L’examen des réseaux dans le cerveau du chien fournit plus d’informations sur l’évolution des mammifères

Une étude des réseaux cérébraux canins a révélé qu’au cours du développement du cerveau des mammifères, le rôle du cortex cingulaire, une structure bilatérale située profondément dans le cortex cérébral, était partiellement pris en charge par les lobes frontaux latéraux, qui contrôlent la résolution de problèmes, la commutation de tâches, et un comportement orienté vers un but. L’étude s’appuie sur un atlas cérébral IRMf, qui peut aider à analyser les maladies caractérisées par des défauts d’intégration et de communication entre les régions du cerveau.

Les chercheurs intéressés par la façon dont les chiens pensent peuvent non seulement déduire cela de leur comportement, mais aussi étudier leur activité cérébrale en utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour identifier et voir quelles zones du cerveau sont actives lorsque le chien réagit à des stimuli externes. La méthode identifie les mécanismes cérébraux qui influencent l’apprentissage et la mémoire d’un chien, conduisant à des méthodes de dressage canin supérieures ainsi qu’à l’apprentissage des étapes évolutives qui ont conduit à l’évolution des fonctions cérébrales humaines.

Le Département des comportements de l’Université Eötvös Loránd (ELTE) est à l’avant-garde du développement de la méthodologie de mesure de l’IRMf pour les chiens depuis 2006. La méthodologie de formation pour les chiens de compagnie a été développée par Márta Gácsi, qui a également apporté une contribution significative à la fourniture de éducation canine en Hongrie. Elle a adopté de nombreuses méthodes à partir de là, les complétant par un entraînement à motivation sociale basé sur des principes d’entraînement à la compétition découverts grâce à la recherche comportementale.

« Dans cette approche, l’apprenant est intensément motivé pour apprendre la tâche en observant le travail d’un chien déjà dressé et en voulant le louer. À la suite de la formation à l’IRM, le chien dressé est capable (et tellement excité !) de mentir immobile dans le scanner IRM pendant huit minutes, par rapport aux caresses et aux friandises attendues.

Ces dernières années, l’IRMf des chiens a généralement consisté à jouer des sons pour les animaux et à rechercher quelles régions du cerveau sont activées lors du traitement des sons par le cerveau.

Les signaux d’activité cérébrale sont généralement affichés sur un atlas anatomique pour identifier la zone cérébrale affectée.

Le problème, cependant, est que les activités fonctionnelles sont irrégulières et ne suivent pas nécessairement des limites régulières définies anatomiquement. Certaines parties du cerveau sont généralement impliquées dans le traitement d’entrées spécifiques ensemble, c’est-à-dire qu’elles fonctionnent de manière synchrone, formant un réseau cérébral fonctionnel. a déclaré Dora Szabo, première auteure de l’étude publiée dans Structure et fonction du cerveau.

Un nouvel atlas pour les chercheurs sur le cerveau canin

Pour créer l’atlas fonctionnel du cerveau, 33 chiens de famille entraînés ont été inclus dans l’étude. Pendant l’enregistrement IRMf, les chiens n’ont reçu aucune autre tâche que de rester immobiles dans le scanner. C’est ce qu’on appelle l’IRMf à l’état de repos, ou IRMf-rs en abrégé, qui examine l’activité cérébrale sans que la personne s’engage dans une tâche spécifique, sans se concentrer ni penser à quoi que ce soit en particulier, dans un « état de repos ». Les données obtenues de cette manière peuvent révéler quelles régions du cerveau sont fonctionnellement liées les unes aux autres et lesquelles sont étroitement interconnectées, permettant aux chercheurs d’étudier les réseaux et les connexions cérébrales.

La méthodologie originale a été encore améliorée en appliquant la théorie des réseaux avec l’aide de Milan Yanusov, un scientifique des réseaux et des données à l’Université d’Europe centrale. Alors que les recherches précédentes ne pouvaient décrire que des réseaux basés sur des modèles indépendamment des limites anatomiques, de nouveaux atlas cérébraux IRM canins qui reflètent les régions anatomiques avec la précision requise ont permis aux chercheurs d’étudier la force des connexions entre les membres du réseau ou entre les réseaux, ainsi que de comparer les espèces. en raison de la taille de la grande population canine.

Les cerveaux sont dominés par différentes régions chez les chiens et les humains

Selon l’étude, les réseaux dans les lobes frontaux latéraux (frontal-pariétal) qui contrôlent la résolution de problèmes, le changement de tâche et le comportement axé sur les objectifs ont un rôle moins important chez les chiens que chez les humains. A sa place, le cortex cingulaire, une structure bilatérale située profondément dans le cortex cérébral, joue un rôle central. Il est impliqué dans un certain nombre de processus vitaux en plus du traitement des récompenses et de la régulation des émotions. Le cortex cingulaire chez le chien est proportionnellement plus grand que chez l’homme.

effets du vieillissement

Les chercheurs ont mesuré des chiens d’âges différents, le plus âgé ayant 14 ans. Comme mentionné précédemment, les chiens doivent rester immobiles pour obtenir des mesures correctes.

« Les données ont révélé que les chiens plus âgés étaient légèrement moins capables de maintenir leur position de départ. Cependant, cette différence était très faible, même dans leur cas, le déplacement de la tête était inférieur à 0,4 mm. Dans cet aspect, ils sont similaires aux humains, car les personnes âgées trouver Les personnes âgées ont plus de difficulté à rester immobiles pendant de longues périodes que les personnes plus jeunes.

L’étude donne un aperçu du développement du cerveau humain, suggérant qu’au cours de l’évolution du cerveau des mammifères, le rôle du cortex cingulaire a été partiellement repris par les régions fronto-pariétales. De plus, le nouvel atlas cérébral rs-fMRI peut aider à étudier les conditions dans lesquelles l’intégration et la communication entre les régions du cerveau sont altérées, ce qui entraîne une division inefficace des tâches. Le vieillissement, l’anxiété et les troubles mentaux sont quelques exemples de ces conditions.