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← Qu'y a-t-il de spécial dans le cerveau humain ?

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Subtitles translated from English Showing Revision 9 created 12/11/2013 by Patrick Brault.

  1. En quoi le cerveau humain
    est-il tellement spécial ?

  2. Pourquoi étudions-nous les autres animaux,
  3. alors qu'eux ne nous étudient pas ?
  4. Qu'a donc un cerveau humain,
    que fait-il
  5. que les autres n'ont pas,
    ou ne font pas ?
  6. Quand je me suis intéressée à cela,
    il y a une dizaine d'années,
  7. les scientifiques pensaient savoir
    de quoi étaient faits tous les cerveaux.
  8. Malgré le peu de preuves qu'ils en avaient,
  9. de nombreux scientifiques pensaient
    que les cerveaux des mammifères,
  10. y compris celui de l'homme,
  11. étaient tous faits pareil,
  12. avec une quantité de neurones
  13. proportionnelle à la taille du cerveau.
  14. Ça signifie
    que deux cerveaux de la même taille,
  15. comme ceux-ci,
    qui font un bon 400g,
  16. devraient avoir le même nombre de neurones.
  17. Le neurone étant le processeur
  18. de l'information pour le cerveau,
  19. les propriétaires de ces deux cerveaux
  20. devraient avoir
    des capacités cognitives similaires.
  21. Et pourtant,
    l'un est un chimpanzé,
  22. et l'autre une vache.
  23. Si ça se trouve,
    les vaches ont une vie intérieure
  24. très riche intellectuellement,
    mais elles sont si malignes
  25. qu'elles ont choisi
    de ne pas nous le montrer,
  26. cependant, on les mange.
  27. Je pense qu'on peut affirmer
  28. qu'un chimpanzé
    est capable de comportements
  29. beaucoup plus complexes,
    élaborés et flexibles qu'une vache.
  30. Voici un premier indice que la théorie
  31. "tous les cerveaux sont faits pareil"
  32. n'est pas tout à fait exacte.
  33. Mais continuons.

  34. Si tous les cerveaux étaient faits pareil,
  35. entre animaux avec des cerveaux
    de taille différente,
  36. un cerveau plus grand
    devrait toujours avoir plus de neurones
  37. qu'un petit cerveau;
    et plus le cerveau serait gros,
  38. plus son propriétaire
    devrait avoir de capacités cognitives.
  39. Le plus gros cerveau qui existe
    devrait donc être
  40. celui qui a le plus
    de capacités cognitives.
  41. Mauvaise nouvelle :
  42. notre cerveau n'est pas le plus gros qui existe.
  43. C'est fâcheux.
  44. Notre cerveau pèse entre 1,2 et 1,5 kg,
  45. mais un cerveau d'éléphant
    pèse entre 4 et 5 kg
  46. et un cerveau de baleine,
    jusqu'à 9 kg.
  47. Des scientifiques
    en sont donc venus à dire
  48. que notre cerveau devait être spécial
  49. pour expliquer nos capacités cognitives.
  50. Il doit être vraiment extraordinaire,
  51. pour faire exception à la règle.
  52. Leurs cerveaux sont peut-être plus gros,
    mais le nôtre est meilleur.
  53. Si ça se trouve,
  54. c'est parce qu'il est
    plus grand qu'il ne devrait,
  55. avec un bien plus grand cortex cérébral
    que nous ne devrions avoir,
  56. vu la taille de notre corps.
  57. Nous aurions donc du cortex en rab
  58. pour s'occuper de choses plus intéressantes
    que de gérer le corps.
  59. En effet, la taille du cerveau
    est généralement
  60. proportionnelle à la taille du corps.
  61. La raison principale pour considérer
  62. que notre cerveau est plus grand
    qu'il ne le devrait,
  63. vient d'une comparaison entre l'homme
  64. et les grands singes.
  65. Les gorilles peuvent être deux à trois fois
    plus grands que nous,
  66. leur cerveau devrait donc être plus grand,
  67. mais c'est l'inverse.
  68. Notre cerveau fait trois fois
    la taille de celui d'un gorille.
  69. Le cerveau humain
    semble également spécial

  70. par la quantité d'énergie qu'il utilise.
  71. Il ne pèse que 2% de la masse corporelle,
  72. mais consomme 25%
    de l'énergie quotidienne
  73. utilisée par votre corps pour fonctionner.
  74. 500 calories, sur un total de 2 000 calories,
  75. rien que pour faire fonctionner le cerveau.
  76. Donc, le cerveau humain
    est plus grand qu'il ne le devrait,

