Découverte d’un lien entre la vie sociale et la structure du cerveau chez le macaque rhésus

Macaques rhésus à Cayo Santiago

Deux macaques rhésus subadultes sur Cayo Santiago en proximité. Ils partagent un fort lien d’amitié. Crédit : Dr. Lauren JN Brent

Des chercheurs de Penn, de l’Inserm et d’ailleurs ont observé que le nombre de partenaires de toilettage d’un animal prédisait la taille des zones du cerveau associées à la prise de décision sociale et à l’empathie.

Quel est le lien entre la vie sociale et la structure du cerveau ? Des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie, de l’Institut de recherche sur les cellules souches et le cerveau de l’Inserm et d’autres établissements ont fait un pas de plus vers la compréhension de ce lien chez les macaques rhésus.

Dans des travaux publiés dans Science Advances aujourd’hui (13 avril 2022), l’équipe a découvert que, pour ces primates non humains, le nombre de connexions sociales prédit la taille des nœuds clés dans les parties du cerveau responsables de la prise de décisions sociales et de l’empathie.. Plus précisément, les chercheurs ont déterminé que, chez les macaques ayant un plus grand nombre de partenaires de toilettage, le sillon temporal médio-supérieur (STS) et l’insula ventrale-dysgranulaire étaient plus grands. Ils n’ont trouvé aucun lien entre la structure du cerveau et d’autres variables comme le statut social.

“Pour la première fois, nous sommes en mesure d’établir un lien entre la complexité de la vie sociale d’un groupe de primates vivants et la structure du cerveau”, déclare Camille Testard, doctorante de quatrième année dans les laboratoires Platt à Penn et auteur principal de l’article.

Des recherches antérieures sur les réseaux sociaux humains ont laissé entrevoir cette relation, déclare Michael Platt, professeur d’université James S. Riepe Penn Integrates Knowledge. “La littérature, par exemple, lie la variation de la taille de l’amygdale au nombre d’amis Facebook que vous avez. Mais il est difficile d’obtenir des données granulaires sur les interactions sociales humaines, car nous ne pouvons pas suivre les gens toute la journée”, explique-t-il.

Avec les macaques rhésus vivant à Cayo Santiago, une île au large de Porto Rico, c’est une autre histoire. Platt et ses collègues ont étudié ce groupe de primates non humains vivant en liberté pendant plus de dix ans. Une partie de cette recherche s’est concentrée sur les partenaires de toilettage, qui représentent des relations directes et importantes pour les macaques, ainsi que sur les réseaux sociaux plus larges des animaux, représentant les individus avec lesquels ils interagissent indirectement.

Après le passage de l’ouragan Maria sur l’île, par exemple, les chercheurs ont examiné si les macaques ont développé ou réduit leurs réseaux sociaux face à des ressources plus limitées. Testard, qui a rejoint le laboratoire en 2018, a dirigé l’analyse de cette étude, qui a révélé que les animaux sont devenus plus sociaux et se sont mieux acceptés les uns les autres, formant de nouvelles relations en plus de celles qu’ils avaient déjà.

S’appuyant sur cela et sur les travaux antérieurs de son collaborateur Jérôme Sallet de l’Inserm, Testard a également conçu l’étude actuelle. L’équipe a enregistré les interactions détaillées d’un groupe social de 68 macaques rhésus adultes à Cayo Santiago, puis a examiné cinq facteurs : le statut social, le nombre de partenaires de toilettage, la distance physique avec les autres singes, les liens avec les singes populaires du réseau, et ce que les chercheurs ont appelé “l’entre-soi”, c’est-à-dire la capacité à servir de pont entre les parties déconnectées du réseau social. Ils ont également recueilli des scans du cerveau de chaque individu du groupe social, y compris 35 macaques juvéniles et bébés.

