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Pourquoi les humains sont-ils tellement plus intelligents que les autres primates ?

Suzana Herculano-Houzel a passé la majeure partie de l’année 2003 à perfectionner une recette macabre – une formule de soupe au cerveau. Parfois, elle congelait les tissus tordus dans de l’azote liquide, puis elle les liquéfiait dans un mixeur. D’autres fois, elle le faisait tremper dans du formaldéhyde, puis l’écrasait dans du détergent, ce qui donnait une bouillie lisse et rose.

Herculano-Houzel avait obtenu son doctorat en neurosciences plusieurs années auparavant, et en 2002, elle avait commencé à travailler comme professeur adjoint à l’Université fédérale de Rio de Janeiro au Brésil. Elle n’avait pas de véritable financement, pas de laboratoire à elle, juste quelques mètres de comptoir empruntés à un collègue.

« Je m’intéressais aux questions auxquelles on pouvait répondre avec très peu d’argent, très peu de technologie », se souvient-elle. Malgré cela, elle a eu une idée audacieuse. Avec un peu d’effort – et de chance – elle espérait accomplir avec son projet de mixeur de cuisine quelque chose qui avait tourmenté les scientifiques pendant plus d’un siècle : compter le nombre de cellules dans le cerveau – pas seulement le cerveau humain, mais aussi les cerveaux des ouistitis, des macaques, des musaraignes, des girafes, des éléphants et de dizaines d’autres mammifères.

Sa méthode aurait pu sembler négligemment destructrice au début. Comment l’anéantissement d’un organe aussi fragile et complexe pouvait-il apporter un quelconque éclairage utile ? Mais 15 ans plus tard, les travaux d’Herculano-Houzel et de son équipe ont bouleversé certaines idées reçues sur l’évolution de l’esprit humain. Ils contribuent à révéler les principes fondamentaux de la conception des cerveaux et la base biologique de l’intelligence : pourquoi certains gros cerveaux entraînent une intelligence accrue alors que d’autres n’apportent aucun avantage. Ses travaux ont mis en évidence une modification subtile de l’organisation du cerveau survenue il y a plus de 60 millions d’années, peu de temps après que les primates se soient séparés de leurs cousins rongeurs. Il s’agissait peut-être d’un changement minuscule – mais sans lui, les humains n’auraient jamais pu évoluer.

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Les questions auxquelles Herculano-Houzel a cherché à répondre remontent à plus de 100 ans, à une époque où les scientifiques commençaient tout juste à étudier la relation entre la taille du cerveau et l’intelligence.

En août 1891, des ouvriers travaillant pour l’anatomiste néerlandais Eugène Dubois ont commencé à creuser des tranchées le long d’une rive escarpée sur l’île indonésienne de Java. Dubois espérait trouver des restes d’hominines primitifs.

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Le premier fossile d’Homo erectus jamais découvert, trouvé en 1891 à Java, en Indonésie, a apporté de nouvelles questions sur la relation entre la taille du cerveau et l’intelligence dans le genre Homo. Sur cette photo, les deux carrés blancs indiquent où le fémur (à gauche) et la calotte crânienne (à droite) de cet « homme de Java » ont été mis au jour. Aleš Hrdlička/Wikimedia Commons

Pendant 15 mois, des couches de grès et de gravier volcanique durci ont livré les ossements pétrifiés d’éléphants et de rhinocéros et, surtout, la calotte crânienne, le fémur gauche et deux molaires d’une créature de type humain que l’on pense être morte près d’un million d’années auparavant. Ce spécimen, nommé Pithecanthropus erectus, et plus tard homme de Java, serait finalement connu comme le premier exemple d’Homo erectus.

Dubois s’est donné pour mission de déduire l’intelligence de cet hominine précoce. Mais il ne disposait que de trois fragments d’informations apparemment pertinentes : la taille estimée de son cerveau, sa stature et son poids corporel. Cela suffirait-il ?

