Les scientifiques jettent un autre regard sur les poulpes : à l’intérieur de chaque bras se trouve un « centre de contrôle » qui change tout ce que nous pensions savoir

Les poulpes avaient déjà la réputation d’être des génies de la mer. Or, des travaux de l'Université de Chicago confirment que cette réputation a un fondement très concret : une bonne partie de la « puissance de calcul » de l'animal se trouve dans ses bras et non dans sa tête. L'équipe a décrit un système nerveux segmenté au sein de chaque tentacule qui agit comme un réseau de mini centres de contrôle.

En chiffres approximatifs, une pieuvre possède environ 500 millions de neurones. Qu’est-ce que cela signifie, en pratique, pour comprendre comment vit une pieuvre ? Environ les deux tiers sont concentrés dans les huit bras et leurs ventouses, permettant à chacun d'explorer et de manipuler presque tout seul tandis que le cerveau central s'occupe de décisions plus globales, comme fuir ou attaquer.

Un système nerveux réparti dans tous les bras

L'étude, publiée dans la revue Nature Communications et dirigée par le neurobiologiste Cassady S. Olson, se concentre sur ce qu'on appelle le cordon nerveux axial, le gros « câble » qui traverse chaque bras. Vu au microscope, il ne s’agit pas d’une masse uniforme, mais d’une chaîne de segments répétitifs. Chaque segment regroupe des neurones et se connecte à un ensemble spécifique de muscles et de ventouses, comme si le bras était divisé en petits quartiers spécialisés.

Entre ces segments apparaissent des rayures plus pauvres en neurones, les septa. De là émergent des nerfs et des vaisseaux sanguins vers les muscles. Cette architecture permet de résoudre localement de nombreux ajustements de mouvements et de préhension, sans que chaque geste doive être consulté avec le « quartier général » du cerveau.

Une cartographie interne des ventouses

Le travail montre également que les connexions qui vont à chaque ventouse suivent un motif ordonné, ce qui génère une cartographie interne du bras. Chaque ventouse a sa représentation dans le cordon nerveux axial. Ainsi, lorsque l’animal touche un rocher ou goûte un morceau de coquille, cette carte permet de combiner position et sensation. Il ne faut pas oublier que les drageons non seulement collent, mais qu’ils « goûtent » également les substances chimiques, élément essentiel pour rechercher de la nourriture dans les fonds sombres ou troubles.

Mini centres de contrôle versus modèle « tout dans la tête »

Déplacer un bras souple, qui peut se plier à presque n’importe quel endroit, constitue un défi de taille pour tout système nerveux. Chez les vertébrés comme nous, le contrôle est concentré dans le cerveau et la moelle épinière. Chez la pieuvre, la solution est différente. Comme le résume le co-auteur Clifton Ragsdale, le moyen le plus efficace de contrôler un mouvement aussi dynamique est de diviser le bras en segments qui répartissent le travail, tout en restant en communication les uns avec les autres. En pratique, il n’existe pas huit cerveaux complets, bien qu’il existe huit réseaux locaux qui confient des tâches au cerveau central.

Des poulpes, des calamars et une solution évolutive partagée

Pour voir si cette conception était propre aux poulpes, l’équipe a comparé leurs bras à ceux des calmars. Doryteuthis pealeii. Ils ont trouvé une segmentation similaire sur les pattes et à l’extrémité des tentacules, là où sont concentrées les ventouses qui retiennent la proie. En revanche, la longue « tige » du tentacule, quasiment dépourvue de ventouses, ne montre pas cette organisation en modules. Tout indique que la segmentation est une solution évolutive liée à des appendices flexibles remplis de ventouses, qu'il faut saisir et explorer en trois dimensions.

Du fond de la mer aux robots mous et au bien-être animal

Au-delà de la curiosité biologique, ces résultats intéressent la robotique douce, qui tente de copier des structures flexibles issues de la nature. De nombreux prototypes de bras robotiques inspirés des poulpes sont déjà conçus comme des chaînes de segments semi-autonomes et disposent désormais d’un véritable plan pour affiner ces modèles. Comprendre ce système nerveux distribué renforce également l'idée que les poulpes ont une forme d'intelligence très différente de celle des humains, ce dont l'Union européenne prend en compte en accordant à tous les céphalopodes la même protection juridique que les vertébrés en expérimentation par le biais de la directive 2010/63.

Bref, chaque tentacule de poulpe n’est pas un simple bras qui obéit aux ordres, mais un système sensoriel et moteur très organisé qui allie décision locale et coordination globale. Une manière très différente de répartir le « penser » et le « faire » dans un corps vivant.

L'étude complète, intitulée « Segmentation neuronale dans les bras des céphalopodes », a été publiée dans la revue Communications naturelles.