Quand les pigeons rêvent —

Que se passe-t-il dans le cerveau d’un pigeon pendant son sommeil ?

La question de savoir si des processus similaires ont également lieu chez les oiseaux n’a pas été résolue jusqu’à présent. “Le dernier ancêtre évolutif commun des oiseaux et des mammifères remonte à environ 315 millions d’années, aux premiers jours des vertébrés terrestres”, explique le professeur Onur Güntürkün, chef du département de biopsychologie de l’Université de la Ruhr à Bochum. “Pourtant, les habitudes de sommeil des oiseaux sont remarquablement similaires à celles des mammifères, y compris les phases REM et non REM.”

Pour savoir ce qui se passe exactement lorsque les oiseaux dorment, les chercheurs ont utilisé des caméras vidéo infrarouges et l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour observer et enregistrer les états de sommeil et d’éveil de 15 pigeons spécialement entraînés à dormir dans ces conditions expérimentales.

Les enregistrements vidéo ont mis en lumière les phases de sommeil des oiseaux. “Nous avons pu observer si un ou les deux yeux étaient ouverts ou fermés, et suivre les mouvements oculaires et les changements de taille de la pupille à travers les paupières transparentes des pigeons pendant le sommeil”, explique Mehdi Behroozi de l’équipe de Bochum. Simultanément, les enregistrements IRMf ont fourni des informations sur l’activation cérébrale et le flux de liquide céphalo-rachidien dans les ventricules.

Rêves de voler

“Pendant le sommeil paradoxal, nous avons observé une forte activité dans les régions cérébrales responsables du traitement visuel, y compris dans les zones qui analysent le mouvement de l’environnement d’un pigeon pendant le vol”, explique Mehdi Behroozi. L’équipe a également remarqué une activité dans les zones qui traitent les signaux du corps, en particulier des ailes. “Sur la base de ces observations, nous pensons que les oiseaux, tout comme les humains, rêvent pendant le sommeil paradoxal, et pourraient être en train de voler dans leurs rêves”, ajoute Mehdi Behroozi.

De plus, les scientifiques ont remarqué l’activation d’une zone cérébrale particulière connue sous le nom d’amygdale au cours de ces phases. “Cela suggère que si les oiseaux vivent quelque chose de similaire à nos rêves humains, les rêves des pigeons pourraient également inclure des émotions”, explique Gianina Ungurean du Avian Sleep Group de l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique. Cette hypothèse est étayée par le fait que les pupilles des oiseaux se contractent rapidement pendant le sommeil paradoxal, comme elles le font pendant la parade nuptiale ou les comportements agressifs à l’état de veille, comme l’ont récemment démontré Gianina Ungurean et ses collègues.

Laver la poussière de la journée

Comme chez l’homme, le flux de liquide céphalo-rachidien dans les ventricules augmente pendant le sommeil non paradoxal chez les pigeons. Cependant, l’équipe a découvert pour la première fois, chez n’importe quel animal, que le flux diminuait considérablement pendant le sommeil paradoxal. “Nous pensons que l’afflux accru de sang dans le cerveau pendant le sommeil paradoxal, qui soutient l’activité cérébrale élevée, pourrait empêcher le liquide céphalo-rachidien de se déplacer des ventricules vers le cerveau”, explique Niels Rattenborg, chef de l’Avian Sleep Group. “Cela suggère que le sommeil paradoxal et ses fonctions pourraient se faire au détriment de l’élimination des déchets du cerveau.”

Cependant, les scientifiques envisagent également la possibilité que le sommeil paradoxal contribue à l’élimination des déchets de manière inattendue. “Au début du sommeil paradoxal, l’afflux de sang augmente le diamètre des vaisseaux. Cela pourrait forcer le liquide céphalo-rachidien qui est entré dans l’espace pendant le sommeil non paradoxal à s’écouler dans le tissu cérébral et à améliorer l’écoulement des fluides transportant les déchets”, explique Gianina Ungurean.

Les chercheurs pensent que le processus de nettoyage du cerveau pendant le sommeil peut être particulièrement crucial pour les oiseaux. Étant donné que leur cerveau a une densité de neurones plus élevée que celle des mammifères, l’élimination des déchets peut nécessiter des cycles de rinçage plus efficaces ou plus fréquents. Comme les oiseaux connaissent des phases REM plus longues et plus courtes pendant le sommeil que les mammifères, l’afflux fréquent de sang associé pourrait aider à garder leur cerveau densément emballé exempt de déchets nocifs.

Parlez-nous de vos rêves !

À l’avenir, l’équipe prévoit d’explorer le rôle potentiel du sommeil paradoxal dans l’élimination des déchets. De plus, ils réfléchissent à des moyens d’apprendre le contenu du rêve d’un pigeon. “Nous espérons entraîner les oiseaux à signaler si et ce qu’ils viennent de voir au réveil du sommeil paradoxal. Ce serait une étape essentielle pour déterminer s’ils rêvent”, explique Gianina Ungurean. Mais même sans une analyse détaillée des rêves, les nouvelles découvertes nous aident déjà à mieux comprendre le rôle du sommeil, chez les oiseaux comme chez les humains. Ils soulignent l’importance du sommeil pour maintenir un cerveau en bonne santé et prévenir le déclin cognitif – et ils impliquent également que le rêve a une très longue histoire.

L’étude a été menée par l’équipe de biopsychologie de Bochum ainsi que par des chercheurs de l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique, de l’Institut Max Planck pour la neurobiologie du comportement, du Département de neurophysiologie de l’Université de la Ruhr à Bochum et de l’Université Claude Bernard Lyon.