Le cerveau des primates n’a pas grossi pour penser, mais pour mieux voir

« Tout, des humains jusqu’aux tupaias, se trouve sur la même ligne : par rapport à la taille du cerveau, la proportion du lobe frontal est constante », a déclaré l’auteur principal Richard F. Kay, professeur émérite d’anthropologie évolutive à l’Université Duke .

En d’autres termes, si l’on agrandissait le cerveau d’un tupaia à la taille d’un cerveau humain, son lobe frontal aurait la même proportion que le nôtre. Le lobe frontal a simplement grossi parce que l’ensemble du cerveau a grossi — et non parce qu’il était soumis à une pression sélective particulière.

Les régions de traitement visuel se sont développées rapidement et de manière disproportionnée

Alors que le lobe frontal restait en phase avec la taille globale du cerveau, d’autres régions changeaient radicalement. Les lobes occipital, pariétal et temporal — des zones fortement dédiées au traitement des informations visuelles — se sont développés rapidement et de manière disproportionnée chez les tarsiers et les anthropoïdes .

Ces expansions se sont produites le long des mêmes branches de l’arbre généalogique des primates où le foramen optique (l’ouverture osseuse pour le nerf optique) était le plus grand, indiquant qu’une plus grande quantité d’informations visuelles affluait vers le cerveau .

Comme les nerfs ne se fossilisent pas, l’équipe a utilisé la taille du foramen optique comme indicateur de l’entrée visuelle. Les tarsiers et les anthropoïdes avaient les foramens optiques les plus grands et les néocortex les plus dominés par la vision . Notamment, les régions visuelles du cerveau semblent avoir grandi encore plus vite que le nerf qui les alimente, ce qui signifie que de petites augmentations de l’entrée visuelle ont été amplifiées en grandes expansions du tissu cérébral .

Les grands cerveaux des anthropoïdes sont anciens et enracinés dans la vision

La caractéristique des grands cerveaux des singes, des grands singes et des humains est une caractéristique ancienne remontant à au moins 33 millions d’années . Elle est enracinée dans l’évolution d’une vision à haute acuité — des adaptations comme une fovéa rétinienne et une protection osseuse de l’œil — et non dans la sélection pour un cortex frontal « pensant » élargi en soi .

Comment l’étude a été réalisée

Comme le tissu cérébral mou ne se fossilise pas, l’équipe a utilisé des micro-tomodensitométries à haute résolution de crânes, dont beaucoup proviennent du Duke Lemur Center Museum of Natural History, pour créer des endocastes numériques 3D — des modèles de l’intérieur vide de la boîte crânienne. Ils ont ensuite mesuré les volumes et les surfaces des régions néocorticales chez les primates existants (vivants) et fossiles de l’Éocène au Miocène .

Pourquoi une meilleure vision ? Deux hypothèses principales

Kay a noté deux possibilités principales pour expliquer pourquoi le traitement visuel a été si fortement sélectionné : la complexité accrue de la communication sociale (lire les expressions faciales, les gestes) et une recherche de nourriture plus efficace . Les deux ont pu exercer une forte pression de sélection naturelle sur les régions visuelles du cerveau.

L’essentiel

Le néocortex agrandi des primates, y compris le nôtre, semble être fondamentalement une adaptation pilotée par la vision plutôt qu’un produit de l’expansion cognitive du lobe frontal. Le lobe frontal a simplement grossi parce que l’ensemble du cerveau a grossi, tandis que les régions visuelles sont celles qui ont réellement changé de manière disproportionnée — un schéma déjà détectable dans les fossiles vieux de plus de 33 millions d’années .