Les chauves-souris volent des acrobates. Certains se tordent, se retournent et volent sauvagement dans l'air du soir pour piéger les insectes; d'autres exécutent des retournements pour atterrir et se suspendent à un fruit juteux. Les exploits ressemblent à des manœuvres d'une complexité vertigineuse pour les muscles et le cerveau des chauves-souris. Et il s'avère que ces mammifères volants ont des neurones spécifiques qui les aident à créer une sorte de boussole tridimensionnelle. Mais, ce qui est peut-être encore plus surprenant, les chercheurs qui ont découvert cela soupçonnent également que les humains possèdent un GPS interne similaire.
Ce n'est pas une boussole dans le sens où le système différencie le nord du sud, explique Ruth Schuster pour Haaretz . Cela aide plutôt les chauves-souris à déterminer le sens de la montée, de la descente et de l'un ou l'autre côté.
La découverte, publiée dans la revue Nature, s’appuie sur des travaux antérieurs sur la manière dont les animaux créent une carte interne de leur environnement. Au début des années 1970, des recherches menées à l'University College London révélèrent pour la première fois des neurones dans l'hippocampe de rats - des cellules qui ne se tiraient que lorsque les rats se trouvaient dans une partie spécifique de leur enceinte, rapporte Mo Costandi pour The Guardian . Le milieu des années 1980 a amené la découverte de cellules de direction de la tête qui se sont déclenchées lorsqu'un rat a fait face dans une certaine direction; Des chercheurs basés en Norvège ont identifié des cellules dites de grille qui tiraient lorsque le rat traversait une enceinte et des cellules de frontière qui l’aident à surveiller les contours de son environnement. Pour leurs travaux sur le système de positionnement 3D du cerveau, trois chercheurs ont reçu le prix Nobel de physiologie de cette année.
Mais jusqu'ici, les travaux portaient sur les rats, qui sont nécessairement confinés au sol. Arseny Finklestein et ses collègues de l'Institut des sciences Wiezmann ont identifié les cellules montantes et descendantes qui rendent la carte interne en trois dimensions. Les chauves-souris Egyption contenant des microélectrodes sans fil dans leur cerveau ont aidé les chercheurs à comprendre cela. Costandi écrit:
Les enregistrements effectués en vol ont confirmé que le compas neural de la chauve-souris codait l'espace en trois dimensions. Environ un cinquième des cellules étaient réglées sur des plages de hauteur spécifiques et ne tiraient que lorsque les chauves-souris volaient à un certain angle dans le plan vertical, et environ un dixième pour faire rouler des angles. Une proportion importante des cellules était sensible à une combinaison d'angles dans les plans horizontal et vertical, et certaines à des angles dans les trois plans.
"Et nous ne pensons pas que nos résultats sont spécifiques aux chauves-souris", a déclaré Finkelstein à BBC News . Bien que les rats et les chauves-souris soient séparés par des millions d'années, ils ont le même type de cellules: cellules de localisation, cellules de direction de la tête et cellules en grille. "C'est pourquoi nous pensons que cela pourrait aussi être pertinent pour les humains."
Les cellules peuvent non seulement être importantes pour ne pas se cogner, mais aussi pour se rappeler où des événements spécifiques se sont produits. "Nous pensons que ces cellules de boussole et de localisation constituent une sorte d'échafaudage sur lequel nous" accrochons "nos souvenirs", a déclaré Finklestien à Haaetz.com.
Comprendre le fonctionnement du système chez l’homme pourrait aider à expliquer pourquoi les pilotes de chasse, par exemple, ont parfois des vertiges et ne peuvent pas se défendre, écrit Schuster pour Haaretz. Cela s'applique également dans des situations moins graves, par exemple lorsque vous êtes désorienté après avoir quitté le métro. La faute à une défaillance de vos cellules de navigation 3D.