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Les zoologistes avaient remarqué depuis longtemps que lorsqu’ils comparaient différentes espèces d’animaux, ceux qui avaient un plus gros corps avaient un plus gros cerveau. Il semblait que le rapport entre le poids du cerveau et le poids du corps était régi par une loi mathématique. Pour commencer, Dubois a entrepris d’identifier cette loi. Il a rassemblé les poids du cerveau et du corps de plusieurs dizaines d’espèces animales (mesurés par d’autres scientifiques) et, à partir de ces données, il a calculé le taux mathématique auquel la taille du cerveau augmente par rapport à la taille du corps. Cet exercice a semblé révéler que chez tous les vertébrés, le cerveau se développe vraiment à un rythme similaire par rapport à la taille du corps.

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Dubois a raisonné que lorsque la taille du corps augmente, le cerveau doit s’étendre pour des raisons de ménage neuronal : Les animaux plus grands devraient avoir besoin de plus de neurones simplement pour faire face aux corvées croissantes liées au fonctionnement d’un corps plus grand. Selon lui, cette augmentation de la taille du cerveau n’ajoute rien à l’intelligence. Après tout, une vache a un cerveau au moins 200 fois plus gros qu’un rat, mais elle ne semble pas plus intelligente. Mais les écarts par rapport à cette ligne mathématique, pensait Dubois, refléteraient l’intelligence d’un animal. Les espèces dont le cerveau est plus gros que prévu seraient plus intelligentes que la moyenne, tandis que celles dont le cerveau est plus petit que prévu seraient plus stupides. Les calculs de Dubois suggéraient que son homme de Java était effectivement un biscuit intelligent, avec une taille relative de cerveau – et une intelligence – qui se situait quelque part entre les humains modernes et les chimpanzés.

La formule de Dubois a été révisée plus tard par d’autres scientifiques, mais son approche générale, qui est devenue connue sous le nom de « échelle allométrique », a persisté. Des estimations plus modernes ont suggéré que la masse cérébrale des mammifères augmente d’un exposant de deux tiers par rapport à la masse corporelle. Ainsi, un teckel, pesant environ 27 fois plus qu’un écureuil, devrait avoir un cerveau environ 9 fois plus gros – et c’est effectivement le cas. Ce concept d’échelle allométrique est venu imprégner la discussion sur la façon dont les cerveaux sont liés à l’intelligence pour les cent prochaines années.

En constatant cette relation uniforme entre la masse corporelle et la masse cérébrale, les scientifiques ont développé une nouvelle mesure appelée quotient d’encéphalisation (QE). Le QE est le rapport entre la masse cérébrale réelle d’une espèce et sa masse cérébrale prédite. Il est devenu un raccourci largement utilisé pour désigner l’intelligence. Comme on pouvait s’y attendre, l’homme arrive en tête avec un QE de 7,4 à 7,8, suivi par d’autres espèces très performantes comme les dauphins (environ 5), les chimpanzés (2,2 à 2,5) et les singes écureuils (environ 2,3). Les chiens et les chats se situent au milieu du peloton, avec des QE d’environ 1,0 à 1,2, tandis que les rats, les lapins et les bœufs ferment la marche, avec des valeurs de 0,4 à 0,5. Cette façon de concevoir le cerveau et l’intelligence est « très, très dominante » depuis des décennies, déclare Evan MacLean, anthropologue de l’évolution à l’université d’Arizona à Tucson. « C’est une sorte d’intuition fondamentale. »

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Le quotient d’encéphalisation mesure le rapport entre la masse cérébrale réelle d’une espèce et sa masse cérébrale prédite. Cay Leytham-Powell/SAPIENS

Ce paradigme avait encore cours lorsque Mme Herculano-Houzel faisait ses études supérieures dans les années 1990. « L’intuition qui le sous-tendait était parfaitement logique », dit-elle. Lorsqu’elle a commencé à essayer de compter les neurones au début des années 2000, elle s’imaginait simplement ajouter une couche de nuance à la conversation. Elle ne s’attendait pas nécessairement à la miner.

Au début des années 2000, les scientifiques comptaient déjà les neurones depuis des décennies. Il s’agissait d’un travail lent et minutieux, généralement effectué en découpant le tissu cérébral en tranches ultrafines semblables à du prosciutto et en les observant au microscope. Les chercheurs comptaient généralement des centaines de cellules par tranche. Compter suffisamment de neurones pour estimer le nombre moyen de cellules pour une seule espèce prenait beaucoup de temps, et les résultats étaient souvent incertains. Chaque cellule nerveuse est ramifiée comme un chêne tortueux ; ses membres et ses brindilles s’entrecroisent avec ceux d’autres cellules, ce qui fait qu’il est difficile de savoir où une cellule se termine et où une autre commence.

