Trop humain

Nous payons peut-être l’extrême élaboration de nos cerveaux par une plus grande disposition aux troubles mentaux.

Selon le professeur Rony Paz de l’Institut Weizmann des sciences, notre cerveau s’apparente à un lave-linge moderne qui a évolué pour offrir une programmation très sophistiquée mais est plus vulnérable aux pannes et plus susceptible de souffrir de disfonctionnements coûteux. Avec un groupe de chercheurs, il a récemment mené des expériences comparant l’efficacité du code neuronal chez des primates non-humains et humains, et a découvert que plus le code neural est efficace, plus la robustesse empêchant les erreurs est réduite. Leurs résultats, récemment parus dans Cell, pourraient aider à expliquer pourquoi des troubles tels que le TDAH, l’anxiété, la dépression, le syndrome de stress post-traumatique et même l’autisme sont si fréquents chez l’homme.

Paz, du département de neurobiologie de l’Institut, explique que des différences anatomiques entre l’homme et les autres primates sont connues – notamment notre important cortex préfrontal avec son grand nombre de neurones. Mais les différences dans le code neuronal – le « logiciel », par opposition au « matériel » (la structure physique) – n’ont pas été explorées jusqu’ici.

Raviv Pryluk, un chercheur du groupe de Paz, a mis au point un moyen de tester et comparer l’efficacité du code neuronal dans plusieurs régions du cerveau. « Nous avons défini l’efficacité d’une communication comme l’utilisation de la plus faible énergie possible pour transmettre le maximum d’informations, c’est-à-dire pour transmettre un message compliqué avec le moins de ‘mots’ possible », explique Pryluk.

Les chercheurs ont enregistré l’activité électrique monocellulaire de neurones chez l’homme et chez le singe macaque dans deux zones : le cortex préfrontal, siège des fonctions les plus nobles comme la prise de décision et la pensée rationnelle, et l’amygdale, une région plus ancienne du point de vue de l’évolution, responsable des fonctions de survie de base du type « combattre ou fuir » ainsi que des émotions. Paz et son groupe ont travaillé en collaboration avec le professeur Itzhak Fried du Sourasky Medical Center à Tel Aviv et de la UCLA Medical School à Los Angeles. Des patients atteints d’épilepsie ne répondant pas aux traitements médicamenteux viennent chez Fried pour se faire implanter des électrodes à des fins de diagnostic ; cela offre une occasion rare d’enregistrer l’activité électrique monocellulaire de neurones dans le cerveau humain. Les Drs Hagar Gelbard-Sagiv de l’Université de Tel Aviv et Yoav Kfir, alors étudiant chercheur dans le groupe de Paz, ont également participé à cette recherche.

Les résultats de cette recherche étayent la théorie « lave-linge » de l’évolution du cerveau : le code neural dans le cortex préfrontal « plus évolué » est plus efficace que dans l’amygdale, tant chez l’homme que chez le singe. Et le code neuronal des deux zones du cerveau humain était plus efficace que chez le singe. Mais plus l’efficacité d’un code neuronal est élevée, moins il est résistant aux erreurs. Paz compare l’amygdale au tambour de la machine à laver : « Ce n’est pas très sophistiqué, mais c’est moins susceptible de mal fonctionner – chose importante pour la survie de l’animal », explique-t-il, ajoutant : « La moindre résistance aux erreurs de l’amygdale humaine joue peut-être un rôle dans les réactions de survie exagérées dans des contextes inappropriés, tels que celles observées dans le SSPT et dans d’autres troubles anxieux. »

Pryluk : « L’évolution effectue des compromis. Il est possible qu’il y ait un jeu à somme nulle entre efficacité et robustesse et que nos cerveaux complexes et multidimensionnels aient gagné l’une au prix de l’autre. » Fried : « La comparaison d’enregistrements monocellulaires de cerveaux humains et de singes est un grand pas en avant pour comprendre ce qui rend le cerveau humain si unique. »  Paz ajoute : « Pourquoi les humains ont-ils, d’une part, des capacités d’apprentissage et d’adaptation cognitives supérieures, et, de l’autre, cette tendance à l’anxiété, à la dépression et à d’autres maladies mentales ? Nous avons montré qu’il pourrait s’agir des deux faces d’une même pièce ».

La recherche du Pr. Rony Paz bénéficie du soutien de l’Adelis Foundation, du Irving et Dorothy Rom Family Discovery Endowment Fund, du Irving B. Harris Fund for New Directions in Brain Research, de la Bernard and Norton Wolf Family Foundation, de la famille Leff, de l’Oster Family Foundation, de M. et Mme Gary Clayman, de Rosanne Cohen, de la succession de Toby Bieber, ainsi que du Conseil européen de la recherche.