En analysant les données des adultes, Testard et ses collègues ont découvert que plus les individus avaient de partenaires de toilettage, plus leur STS moyen et leur insula ventrale-dysgranulaire étaient grands. “Il était très intéressant de trouver ces régions, car leur importance est connue pour la cognition sociale chez l’homme”, déclare Sallet. “Nous avons également identifié la région du STS moyen dans une autre étude montrant que l’activité de cette région est modulée par la prévisibilité du comportement des autres.”

Une découverte inattendue concernait les nourrissons. Selon Testard et ses collègues, les travaux ont montré que les jeunes macaques ne sont pas nés avec ces différences de structure cérébrale, mais que ces différences sont apparues au cours du développement.

“Il y a quelque chose au sujet des compétences nécessaires pour créer et maintenir de nombreuses amitiés que vous obtenez des parents. On pourrait penser qu’elles sont inscrites dans le cerveau à la naissance, mais il semble plus probable qu’elles émergent des modèles et des interactions que l’on a”, explique Platt. “Cela signifie peut-être que si votre mère est sociale et que vous avez la capacité d’être social, votre cerveau peut évoluer d’une manière qui ressemble aux résultats que nous avons découverts. C’est intriguant.”

Ce résultat négatif est révélateur, selon Sallet. “Si nous avions vu la même corrélation, cela pourrait signifier que si…si vous êtes né d’une mère très populaire, alors vous avez en quelque sorte un cerveau qui vous prédispose à devenir plus populaire plus tard dans la vie. Au contraire, ce que je pense que cela suggère, c’est que la modulation que nous observons est fortement dirigée par nos environnements sociaux, peut-être plus que par notre prédisposition innée.”

Bien que tous ces résultats concernent spécifiquement les macaques rhésus en liberté, ils ont des implications possibles pour le comportement humain, en particulier pour comprendre les troubles neurodéveloppementaux comme l’autisme, selon Platt.

De telles connexions, cependant, sont encore lointaines. Pour l’instant, l’équipe poursuit ses recherches sur la population de macaques de Cayo Santiago, en examinant notamment si une catastrophe naturelle comme l’ouragan Maria affecte la structure cérébrale des animaux et comment les liens sociaux influencent la survie à long terme. Ils continueront également à approfondir leurs découvertes les plus récentes.

“Il ne s’agit pas d’un phénomène de laboratoire. Il s’agit de la vie réelle, du monde réel”, déclare Platt. “Ce travail fournit une base de référence pour comprendre comment ces animaux naviguent. C’est vraiment passionnant et gratifiant que ce travail effectué sur le terrain crée une synergie avec le travail que nous faisons en laboratoire depuis longtemps.”

Référence : “Les connexions sociales prédisent la structure du cerveau dans une société multidimensionnelle de primates vivant en liberté” 13 avril 2022, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.abl5794

Cette recherche a été financée par les National Institutes of Health (subventions R01MH118203, U01MH121260, R01MH096875, R01AG060931, et R00AG051764), la National Science Foundation (subvention 1800558), la Royal Society (subvention RGS/R1/191182), le Centre national des ressources de recherche et le Bureau des programmes d’infrastructure de recherche (subvention P40OD012217-25), la Fondation de la famille Blavatnik, une subvention IDEXLYON “IMPULSION 2020” (IDEX/ IMP/2020/14), et le Wellcome Centre for Integrative Neuroimaging (subventions 203139/Z/16/Z et WT101092MA).

Michael Platt est professeur d’université James S. Riepe Penn Integrates Knowledge et est nommé à la Perelman School of Medicine, à la School of Arts & ; Sciences et à la Wharton School de l’Université de Pennsylvanie.

Jérôme Sallet est membre de l’équipe Neurobiologie de la fonction exécutive de l’Institut de recherche sur les cellules souches et le cerveau de l’Inserm et maître de recherche à l’Université de Pennsylvanie. Université d’Oxford.

Camille Testard est un étudiant en quatrième année de doctorat dans le groupe d’études supérieures en neurosciences de la Perelman School of Medicine, un membre des laboratoires Platt à l’Université de Pennsylvanie, et un boursier de la famille Blavatnik.

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