Les oiseaux ont des capacités cognitives impressionnantes et font preuve d'un haut niveau d'intelligence. Par rapport aux mammifères d'environ la même taille, le cerveau des oiseaux contient également beaucoup plus de neurones. Maintenant, une nouvelle étude rapportée dans Current Biology le 8 septembre permet d'expliquer comment les oiseaux peuvent se permettre d'entretenir davantage de cellules cérébrales :leurs neurones se débrouillent avec moins de carburant sous forme de glucose.

"Ce qui nous a le plus surpris n'est pas, en soi, que les neurones consomment moins de glucose - on aurait pu s'y attendre en raison des différences de taille de leurs neurones", explique Kaya von Eugen de l'Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne. "Mais l'ampleur de la différence est si grande que la différence de taille ne peut pas être le seul facteur contributif. Cela implique qu'il doit y avoir quelque chose de différent dans le cerveau des oiseaux qui leur permet de maintenir les coûts si bas."

Une étude historique en 2016 a montré que le cerveau des oiseaux contient beaucoup plus de neurones par rapport à un cerveau de mammifère de taille similaire, ont expliqué les chercheurs. Étant donné que les cerveaux sont généralement constitués de tissus énergétiquement coûteux, cela a soulevé une question cruciale :comment les oiseaux sont-ils capables de supporter autant de neurones ?

Pour répondre à cette question, von Eugen et ses collègues ont entrepris de déterminer le bilan énergétique neuronal des oiseaux sur la base d'études sur des pigeons. Ils ont utilisé des méthodes d'imagerie qui leur ont permis d'estimer le métabolisme du glucose chez les oiseaux. Ils ont également utilisé des approches de modélisation pour calculer le taux métabolique du cerveau et la consommation de glucose.

Leurs études ont révélé que le cerveau du pigeon consomme une quantité étonnamment faible de glucose (27,29 ± 1,57 μmol de glucose pour 100 g par minute) lorsque l'animal est éveillé. Cela se traduit par un budget énergétique étonnamment bas pour le cerveau, surtout quand on le compare aux mammifères.

Cela signifie que les neurones du cerveau des oiseaux consomment en moyenne trois fois moins de glucose que ceux du cerveau des mammifères. En d'autres termes, leurs neurones sont, pour des raisons qui ne sont pas encore claires, moins coûteux.

Von Eugen dit qu'il est possible que les différences soient liées à la température corporelle plus élevée des oiseaux ou à la disposition spécifique de leur cerveau. Le cerveau des oiseaux est également plus petit en moyenne que le cerveau des mammifères. Mais leur cerveau conserve des capacités impressionnantes, peut-être en partie grâce à leurs neurones moins coûteux mais plus nombreux.

"Notre découverte explique comment les oiseaux sont capables de supporter un nombre aussi élevé de neurones sans compromettre la puissance de traitement", déclare von Eugen. "Dans la longue évolution parallèle des oiseaux et des mammifères, les oiseaux ont développé des cerveaux plus petits avec un grand nombre de neurones capables de performances cognitives avancées. Et il semble que l'effet combiné d'éléments distincts des oiseaux - petite taille de neurone, température corporelle élevée et disposition spécifique au cerveau des oiseaux - peut avoir généré un avantage possible dans le traitement neuronal de l'information avec une plus grande efficacité :des neurones bon marché avec une capacité de traitement avancée."

Les chercheurs disent qu'ils veulent maintenant mieux comprendre comment les neurones des oiseaux consomment moins de glucose. Bien qu'ils aient des idées sur la façon dont cela pourrait fonctionner, des études et des tests supplémentaires sont nécessaires pour découvrir "l'explication mécaniste exacte de la façon dont les oiseaux atteignent une telle efficacité de traitement neuronal". + Explorer plus loin

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