Les cerveaux des chiens et des humains traitent les visages différemment

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Les cerveaux des chiens et des humains traitent les visages différemment

Des chercheurs du département d’éthologie de l’Université Eötvös Loránd, en Hongrie, ont découvert des similitudes et des différences frappantes dans la façon dont les cerveaux des chiens et des humains traitent les informations visuelles sur les autres. L’étude a été publiée dans The Journal of Neuroscience le 5 octobre 2020.

Les visages sont au cœur de la communication visuelle chez les humains, qui possèdent un réseau neuronal dédié au traitement des visages. Bien que les chiens prêtent également attention aux visages, excellent dans le contact visuel et dans la lecture des émotions faciales, ils s’appuient également sur des signaux corporels supplémentaires pour communiquer. Le cerveau des chiens est-il spécialisé pour le traitement des visages comme celui des humains ?

Pour explorer les similitudes et les différences dans la réponse du cerveau des chiens et des humains aux informations visuelles sur les autres, les chercheurs ont testé vingt chiens et trente humains dans la même expérience d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les chiens et les humains ont visionné de courts films représentant des visages de chiens et d’humains et, à titre de comparaison, des dos de chiens et d’humains. Notamment, cette recherche est la première étude de neuroimagerie visuelle non invasive directement comparative entre une espèce non primate et une espèce primate.

L’étude a été mise en œuvre en tant qu’effort multisite : les chercheurs ont fait équipe à partir de deux des très rares laboratoires du monde capables de scanner le cerveau de chiens éveillés et non attachés (Département d’éthologie, Faculté des sciences, Université Eötvös Loránd, Budapest, Hongrie et Institut de neurobiologie, Université nationale autonome du Mexique, Querétaro, Mexique), afin de collecter des données de réponse cérébrale de plus de chiens que ce qui a été fait dans la plupart des études IRMf sur les chiens à ce jour.

En ce qui concerne les similitudes, l’étude a identifié des zones cérébrales chez les chiens et les humains qui répondaient de manière différentielle aux vidéos selon qu’elles montraient un individu de leur propre espèce. « Auparavant, notre groupe de recherche avait déjà montré une correspondance similaire entre les cerveaux des chiens et des humains pour le traitement de la voix. Nous voyons maintenant que la sensibilité à l’espèce est un principe d’organisation important dans le cerveau des mammifères pour le traitement des stimuli sociaux, à la fois dans la modalité auditive et visuelle », explique Attila Andics, auteur principal de l’étude.

En ce qui concerne les différences, l’étude n’a pas trouvé de zones cérébrales chez les chiens qui codent si l’image visionnée est un visage ou un dos de la tête – alors que chez les humains, c’est une distinction cruciale. « Une analyse de préférence des modèles de réponse du cerveau a confirmé que chez les chiens, la préférence conspécifique est primaire par rapport à la préférence du visage et chez les humains, la préférence du visage est primaire par rapport à la préférence conspécifique. Il s’agit d’une différence essentielle. Elle démontre qu’il peut y avoir des dissemblances substantielles dans la spécialisation corticale pour la perception des visages chez les mammifères. En fait, ces résultats jettent également une nouvelle lumière sur les études antérieures d’IRMf sur les chiens prétendant avoir trouvé des « zones de visage » : nous pensons maintenant que l’activité plus forte aux visages de chiens dans ces études indiquait des zones cérébrales préférant les chiens plutôt que les visages, note Nóra Bunford, co-premier auteur de l’étude et coordinatrice de la collecte des données en Hongrie.

Les chercheurs ont également identifié les régions du cerveau des chiens et des humains qui présentaient un modèle d’activité similaire en réponse aux vidéos. « Cette analyse dite de similarité représentationnelle permet de comparer directement les schémas d’activité cérébrale entre les espèces. Il est intéressant de noter que les similitudes entre les schémas d’activité du chien et de l’homme étaient plus fortes pour ce que nous avons appelé la correspondance fonctionnelle (en comparant l’activité du visage du chien dans le cerveau du chien à l’activité du visage de l’homme dans le cerveau de l’homme), que pour la correspondance physique (en comparant l’activité du visage du chien dans le cerveau du chien à l’activité du visage du chien dans le cerveau de l’homme). Cela montre qu’ici, nous avons peut-être exploité le traitement catégorique de haut niveau des informations sociales plutôt que le traitement visuel de bas niveau, chez les chiens comme chez les humains », explique Raúl Hernández-Pérez, l’autre premier auteur de l’étude et coordinateur de la collecte des données au Mexique.

« Ensemble, les similitudes dans la sensibilité des espèces et les dissemblances dans la sensibilité des visages suggèrent à la fois des analogies fonctionnelles et des différences dans les principes d’organisation du traitement visuo-social chez les chiens et les humains. C’est une autre démonstration que la neuroimagerie comparative avec des espèces de mammifères phylogénétiquement distantes peut faire progresser notre compréhension de l’organisation des fonctions du cerveau social et de leur évolution », résume Andics.

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