C’est le problème que Herculano-Houzel a entrepris de résoudre. Au début de l’année 2003, elle a réalisé que la meilleure façon de compter les cellules nerveuses dans le tissu cérébral pourrait être d’éliminer complètement la complexité. Elle s’est dit que chaque cellule nerveuse, aussi ramifiée et déformée soit-elle, ne devait contenir qu’un seul noyau – la petite sphère qui contient l’ADN de la cellule. Tout ce qu’elle avait à faire était de trouver un moyen de dissoudre le tissu cérébral tout en gardant les noyaux intacts. Elle pourrait alors compter les noyaux pour déterminer le nombre de cellules ; ce serait aussi simple que de compter des pions sur un damier.

Après 18 mois, elle s’est mise d’accord sur une procédure qui consistait à durcir le tissu cérébral avec du formaldéhyde, puis à l’écraser doucement avec du détergent – en poussant de façon répétée un piston dans le tube de verre, en le tournant au fur et à mesure, jusqu’à obtenir une bouillie uniforme. Elle dilue le liquide, en dépose une goutte sur une lame de verre et l’observe au microscope. Une constellation de points bleus était éparpillée dans son champ de vision : les noyaux des cellules, éclairés par un colorant liant l’ADN. En colorant les noyaux avec un second colorant, qui se lie à des protéines nerveuses spécialisées, elle a pu compter combien d’entre eux provenaient de cellules nerveuses – les cellules qui traitent réellement l’information dans le cerveau – plutôt que d’autres types de cellules présentes dans le tissu cérébral.

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La neuroscientifique Suzana Herculano-Houzel brandit un tube qui contient une suspension liquide de tous les noyaux cellulaires qui composaient autrefois un cerveau de souris. James Duncan Davidson/Flickr

Herculano-Houzel a compté quelques centaines de cellules nerveuses en l’espace de 15 minutes ; en multipliant ce nombre par le volume total du liquide, elle a pu calculer une information totalement nouvelle : Un cerveau entier de rat contient environ 200 millions de cellules nerveuses.

Elle a examiné les cerveaux de cinq autres rongeurs, de la souris de 40 grammes au capybara de 48 kilogrammes (le plus grand rongeur du monde, originaire du Brésil, pays d’origine de Herculano-Houzel). Ses résultats ont révélé qu’à mesure que les cerveaux deviennent plus gros et plus lourds d’une espèce de rongeur à l’autre, le nombre de neurones augmente plus lentement que la masse du cerveau lui-même : Le cerveau d’un capybara est 190 fois plus gros que celui d’une souris, mais il ne compte que 22 fois plus de neurones.

Puis en 2006, Herculano-Houzel a mis la main sur les cerveaux de six espèces de primates lors d’une visite chez Jon Kaas, un spécialiste du cerveau à l’université Vanderbilt de Nashville, dans le Tennessee. Et c’est là que les choses sont devenues encore plus intéressantes.

Ce que Herculano-Houzel a découvert chez ces primates était totalement différent des rongeurs. « Les cerveaux des primates avaient beaucoup plus de neurones que ce à quoi nous nous attendions », dit-elle. « C’était là, sous nos yeux. »

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Herculano-Houzel a vu une tendance mathématique claire parmi ces six espèces qui sont vivantes aujourd’hui : Lorsque le cerveau des primates se développe d’une espèce à l’autre, le nombre de neurones augmente assez rapidement pour suivre la croissance de la taille du cerveau. Cela signifie que les neurones n’augmentent pas de volume et ne prennent pas plus de place, comme c’est le cas chez les rongeurs. Au contraire, ils restent compacts. Un singe hibou, dont le cerveau est deux fois plus grand que celui d’un ouistiti, possède en fait deux fois plus de neurones, alors que le doublement de la taille du cerveau d’un rongeur ne produit souvent que 20 à 30 % de neurones supplémentaires. Et un singe macaque, avec un cerveau 11 fois plus grand qu’un ouistiti, possède 10 fois plus de cellules nerveuses.

L’hypothèse que tout le monde faisait, à savoir que les cerveaux des différentes espèces de mammifères s’échelonnaient de la même façon, « était très manifestement fausse », dit Herculano-Houzel. Les cerveaux des primates étaient très différents de ceux des rongeurs.

Herculano-Houzel a publié ces premiers résultats sur les primates non humains avec Kaas et deux autres coauteurs en 2007. En 2009, elle a confirmé que cette tendance se vérifie chez les primates à petit cerveau jusqu’à l’homme : Avec ses quelque 1 500 grammes, le cerveau humain pèse 190 fois plus qu’un cerveau de ouistiti et contient 134 fois plus de cellules nerveuses, soit environ 86 milliards au total. Ses études ultérieures, publiées entre 2009 et 2017, suggèrent que d’autres grands groupes de mammifères, tels que les insectivores et les artiodactyles à sabots fendus (comme les porcs, les antilopes et les girafes), suivent le même modèle d’échelle que les rongeurs, le nombre de neurones augmentant beaucoup plus lentement que la masse du cerveau. « Il y a une énorme différence entre les primates et les non-primates », explique Herculano-Houzel, qui a rejoint l’université Vanderbilt en 2016.

Ses résultats n’ont pas révélé le processus exact d’évolution qui a conduit au cerveau humain moderne. Après tout, elle ne pouvait compter que les cellules cérébrales des espèces qui existent actuellement – et parce qu’elles sont vivantes aujourd’hui, elles ne sont pas des ancêtres de l’homme. Mais en étudiant une grande diversité de cerveaux, des plus petits aux plus grands, Herculano-Houzel a appris les principes de conception des cerveaux. Elle a fini par comprendre que les cerveaux des primates et des rongeurs étaient confrontés à des contraintes très différentes dans la façon dont ils pouvaient évoluer.

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Les personnes de la communauté anthropologique ont réagi positivement à son travail – bien qu’avec une touche de prudence. Robert Barton, un anthropologue qui étudie l’évolution et le comportement du cerveau à l’université de Durham, au Royaume-Uni, est convaincu que les neurones sont plus denses dans le cerveau des primates que dans celui des autres mammifères. Mais il n’est pas encore convaincu que la ligne de tendance mathématique – le rythme auquel les cerveaux ajoutent de nouveaux neurones à mesure qu’ils grossissent d’une espèce à l’autre – soit plus importante chez les primates que chez les autres mammifères. « J’aimerais voir plus de données avant d’y croire complètement », dit-il. Il souligne que Herculano-Houzel a jusqu’à présent étudié les cerveaux d’une douzaine, sur plusieurs centaines d’espèces de primates connues.

As brain size expanded over the course of primate evolution, the number of neurons in the primate brain increased quickly, leading to big improvements in cognition. In rodents, however, the expansion of brain size led to only small increases in the number of neurons, with little or no improvement in cognitive ability.
A mesure que la taille du cerveau s’est étendue au cours de l’évolution des primates, le nombre de neurones dans le cerveau des primates a augmenté rapidement, ce qui a entraîné de grandes améliorations de la cognition. Chez les rongeurs, cependant, l’expansion de la taille du cerveau n’a conduit qu’à de petites augmentations du nombre de neurones, avec peu ou pas d’amélioration des capacités cognitives. Catherine Gilman/SAPIENS

Mais les résultats de Herculano-Houzel ont déjà porté un sérieux coup aux idées reçues. Les scientifiques qui ont calculé les QE étaient partis du principe qu’ils effectuaient des comparaisons entre des pommes et des pommes – que la relation entre la taille du cerveau et le nombre de neurones était uniforme chez tous les mammifères. Herculano-Houzel a montré que ce n’était pas le cas.

« C’est une intuition brillante », dit MacLean, qui a lui-même passé des années à étudier les capacités intellectuelles des animaux. « Cela a fait énormément avancer le domaine. »

Les propres travaux de MacLean ont également mis à mal l’universalité du QE. Son étude, publiée avec un large consortium de coauteurs en 2014, a comparé les cerveaux et les capacités cognitives de 36 espèces animales – dont 23 primates et un saupoudrage d’autres mammifères, et sept oiseaux. MacLean les a évalués sur leur capacité à contrôler leurs impulsions (mesurée, par exemple, par la capacité d’un animal à contourner calmement une barrière transparente pour obtenir un peu de nourriture, plutôt que de se fracasser contre elle dans une saisie impulsive). Le contrôle des impulsions est une composante importante de l’intelligence qui, contrairement aux compétences algébriques, peut être mesurée chez diverses espèces.

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MacLean a constaté que le QE ne permettait pas de prédire cette qualité. Les chimpanzés et les gorilles ont des QE médiocres de 1,5 à 2,5, mais, dit MacLean, « ils s’en sortaient super bien . Ils étaient au top ». Les singes écureuils, quant à eux, ont obtenu des résultats bien pires que les chimpanzés et les gorilles en matière de maîtrise de soi, même si cette espèce arbore un QE de 2,3.

Malgré un échantillon relativement restreint d’animaux et beaucoup de dispersion dans les données, MacLean a constaté que le meilleur prédicteur de la maîtrise de soi était le volume cérébral absolu, non corrigé de la taille du corps : Le QE des chimpanzés et des gorilles n’est peut-être pas meilleur que celui des singes écureuils, mais leur cerveau, en termes absolus, est 15 à 20 fois plus gros. (Leurs QE peuvent être faussés parce qu’ils ont un corps exceptionnellement grand, et non un petit cerveau). Pour les primates, un plus gros cerveau était un meilleur cerveau, quelle que soit la taille de l’animal. (C’était également le cas pour les oiseaux.)

En 2017, Herculano-Houzel a publié une étude dans laquelle elle a examiné les mêmes mesures du contrôle des impulsions que MacLean avait utilisées, mais elle les a comparées à une nouvelle variable : le nombre de neurones que chaque espèce possède dans son cortex cérébral – la couche supérieure du tissu cérébral, souvent pliée, qui réalise des fonctions cognitives avancées, comme la reconnaissance des objets. Herculano-Houzel a constaté que le nombre de neurones corticaux permettait de prédire la maîtrise de soi à peu près aussi bien que la taille absolue du cerveau dans l’étude de MacLean – et il a également éliminé un problème majeur dans ses résultats : Les oiseaux ont peut-être des cerveaux minuscules, mais Herculano-Houzel a découvert que ces cerveaux sont très denses. Le geai d’Europe a un cerveau plus petit qu’une noix, mais il possède près de 530 millions de neurones dans son pallium (la structure cérébrale des oiseaux qui est à peu près équivalente au cortex des mammifères). Ses chiffres ont permis d’expliquer de manière convaincante pourquoi ces oiseaux ont obtenu de meilleurs résultats en matière de contrôle des impulsions que certains primates au cerveau cinq fois plus gros.

« Le facteur le plus simple et le plus important qui devrait limiter la capacité cognitive », conclut Herculano-Houzel, « est le nombre de neurones qu’un animal possède dans le cortex. »

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Si le secret de l’intelligence est simplement d’avoir plus de neurones, alors on peut se demander pourquoi les rongeurs et autres mammifères n’ont pas simplement évolué vers des cerveaux plus gros pour s’adapter à leurs plus gros neurones. La raison est que le gonflement de la taille des neurones présente un problème stupéfiant. Elle finit par devenir insoutenable. Prenons l’exemple d’un hypothétique rongeur possédant le même nombre de neurones qu’un être humain, soit environ 86 milliards. Cette bête devrait traîner un cerveau pesant 35 kilogrammes. C’est près de 25 fois plus gros qu’un cerveau humain, soit le poids d’un litre d’eau. « C’est biologiquement invraisemblable », dit MacLean. Ce serait « insensé – vous ne pourriez pas marcher ».

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La matière blanche du cerveau contient des axones recouverts de graisse qui établissent des connexions à longue distance entre les neurones de la matière grise. Frontiers in Psychiatry

Ce problème du gonflement des neurones était probablement l’un des principaux facteurs qui limitaient l’expansion du cerveau chez la plupart des espèces. La question brûlante est de savoir comment les primates ont réussi à éviter ce problème.