  77. il utilise plus d'énergie qu'il ne le devrait,
  78. il est donc spécial.
  79. Là, ça a commencé
    à m'ennuyer sérieusement.
  80. En biologie, on cherche des règles
  81. qui s'appliquent à tous les animaux,
    et à la vie en général.
  82. Pourquoi les règles de l'évolution
  83. s'appliqueraient-elles à tout le monde,
    sauf à nous ?
  84. Le problème venait peut-être du présupposé
  85. que tous les cerveaux sont faits pareil.
  86. Peut-être que deux cerveaux de même taille
  87. peuvent ne pas avoir
    la même quantité de neurones.
  88. Peut-être qu'un très gros cerveau
  89. n'a pas forcément plus de neurones
  90. qu'un cerveau de taille plus modeste.
  91. Peut-être le cerveau humain
    a-t-il plus de neurones
  92. que tous les autres cerveaux,
    malgré sa taille,
  93. surtout dans le cortex cérébral.
  94. Pour moi, c'est devenu
  95. la question à laquelle il fallait répondre :
  96. combien y a-t-il de neurones
    dans un cerveau humain,
  97. par rapport aux autres animaux ?
  98. Bon, vous avez peut-être entendu dire
    ou lu quelque part,

  99. qu'on a 100 milliards de neurones.
  100. Il y a 10 ans,
    j'ai donc demandé à mes collègues
  101. s'ils savaient d'où sortait ce nombre.
  102. Personne ne savait.
  103. J'ai fouillé tout la littérature,
    à la recherche
  104. de la première référence à ce nombre,
  105. mais je ne l'ai jamais trouvée.
  106. Visiblement,
    personne n'avait jamais compté
  107. le nombre de neurones du cerveau humain
  108. ni de n'importe quel autre cerveau,
    en fait.
  109. J'ai donc élaboré une façon personnelle
    de compter les cellules du cerveau,

  110. qui consiste en gros
  111. à dissoudre le cerveau en une soupe.
  112. Ça marche comme ça :
  113. prenez un cerveau,
    ou une portion de cerveau,
  114. dissolvez-le dans un détergent
  115. qui détruit la membrane de la cellule
  116. mais laisse intact le noyau.
  117. Vous obtenez des noyaux en suspension
  118. qui ressemblent à ça :
  119. une soupe claire.
  120. Cette soupe contient tous les noyaux
  121. qui composaient le cerveau d'une souris.
  122. L'avantage de la soupe,
    c'est que, comme c'est liquide,
  123. on peut l'agiter et répartir ces noyaux
  124. de façon homogène dans le liquide.
  125. Si l'on observe au microscope
  126. seulement 4 ou 5 échantillons
    de cette solution homogène,
  127. on peut compter les noyaux,
    et ainsi savoir
  128. combien il y avait de cellules
    dans ce cerveau.
  129. C'est simple, direct
  130. et très rapide.
  131. Avec cette méthode,
    on a compté les neurones
  132. de dizaines d'espèces différentes
    jusqu'ici,
  133. et il s'avère que tous les cerveaux
  134. ne sont pas faits pareil.
  135. Prenez les rongeurs et les primates,
    par exemple :
  136. dans un cerveau de grand rongeur,
    la taille moyenne
  137. des neurones augmente,
  138. donc le cerveau grossit rapidement
  139. et gagne en taille plus vite
    qu'il ne gagne en neurones.
  140. Mais un cerveau de primate
    gagne des neurones
  141. sans que la taille moyenne
    du neurone augmente :
  142. c'est une façon très économique
  143. d'ajouter des neurones au cerveau.
  144. En conséquence,
    un cerveau de primate
  145. aura toujours plus de neurones
    que le cerveau d'un rongeur de même taille,
  146. et plus le cerveau sera grand,
  147. plus cette écart sera important.
  148. Bon, et notre cerveau, alors ?
  149. Nous avons découvert que
    nous avons en moyenne
  150. 86 milliards de neurones,
  151. dont 16 milliards dans le cortex cérébral.
  152. Etant donné que le cortex cérébral
  153. est le siège de fonctions
    comme la conscience
  154. et le raisonnement logique et abstrait,
  155. et qu'aucun cortex n'a plus
  156. de 16 milliards de neurones,
  157. je pense qu'on a l'explication la plus simple
  158. de nos compétences cognitives exceptionnelles.
  159. Mais ce que signifient ces 86 milliards de neurones
    est aussi important.
  160. Comme on a trouvé que la relation
  161. entre la taille du cerveau
    et son nombre de neurones
  162. pouvait être décrite mathématiquement,
  163. on a pu calculer à quoi ressemblerait
  164. un cerveau humain
    s'il était fait comme celui d'un rongeur.
  165. Un cerveau de rongeur
    avec 86 milliards de neurones
  166. pèserait 36 kilos.
  167. C'est impossible.
  168. Un cerveau aussi gros serait écrasé
  169. par son propre poids,
  170. et ce cerveau impossible irait
  171. dans un corps de 89 tonnes.
  172. Je ne crois pas
    que nous ressemblions à cela.
  173. Ce qui nous amène déjà
    à une conclusion très importante :

