Pendant des années, les scientifiques ont supposé que les humains consacrent une plus grande part de leurs calories quotidiennes à leur cerveau que les autres animaux. Bien que le cerveau humain ne représente que 2% du poids corporel, il consomme plus de 25 % de notre budget énergétique de référence.

Mais une étude publiée le 31 octobre dans le Journal de l'évolution humaine la comparaison des coûts cérébraux relatifs de 22 espèces a révélé que, quand il s'agit de matière grise, les humains ne sont pas aussi exceptionnels que nous aimons le penser.

"Nous n'avons pas un cerveau particulièrement cher, " a déclaré l'auteur de l'étude Doug Boyer, professeur adjoint d'anthropologie évolutionniste à l'Université Duke. "Cela remet en question un dogme majeur dans les études sur l'évolution humaine."

Boyer et son étudiante diplômée Arianna Harrington ont décidé de voir comment les humains se comparent en termes d'absorption d'énergie cérébrale.

Parce que l'énergie voyage vers le cerveau via les vaisseaux sanguins, qui délivrent une forme de sucre appelé glucose, les chercheurs ont mesuré la section transversale des canaux osseux qui entourent les artères crâniennes.

En couplant ces mesures avec des estimations précédemment publiées de l'absorption du glucose dans le cerveau et du volume interne du crâne comme indicateur de la taille du cerveau, ils ont examiné sept espèces, y compris les souris, les rats, écureuils, lapins, singes et humains. Les chercheurs ont pu montrer que des canaux plus larges enferment des artères qui délivrent plus de sang, et donc le glucose, au cerveau.

Puis, en utilisant une technique statistique appelée régression multiple, ils ont calculé l'absorption cérébrale de glucose pour 15 espèces supplémentaires pour lesquelles les coûts cérébraux étaient inconnus, dont les lémuriens, singes et musaraignes, parents primates d'Asie du Sud-Est.

Comme prévu, les chercheurs ont découvert que les humains allouent proportionnellement plus d'énergie à leur cerveau que les rongeurs, Singes du Vieux Monde, et les grands singes comme les orangs-outans et les chimpanzés.

Par rapport au taux métabolique au repos - la quantité totale de calories qu'un animal brûle chaque jour juste pour continuer à respirer, digérer et rester au chaud - le cerveau humain demande plus de deux fois plus de calories que le cerveau du chimpanzé, et au moins trois à cinq fois plus de calories que le cerveau des écureuils, souris et lapins.

Mais d'autres animaux ont aussi un cerveau affamé.

En termes de coût relatif du cerveau, il semble y avoir peu de différence entre un humain et une musaraigne à queue plume, par exemple.

Même le lémur catta et le petit ouistiti pygmée d'un quart de livre, le plus petit singe du monde, consacrer autant de leur énergie corporelle à leur cerveau que nous le faisons.

« Cela ne devrait pas être une trop grande surprise, " Boyer a déclaré. " Le coût métabolique d'une structure comme le cerveau dépend principalement de sa taille, et de nombreux animaux ont des ratios de masse cerveau/corps plus élevés que les humains. »

Les résultats suggèrent que la capacité de développer un cerveau relativement plus coûteux n'a pas évolué à l'aube des humains, mais des millions d'années auparavant, lorsque nos ancêtres primates et leurs proches parents se sont séparés de la branche de l'arbre généalogique des mammifères qui comprend les rongeurs et les lapins, dit Harrington.

Des études antérieures ont calculé la quantité d'énergie nécessaire pour alimenter un cerveau en fonction du nombre de neurones. Mais parce que la méthode de l'étude actuelle pour estimer la consommation d'énergie repose sur des mesures de l'os, plutôt que des tissus mous tels que les neurones, il est désormais possible d'estimer la demande énergétique du cerveau à partir des restes fossilisés d'animaux également éteints, y compris les premiers ancêtres humains.

"Tout ce dont vous auriez besoin pour prendre les mesures, c'est d'un crâne intact et de certaines vertèbres du cou, " dit Harrington.

Ce que les données ne peuvent pas montrer, c'est si les cerveaux énergétiquement coûteux ont évolué en premier, et ensuite prédisposé certains groupes d'animaux à de plus grands pouvoirs mentaux en tant que sous-produit, ou si les défis cognitifs préexistants favorisaient les individus qui consacraient plus d'énergie au cerveau, disent les chercheurs.