Les scientifiques ont peut-être trouvé les racines évolutives de la vision humaine

De nouvelles recherches suggèrent que la conception du système de traitement visuel du lémurien gris souris de Madagascar détient des secrets sur les origines de la vision pour les humains et les primates du monde entier.

Sautant dans la jungle, le lémurien gris souris pourrait facilement être confondu avec une vraie souris – mais seulement si les souris avaient des queues touffues comme celles des singes et étaient habituées à sauter et à bondir. L’apparence de ce lémurien mi-primate / mi-rongeur peut s’expliquer par le fait que ses racines évolutives datent probablement d’il y a environ 55 millions d’années, lorsque les primates et les rongeurs ont pris des chemins d’évolution divergents pour la première fois. Aujourd’hui, il partage encore de nombreux traits physiques avec les fossiles des premiers primates de la Terre.

Le « gris » n’est qu’une des nombreuses espèces de lémuriens. Bien qu’elles soient génétiquement uniques et qu’elles aient parfois des cris d’accouplement distincts, les diverses espèces de lémuriens se ressemblent tellement qu’elles sont considérées comme « cryptiques » ; il est difficile de les distinguer. En général, les lémuriens souris pèsent environ deux onces, peut-être un peu plus. Il s’agit du plus petit genre de primate connu.

Des recherches récentes comparant le système de traitement visuel du lémurien gris souris à celui de primates beaucoup plus grands et plus récemment évolués, y compris les humains, suggèrent que, une fois que le cortex visuel des tout premiers primates s’est installé dans une conception hautement fonctionnelle, il n’a pas beaucoup évolué. Dans le numéro de février 2021 de Current Biology, des scientifiques de l’Université de Genève, de l’Institut Max Planck de Göttingen et du Musée national d’histoire naturelle de Paris proposent que, pour les primates modernes de toute taille, les unités fondamentales du cortex visuel peuvent être presque identiques en termes de fonction, de conception et de taille à celles du lémurien gris souris.

Dans leur article de Current Biology, les chercheurs décrivent l’utilisation de méthodes d’imagerie optique pour observer le cortex visuel primaire du lémurien gris souris. Ils y ont vu la vue en action. En montrant aux lémuriens des stimuli visuels constitués de réseaux mobiles orientés dans huit directions différentes, les chercheurs ont détecté dans leur cortex visuel l’émergence de modèles précis de signalisation neuronale. Ils ont également vu que les schémas d’activité neuronale étaient organisés dans les petites zones que les chercheurs de la Harvard Medical School et de l’université Johns Hopkins avaient décrites comme des « colonnes », à la fin des années 1950 et au début des années 1960. Ils ont vu que, réparties sur le cortex visuel du lémurien gris souris, les colonnes remplies de neurones formaient des « cartes d’orientation » fonctionnelles. Les cartes voisines ayant des sensibilités d’orientation différentes étaient disposées de manière circulaire, formant des formes de roue d’épingle.

Lors d’un entretien téléphonique, Daniel Huber, professeur associé au département des neurosciences fondamentales de l’Université de Genève, a comparé le système de traitement visuel du lémurien gris souris à celui d’une caméra. Une « roue d’épingle » contenant plusieurs colonnes voisines intègre des bits discrets d’informations visuelles », a-t-il expliqué. « C’est analogue au circuit électronique d’un appareil photo numérique, qui traite les informations des pixels rouges, verts et bleus voisins en une seule couleur ».

Dans leur article de Current Biology, Daniel Huber et ses collègues chercheurs comparent leurs découvertes sur les cortex visuels des lémuriens gris souris avec des données sur les grands primates. Ils démontrent que l’architecture est la même pour toutes les espèces de primates qu’ils ont étudiées. Comme l’explique Daniel Huber, cela suggère que « la façon dont le lémurien gris souris voit et interprète les informations visuelles de base est peut-être la même pour tous les primates, où qu’ils soient ».

Étonnamment, Daniel Huber et ses collègues ont également constaté que la taille des colonnes est la même d’une espèce de primate à l’autre. « Elles sont pratiquement identiques sur trois ordres de grandeur en termes de taille corporelle ».

Comment un primate de deux onces et un primate de 63 kilogrammes peuvent-ils avoir des colonnes de même taille ? Selon Daniel Huber, « il est possible que cette unité de base de la vision des primates ne puisse être simplifiée ou réduite ».

Pour cela, il faudrait que les colonnes d’un gorille à dos argenté soient si peu encombrantes qu’elles puissent s’insérer dans le cortex visuel primaire d’un lémurien dont le cerveau a la taille du bout d’un doigt humain. En effet, dans l’article de Current Biology, les chercheurs spéculent que l’organisation des neurones en colonnes et des colonnes en roues d’épingle minimise la longueur de « câblage » nécessaire dans le cortex visuel primaire, économisant ainsi du volume.

Alors que la taille de l’unité visuelle de base est à peu près la même d’une espèce à l’autre, selon Daniel Huber, « le cortex visuel primaire d’un plus grand primate contient simplement plus de ces unités ».

Daniel Huber a également noté que « le fait que les unités elles-mêmes ne soient pas simplifiées ou réduites chez les espèces plus petites indiquerait qu’elles sont le produit de l’évolution précoce des primates ». Les fossiles de ces premiers primates sont très petits.

Selon Daniel Huber, cinquante-cinq millions d’années de stabilité sont extraordinaires dans un système biologique complexe qui sert tant d’espèces différentes.

Le lémurien gris souris a été déclaré espèce menacée en 1975, bien que la liste rouge des espèces menacées de l’Union internationale pour la conservation de la nature le classe aujourd’hui parmi les espèces les moins préoccupantes. Pourtant, son habitat est en train de disparaître précipitamment et il est souvent capturé pour être vendu comme animal de compagnie. Étant donné à quel point les lémuriens gris souris d’aujourd’hui ressemblent aux fossiles des tout premiers primates, si l’espèce entière disparaît un jour, il en sera de même pour un trésor d’informations sur la vision humaine, et même sur les humains en général.

Article traduit de Forbes US – Auteure : Rebecca Coffey

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