Les gènes « mathématiques » utilisés par les poissons pour compter pourraient nous aider à traiter les maladies neurodéveloppementales humaines
Les poissons aident les chercheurs à découvrir les origines de la façon dont les cerveaux calculent les mathématiques, rapporte une revue dans Frontiers in Neuroanatomy . Une équipe internationale a passé en revue plus de 200 publications, qui montrent ensemble que les poissons perçoivent des quantités en utilisant des parties de leur cerveau similaires à celles utilisées par les mammifères et les oiseaux. Des recherches sont toujours en cours pour trouver les circuits cérébraux spécifiques qui rendent possible le traitement des nombres, mais ces découvertes pourraient éventuellement aider à traiter les maladies humaines qui altèrent la capacité de faire des mathématiques.
« Les poissons sont à égalité avec les autres animaux en ce qu’ils possèdent un sens de la quantité », a déclaré l’auteur correspondant, le professeur Giorgio Vallortigara de l’Université de Trente en Italie. « Il existe des espèces, notamment le poisson zèbre , qui sont des modèles idéaux pour étudier les bases moléculaires et génétiques du sens de la quantité. Cela pourrait avoir des implications importantes pour les maladies neurodéveloppementales affectant la cognition des nombres, telles que la dyscalculie développementale, qui altère les compétences en mathématiques jusqu’à à 6% des enfants. »
Sur le côté gauche, un exemple est montré de la procédure d’accoutumance d’un poisson zèbre à une certaine numérotation ;
sur le côté droit, on peut remarquer que lors du test de désaccoutumance, lorsque la numérotation est brusquement modifiée, le poisson zèbre reste de plus en plus proche du stimulus pour explorer la nouveauté.
Les contrôles ont montré que le poisson zèbre répondait à la numérotation en tant que telle et pas seulement au changement de zone ou de positions spatiales des points.
Crédit : Giorgio Vallortigara / Université de Trente
Les leçons du poisson
L’estimation de la quantité est essentielle à la survie d’un poisson. Vallortigara et ses collaborateurs ont commencé par une série d’études comportementales montrant que les poissons rivalisent avec les mammifères et les oiseaux pour reconnaître la différence entre des quantités plus grandes et plus petites – de nourriture ou d’autres poissons, par exemple.
De nombreuses enquêtes ont également utilisé le comportement pour essayer de comprendre comment les poissons mesurent la quantité, mais l’équipe de Vallortigara a découvert que cela nécessitait d’examiner de plus près le niveau cellulaire et génétique. Pour répondre à ces questions, les chercheurs ont utilisé l’imagerie cérébrale pour montrer que les poissons utilisent les mêmes parties de leur cerveau que de nombreux autres vertébrés.
« Une autre question ouverte est de savoir si les quantités numériques sont réellement calculées comme une propriété abstraite ou si les animaux pensent toujours aux nombres sur la base d’autres indices de leur environnement (tels que la surface, la longueur du contour ou la densité) », a déclaré Vallortigara. « Cependant, des expériences sont décrites dans cette revue qui montrent que le nombre pur est en effet utilisé par les poissons. »
L’évolution des mathématiques
À un niveau encore plus détaillé, d’autres études se sont rapprochées de la découverte des neurones spécifiques qui forment les circuits qui traitent la quantité, y compris ceux spécifiques aux quantités discrètes. Les analyses génétiques révèlent également à quel point ces stratégies sont similaires entre les différentes espèces.
« Une grande question en cours est de savoir si les mécanismes de la cognition quantitative dans les différentes parties du règne animal ont évolué à partir d’un ancêtre commun ou séparément à la suite d’une évolution convergente sous des pressions sélectives similaires », a ajouté Vallortigara.
Sur le plan génétique , les systèmes modèles comme le poisson zèbre sont étonnamment proches des humains et de nombreux chercheurs utilisent le poisson zèbre pour mieux comprendre les troubles d’apprentissage chez l’homme.
Source : phys.org
