La grange où il travaille se trouve dans le pays du cheval de Millbrook, à New York, mais résonne de trilles, de tweets et d’obbligatos - la musique rauque de plus d’un millier de canaris et de pinsons en cage. "Entendez-vous celui qui chante son coeur?" Demande Fernando Nottebohm. "Il a plus d'une douzaine de chansons. Il dit aux hommes: 'Ceci est mon territoire.' Il dit aux femmes: 'Hey, regarde moi.' "
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Déconstruire le chant des oiseaux peut sembler un moyen improbable de modifier la biologie. Mais les recherches de Nottebohm ont brisé la croyance selon laquelle un cerveau reçoit son quota de cellules nerveuses peu de temps après sa naissance et reste impuissant face à sa mort - un "fait" ancré dans le crâne de chaque écolier. Au contraire, le biologiste néo-argentin, souvent froissé, a démontré il y a deux décennies que le cerveau d'un oiseau chanteur mâle développe des cellules nerveuses fraîches à l'automne pour remplacer celles qui meurent en été.
Les résultats ont été choquants et les scientifiques ont exprimé leur scepticisme quant au fait que le cerveau humain adulte avait le même talent pour la régénération. "Lisez mes lèvres: pas de nouveaux neurones", a plaisanté Pasko Rakic, un neuroscientifique de l'Université Yale, doutant qu'une personne, comme un oiseau, puisse faire pousser de nouveaux neurones juste pour apprendre une chanson.
Pourtant, inspirés par les travaux de Nottebohm, les chercheurs ont ensuite découvert que d'autres animaux adultes, y compris l'homme, étaient effectivement capables de produire de nouvelles cellules cérébrales. Et en février, les scientifiques ont rapporté pour la première fois que de nouveaux nerfs dans le cerveau de souris adultes semblaient conduire des impulsions - une découverte qui répondait aux préoccupations persistantes selon lesquelles les neurones adultes nouvellement formés pourraient ne pas fonctionner. Bien que de telles preuves soient préliminaires, les scientifiques pensent que ces recherches de plus en plus nombreuses permettront de mieux comprendre comment les gens apprennent et se souviennent. De plus, étudier la neurogenèse, ou la croissance nerveuse, peut les amener à mieux comprendre, voire à traiter, des maladies dévastatrices telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, causées par des nerfs perdus dans le cerveau.
Peu de gens auraient prédit que la cour des Canaries conduirait à une telle percée. Les études sur les oiseaux de Nottebohm "ont ouvert les yeux sur le fait que le cerveau adulte changeait et développait de nouvelles cellules tout au long de la vie", explique le neurobiologiste Fred Gage du Salk Institute de La Jolla, en Californie, dont le laboratoire a récemment découvert des preuves de la régénération des cellules nerveuses dans le cerveau humain.
Les recherches de Nottebohm ont acquis une renommée en biologie et au-delà. Un scientifique qui avance un point de vue non conventionnel et qui est confirmé plus tard fait un drame convaincant, présentant un héros qui fait appel au rebelle en nous et une leçon de prudence pour rester ouvert d'esprit. Pourtant, Nottebohm préfère être un révolutionnaire qu'un homme d'État. "Une fois dans les 5 ou 10% des scientifiques qui croyaient en la neurogenèse, " dit-il. "Maintenant, 95% acceptent cette position. J'ai plutôt aimé que ce soit mieux de faire partie de la minorité."
Il aime les oiseaux depuis son enfance à Buenos Aires. "Écouter les oiseaux était en quelque sorte mon passe-temps", dit-il. "D'autres garçons avaient des voitures, j'avais des oiseaux. J'aimais essayer de les identifier par leurs chansons." Il a obtenu un doctorat de l’Université de Californie à Berkeley - oui, étudie les oiseaux - avant de s’installer à l’Université Rockefeller.
Un moment clé est survenu en 1981, lorsqu'il a montré que le volume de la partie du cerveau d'un canarien contrôlant les changements de chant d'une saison à l'autre. Il culmine au printemps, lorsque le besoin d'accouplement exige le maximum des capacités musicales d'un prétendant, et diminue en été. Il recommence alors à se développer à l'automne, une période propice à l'apprentissage et à la répétition de nouveaux morceaux. Nottebohm et ses collègues ont montré plus tard que ces fluctuations reflétaient la mort et la naissance de milliers de neurones. "Etonnant", ont écrit récemment Gage et un collègue.
