Publié le 20 octobre 2025 à 20h00. Des chercheurs de l’Institut Max Planck ont découvert que le cerveau des canaris femelles conserve la capacité de chanter tout au long de sa vie, même en l’absence de pratique, remettant en question les idées reçues sur la plasticité cérébrale et ouvrant de nouvelles perspectives sur l’apprentissage et l’adaptation du cerveau humain.
- Le cerveau des canaris femelles possède les circuits neuronaux nécessaires au chant, même si elles ne chantent pas naturellement.
- L’administration de testostérone permet d’activer cette capacité dormante et d’affiner le chant des femelles.
- Contrairement aux attentes, ce processus ne s’accompagne pas d’une augmentation de la taille de la région cérébrale dédiée au chant (HVC), mais d’une modification de l’activité et des connexions neuronales existantes.
Longtemps considéré comme relativement figé après l’enfance, le cerveau humain est en réalité capable de se remodeler tout au long de la vie, un phénomène connu sous le nom de neuroplasticité. Cette capacité d’adaptation permet la récupération après des blessures, l’acquisition de nouvelles compétences et la réponse aux défis environnementaux. Les oiseaux chanteurs, en particulier, présentent une neuroplasticité saisonnière remarquable, modifiant leur cerveau pour chanter des mélodies complexes pendant la période de reproduction et retrouvant leur répertoire vocal même après une période de silence prolongée. Une question fondamentale se posait : comment le cerveau maintient-il ces capacités complexes lorsqu’elles ne sont pas activement utilisées ?
Une nouvelle étude menée par l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique de Seewiesen apporte un élément de réponse en se concentrant sur le canari domestique (Serinus canaria domestica), et plus précisément sur les femelles de l’espèce. Ces dernières ne chantent généralement pas, mais possèdent l’ensemble des structures neuronales nécessaires à la production de chants. Tout comme l’homme dispose de régions cérébrales dédiées au langage, les oiseaux chanteurs ont développé des zones spécifiques pour le chant. Cette capacité est à la fois innée et acquise par l’apprentissage. L’hormone testostérone joue un rôle crucial dans ce processus, ses taux sanguins augmentant considérablement chez les mâles pendant la saison de reproduction. En administrant de la testostérone aux femelles, les chercheurs ont pu observer pendant plusieurs semaines l’activation de leur capacité de chant dormante et l’amélioration progressive de leurs vocalises.
Des observations antérieures, basées sur des techniques d’imagerie classiques, avaient montré que la région HVC (un centre cérébral essentiel au chant) semblait plus volumineuse chez les canaris chanteurs que chez ceux qui ne le sont pas, notamment pendant la saison de reproduction. Cependant, une analyse plus fine, combinant microscopie de pointe et études de l’expression génétique, a révélé une réalité différente. Les neurones de la région HVC ne se multiplient pas ni ne se divisent, contrairement à ce que l’on pourrait attendre d’une croissance. Ils deviennent simplement plus actifs, renforcent leurs connexions synaptiques, modifient leur activité et ajustent l’expression de leurs gènes, ce qui explique l’illusion d’une augmentation de volume observée par imagerie.
« Les expressions génétiques montrent que la testostérone orchestre ces changements dans l’ensemble de la région HVC sans en modifier la taille », explique le Dr Shouwen Ma, scientifique au Département de neurobiologie comportementale de l’Institut Max Planck. « L’élément crucial est que la région HVC conserve sa taille et son architecture neuronale même lorsqu’elle n’est pas utilisée. Cela signifie que les oiseaux peuvent retrouver leur capacité à chanter même après des années d’inactivité. Nos résultats démontrent que le cerveau n’a pas besoin de reconstruire ses structures à partir de zéro. Les mécanismes neuronaux restent prêts et n’attendent que d’être activés – c’est ce qui me passionne le plus dans cette découverte. »
La capacité de chant s’est avérée remarquablement durable : les chercheurs ont même réussi à faire chanter des femelles âgées de sept ans, bien au-delà de leur espérance de vie typique en milieu naturel.
« Ce projet représente un effort important et cumulatif pour notre département. Nous avons perfectionné des outils génomiques pour étudier les bases moléculaires du comportement de chant des canaris avec une haute résolution, allant du séquençage du génome aux méthodes bioinformatiques sophistiquées qui visualisent l’expression des gènes et révèlent l’architecture du cerveau. Cette diversification des connaissances ouvre la voie à de nouveaux domaines de recherche, tels que la compréhension de la manière dont les espèces gèrent les différents systèmes hormonaux », souligne Carolina Frankl-Vilches, chercheuse au Département de neurobiologie comportementale.
« En étudiant comment le comportement des cellules individuelles change, nous découvrons les principes fondamentaux de la plasticité cérébrale. De cette façon, nous apprenons comment le cerveau maintient sa capacité à apporter des changements innovants tout au long de la vie », explique Manfred Gahr, directeur du département. « Comprendre ces mécanismes – c’est-à-dire comment les hormones déclenchent des changements dans les cellules cérébrales, comment les circuits neuronaux maintiennent leur structure et leur flexibilité – pourrait éclairer les principes plus généraux de la plasticité cérébrale. Cela pourrait également répondre à d’autres questions, par exemple comment les cerveaux vieillissants maintiennent leur adaptabilité ou quels mécanismes favorisent la récupération après un accident vasculaire cérébral ou une blessure. »
Contact scientifique :
Dr Shouwen Ma
Département de neurobiologie comportementale
Institut Max Planck pour l’intelligence biologique
Courriel : [email protected]
Publication originale :
Shouwen Ma, Carolina Frankl-Vilches, Manfred Gahr (2025) : Invariant HVC size in singing female canaries under testosterone: unlocking function by neuronal differentiation, not growth. 20 octobre 2025, PNAS
Pour en savoir plus :
https://www.bi.mpg.de/gahr – Site web du département du Professeur Gahr à l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique
Images
Les canaris femelles ne chantent pas, mais leur cerveau conserve la capacité de chanter toute sa vie. …
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