La neuroéthologie: qu'est-ce que c'est et que recherche-t-elle ?

La neuroéthologie est une science chargée d'étudier le comportement animal du point de vue du système nerveux. Pour ce faire, il fait appel à deux disciplines scientifiques: la neurobiologie, qui étudie l'organisation et la structure des cellules nerveuses et leur relation avec le comportement; et l'éthologie, la branche de la science qui étudie le comportement des animaux dans leur habitat naturel.

Dans cet article, nous expliquons qu'est-ce que la neuroéthologie, quelles sont ses origines, ainsi que ses scientifiques les plus pertinents et les principales contributions à cette discipline.

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Qu'est-ce que la neuroéthologie et qu'étudie-t-elle ?

La neuroéthologie est une discipline scientifique qui étudie, à partir d'une approche évolutive et comparative, les mécanismes neurophysiologiques impliqués dans le comportement animal. Cette neuroscience relativement nouvelle se concentre sur l'application de stratégies pour découvrir quelles structures et quelles les fonctions du système nerveux sont impliquées dans le déploiement des comportements typiques des différentes espèces les animaux.

Comme son nom l'indique, cette discipline combine les connaissances de la neurobiologie, qui étudie le fonctionnement et l'organisation des cellules du système nerveux qui interviennent dans la comportement; Oui l'éthologie, la branche de la science qui étudie comment et pourquoi les animaux agissent comme ils le font.

Le neuroscientifique allemand Jörg-Peter Ewert, l'un des pionniers de la recherche neuroéthologique, estime que cette la science vise à essayer de répondre à des questions pertinentes, telles que les mécanismes physiologiques qui expliquent la conduite; comment ce comportement se développe chez l'animal; comment un certain comportement favorise l'adaptation d'un spécimen et de sa progéniture, ou quelle est l'histoire phylogénétique d'un certain comportement.

Les spécialistes en neuroéthologie ils utilisent des animaux avec des capacités uniques dans leurs études scientifiques qui peuvent servir de modèle comparatif lorsque vous étudiez les propriétés de votre système nerveux et comment il a pu s'adapter tout au long du développement ontogénétique (et au niveau phylogénétique, dans toutes ses espèces) pour pouvoir afficher certains comportements qui s'ajustent aux contextes spécifique.

Contexte: l'éthologie et les 4 questions de Tinbergen

Comme nous l'avons commenté précédemment, la neuroéthologie s'appuie sur l'éthologie, qui est chargée d'étudier le comportement animal. L'une des plus grandes contributions à cette discipline a été faite au cours de la première moitié du siècle dernier par le zoologiste néerlandais, Nikolaas Tinbergen, considéré comme l'un de ses plus grands représentants.

Tinbergen a compris le comportement des animaux comme des modèles moteurs stéréotypés qui sont contrôlés à la fois par des mécanismes physiologiques internes et par certains stimuli externes. Selon lui, chaque animal serait doté d'une machinerie comportementale strictement limitée et très complexe, constante à travers une espèce ou une population.

La clé pour Tinbergen, et pour les éthologues en général, était de répondre à la question de savoir pourquoi les animaux se comporter comme ils le font et, à leur tour, essayer de comprendre les clés suivantes liées à ladite question:

Quel est le mécanisme de contrôle qui sous-tend le comportement animal ?

La réponse à cette question impliquerait prendre en compte les facteurs internes (hormonaux ou neuronaux) et externes (stimuli tactiles ou visuels, p. ex.).

Comment ce comportement est-il obtenu dans le développement ontogénétique du spécimen animal ?

Cette réponse signifierait enquêter sur l'histoire de l'animal, déterminer les influences génétiques et environnementales possibles qui ont favorisé ledit développement.

Quelle est la valeur adaptative ou de survie d'un certain comportement ?

Dans cette réponse, des aspects tels que le sens évolutif ou l'avantage sélectif de certains comportements animaux doivent être pris en considération.

Comment ce comportement a-t-il évolué au cours de l'histoire de l'espèce animale ?