  174. nous ne sommes pas des rongeurs.
  175. Le cerveau humain n'est pas
    un gros cerveau de rat.
  176. Comparé à un rat,
    on est sans doute spéciaux, oui,
  177. mais ce n'est pas une comparaison juste,
  178. vu que nous ne sommes pas des rongeurs.
  179. Nous sommes des primates,
  180. donc il faut nous comparer
    à d'autres primates.
  181. Et là, si on calcule,
  182. on trouve qu'un primate normal
  183. ayant 86 milliards de neurones
  184. aurait un cerveau de 1,2 kg environ,
  185. ce qui paraît cohérent,
  186. dans un corps de 66 kg,
  187. ce qui, dans mon cas,
    est parfaitement exact.
  188. Et nous en arrivons à une conclusion
    peu surprenante,
  189. mais néanmoins très importante :
  190. je suis un primate.
  191. Et vous êtes tous des primates.
  192. Et Darwin aussi.

  193. J'aime à penser que
    Darwin aurait apprécié ceci :
  194. son cerveau, comme le nôtre,
  195. était à l'image du cerveau
    des autres primates.
  196. Le cerveau humain
    a beau être remarquable,

  197. il ne se distingue pas
    par son nombre de neurones :
  198. c'est juste un gros cerveau de primate.
  199. Je trouve que cela nous ramène
    à un peu d'humilité et de raison,
  200. et nous rappelle notre place dans la nature.
  201. Pourquoi consomme-t-il
    autant d'énergie, alors ?

  202. Eh bien, d'autres chercheurs ont trouvé
  203. combien consomme le cerveau humain
  204. et ceux d'autres espèces.
  205. Maintenant que nous savons
    combien de neurones
  206. a chaque cerveau,
    on peut faire le calcul.
  207. Et il s'avère que le cerveau humain
  208. consomme autant qu'un autre cerveau :
  209. en moyenne 6 calories
    par milliard de neurones et par jour.
  210. Donc le coût énergétique total d'un cerveau
  211. est une fonction linéaire simple
  212. de son nombre de neurones.
  213. Et il s'avère que le cerveau humain
  214. consomme autant d'énergie qu'il le devrait.
  215. Donc, si le cerveau humain
  216. consomme autant d'énergie,
    c'est simplement
  217. parce qu'il a beaucoup de neurones.
  218. Et comme nous sommes des primates,
  219. avec beaucoup plus de neurones
    que les autres animaux
  220. pour une masse corporelle donnée,
  221. notre cerveau consomme
    proportionnellement beaucoup d'énergie.
  222. Mais c'est parce que nous sommes des primates,
    pas parce que nous sommes spéciaux.
  223. Une dernière question, dans ce cas :

  224. comment avons-nous acquis
    autant de neurones,
  225. et, en particulier,
    si les grands singes
  226. sont plus gros que nous,
  227. pourquoi n'ont-ils pas un plus gros cerveau
    que nous, avec plus de neurones ?
  228. Quand nous avons compris
    à quel point il est coûteux
  229. d'avoir beaucoup de neurones,
  230. j'ai pensé que peut-être
    la raison en était simple.
  231. Ils n'ont pas assez d'énergie
  232. pour avoir à la fois un grand corps
    et beaucoup de neurones.
  233. Nous avons donc fait nos calculs.
  234. D'un côté, on a calculé
  235. l'énergie quotidienne
    qu'acquiert un primate
  236. à partir de nourriture crue,
  237. et, de l'autre côté,
    combien d'énergie
  238. consomme un corps d'un certain poids,
  239. et combien d'énergie consomme un cerveau
    avec un certain nombre de neurones.
  240. Puis on a cherché les combinaisons
  241. entre le poids du corps
    et le nombre de neurones
  242. qu'un primate pouvait se permettre
  243. s'il mangeait
    un certain nombre d'heures par jour.
  244. On a trouvé que,

  245. parce que les neurones sont tellement coûteux,
  246. il y a un compromis entre taille du corps
    et quantité de neurones.
  247. Un primate qui se nourrit huit heures par jour
  248. peut avoir jusqu'à 53 milliards de neurones,
  249. mais son corps ne peut pas faire plus
  250. de 25 kilos.
  251. Pour être plus lourd,
  252. il doit avoir moins de neurones.
  253. Il faut donc choisir entre un grand corps
  254. et une grande quantité de neurones.
  255. Quand on mange comme un primate,
  256. impossible d'avoir les deux.
  257. Une solution à cette limite métabolique

