Comment les poissons perdus peuvent-ils revenir sur la bonne voie ?

Lorsque le poisson zèbre nage vers ses cibles, de forts courants les font souvent dévier de leur trajectoire. Cependant, les petits poissons retournent à leur emplacement d’origine, déterminés à terminer leur voyage. Afin de clarifier comment les animaux savent où ils se trouvent dans leur environnement et comment cette connaissance détermine leurs choix, une équipe de chercheurs dirigée par le Howard Hughes Medical Institute (HHMI) a étudié le cerveau du poisson zèbre lorsqu’il est impliqué dans de tels comportements. L’analyse a révélé que le cerveau postérieur – une région évolutive conservée ou « ancienne » à l’arrière du cerveau – les aide à calculer leur emplacement et à utiliser les informations pour décider où ils doivent aller ensuite.

Les scientifiques ont placé plusieurs poissons zèbres dans un environnement de réalité virtuelle qui simule les courants d’eau. Lorsque le courant change de manière inattendue, les poissons sont initialement poussés à dévier de leur trajectoire, mais ils sont capables de corriger ces mouvements et de revenir à leur position initiale. En utilisant une technique d’imagerie du cerveau entier, les chercheurs ont réussi à explorer le cerveau entier des animaux pour voir quels circuits neuronaux sont activés lors de leur comportement de correction de trajectoire.

Bien qu’ils s’attendaient à observer une activation importante du cerveau antérieur – où se trouve l’hippocampe, une structure cérébrale contenant une « carte cognitive » de l’environnement – ​​les experts ont été surpris de constater une activation dans plusieurs régions de la moelle, où des informations sur le cerveau antérieur sont activées. La localisation des poissons était transmise via une structure du cerveau postérieur appelée « l’olive inférieure » aux zones motrices du cervelet qui permettent aux animaux de se déplacer. Lorsque ce chemin a été bloqué, les poissons n’ont pas pu revenir à leur emplacement initial.

Ces résultats suggèrent que des régions du tronc cérébral « se souviennent » de l’emplacement d’origine d’un poisson et génèrent un « signal d’erreur » basé sur ses emplacements actuels et passés. « Nous avons constaté que le poisson essayait de calculer la différence entre son emplacement actuel et son emplacement préféré et utilisait cette différence pour générer un signal d’erreur. Le cerveau envoie ce signal d’erreur à ses centres de contrôle moteur afin que le poisson puisse corriger après avoir été déplacé par le flux involontairement, même plusieurs secondes plus tard », a expliqué l’auteur principal de l’étude, En Yang, chercheur postdoctoral au HHMI.

Cependant, on ne sait toujours pas si les mêmes réseaux neuronaux sont impliqués dans des comportements similaires chez d’autres animaux. De plus, des recherches supplémentaires sont également nécessaires pour clarifier si ce réseau du cerveau postérieur pourrait être à la base d’autres compétences de navigation, par exemple lorsque les poissons nagent vers un endroit spécifique pour s’abriter.

L’étude est publiée dans la revue Cellule.

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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur