Lien entre la vie sociale et la structure cérébrale découvert chez les macaques rhésus

Deux macaques rhésus subadultes sur Cayo Santiago à proximité. Ils partagent un fort lien d’amitié. Crédit : Dr Lauren JN Brent

Des chercheurs de Penn, de l’Inserm et d’ailleurs ont observé que le nombre de partenaires de toilettage d’un animal individuel avait prédit la taille des zones cérébrales associées à la prise de décision sociale et à l’empathie.

Quel est le lien entre la vie sociale et la structure cérébrale ? Des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie, de l’Institut de recherche sur les cellules souches et le cerveau de l’Inserm et d’ailleurs ont fait un pas de plus vers la compréhension de ce lien pour les macaques rhésus.

Dans un ouvrage publié dans Avancées scientifiques aujourd’hui (13 avril 2022), l’équipe a découvert que pour ces primates non humains, le nombre de connexions sociales prédisait la taille des nœuds clés dans les parties du cerveau responsables de la prise de décision sociale et de l’empathie. Plus précisément, les chercheurs ont déterminé que, pour les macaques ayant plus de partenaires de toilettage, le sillon temporal moyen-supérieur (STS) et l’insula ventrale-dysgranulaire s’agrandissaient. Ils n’ont trouvé aucun lien entre la structure du cerveau et d’autres variables comme le statut social.

“Pour la première fois, nous sommes en mesure de relier la complexité de la vie sociale d’un groupe de primates vivants à la structure cérébrale”, explique Camille Testard, doctorante en quatrième année au Platt Labs de Penn et auteur principal de l’article. .

Des recherches antérieures sur les réseaux sociaux humains ont fait allusion à cette relation, explique Michael Platt, professeur à l’Université James S. Riepe Penn Integrates Knowledge. “La littérature, par exemple, lie la variation de la taille de l’amygdale au nombre d’amis Facebook que vous avez. Mais il est difficile d’obtenir des données granulaires sur les interactions sociales humaines car nous ne pouvons pas suivre les gens toute la journée », dit-il.

Avec les macaques rhésus vivant à Cayo Santiago, une île au large de Porto Rico, c’est une autre histoire. Platt et ses collègues ont étudié ce groupe de primates non humains en liberté pendant plus d’une décennie. Une partie de cette recherche s’est concentrée sur les partenaires de toilettage, qui représentent des relations directes et importantes pour les macaques, ainsi que sur les réseaux sociaux plus larges des animaux, représentant les individus avec lesquels ils interagissent indirectement.

Après que l’ouragan Maria a frappé l’île, par exemple, les chercheurs ont examiné si les macaques avaient développé ou rétréci leurs réseaux sociaux face à des ressources plus limitées. Testard, qui a rejoint le laboratoire en 2018, a dirigé l’analyse de cette étude, qui a révélé que les animaux sont devenus plus sociaux et s’acceptent mieux les uns les autres, formant de nouvelles relations en plus de celles qu’ils avaient déjà.

S’appuyant sur cela et sur les travaux antérieurs du collaborateur Jérôme Sallet de l’Inserm, Testard a également conçu l’étude actuelle. Ici, l’équipe a enregistré les interactions détaillées d’un groupe social de 68 macaques rhésus adultes à Cayo Santiago, puis a examiné cinq facteurs : le statut social, le nombre de partenaires de toilettage, la distance physique avec les autres singes, la connexion avec les singes populaires du réseau et ce les chercheurs ont appelé « intermédiarité », ou la capacité d’agir comme un pont entre des parties déconnectées du réseau social. Ils ont également collecté des scintigraphies cérébrales pour chaque individu du groupe social, y compris 35 macaques juvéniles et infantiles.

En analysant les données sur les adultes, Testard et ses collègues ont découvert que plus les individus avaient de partenaires de toilettage, plus leur insula médiane STS et ventrale-dysgranulaire était grande. “C’était très intéressant de trouver ces régions, car leur importance est connue pour la cognition sociale chez l’homme”, explique Sallet. “Nous avons également identifié la région STS médiane dans une autre étude montrant que l’activité dans cette région est modulée par la prévisibilité des comportements des autres.”

Une découverte inattendue centrée sur les nourrissons. Selon Testard et ses collègues, les travaux ont montré que les jeunes macaques ne sont pas nés avec ces différences de structure cérébrale, mais plutôt que les différences sont apparues avec le développement.

«Il y a quelque chose dans les compétences nécessaires pour nouer et entretenir de nombreuses amitiés que vous obtenez des parents. On pourrait penser qu’il serait écrit dans votre cerveau à votre naissance, mais il semble plus probable qu’il émerge des schémas et des interactions que vous avez », explique Platt. “Cela signifie peut-être que si votre mère est sociable et que vous avez la capacité de l’être, votre cerveau peut mûrir d’une manière qui ressemble aux découvertes que nous avons découvertes. C’est intrigant.

Ce résultat négatif est révélateur, dit Sallet. “Si nous avions vu la même corrélation, cela pourrait signifier que si vous êtes né d’une mère très populaire, vous avez en quelque sorte un cerveau qui vous prédispose à devenir plus populaire plus tard dans la vie. Au lieu de cela, ce que je pense que cela suggère, c’est que la modulation que nous observons est fortement influencée par nos environnements sociaux, peut-être plus que par notre prédisposition innée.

Bien que toutes ces découvertes concernent spécifiquement les macaques rhésus en liberté, elles ont des implications possibles pour le comportement humain, en particulier pour comprendre les troubles neurodéveloppementaux comme l’autisme, selon Platt.

De telles connexions, cependant, sont encore lointaines. Pour l’instant, l’équipe poursuit des recherches supplémentaires sur la population de macaques de Cayo Santiago, en examinant des facettes comme si une catastrophe naturelle telle que l’ouragan Maria affecte la structure cérébrale des animaux et comment les liens sociaux influencent la survie à long terme. Ils continueront également à approfondir leurs découvertes les plus récentes.

“Ce n’est pas un phénomène de laboratoire. C’est la vraie vie, le monde réel », dit Platt. « Ce travail fournit une base de référence pour comprendre comment ces animaux naviguent. C’est vraiment excitant et gratifiant que ce travail effectué sur le terrain soit en synergie avec le travail que nous faisons en laboratoire depuis longtemps.

Référence : “Les connexions sociales prédisent la structure du cerveau dans une société multidimensionnelle de primates en liberté” 13 avril 2022, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126/sciadv.abl5794

Le financement de cette recherche provient des National Institutes of Health (subventions R01MH118203, U01MH121260, R01MH096875, R01AG060931 et R00AG051764), de la National Science Foundation (Grant 1800558), de la Royal Society (Grant RGS/R1/191182), du National Center for Research Resources and the Office of Research Infrastructure Programs (Grant P40OD012217-25), the Blavatnik Family foundation, un IDEXLYON « IMPULSION 2020 » grant (IDEX/IMP/2020/14) et le Wellcome Center for Integrative Neuroimaging (subventions 203139/Z /16/Z et WT101092MA).

Michael Platt est le professeur James S. Riepe Penn Integrates Knowledge University avec des nominations à la Perelman School of Medicine, à la School of Arts & Sciences et à la Wharton School de l’Université de Pennsylvanie.

Jérôme Sallet est membre de l’équipe Neurobiologie des fonctions exécutives de l’Institut de recherche sur les cellules souches et le cerveau de l’Inserm et enseignant-chercheur à l’Institut

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