Les scientifiques se sont longtemps demandés comment les oiseaux, avec leurs si petits cerveaux, sont capables de présenter de nombreux comportements complexes, dont certains sont estimés être du domaine exclusif des plus grands primates.

Les oiseaux peuvent fabriquer des outils, planifier l’avenir, passer le test du miroir, utiliser leur perspicacité pour résoudre des problèmes et comprendre la cause de l’effet et inversement. Ils ont également été observées cacher la nourriture devant d’autres oiseaux, puis de la déplacer lorsque ces derniers ne regardaient plus. Cela laisse à penser qu’ils ont une “théorie de l’esprit”, qu’ils sont capables de déduire ce que les autres oiseaux pensent. Très peu d’animaux en sont capables.

Une nouvelle étude montre que les oiseaux renferment plus de neurones dans leurs petits cerveaux que les mammifères, y compris les primates.

Cette étude est la première à mesurer systématiquement le nombre de neurones dans le cerveau de plus d’une douzaine d’espèces d’oiseaux, de petits diamants mandarins aux grands émeus. Ce faisant, la neuroscientifique Suzana Herculano-Houzel et son équipe à l’université Vanderbilt (Tennessee, États-Unis) ont découvert que le cerveau aviaire contient plus de neurones par centimètre carré que le cerveau des mammifères, offrant une explication pour leurs remarquables talents cognitifs. Ainsi, l’étude montre que l’évolution a trouvé plus d’une façon de développer un cerveau complexe.

Un échantillon des cerveaux aviaires analysés. Pour chaque espèce, le nombre total de neurones (en millions) est représenté en jaune, le nombre de neurones (en millions) dans leurs prosencéphale (pallium)  est représenté en bleu et leur masse cérébrale (en grammes) est affichée en rouge. L’échelle est de 10 mm. (Suzana Herculano-Houzel/ Université Vanderbilt)

Avant, les scientifiques pensaient que le cerveau aviaire était simplement connecté de manière complètement différente par rapport aux cerveaux des primates. Mais des études ont montré qu’ils sont en fait structurés de la même manière.

Selon Herculano-Houzel :

Nous avons constaté que les oiseaux, en particulier les oiseaux chanteurs et les perroquets, ont un étonnamment grand nombre de neurones dans leur pallium [ou prosencéphale]: la partie du cerveau qui correspond au cortex cérébral, qui prend en charge les fonctions cognitives supérieures telles que la planification de l’avenir ou trouver des modèles. Cela explique pourquoi ils présentent des niveaux de connaissance au moins aussi complexe que les primates.

Le perroquet, par exemple, a autant de neurones dans son cerveau de la taille d’une noix que le singe Macaque, qui a un cerveau de la taille d’un citron. Lorsque la connectivité du cerveau aviaire est mise en correspondance, elle est identique à celle trouvée chez des mammifères tels que les souris, les chats, singes et même les humains.

Mais en contenant si densément ces neurones, les oiseaux ont été dotés d’un pouvoir cognitif plus élevé, par gramme, que les mammifères.

Selon Herculano-Houzel :

Lors de la conception des cerveaux, la nature a deux paramètres, il peut jouer avec la taille, le nombre et la répartition des neurones dans les différentes aires du cerveau et chez les oiseaux, nous constatons que la nature a utilisé les deux.

Cela signifie que l’évolution a trouvé plus d’une façon de développer un cerveau puissant. Auparavant, les neuroscientifiques pensaient que, comme les cerveaux grossissaient, les neurones grandissaient autant afin d’être en mesure de se connecter sur de grandes distances. La nouvelle étude montre qu’il existe d’autres façons d’ajouter des neurones, à savoir en les gardant petites et connectées localement, tout en permettant à un faible pourcentage de croître suffisamment pour établir des connexions plus longues.

Les chercheurs ne sont pas sûrs lequel de ces deux deux types de cerveau a évolué en premier. Il est possible que le cerveau aviaire, super compact, soit apparu en premier et que les mammifères aient été dotés d’un cerveau “différent”. Ou peut-être que les oiseaux, qui descendent des dinosaures, ont évolué vers un cerveau plus efficace, avec un rapport poids-puissance idéal pour le vol, puisque les oiseaux doivent être légers et agiles.

Suzana Herculano-Houzel décrit leurs travaux et leurs récentes découvertes :

L’étude publiée dans The Proceedings of the National Academy of Sciences : Birds have primate-like numbers of neurons in the forebrain.