L’absence de cerveau n’empêche pas à ces créatures d’apprendre

On pense souvent que l’apprentissage et la mémoire sont liés à la présence d’un cerveau. Cependant, des recherches récentes montrent que certains animaux dépourvus de cerveau peuvent tirer des leçons de leurs expériences et adapter leur comportement. Même chez les espèces les plus simples, il existe des formes d’apprentissage non associatif, telles que l’habituation ou la sensibilisation, qui se produisent lors d’une exposition répétée aux mêmes stimuli.

Un exemple d’apprentissage complexe chez les cnidaires

Les cnidaires sont un groupe d’animaux marins comprenant les anémones de mer et les méduses. Ils n’ont pas de cerveau, mais un système nerveux décentralisé. On pourrait donc penser qu’ils ne peuvent apprendre que de manière non associative. Cependant, une nouvelle étude montre que les anémones étoilées (Nematostella vectensis) sont capables d’un apprentissage associatif plus complexe.

L’apprentissage associatif consiste à établir un lien entre deux événements qui se produisent ensemble. Par exemple, si un animal reçoit une récompense ou une punition en même temps qu’un stimulus neutre, il associera le stimulus à la conséquence et modifiera son comportement en conséquence. C’est ce que l’on appelle le conditionnement classique.

Simon Sprecher, neurobiologiste à l’université de Fribourg et auteur principal de l’étude publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, explique que l’anémone de mer a démontré cette capacité en se souvenant de la relation entre la lumière et les impulsions électriques. « C’est la preuve que même des animaux dépourvus de cerveau peuvent utiliser leur système nerveux pour adopter un comportement sophistiqué », explique-t-il.

Le protocole expérimental utilisé par les chercheurs

Pour tester la capacité d’apprentissage associatif des anémones étoilées, Sprecher et ses collaborateurs des universités de Fribourg (Suisse) et de Barcelone (Espagne) ont utilisé un protocole de conditionnement classique impliquant de la lumière et un choc électrique. Ce protocole avait été utilisé sur d’autres espèces d’anémones de mer il y a plus de 40 ans, mais avec des résultats peu concluants.

Les chercheurs ont divisé au hasard des groupes de 10 ou 18 anémones en deux conditions : appariées ou non appariées. Dans la condition appariée, les animaux recevaient un choc électrique accompagné d’une lumière. Dans la condition non appariée, ils recevaient le choc et la lumière à des moments différents. Les animaux ont été entraînés à rétracter leurs tentacules en réponse au choc électrique.

Les chercheurs ont ensuite mesuré la réaction des animaux à la lumière seule. Ils ont constaté que les animaux entraînés au choc et à la lumière simultanés changeaient de comportement et réagissaient à la lumière seule comme si elle annonçait le choc. Cette réaction était plus fréquente et plus forte que chez les animaux entraînés au choc et à la lumière séparément.

Les scientifiques concluent que les anémones de mer sont capables d’apprentissage associatif, impliquant la mémoire et la modification des synapses dans leur système nerveux. Ils suggèrent que cette capacité est un exemple de « cognition incarnée » et appellent à poursuivre les recherches sur la nature de la mémoire chez les animaux dépourvus de cerveau.

Par Eric Rafidiarimanana, le 26 avril 2023