  258. serait de passer plus de temps à se nourrir,
  259. mais ça devient dangereux,
  260. et, passé un certain point,
    c'est impossible.
  261. Les gorilles et les orang-outans, par exemple,
  262. arrivent à 30 milliards de neurones
  263. en passant 8h30 par jour à se nourrir :
  264. ils ne semblent pas pouvoir faire plus.
  265. Neuf heure par jour à se nourrir
  266. semble être la limite faisable
    pour un primate.
  267. Et nous ?

  268. Avec nos 86 milliards de neurones,
  269. et un corps de 60 à 70 kg,
  270. on devrait passer plus de 9h par jour
  271. rien qu'à se nourrir,
  272. ce qui n'est pas faisable.
  273. Si l'on mangeait comme des primates,
  274. on n'existerait pas.
  275. Que s'est-il passé, alors ?

  276. Eh bien, si notre cerveau
    consomme toute cette énergie
  277. et si l'on ne peut pas passer
  278. chaque heure de la journée
    à se nourrir,
  279. la seule autre solution, en fait,
  280. c'est de trouver le moyen
    de tirer plus d'énergie
  281. de la même nourriture.
  282. C'est exactement
  283. ce que nos ancêtres
    semblent avoir inventé,
  284. il y a 1,5 million d'années,
  285. avec la cuisson des aliments.
  286. Cuire, c'est utiliser le feu
  287. pour pré-digérer la nourriture
    hors du corps.
  288. La nourriture cuite est plus molle,
    donc plus facile à mâcher,
  289. et à transformer en bouillie dans la bouche,
  290. ce qui lui permet d'être totalement digérée
  291. et absorbée dans les intestins,
  292. ce qui produit beaucoup plus d'énergie
    en beaucoup moins de temps.
  293. Donc, la cuisson nous donne du temps libre
  294. pour occuper nos neurones
  295. à des choses bien plus intéressantes
  296. que de ne penser qu'à se nourrir,
  297. chercher de la nourriture,
    et ingérer de la nourriture
  298. toute la journée.
  299. Grâce à la cuisson,
    ce qui était un gros handicap,

  300. cet énorme cerveau,
  301. dangereusement coûteux ,
    avec beaucoup de neurones,
  302. a pu devenir un atout majeur
    à partir du moment
  303. où l'on a pu s'offrir assez d'énergie
    pour avoir beaucoup de neurones,
  304. et le temps de s'en servir
    à faire des choses intéressantes.
  305. Je pense donc que cela explique
    pourquoi le cerveau humain
  306. a évolué si vite
    pour devenir aussi gros,
  307. tout en restant un simple cerveau de primate.
  308. Avec ce gros cerveau
    que permet la cuisson des aliments,
  309. on est passé rapidement
    du cru à la culture,
  310. l'agriculture, la civilisation,
    le supermarché,
  311. l'électricité, le réfrigérateur,
  312. toutes ces choses
    qui aujourd'hui nous permettent
  313. d'avoir toute l'énergie nécessaire
    à une journée entière
  314. rien qu'en passant un petit moment
  315. dans notre fast-food préféré.
  316. Ce qui a d'abord été une solution
  317. est donc devenu un problème.
  318. L'ironie, c'est qu'on cherche la solution
    dans la nourriture crue.
  319. Quel est donc l'atout de l'être humain ?

  320. Qu'avons-nous donc
  321. qu'aucun autre animal n'a ?
  322. Ma réponse :
    nous avons la plus grande quantité de neurones
  323. dans le cortex cérébral,
  324. et je pense que c'est
    l'explication la plus simple
  325. de nos capacités cognitives
    exceptionnelles.
  326. Et que faisons-nous donc
    qu'aucun autre animal ne fait,
  327. et qui, à mon avis, a été fondamental
  328. pour nous permettre d'avoir
  329. autant de neurones dans le cortex ?
  330. En deux mots : nous cuisinons.
  331. Aucun autre animal que l'humain
    ne cuit sa nourriture.
  332. Et je crois que
    c'est ce qui nous a rendus humains.
  333. L'étude du cerveau humain
    a changé ma vision de la nourriture.

  334. Maintenant, je regarde ma cuisine,
  335. et je m'incline devant elle,
  336. et je remercie mes ancêtres
    d'avoir inventé
  337. ce qui nous a sans doute
    rendus humains.
  338. Merci beaucoup.
  339. (Applaudissements)