Malgré une très forte similitude génétique, les humains et les chimpanzés présentent des différences cognitives marquées. Comment les expliquer ? L'IRM offre l'opportunité de comparer non seulement l'anatomie du cortex des deux espèces mais, avec la modalité d'IRM de diffusion, de comparer les trajets de fibres nerveuses (on parle de tractographie), potentiellement impliquées dans ces différences.
Des membres de l'équipe GINKGO (UMR BAOBAB, NeuroSpin) ont donc analysé des images d'IRM de diffusion pour reconstituer et comparer la morphologie des faisceaux de substance blanche profonde chez 39 chimpanzés et 39 humains. Les données d'imagerie IRM 3T des chimpanzés ont été extraites d'archives collectées avant 2012. Celles d'imagerie des humains ont été acquises dans le cadre de la cohorte Human Connectome Project.
Focus sur les lobes frontaux
Après avoir cartographié les faisceaux dans un espace anatomique commun (recalage difféomorphique informé par les sillons), les chercheurs ont identifié les différences notables entre espèces au niveau de plusieurs tractus frontaux clés. Ils se sont concentrés sur quatre tractus en raison de leur rôle dans les connectivités fronto-pariétale et fronto-temporale, qui soutiennent le langage, les fonctions exécutives et le traitement socio-émotionnel :
- Le faisceau arqué, utilisé comme contrôle interne en raison de ses différences inter-espèces bien établies, présente chez l'humain une plus grande courbure, un volume accru et une extension temporale, des traits absents chez le chimpanzé et cohérents avec son rôle dans le langage ;
- Les faisceaux unciné et fronto-occipital inférieur ont des expansions distinctes entre les espèces ;
- une latéralisation est observée pour les faisceaux frontal oblique et fronto-occipital inférieur chez les chimpanzés.
Ces résultats fournissent la première cartographie morphologique multidimensionnelle des faisceaux de substance blanche profonde entre espèces, révélant des adaptations évolutives dans la connectivité frontale et la latéralisation qui sous-tendent probablement les capacités cognitives spécifiques à l'humain.
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