La malédiction habituelle d’une taille de neurones toujours plus grande peut provenir du fait fondamental que les cerveaux fonctionnent comme des réseaux dans lesquels les neurones individuels envoient des signaux les uns aux autres. À mesure que le cerveau grossit, chaque cellule nerveuse doit rester connectée à un nombre croissant d’autres neurones. Et dans les cerveaux plus gros, ces autres neurones sont situés de plus en plus loin.

« Ce sont des problèmes qui doivent être résolus quand on agrandit les cerveaux », dit Kaas, qui collabore souvent avec Herculano-Houzel. Il a émis l’hypothèse que les rongeurs et la plupart des autres mammifères ont résolu ces problèmes d’une manière simple : en faisant pousser des fils de communication, appelés axones, plus longs, ce qui fait que chaque neurone prend plus de place.

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En 2013, Herculano-Houzel a trouvé des preuves de cette théorie en examinant la matière blanche dans le cerveau de cinq espèces de rongeurs et de neuf espèces de primates. La matière blanche contient une grande partie du câblage du cerveau – les axones recouverts de graisse que les neurones corticaux utilisent pour établir des connexions à longue distance. Ses travaux ont montré que le volume de la matière blanche croît beaucoup plus rapidement chez les espèces de rongeurs au cerveau plus volumineux que chez les primates. Un gros rongeur appelé agouti possède huit fois plus de cellules nerveuses corticales qu’une souris, tandis que sa matière blanche occupe un volume 77 fois plus important. Mais un singe capucin, avec huit fois plus de neurones corticaux qu’un petit primate appelé galago, n’a que 11 fois plus de matière blanche.

Donc, à mesure que le cerveau des rongeurs grossit, de plus en plus de volume cérébral doit être consacré aux fils qui transmettent simplement les informations. Ces fils ne deviennent pas seulement plus longs, ils deviennent aussi plus épais – ce qui permet aux signaux de voyager à une vitesse plus élevée, pour compenser les plus grandes distances qu’ils doivent couvrir. En conséquence, il y a de moins en moins d’espace disponible pour les cellules nerveuses qui font le travail important de traiter réellement l’information.

La chute des rongeurs, en d’autres termes, est que leur cerveau ne s’adapte pas bien aux problèmes de la taille. Ils ne compensent pas efficacement les goulots d’étranglement de communication qui apparaissent lorsque les cerveaux augmentent en taille. Cette contrainte a sévèrement limité leur capacité d’intelligence.

Les primates, en revanche, s’adaptent à ces défis. Au fur et à mesure que les cerveaux des primates deviennent plus grands d’une espèce à l’autre, leurs plans changent progressivement, ce qui leur permet de contourner le problème de la communication à longue distance.

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Kaas pense que les primates ont réussi à garder la même taille pour la plupart de leurs neurones en transférant la charge de la communication à longue distance sur un petit sous-ensemble de cellules nerveuses. Il s’appuie sur des études microscopiques montrant que peut-être 1 % des neurones s’étendent chez les primates à gros cerveau : Il s’agit des neurones qui recueillent des informations auprès d’un grand nombre de cellules voisines et les envoient à d’autres neurones éloignés. Certains des axones qui assurent ces connexions longue distance s’épaississent également, ce qui permet à des informations sensibles au temps, comme l’image visuelle d’un prédateur ou d’une proie se déplaçant rapidement, d’atteindre leur destination sans délai. En revanche, les informations moins urgentes, c’est-à-dire la plupart des informations, sont envoyées par des axones plus lents et plus fins. Ainsi, chez les primates, l’épaisseur moyenne des axones n’augmente pas, et il faut moins de matière blanche.

Ce schéma consistant à garder la plupart des connexions locales, et à n’avoir que quelques cellules qui transmettent des informations à longue distance, a eu d’énormes conséquences sur l’évolution des primates. Il n’a pas seulement permis au cerveau des primates d’accueillir davantage de neurones. M. Kaas pense qu’elle a eu un effet plus profond : elle a en fait modifié la façon dont le cerveau fait son travail. Comme la plupart des cellules ne communiquaient qu’avec des partenaires proches, ces groupes de neurones se sont cloîtrés dans des quartiers locaux. Les neurones de chaque quartier travaillaient à une tâche spécifique, et seul le résultat final de ce travail était transmis à d’autres zones éloignées. En d’autres termes, le cerveau des primates est devenu plus compartimenté. Et au fur et à mesure que ces zones locales augmentaient en nombre, ce changement organisationnel a permis aux primates d’évoluer de plus en plus de capacités cognitives.

