Les larves de poissons-zèbres sont des animaux plutôt simples dont le comportement alterne entre deux options: chasser une proie —pas trop loin— ou chercher de la nourriture. De plus, leur cerveau est composé d’à peine 80 000 cellules nerveuses. Il s’agit donc d’un organisme « facile » pour analyser comment les animaux prennent des décisions.

Dans un article publié dans Nature en décembre dernier, une équipe de chercheurs expliquait avoir mis au point une nouvelle technique pour observer l’activité simultanée des neurones de ce poisson-zèbre. Ils ont modifié son génome afin que les cellules nerveuses émettent de la fluorescence lorsqu’elles sont en action.

Qui plus est, les larves du poisson-zèbre sont transparentes, rendant possible de suivre cette fluorescence au microscope. Celui-ci s’ajustait aux mouvements des larves pour que le cerveau de l’animal demeure toujours dans le champ d’observation.

Au final, les chercheurs ont identifié trois réseaux de neurones responsables de la transition entre l’exploration et la chasse. Le premier est actif pendant l’exploration. Le deuxième est impliqué dans la chasse. Le troisième s’active brièvement lorsque la larve passe d’une phase à l’autre. Reste à attendre que la larve ait faim… et qu’il y ait une proie malchanceuse à proximité.

Des émotions primitives?

En entrevue plus récemment pour la revue Nature, les chercheurs racontent qu’un élément les a particulièrement intrigués. Les deux premiers groupes de neurones pouvaient être actifs pendant plusieurs minutes, alors que l’activation de ce type de cellule ne dure habituellement que quelques secondes. Cette activité prolongée est ce que les experts appellent un état du cerveau.

Les états du cerveau sont des profils d’activation des neurones qui modifient le comportement d’un animal, même si rien n’a changé autour de lui. En effet, lorsque le cerveau reçoit une information provenant d’un de ses sens, celle-ci est analysée à travers un filtre correspondant au besoin actuel de l’animal. C’est ce qui permet ensuite d’adopter un comportement approprié.

Les états du cerveau n’ont pas été observés seulement chez le poisson-zèbre, mais aussi chez la mouche à fruits et chez la souris. D’ailleurs, en 2014, des chercheurs américains proposaient que ces états du cerveau pourraient constituer des émotions primitives chez les animaux, puisqu’ils persisteraient bien après la disparition de l’élément déclencheur —la faim, par exemple. De plus, ces états seraient généralisables: cela signifie qu’un signal pourrait déclencher un état particulier qui modifierait ensuite la réaction de l’animal à son environnement.

Selon des experts interviewés par la revue Nature, ces études chez les animaux pourraient mener à une meilleure connaissance des émotions chez l’humain —mais surtout, sur les répercussions des émotions sur nos comportements. Ce nouveau champ de recherche pourrait même faire progresser la compréhension des maladies mentales qui seraient en quelque sorte des dérèglements de ce système d’états du cerveau.

Photo: larves de poissons-zèbres. National Institute of Genetics / CC