Résumé: Les neurones du cerveau des oiseaux sont plus économes en énergie que ceux du cerveau des mammifères.
Police de caractère: presse cellulaire
Les oiseaux ont des capacités cognitives impressionnantes et font preuve d’un haut niveau d’intelligence. Par rapport aux mammifères de taille à peu près identique, le cerveau des oiseaux contient également beaucoup plus de neurones.
Maintenant, une nouvelle étude publiée dans biologie actuelle Le 8 septembre aide à expliquer comment les oiseaux peuvent se permettre de conserver plus de cellules cérébrales : leurs neurones se débrouillent avec moins de carburant sous forme de glucose.
« Ce qui nous a le plus surpris n’est pas, en soi, que les neurones consomment moins de glucose ; on aurait pu s’y attendre en raison des différences de taille de leurs neurones », explique Kaya von Eugen de l’Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne.
“Mais l’ampleur de la différence est si grande que la différence de taille ne peut pas être le seul facteur contributif. Cela signifie qu’il doit y avoir autre chose de différent dans le cerveau des oiseaux qui leur permet de maintenir des coûts aussi bas.
Une étude historique en 2016 a montré que le cerveau des oiseaux contient beaucoup plus de neurones que le cerveau d’un mammifère de taille similaire, ont expliqué les chercheurs. Étant donné que les cerveaux sont généralement constitués de tissus énergétiquement coûteux, cela a soulevé une question cruciale : comment les oiseaux peuvent-ils supporter autant de neurones ?
Pour répondre à cette question, von Eugen et ses collègues ont entrepris de déterminer le bilan énergétique neuronal des oiseaux sur la base d’études sur des pigeons. Ils ont utilisé des méthodes d’imagerie qui leur ont permis d’estimer le métabolisme du glucose chez les oiseaux. Ils ont également utilisé des approches de modélisation pour calculer le taux métabolique du cerveau et la consommation de glucose.
Leurs études ont révélé que le cerveau du pigeon consomme une quantité étonnamment faible de glucose (27,29 ± 1,57 μmol de glucose pour 100 g par minute) lorsque l’animal est éveillé. Cela se traduit par un budget énergétique étonnamment faible pour le cerveau, en particulier par rapport aux mammifères.
Cela signifie qu’en moyenne, les neurones du cerveau des oiseaux consomment trois fois moins de glucose que ceux du cerveau des mammifères. Autrement dit, ses neurones sont, pour des raisons qui restent floues, moins chers.
Von Eugen dit qu’il est possible que les différences soient liées aux températures corporelles plus élevées des oiseaux ou à la conception spécifique de leur cerveau. Le cerveau des oiseaux est également plus petit en moyenne que le cerveau des mammifères. Mais leur cerveau conserve des capacités impressionnantes, peut-être en partie à cause de leurs neurones moins chers mais plus nombreux.
“Notre découverte explique comment les oiseaux peuvent supporter un nombre aussi élevé de neurones sans compromettre la puissance de traitement”, déclare von Eugen.
« Au cours de la longue évolution parallèle des oiseaux et des mammifères, les oiseaux ont développé des cerveaux plus petits avec un grand nombre de neurones capables de performances cognitives avancées.
“Et il semble que l’effet combiné des caractéristiques distinctives des oiseaux – petit neurone, température corporelle élevée et conception spécifique du cerveau de l’oiseau – ait pu générer un avantage possible dans le traitement neuronal de l’information avec une plus grande efficacité : des neurones bon marché avec des technologies avancées. La technologie. aptitude au traitement.”
Les chercheurs disent qu’ils veulent maintenant mieux comprendre comment les neurones des oiseaux consomment moins de glucose. Bien qu’ils aient des idées sur la façon dont cela pourrait fonctionner, des études et des tests supplémentaires sont nécessaires pour découvrir “l’explication mécaniste exacte de la façon dont les oiseaux atteignent une plus grande efficacité de traitement neuronal”.
Argent: Ce travail a été soutenu par la Deutsche Forschungsgemeinschaft.
À propos de cette actualité de la recherche en neurosciences
Auteur: Christophe Benké
Police de caractère: presse cellulaire
Contact: Kristopher Benke – Presse cellulaire
Image: L’image est dans le domaine public.
recherche originale : Libre accès.
« Les neurones aviaires consomment trois fois moins de glucose que les neurones de mammifères » par Kaya von Eugen et al. biologie actuelle
résumé
Voir également
Les neurones d’oiseaux consomment trois fois moins de glucose que les neurones de mammifères
Réflexes
- Le tissu cérébral des pigeons éveillés consomme 27,29 ± 1,57 μmol de glucose pour 100 g par minute
- Ceci est égal à 1,86 × 10−9 ±0,2 × 10−9 μmol de glucose par neurone par minute
- Le budget énergétique neuronal des pigeons est environ 3 fois inférieur à celui des mammifères.
- Cela indique peut-être un traitement neuronal plus efficace dans le clade aviaire.
résumé
Le cerveau est l’un des tissus les plus énergétiquement coûteux du corps des mammifères.
Ceci est principalement causé par des neurones coûteux avec des demandes élevées en glucose.
Chez les mammifères, le budget énergétique neuronal semble être fixe, représentant peut-être une contrainte évolutive sur la croissance cérébrale.
Par rapport aux mammifères de taille similaire, les oiseaux ont un plus grand nombre de neurones, et cet avantage contribue peut-être à leurs prouesses cognitives.
Nous avons entrepris de déterminer le budget énergétique neuronal des oiseaux pour élucider comment ils peuvent soutenir métaboliquement un nombre aussi élevé de neurones. Nous avons estimé le métabolisme du glucose en utilisant la tomographie par émission de positrons (TEP) et 2-[18F]fluoro-2-désoxyglucose ([18F]FDG) comme radiotraceur chez des pigeons éveillés et anesthésiés. Combiné à la modélisation cinétique, il s’agit de l’étalon-or pour quantifier le taux métabolique cérébral d’absorption du glucose (CMR).glc).
Nous avons constaté que le tissu neural du pigeon consomme 27,29 ± 1,57 μmol de glucose pour 100 g par minute à l’état de veille, ce qui se traduit par un budget énergétique neuronal étonnamment faible de 1,86 × 10−9 ±0,2 × 10−9 μmol de glucose par neurone par minute. C’est environ 3 fois moins que le taux dans le neurone moyen des mammifères.
Le budget énergétique neuronal remarquablement bas explique comment les pigeons, et peut-être d’autres espèces d’oiseaux, peuvent supporter un nombre aussi élevé de neurones sans coûts métaboliques associés ni compromettre la signalisation neuronale. L’avantage du traitement neuronal de l’information avec une plus grande efficacité est peut-être apparu au cours de l’évolution distincte du cerveau aviaire.