Au fil des ans, de nombreux laboratoires ont présenté des preuves que la neurogenèse chez l'adulte se produit chez divers animaux, y compris le rat, la musaraigne et un type de singe, le ouistiti. Pendant ce temps, les scientifiques ont découvert des indices sur la source des nouveaux neurones. Travaillant avec des oiseaux, un jeune collègue de Nottebohm, Arturo Alvarez-Buylla, a tracé les nouveaux nerfs vers des cellules souches particulières dans la muqueuse des ventricules, des cavités remplies de liquide dans le cerveau. Les cellules souches (tellement d'actualité) existent dans tout le corps. Ce sont des cellules non définies qui peuvent développer une fonction spécialisée, devenant par exemple un foie ou une cellule sanguine. La découverte que les neurones peuvent provenir de cellules souches dans le cerveau fait naître l'espoir d'un matériau potentiellement illimité pour réparer le tissu cérébral endommagé. Mais les chercheurs soulignent que, pour le moment, ce n’est que de simples spéculations sur l’utilisation des cellules souches capables de devenir des neurones.
En 1998, des chercheurs ont signalé que la croissance neuronale se produisait également dans le cerveau humain adulte. Les études ont utilisé le tissu cérébral de personnes décédées d'un cancer. Les patients avaient été traités en Suède et avaient reçu une substance chimique appelée BrdU. Du fait que BrdU est incorporé à l'ADN des cellules en division, le produit chimique pourrait servir de marqueur pour toute nouvelle cellule nerveuse dans le cerveau. Dans le cadre de cette étude, des chercheurs suédois ont envoyé les échantillons de cerveau à Gage, à La Jolla. Lui et ses collègues ont trouvé BrdU dans l'hippocampe, une partie du cerveau qui mémorise des souvenirs, suggérant que de nouveaux neurones se sont développés et ont peut-être joué un rôle dans le stockage des informations.
Presque toutes les preuves de neurogenèse chez les mammifères adultes se limitent à l'hippocampe, et personne ne sait vraiment ce que font ces nouveaux neurones. Jusqu'à ce que les scientifiques établissent que de nouveaux nerfs fonctionnels apparaissent également dans le cortex cérébral, où les pensées supérieures sont traitées, Rakic et d'autres restent sceptiques quant au fait que la neurogenèse chez l'adulte influe beaucoup sur le fonctionnement réel du cerveau. "Nous commençons notre vie avec beaucoup de neurones non éduqués, mais à un moment donné, ils sont tous diplômés", dit-il. "Avec la neurogenèse dans le cortex cérébral, vous auriez des neurones qui ne seraient jamais allés à l'école primaire. Les nouvelles cellules éroderaient tous vos souvenirs. Vous abandonneriez tout ce que vous avez du mal à acquérir."
Elizabeth Gould, une neurobiologiste de l'Université de Princeton qui a découvert la neurogenèse chez le marmouset et d'autres primates adultes, affirme que les nouvelles cellules nerveuses doivent être utiles. "Je ne peux pas croire que la nature se donnerait la peine de créer des milliers de nouvelles cellules par jour sans aucun but", dit-elle. "Le corps n'est pas débile avec ses ressources."
Nottebohm dit que le cerveau vieillissant doit probablement développer des cellules nerveuses pour apprendre de nouvelles choses. "Le cerveau manque d'espace mémoire", dit-il. "Tout le monde après 50 ans le sait. Si nous nous souvenions de tout, nous serions surchargés."
Avec le même zèle qu’il a montré lorsqu’il a confondu pour la première fois la sagesse reçue, Nottebohm a commencé un nouveau travail avec des mésanges à tête noire au milieu des années 1990. L'une des espèces d'oiseaux américains à affronter l'hiver septentrional, les mésanges à tête noire subsistent en cette saison grâce aux graines et autres aliments cachés dans les arbres. Nottebohm a découvert que, à l'automne, les oiseaux développent de nouvelles cellules dans un centre du cerveau traitant de la mémoire spatiale, de la capacité de navigation et de recherche d'objets. La puissance cérébrale ajoutée aide les mésanges à localiser leurs secrets cachés des mois plus tard, dit Nottebohm.
Une telle perspicacité gagne l'admiration. "Fernando a toujours été en avance sur tout le monde", a déclaré Gould. "Si loin que les gens pendant longtemps n'ont pas été en mesure d'accepter ses découvertes comme étant intéressantes ou importantes. Maintenant, ils arrivent."