Dans ce cas, la réponse serait rendre compte de l'histoire évolutive du comportement en question, analysant les facteurs évolutifs nécessaires à l'apparition du comportement de l'espèce.

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Apports de la neurobiologie

La neurobiologie, qui étudie les mécanismes biologiques par lesquels le système nerveux régule le comportement, est une autre des disciplines scientifiques dont se nourrit la neuroéthologie. Cette science doit son origine, principalement, à une série d'avancées techniques et théoriques dans la recherche sur le système nerveux, qui ont également eu lieu au milieu du 20e siècle.

En ce sens, plusieurs jalons ont marqué l'essor de la neurobiologie: l'apparition de la doctrine du neurone par Ramón y Cajal, la présentation du modèle de potentiel d'action de Hodgkin et Huxley, ainsi que le développement de techniques d'histologie, de stimulation, d'enregistrement et de traçage de connexion neural.

Ces avancées ont permis à Tinbergen d'appeler plus facilement dans les années 1970 à une synthèse entre éthologie et neurobiologie. céder la place à la neuroéthologie, même si au début ce n'était pas facile étant donné qu'il y avait de grandes difficultés à obtenir les méthodes approprié pour relier les activités de neurones individuels ou de tissus neuronaux au comportement de l'animal dans son habitat Naturel.

Finalement, plusieurs scientifiques ont favorisé le développement de la neuroéthologie; Par exemple, Erich von Holst, avec sa technique de stimulation cérébrale focale, a pu démontrer par plusieurs des expériences sur les animaux que la stimulation de certaines zones du cerveau des poulets pourrait susciter des schémas de comportement agressif; o Karl Von Frisch, Hansjochem Autrum et Ted Bullock, pionniers de la recherche sur les aspects neurophysiologiques qui sous-tendent le comportement spécifique des abeilles, arthropodes et des poissons.

Les enquêtes de Jorg-Peter-Ewert

Comme nous l'avons mentionné au début, Jorg-Peter-Ewert est l'un des scientifiques les plus étudiés dans le domaine de la neuroéthologie. L'une de ses études les plus pertinentes a été réalisée avec des amphibiens, en particulier avec des spécimens de crapaud commun, dans le but de étudier les mécanismes neuronaux impliqués dans la capacité de réponse sélective de ces animaux.

Le scientifique allemand a étudié deux types de comportements contrôlés visuellement: ceux d'orientation ou de capture de proies et ceux d'évitement ou de fuite. Pour susciter des réponses de capture, il a utilisé des stimuli visuels tels que des barres longues, minces et sombres. (faisant semblant d'être des vers), ce qui a provoqué une réaction rapide chez le crapaud lorsqu'il se déplace dans son rétines.

Dès que deux barres latérales ont été ajoutées au stimulus (en forme de "l"), la réponse d'attaque du crapaud avait tendance à être inhibée (le "ver" est devenu un "non-ver"). Les cellules ganglionnaires de la rétine de l'animal ont réagi aux objets avec la bonne vitesse et la bonne forme, mais ils étaient incapables de faire la distinction entre le stimulus ver et non ver.

L'étude a révélé que la stimulation d'une structure appelée tectum optique générait le modèle comportemental associé à la réponse d'attaque du crapaud; et d'autre part, grâce à la stimulation électrique de certaines parties du thalamus, des réponses défensives d'évasion et de fuite sont provoquées.

Cette recherche n'est qu'un exemple de ce qui était autrefois une étude pionnière qui a apporté de grandes connaissances à la neuroéthologie. À l'heure actuelle, le comportement animal et ses corrélats neuronaux sont encore à l'étude chez de nombreuses espèces animales: du comportement agressif chez les oiseaux, du comportement prédateur chez les lézards ou du comportement social chez les oiseaux. primates.

Références bibliographiques:

• Ewert, J. P. (1987). Neuroéthologie des mécanismes de lâcher: capture de proies chez les crapauds. Sciences du comportement et du cerveau, 10 (3), 337-368.
• Pflüger, H. J., & Menzel, R. (1999). La neuroéthologie, ses racines et son avenir. Journal of Comparative Physiology A, 185 (4), 389-392.