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| Notre héritage évolutif |
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Taille
du cerveau humain: quand évolution ne rime plus avec augmentation
Notre
cortex frontal se démarque même au niveau génétique
L’expansion
disproportionnée du cortex associatif humain
Un
site web remarquable sur l’évolution du genre humain
Révolutions
quant à l’origine d’Homo sapiens et de son arrivée
en Amérique du Nord
Le cortex préfrontal semble
être très riche en neurones
aux axones longs qui permettent de relier différentes
régions éloignées du cortex. Plus le cortex préfrontal
est important, plus il y a d’axones longs et plus l’émergence
de la conscience sera favorisée. L’imagerie cérébrale
montre aussi une grande activation du cortex préfrontal dans des tâches
de mémorisation et de raisonnement déductif. |
Plusieurs chercheurs comme l’anthropologue
Robin Dunbar affirment que la principale pression sélective qui a opéré
sur l’accroissement du néocortex chez les primates est la complexité
croissante des groupes sociaux dans cette lignée.
Pour Dunbar,
l’augmentation dramatique de la taille du cortex préfrontal, contrairement
aux différents cortex sensoriels par exemple, s’explique par les
propriétés de cette partie frontale du cerveau qui a beaucoup à
voir, justement, avec les compétences sociales.
Bien qu’une
éthique élaborée soit inaccessible à nos cousins simiesques,
de nombreux comportements moraux sont observés chez les primates selon
Dunbar. Ces conduites d’entraide
et de coopération exigent que l’on troque des coûts à
court terme pour des bénéfices à long terme. Cela laisse
cependant la porte ouverte aux profiteurs égoïstes. Et c’est
pour cette raison que la morale serait avantageuse d’un point de vue évolutif
: pour renforcer la cohésion du groupe et fournir un climat social harmonieux
qui profite au plus grand nombre.
Or les capacités cognitives
permettant d’établir un tel climat social en réfrénant
nos tendances égoïstes seraient précisément fonction
du cortex préfrontal. |
Pourquoi
on ne peut avoir qu’environ 150 vrais amis
Une étude d’imagerie
cérébrale a été faite sur des hommes ayant ayant un
trouble de personnalité antisociale se caractérisant par des
conduites irresponsables, de la tricherie, de l’impulsivité et le
peu d’émotions ou de remords. Ces hommes, qui avaient tous commis
des crimes violents, avaient aussi un volume neuronal de 11 à 14 % moins
élevé que les hommes normaux dans leur cortex préfrontal.
Le cortex préfrontal est reconnu comme jouant un rôle important
dans la sensibilité morale et la capacité de retenue d’un
individu. Ces résultats vont tout à fait dans le même sens
et incitent à réfléchir sur le concept de libre
arbitre à la base de toutes les lois. | |
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| UN CERVEAU OÙ LE NOUVEAU SE BÂTIT
SUR L'ANCIEN | |
Il y a une grande similarité
dans l’organisation cérébrale entre les différentes
espèces de vertébrés. Tous les vertébrés ont
par exemple un
prosencéphale, un mésencéphale et un rhombencéphale
à l’intérieur desquels on retrouve tous les grands systèmes
neuronaux qui ont évolué pour remplir des fonctions communes à
toutes les espèces.
Néanmoins, les différentes
espèces ont aussi des spécialisations cérébrales particulières
dues à des contraintes spécifiques de leur environnement. L'espèce
humaine a beau avoir un cerveau environ trois fois plus volumineux que celui auquel
on s'attendrait pour un primate de taille comparable, celui-ci n'est pas une réplique
à l'échelle du cerveau des autres primates. Notre lobe olfactif
ne fait par exemple que 30% de la taille prévue si les proportions de nos
différentes structures cérébrales étaient les mêmes
que chez les autres primates. Par conséquent, comme le cerveau humain est
beaucoup plus gros que ce à quoi on s'attendrait pour un primate de notre
taille, il faut donc qu'il y ait également des régions qui soient
significativement plus grandes. C’est ainsi
que lorsqu’on suit l’évolution du cerveau des poissons, des
amphibiens, des reptiles, des mammifères et finalement des humains, on
se rend compte que les
régions qui ont le plus augmenté de taille chez notre espèce
se situent au niveau du néocortex, et plus particulièrement
au niveau du cortex préfrontal. 
Cette région la plus rostrale du cortex, qui
est dédiée au contrôle moteur volontaire chez les autres espèces,
connaît un développement important chez les primates. On a d'ailleurs
longtemps cru que les capacités d'abstraction et de planification humaines
sans égal provenaient d'un développement accru de notre cortex préfrontal
par rapport à celui des autres primates. Mais
des études réalisées au début des années 2000
ont remis en question cette conception. En effet, les études antérieures
comparaient le cerveau humain à ceux d'autres primates, mais à l'exclusion
de la plupart des grands singes. En utilisant l'imagerie par résonance
magnétique, la taille relative des cortex frontaux de toutes les espèces
de grands singes incluant l'humain a cette fois-ci été mesurée.
