Au cours des six millions d’années qui ont suivi la séparation des humains et des chimpanzés de leur ancêtre commun, le cerveau humain a rapidement accumulé des tissus qui facilitent la prise de décision et la maîtrise de soi. Mais ces mêmes régions sont également les plus vulnérables au déclin avec l’âge, suggère une étude 1a découvert qui comparait des images de cerveaux de chimpanzés avec des scans de cerveaux humains.

Des études antérieures ont montré que les régions du cerveau humain qui mûrissent en dernier lieu, comme certaines parties du lobe frontal, sont les premières à montrer des signes de vieillissement. 2, une théorie connue sous le nom de « dernier entré, premier sorti ». La dernière étude montre que certaines de ces régions qui mûrissent plus tard et sont les plus vulnérables au vieillissement sont également les plus récemment évoluées chez l'homme.

Les résultats tendent à soutenir « l’hypothèse importante selon laquelle notre expansion corticale a payé son prix dans le déclin lié à l’âge », explique Rogier Mars, neuroscientifique à l’Université d’Oxford, au Royaume-Uni. Les résultats ont été annoncés le 28 aoûtAvancées scientifiquespublié.

Cartes mentales

Les chercheurs ont créé des cartes basées sur des données sur les humains et les chimpanzés (Pan troglodytes) cerveaux à l'aide d'imagerie par résonance magnétique (IRM) non invasive. Ils ont analysé les scans de 189 chimpanzés âgés de 9 à 50 ans et de 480 humains âgés de 20 à 74 ans.

Dans l’ensemble, ils ont constaté que les cerveaux des deux espèces étaient généralement symétriques dans les deux hémisphères et présentaient de nombreux groupes similaires de structures anatomiques, en particulier dans les zones du cortex préfrontal. Cette région est impliquée dans des fonctions cognitives complexes, telles que le langage, la mémoire de travail, la perception du temps et la prise de décision, explique Felix Hoffstaedter, co-auteur de l'étude et neuroscientifique du Big Data au Forschungszentrum Jülich, basé à Bonn, en Allemagne. Les dommages dans cette région sont liés à la maladie d'Alzheimer et à diverses formes de démence, dit-il.

Les chercheurs ont ensuite mesuré la quantité de matière grise dans le cerveau qui diminuait avec le temps - signe du vieillissement - jusqu'à 50 ans chez les chimpanzés et jusqu'à l'âge correspondant de 58 ans chez les humains. Chez les humains, ils ont constaté les déclins les plus importants dans le cortex frontal, y compris le cortex préfrontal, tandis que les chimpanzés ont connu les déclins les plus importants dans une structure centrale impliquée dans la formation des habitudes et les comportements liés à la récompense, le striatum. Les régions du cerveau liées au traitement visuel et à la motricité étaient moins vulnérables au vieillissement chez les deux espèces.

Croissance rapide

Enfin, les chercheurs ont évalué quelles régions du cerveau humain étaient les plus développées par rapport aux cerveaux de chimpanzés et ont comparé des analyses de cerveaux humains et de chimpanzés d’âge et de sexe équivalents. La croissance évolutive la plus rapide s'est produite dans les zones du cortex préfrontal, l'une des régions les plus vulnérables au vieillissement. Une structure cachée profondément dans le cerveau et impliquée dans le traitement des émotions et des signaux physiques, appelée insula, a également montré une croissance évolutive rapide et un risque accru lié au vieillissement.

"Sur le plan évolutif, les changements les plus récents et les plus importants", explique Hoffstaedter, "sont ceux où le vieillissement se produit le plus fortement".

Les chercheurs ont également comparé les chimpanzés aux babouins olive (Papio anubis) et les macaques rhésus (Macaca mulâtre). Ici, ils n’ont trouvé aucun lien de ce type entre les régions du cerveau qui ont connu une expansion évolutive rapide et celles qui ont subi un vieillissement accéléré, ce qui suggère que cette propriété pourrait être unique à l’évolution du cerveau humain.

Mars dit qu'il serait intéressant d'examiner les changements liés à l'âge au-delà du déclin de la matière grise, y compris les changements dans les connexions entre les régions du cerveau et les expressions génétiques.