Le doux parfum de la récompense
Pour être une abeille productive et rentable, il est important d'apprendre à détecter une fleur prometteuse à distance. Il n'y a pas de temps à perdre à butiner des fleurs qui ne rapporteraient pas de nectar. Le temps, c'est du nectar, et, heureusement que les abeilles sont équipées pour obtenir une bonne courbe d'apprentissage. Des scientifiques allemands ont analysé comment les abeilles acquièrent les compétences nécessaires, et ont réussi à relier la mémoire olfactive à une région spécifique du cerveau. Des scientifiques de la Freie Universität (FU) de Berlin et du Centre Bernstein de neuroscience informatique basé à Berlin, sous la direction du professeur Randolf Menzel du département de biologie, de chimie et de pharmacologie de la FU Berlin, ont participé à l'étude. L'équipe a «étudié les moyens et modalités pour les abeilles de reconnaître l'odeur et de l'associer au nectar d'une [sic] fleur particulière et a déterminé si cette association se fait dans une région spécifique du cerveau des abeilles», peut-on lire dans la présentation des résultats de la FU de Berlin. Pour ce faire, les chercheurs ont construit une «école des abeilles» dans leur laboratoire. Cinq parfums artificiels ont été présentés aux abeilles. La présentation de l'un des parfums était toujours suivie de la présentation d'une solution sucrée, ce qui n'était pas le cas des autres odeurs. Le conditionnement a porté des fruits. Quand les antennes des abeilles entraient en contact avec la solution sucrée, les abeilles apprenaient à faire le lien, étendant ainsi leurs rostres pour récolter la récompense à la moindre bouffée de la senteur prometteuse. Cette réaction a été maintenue pendant les trois heures d'apprentissage. Le Dr Martin Strube-Bloss, qui a quitté son poste de la FU de Berlin pour l'Institut Max Planck d'écologie chimique, a étudié la base neuronale de ce processus mémoriel. Il a mesuré les réactions électriques des neurones de sortie dans les corps pédonculés des cerveaux des abeilles, qui ont été identifiés comme jouant un rôle important. «Les corps pédonculés dans le cerveau des insectes sont des structures d'un ordre supérieur impliquées dans l'intégration des informations olfactives, visuelles et mécano-sensorielles et dans la formation de la mémoire», expliquent les chercheurs. «Les résultats étaient surprenants», commente la FU de Berlin. «Au cours de la phase d'apprentissage, les activités au niveau des neurones n'ont pas changé du tout. Mais après les trois heures d'apprentissage, nous avons constaté un changement: davantage de neurones ont réagi au stimulus de récompense et les réactions étaient très fortes. C'est donc ainsi que les chercheurs ont détecté une trace mémorielle. Grâce à ce décalage, ils sont parvenus à la conclusion qu'il ne découlait pas du processus d'apprentissage en lui-même ou d'une mémoire à court terme, mais qu'ils avaient plutôt identifié le siège d'une mémoire olfactive à long terme.» L'analyse mathématique, réalisée par le Dr Martin Newrot de la FU de Berlin, a démontré la fiabilité de la réaction. L'observation des neurones de sortie dans les corps pédonculés lors de la présentation de l'une des cinq senteurs, les chercheurs ont pu déterminer quelle était la senteur-récompense. Le processus neuronal impliqué dans cette décision ne durait que 150 millisecondes. Ces informations, récemment publiées dans la revue Journal of Neurosciences, contribuent au développement d'un modèle informatique sur le cerveau des abeilles. Ce modèle conçu pour l'association d'odeurs virtuelles à des récompenses, et pour la prise de décisions fondées sur ces associations, une nouvelle étape pour le développement de cerveaux artificiels pour des robots biomimétiques.Pour de plus amples informations, consulter: Freie Universität Berlin; Département de biologie, chimie et pharmacie: http://www.bcp.fu-berlin.de/en/index.html and http://www.biologie.fu-berlin.de/neuroinformatik Bernstein Network Computational Neuroscience: http://www.nncn.de Journal of Neurosciences: http://www.jneurosci.org/
Pays
Allemagne