plasticité

Publié le 20 octobre 2025 18h01. Des chercheurs ont découvert que le cerveau des oiseaux chanteurs, même au repos, conserve une capacité étonnante à s’activer et à apprendre de nouveaux chants, révélant des mécanismes de plasticité cérébrale qui pourraient avoir des implications pour la compréhension du cerveau humain.

• Plasticité cérébrale : le cerveau des canaris femelles conserve la capacité de chanter tout au long de sa vie, même si ces oiseaux ne chantent généralement pas.
• Adaptation neuronale : les changements observés ne sont pas liés à une augmentation de la taille de la zone cérébrale dédiée au chant, mais à une modification de l’activité et des connexions des neurones existants.
• Capacité préservée : cette capacité de chant peut être réactivée même après des années d’inactivité, démontrant une remarquable résilience du cerveau.

Contrairement aux idées reçues, le cerveau humain ne perd pas de sa flexibilité avec l’âge. Il est capable de se remettre de blessures, d’acquérir de nouvelles compétences et de s’adapter aux défis, grâce à un phénomène appelé neuroplasticité. Les oiseaux chanteurs présentent une plasticité cérébrale similaire, saisonnière : leur cerveau se modifie pour leur permettre de produire des chants complexes pendant la période de reproduction, et ils peuvent retrouver leur répertoire vocal complet même après une période de silence prolongée. Une question fondamentale se pose alors : comment le cerveau maintient-il ces capacités complexes même 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 les canaris femelles. Les chercheurs se sont intéressés à la forme sauvage de ces oiseaux, le Canari Fawn. Bien que les femelles ne chantent normalement pas, elles possèdent l’ensemble des structures neuronales nécessaires pour le faire. Tout comme l’homme possède des zones cérébrales dédiées au langage, les oiseaux chanteurs ont développé des régions spécifiques pour le chant. Cette capacité est à la fois innée et acquise par l’apprentissage. L’hormone testostérone joue un rôle crucial. Chez les mâles, son taux sanguin augmente fortement pendant la saison de reproduction. En administrant de la testostérone aux femelles, l’équipe a pu observer pendant plusieurs semaines l’activation de leur capacité de chant dormante et l’amélioration de leurs nouvelles vocalises.

Le HVC ne se développe pas

Des techniques d’imagerie traditionnelles avaient déjà montré qu’une région cérébrale essentielle au chant, appelée HVC, apparaissait plus volumineuse chez les canaris chanteurs que chez ceux qui ne le sont pas, par exemple en dehors de la saison de reproduction. Cependant, l’observation des cellules cérébrales individuelles dans le HVC, grâce à une combinaison de microscopie moderne et d’études sur l’expression génétique, a révélé une réalité différente. Les neurones ne se sont pas multipliés ni divisés, comme on aurait pu s’y attendre en cas de croissance. Ils sont devenus plus actifs, ont renforcé leurs connexions, augmenté leur activité, modifié l’expression de leurs gènes et se sont révélés plus faciles à détecter. C’est cette activation qui donne l’impression que le HVC est plus grand sur les images.

« Les expressions génétiques montrent que la testostérone orchestre ces changements dans l’ensemble du HVC sans en modifier la taille », explique Shouwen Ma, scientifique au Département de neurobiologie comportementale de l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique. Shouwen Ma, scientifique au Département de neurobiologie comportementale de l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique. « Ce qui est crucial, c’est que le HVC conserve sa taille et son architecture neuronale même lorsqu’il n’est pas utilisé. Cela signifie que les oiseaux peuvent chanter même après des années sans avoir chanté, sans avoir à reconstruire leurs compétences vocales complexes. Nos résultats illustrent 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 dans cette découverte. »

Une capacité de chant constante

La capacité de chanter s’est avérée remarquablement constante : les chercheurs ont même réussi à faire chanter des femelles âgées de sept ans, bien au-delà de leur espérance de vie typique dans la nature. « Ce projet représente un effort important et cumulatif pour le département. Nous avons perfectionné les outils génomiques pour étudier les bases moléculaires du comportement du chant des canaris à haute résolution. Cela va du séquençage du génome aux méthodes bioinformatiques sophistiquées qui visualisent l’expression des gènes pour révéler l’architecture du cerveau. Cette « diversification des connaissances jette les bases de nouveaux domaines de recherche, tels que la compréhension de la manière dont les espèces gèrent les différents systèmes hormonaux », explique 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. 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. »