Avec cette méthode et un éventail d'espèces plus large que
les études antérieures, la taille relative du cortex préfrontal
humain était presque la même que celle des grands singes (chimpanzé,
bonobo, gorille et orang-outang) qui sont nos plus proches cousins. Nos
facultés supérieures d'anticipation ou de planification viendraient
davantage, selon les auteurs de ces études, d'autres régions particulières
du cortex et d'une inter-connectivité plus riche entre le cortex préfrontal
et le reste du cerveau. D'ailleurs, la proportion légèrement plus
grande du cortex préfrontal par rapport au reste du cerveau que l'on observe
tout de même chez l'humain comparé à la majorité des
autres espèces de primates est attribuée principalement à
l'augmentation du volume de matière
blanche dans cette région du cerveau. Matière blanche qui correspond
à la
myéline entourant les axones, et donc ici à une plus grande
quantité de ces axones permettant la communication avec d'autres régions
du cerveau.
Le grand front droit
caractéristique des humains qui fait disparaître les arcades sourcilières
proéminentes présentes chez les autres hominidés est dû
à l’expansion du cortex chez notre espèce, et en particulier
du cortex préfrontal. 
1
Australopithecus robustus ; 2 Homo habilis ; 3 Homo erectus ; 4 Homo neanderthalensis
; 5 Homo sapiens sapiens. |
Cette
communication est essentielle au bon fonctionnement de notre mémoire
de travail à laquelle participe activement notre cortex préfrontal.
Cette mémoire de travail contribue à de nombreux processus cognitifs
bien développés chez l’humain comme la capacité de
retenir de l’information durant une tâche, d'en vérifier la
pertinence, et de garder en vue l’objectif à atteindre au cours de
cette tâche. La difficulté de planifier une action (donc à
mettre en relation le passé, le présent et le futur) que l’on
retrouve chez les patients ayant des lésions importantes aux lobes préfrontaux
(le « syndrome frontal ») confirme le rôle de premier plan que
joue cette région corticale dans l’anticipation et les choix de toutes
sortes.
L’expansion récente du cortex préfrontal,
en conjonction avec les capacités plastiques et associatives accrues du
néocortex, semble donc être à l’origine de bien des
capacités cognitives typiquement humaines.
Bien que l’augmentation de
la
taille du cerveau ne confère pas à elle seule un avantage évolutif
à son porteur, on observe que durant l’hominisation les espèces
d’hominidés à petits cerveaux ont été progressivement
remplacées par d’autres en ayant des plus gros.
Certaines
hypothèses originales ont été avancées pour expliquer
ce phénomène. Certains soutiennent par exemple que les plus grandes
capacités associatives des cerveaux plus gros entraînerait des réponses
comportementales plus imprévisibles. Une pression sélective se serait
alors exercée sur les autres individus pour leur fournir un plus gros cerveau
capable de mieux prédire le comportement de leurs congénères,
un facteur de survie essentiel chez les espèces sociales. Or, ces cerveaux
plus gros généreraient à leur tour des conduites encore plus
imprévisibles. D’où, on le voit bien, l’établissement
d’une boucle de rétroaction positive responsable de cette tendance
à l’encéphalisation croissante chez les primates.
L’idée d’une boucle de rétroaction positive amène
une autre façon de rendre compte de la direction apparente de l’évolution
vers plus de complexité. Dans ce cas-ci, la pression sélective est
générée par les changements évolutifs eux-mêmes.
Cette pression est aussi entièrement dépendante du contexte particulier
de notre lignée aux comportements sociaux très développés. |
On peut tracer un parallèle
étroit entre l’évolution du cerveau et son développement
chez un individu. Au cours de celui-ci, des mutations peuvent survenir et avoir
un impact non négligeable sur la morphologie de l’adulte. En effet,
même si c’est l’individu adulte qui subi la pression sélective
de l’environnement, c’est son programme génétique de
développement qui sera éventuellement sélectionné
et transmis à ses descendants.
Plusieurs chercheurs pensent que
l’expansion du néocortex en général et du cortex préfrontal
en particulier pourrait s’expliquer par la mutation d’un nombre limité
de gènes à un stade précoce du développement.
Ces mutations auraient eu pour effet de dupliquer certaines aires corticales,
exactement comme ce que l’on observe pour certains gènes du génome.
Comme pour les gènes, un des avantages possibles d’une telle duplication
serait qu’une région corticale particulière pourrait évoluer
rapidement pendant que sa copie assurerait le maintient de la fonction de base
assignée à cette région. |
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