chez les Hommes actuels, les grands singes africains et des Hommes fossiles. L'étude, publiée sur le site de PLoS ONE le 5 janvier 2012, démontre la présence d'asymétries du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité...) partagées par tous les hominidés. Ceci implique que le dernier ancêtre commun aux grands singes africains et aux Hommes actuels avait aussi un cerveau asymétrique, et modifie notre compréhension des capacités cognitives des Hommes préhistoriques.

Les asymétries du cerveau humain suscitent l'intérêt des scientifiques depuis 150 ans en raison de leurs possibles relations avec la latéralisation manuelle, le langage et les capacités cognitives. Un caractère anatomique particulier serait relié à ces fonctions: il s'agit des pétalias (2), soit l'extension du point (Graphie) le plus en avant des lobes frontaux et le plus en arrière des lobes occipitaux d'un hémisphère par rapport à l'autre. L'émergence et l'occurrence de ces asymétries ont aussi été largement explorées au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du...) de l'enregistrement fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent, graine, feuilles...) ou le simple moulage d'un animal...) afin de documenter l'évolution du substrat anatomique des capacités du cerveau et du comportement.

La première étude quantitative des pétalias

Cette nouvelle étude quantifie pour la première fois les asymétries antéropostérieures du cerveau sur de très larges échantillons de grands singes africains, d'Hommes actuels et d'homininés fossiles (depuis les Australopithèques jusqu'aux Néandertaliens) grâce à l'analyse de modèles "virtuels" en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) du crâne (Le crâne est une structure osseuse ou cartilagineuse de la tête, caractéristique des crâniates (dont font partie les...) et de la cavité endocrânienne (3), avec l'aide des méthodes d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par...).


Illustration du protocole utilisé pour quantifier les "pétalias", exemple pour Cro-Magnon 1 (le crâne et l'endocrâne de chaque spécimen sont reconstruits virtuellement en 3 dimensions grâce à des données d'imagerie, puis des points repères sont positionnés sur ces surfaces pour mesurer la position relative des points antérieurs des lobes frontaux et postérieurs des lobes occipitaux)
© A.Balzeau (CNRS/MNHN)

Le "dernier ancêtre commun" avait un cerveau asymétrique

Une fois quantifiées, ces asymétries neuroanatomiques montrent un schéma différent de ce qui était auparavant décrit sur la base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique. Les technologies existantes...) qualitatives. Les résultats invalident ainsi la discontinuité reconnue entre les grands singes et les homininés (4), puisque des asymétries de forme sont présentes chez les grands singes, avec un schéma similaire à celui des Hommes actuels mais une variation moindre et un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) d'asymétrie fluctuante plus réduit. Surtout, la présence d'un schéma partagé d'asymétrie directionnelle significative pour deux composantes de pétalias chez tous les hominidés implique que ces caractères ont probablement été hérités du dernier ancêtre commun aux grands singes africains et aux Hommes actuels.


Arbre évolutif simplifié des hominidés et asymétries neuroanatomiques partagées
© A. Balzeau (CNRS/MNHN) et dessins de O.M. Nadel

Implications pour la connaissance du comportement des homininés fossiles

Ces résultats ont d'importantes implications concernant les possibles relations entre les asymétries de l'endocrâne et les capacités fonctionnelles chez les homininés fossiles. Il était par exemple proposé qu'une pétalia occipitale du côté gauche couplée à une pétalia frontale droite indique qu'un fossile était droitier et avait des capacités de langage. Or, il est maintenant démontré que les grands singes ont aussi ce type d'asymétrie, bien qu'ayant des modalités de préférence manuelle différentes et ne disposant pas du langage articulé des Hommes actuels. Ceci illustre la dissociation entre les activités latéralisées et les asymétries neuroanatomiques, qui ne sont pas propres à la lignée humaine. Au contraire, certaines activités latéralisées comme le langage, la cognition spatiale ou certaines modalités des activités manuelles le sont sans doute.

Notes:

(1) Antoine Balzeau est chargé de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) au CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) (Muséum national d'Histoire naturelle/CNRS). Il est coauteur avec Sophie A. de Beaune, de "La Préhistoire" aux éditions Chroniques et CNRS ; Emmanuel Gilissen est conservateur des collections de mammifères du Musée Royal de l'Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres...) Centrale de Tervuren, Belgique, et assistant en histologie à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) Libre de Bruxelles ; Dominique Grimaud-Hervé est professeur en paléoanthropologie (La paléoanthropologie est la branche de l'anthropologie physique qui étudie l'évolution humaine. L'évolution humaine désigne les différentes étapes...) du Muséum (Salle d'exposition du Muséum Provincial (1908) à Toronto (Ontario, Canada) Mangattan Museum (2001) à Ishinomaki...) national d'Histoire naturelle (La démarche d'observation et de description systématique de la nature commence dès l'Antiquité avec Théophraste, Antigonios de Karystos et Pline l'Ancien. Le terme d’histoire naturelle a...) (Muséum national d'Histoire naturelle/CNRS).

(2) Les pétalias sont les asymétries des points les plus antérieurs des deux lobes frontaux et des points les plus postérieurs des lobes occipitaux sur un hémisphère par rapport à l'autre. Le schéma le plus fréquent est une pétalia frontale droite et occipitale gauche, donnant l'impression en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) supérieure que le cerveau subit une rotation anti-horaire.

(3)L'endocrâne correspond à l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) des empreintes laissées par l'encéphale et ses enveloppes méningées sur la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon...) du crâne, et constitue ainsi le seul matériel disponible pour étudier la forme du cerveau, qui ne se conserve pas, chez les homininés fossiles.

(4)Les homininés regroupent tous les Hommes préhistoriques et actuels et ont comme caractéristique commune la bipédie (La bipédie est le fait de se mouvoir sur deux membres postérieurs, donc 'debout'. Un animal ou une espèce ne sont bipèdes que s'ils passent autant ou plus de temps à marcher sur deux membres postérieurs que par tout autre moyen. Un...). Les hominidés réunissent les homininés et les grands singes (chimpanzés, bonobos, gorilles et orangoutans).


Référence:

Balzeau A, Gilissen E, Grimaud-Herve D (2012) Shared Pattern of Endocranial Shape Asymmetries among Great Apes, Anatomically Modern Humans, and Fossil Hominins. PLoS ONE 7(1): e29581 doi:10.1371/journal.pone.0029581


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Source: CNRS