Publié le 2024-02-29 14:30:00. Des chercheurs ont mis en évidence un lien direct entre la chimie interne du cerveau des abeilles et leur capacité d’apprentissage, ouvrant de nouvelles perspectives sur les mécanismes fondamentaux de la cognition et potentiellement sur les troubles neurologiques humains.
- L’équilibre entre les neurotransmetteurs octopamine et tyramine détermine la vitesse d’apprentissage des abeilles.
- Des modèles chimiques prédictifs de la capacité d’apprentissage sont détectables avant même le début de l’entraînement.
- Cette étude pourrait éclairer des pathologies humaines telles que le déficit d’attention, la dépression et les addictions.
Une équipe internationale de scientifiques a découvert que l’intelligence des abeilles est intimement liée à la composition chimique de leur cerveau. Les résultats de cette recherche, publiée dans la revue Science Advances (Science Advances), révèlent une corrélation directe entre l’activité chimique cérébrale et la capacité d’acquérir de nouvelles connaissances.
L’équipe multidisciplinaire de l’Institut de recherche biomédicale Fralin à Virginia Tech Carilion (VTC) a identifié des motifs spécifiques dans le cerveau des abeilles qui permettent d’anticiper la rapidité avec laquelle elles établissent des liens entre différents stimuli. En analysant l’activité chimique, les chercheurs ont pu déterminer si une abeille apprendra rapidement, lentement, ou pas du tout.
Selon les chercheurs, la clé réside dans un équilibre précis de substances chimiques. L’étude démontre que le rapport entre l’octopamine et la tyramine, deux neurotransmetteurs, dicte la vitesse d’apprentissage de l’insecte. Cet équilibre permet à l’abeille d’associer une odeur spécifique à une récompense sucrée, un processus que les scientifiques ont réussi à mesurer avec une grande précision.
Ce qui est particulièrement frappant, c’est que ces modèles chimiques se manifestent avant même le début de l’apprentissage. En d’autres termes, le cerveau de l’abeille semble prédisposé à apprendre à une certaine vitesse.
« La dynamique de ces produits chimiques donne le ton sur le déroulement du processus d’assimilation des données. Des facteurs comme l’état nutritionnel de l’abeille ou sa fonction au sein de la ruche modifient naturellement cet équilibre au fil du temps. »
Paul Sables, co-auteur de la recherche (SINC)
L’apprentissage est un processus continu, et ces résultats suggèrent que le cerveau d’une abeille pourrait être « réglé » pour différents types ou vitesses d’apprentissage en fonction de l’activité des systèmes neuromodulateurs, notamment l’octopamine et la tyramine, explique l’expert.
Cette découverte est d’autant plus significative que la chimie du cerveau qui régule ces processus est très ancienne sur le plan évolutif. Les substances impliquées chez les abeilles sont les mêmes que celles qui, chez l’humain, sont associées à des troubles tels que le déficit d’attention, la dépression ou les addictions. Comprendre ces réseaux neuronaux pourrait donc apporter de nouvelles connaissances sur le fonctionnement de cerveaux plus complexes.
L’utilisation de l’intelligence artificielle et de modèles informatiques a permis à l’équipe de Montague d’observer ces fluctuations chimiques en temps réel. La méthode d’apprentissage automatique a servi à suivre simultanément plusieurs produits chimiques.
En observant le lobe antenne, les chercheurs ont constaté que la force du signal de l’octopamine et de la tyramine prédit le succès du conditionnement bien avant que l’odeur ne soit associée à la nourriture.
« Non seulement c’était une prouesse d’ingénierie amusante et stimulante, mais il était remarquable de voir à quel point ces créatures étaient complexes et à quelle vitesse certaines d’entre elles apprenaient. »
Seth Batten, auteur de l’étude
Cette découverte a également des implications pour l’industrie agricole, étant donné que la production alimentaire dépend en grande partie du travail des abeilles. L’étude des neurotransmetteurs tels que la dopamine ou la sérotonine pourrait permettre d’améliorer la coordination des comportements des abeilles et, par conséquent, d’optimiser leur rôle dans la pollinisation.
Selon Paul Sables, « À mesure que votre corps et votre esprit changent d’état, l’équilibre de vos neuromodulateurs influencera la façon dont votre comportement change », soulignant ainsi la pertinence de ces systèmes chimiques que nous partageons avec les abeilles.