Nous savons tous que les céphalopodes sont méchamment intelligents, et leurs systèmes nerveux complexes expliquent en partie leurs aptitudes. Maintenant, une étude d’imagerie par résonance magnétique du cerveau des calmars, la première du genre, confirme à quel point les connexions dans leur cerveau sont vraiment riches.

Utilisant l’IRM haute résolution et une série de techniques de coloration, les chercheurs ont découvert et décrit des voies neurales majeures inconnues jusqu’alors chez les calmars.

« Les céphalopodes modernes, un groupe comprenant la pieuvre, la seiche et le calmar, ont un cerveau d’une complexité célèbre, approchant celui d’un chien et dépassant les souris et les rats, au moins en nombre de neurones », a déclaré le neurobiologiste Wen-Sung Chung du Queensland Brain Institute (QBI) de l’Université du Queensland en Australie.

« Par exemple, certains céphalopodes ont plus de 500 millions de neurones, contre 200 millions pour un rat et 20 000 pour un mollusque normal. »

Nous savons tous que la complexité neuronale n’est pas nécessairement corrélée à l’intelligence telle que nous la connaissons ; mais nous savons aussi que les chiens ont des cortex cérébraux plutôt denses, il est donc étonnant de voir à quel point certains céphalopodes les talonnent en termes de connexions cérébrales.

Pour obtenir la première carte à haute résolution du cerveau – connue sous le nom de connectome – d’un calmar récifal bigfin (Sepioteuthis lessoniana), l’équipe a utilisé deux types d’IRM, l’imagerie par résonance magnétique avec contraste et l’imagerie par résonance magnétique de diffusion à haute résolution angulaire.

Des échantillons de calmar conservés ont été colorés avec un colorant argenté ou des traceurs neuronaux fluorescents multicolores, ce qui a permis aux chercheurs de cartographier les voies neuronales. Ces techniques leur ont permis de confirmer plus de 99 % des 282 voies principales déjà identifiées.

Ils ont également identifié 145 nouvelles voies neurales principales, inconnues jusqu’alors. Parmi celles-ci, plus de 60 % sont liées aux systèmes de vision et de motricité – ce qui pourrait nous aider à comprendre les folles capacités de camouflage des calmars.

« Nous pouvons voir que de nombreux circuits neuronaux sont dédiés au camouflage et à la communication visuelle », a déclaré Chung.

 » le calmar une capacité unique à échapper aux prédateurs, à chasser et à communiquer de manière conspécifique avec des changements de couleur dynamiques. »

Comment les céphalopodes voient est un mystère fascinant. Techniquement, ils sont daltoniens, comme Chung et son collègue neurobiologiste Justin Marshall, également du QBI, l’ont précédemment démontré « sans aucun doute ».

Mais ils semblent être capables de percevoir la couleur d’une certaine manière. Il suffit de voir comment les pieuvres changent de couleur pour s’adapter parfaitement à leur environnement. Ou comment les calmars communiquent en s’envoyant des flashs de couleurs.

Cette recherche semble avoir trouvé certaines des voies associées à ce traitement visuel et les comportements qu’il permet, ainsi que la structure possible dans le cerveau responsable de la coordination de la vision et du camouflage.

« La similitude avec le système nerveux des vertébrés, mieux étudié, nous permet de faire de nouvelles prédictions sur le système nerveux des céphalopodes au niveau comportemental », a déclaré Chung.

« Par exemple, cette étude propose plusieurs nouveaux réseaux de neurones en charge des comportements guidés visuellement tels que la locomotion et le camouflage par contre-ombre – lorsque le calmar affiche différentes couleurs sur le haut et le bas de son corps pour se fondre dans le décor, qu’il soit vu d’en haut ou d’en bas. »

Cette recherche fait partie d’un projet à long terme visant à comprendre le fonctionnement du cerveau et de l’intelligence des céphalopodes, car ils sont très différents des nôtres et de ceux des autres vertébrés.

Comme les chercheurs l’ont écrit dans leur article, « les tâches cognitives apparemment complexes que les céphalopodes accomplissent ont besoin de ce genre de preuves de fond solides avant que des spéculations anthropomorphiques ne conduisent à des idées fausses autour de ces créatures uniques et merveilleuses. »

La recherche a été publiée dans iScience.