Tous les cerveaux de mammifères sont divisés en compartiments, appelés « aires corticales », qui contiennent chacun quelques millions de neurones. Et chaque aire corticale gère une tâche spécialisée : Le système visuel, par exemple, comprend différentes zones pour repérer les bords simples des formes et pour reconnaître les objets. Selon M. Kaas, le cerveau des rongeurs ne semble pas devenir plus compartimenté à mesure qu’il grossit. Tous les rongeurs, de la petite souris au capybara de la taille d’un doberman, possèdent à peu près le même nombre de zones corticales, soit environ 40. Mais le cerveau des primates est différent. Les petits primates, comme les galagos, ont environ 100 zones ; les ouistitis en ont environ 170, les macaques environ 270 et les humains environ 360.

Chez les primates, certaines de ces nouvelles zones ont assumé de nouvelles tâches sociales, comme la reconnaissance des visages et des émotions des autres, et l’apprentissage du langage écrit ou parlé – les compétences mêmes qui ont contribué à l’évolution de la culture hominine et, sans doute, de l’intelligence humaine. « Les primates dotés d’un gros cerveau ont un traitement vraiment supérieur », déclare Kaas. « Mais les rongeurs dotés d’un gros cerveau traitent peut-être les choses presque de la même manière que les rongeurs dotés d’un petit cerveau. Ils n’ont pas beaucoup gagné. »

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Les anthropologues ont passé des décennies à étudier les changements importants dans la structure du cerveau qui se sont produits après l’apparition de H. erectus (il y a 1,9 million d’années) ou la scission entre les hominines et les grands singes (il y a 8 millions d’années). Mais Herculano-Houzel a maintenant ajouté une nouvelle pièce à ce tableau en identifiant un autre moment clé dans l’évolution de l’intelligence humaine. En un sens, elle a déterré une nouvelle histoire d’origine pour l’humanité – une histoire qui n’est pas moins importante que les autres que nous connaissions déjà.

Cette histoire s’est déroulée il y a un peu plus de 60 millions d’années, peu de temps après que les premiers primates se soient séparés, en succession rapide, de trois autres grands groupes de mammifères qui comprennent les rongeurs modernes, les musaraignes arboricoles et les colugos (alias « lémuriens volants »).

Ces premiers primates étaient plus petits que des rats. Ils rampaient discrètement le long des branches d’arbres la nuit, agrippant des brindilles avec leurs doigts et orteils préhensiles pour chasser les insectes. Ils ne ressemblaient à rien du tout, dit Herculano-Houzel.

Mais une subtile modification s’était déjà produite au plus profond de leurs petits cerveaux – un changement dans les gènes qui guident la façon dont les neurones se connectent les uns aux autres pendant le développement fœtal. Ce changement a probablement fait peu de différence au début. Mais à long terme, il allait profondément séparer les primates des rongeurs et des autres groupes avec lesquels ils s’étaient séparés. Ce changement minuscule a permis aux cellules nerveuses de rester petites, même si les cerveaux sont devenus de plus en plus gros. Il a permis d’infléchir l’arc de l’évolution pour des dizaines de millions d’années à venir. Sans cela, les humains n’auraient jamais marché sur la terre.

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Douglas Fox est un journaliste indépendant qui écrit sur la terre, l’Antarctique et les sciences polaires – avec une incursion occasionnelle dans les neurosciences. Ses articles sont parus dans Scientific American, National Geographic et d’autres publications. Fox est l’un des auteurs de The Science Writers’ Handbook : Everything You Need to Know to Pitch, Publish, and Prosper in the Digital Age.

Une version de cet article a été publiée à l’origine sur le site Web de Sapiens sous le titre « How Human Smarts Evolved » et a été republiée ici avec autorisation.