Des recherches montrent une synchronisation cérébrale entre les humains et les chiens

Des recherches montrent une synchronisation cérébrale entre les humains et les chiens

Une étude montre comment se regarder et se caresser synchronise le cerveau des humains et des chiens, tandis que les mutations génétiques liées à l'autisme chez les chiens réduisent cette connexion.

Dans une étude récente publiée dansScience avancéeLes chercheurs ont examiné les connexions cérébrales entre espèces entre les chiens et les humains. Ils ont également examiné si les anomalies génétiques liées à l'autisme chez les chiens entravent l'interaction sociale entre les couples homme-chien.

arrière-plan

Le lien entre les humains et les chiens a évolué au fil du temps, les chiens étant domestiqués pour leurs capacités de protection et de chasse. Ils sont devenus des membres précieux de la famille, apportant de la compagnie et un soutien émotionnel. Les partenariats interspécifiques apportent des bénéfices mutuels mais atteignent rarement le niveau de communication entre humains et chiens. Les chiens peuvent lire, comprendre et répondre à diverses émotions humaines et signaux linguistiques à travers des expressions faciales, des comportements et des tons vocaux. Cependant, les mécanismes cérébraux qui sous-tendent la communication sociale entre espèces restent inconnus.

À propos de l'étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné les processus cérébraux qui permettent la communication entre les humains et les chiens. Ils ont examiné l’influence des modifications génétiques liées à l’autisme chez les chiens sur les interactions sociales entre les deux espèces.

Des électroencéphalogrammes sans fil (EEG) non invasifs ont enregistré simultanément l'activité cérébrale des beagles (chiens de recherche) et des humains lors d'interactions sociales. Pour valider les résultats, les chercheurs ont évalué les corrélations cérébrales entre différentes zones du cerveau dans trois situations. Les situations comprenaient aucune interaction sociale dans des pièces séparées, avec une interaction sociale dans une pièce et sans interaction sociale dans une pièce. Les interactions sociales comprenaient des caresses et des regards mutuels.

Les chercheurs ont comparé le couplage inter-cérébral lors d’interactions sociales complètes (regard mutuel + caresses) avec une interaction sociale partielle (regard mutuel ou caresses seules) pour évaluer les effets synergiques du regard mutuel et des caresses sur le couplage inter-cerveau. Ils ont également examiné les liens entre l'activité cérébrale entre les chiens et les humains dans diverses études et ont enregistré l'activité cérébrale des deux espèces lors d'interactions sociales pendant cinq jours afin d'évaluer l'influence de la familiarité sociale sur le couplage neuronal entre les cerveaux.

L'anatomie du cerveau humain

Les chercheurs ont ensuite mené une étude supplémentaire de cinq jours pour évaluer la durabilité ou les changements dans les interactions entre les cerveaux sur des périodes plus longues. Les régressions linéaires ont examiné la relation entre la durée des interactions sociales et l'activité cérébrale. Les algorithmes de cohérence partiellement dirigée généralisée (GPDC) ont évalué la directionnalité du couplage d’activités entre les cerveaux.

Les chercheurs ont développé un modèle de trouble du spectre autistique (TSA) pour les chiens atteints de SH3 et de multiples mutations du domaine 3 de répétition d'ankyrine (Shank3) en utilisant l'édition du génome de la protéine 9 (Cas9) associée à de courtes répétitions palindromiques régulièrement espacées en cluster (CRISPR).

Des études comportementales telles que le test à trois chambres et les expériences d'interaction homme-chien ont montré des symptômes semblables à ceux de l'autisme chez les mutants. Pendant cinq jours, les chercheurs ont exploré la connexion neuronale du cerveau entre les chiens mutants et les humains. Les rapports d'ondes thêta/bêta (TBR) suggèrent des problèmes d'attention chez les mutants lors des interactions sociales entre humains et chiens.

Les chercheurs ont également examiné les effets du diéthylamide de l’acide lysergique (LSD), un psychédélique, sur les fonctions cérébrales. Ils ont administré une dose unique de 7,5 µg/kg de poids corporel de LSD par voie intramusculaire et ont observé l’effet après 24 heures.

Résultats

Les caresses et les regards mutuels ont conduit à une synchronisation inter-cerveau dans les zones pariétales et frontales du cerveau lors des interactions homme-chien. Ces zones du cerveau sont impliquées dans l’attention conjointe. L'association inter-cerveau dans ces zones du cerveau des chiens et des humains, provoquée par des regards mutuels ou des caresses seules, était bien inférieure aux interactions sociales combinées, y compris les caresses et les regards mutuels.

En cinq jours, l’intensité de la synchronisation a augmenté à mesure que la dyade homme-chien devenait plus familière. Les analyses de régression linéaire ont révélé une forte association positive entre le temps de contact social, les corrélations entre les activités cérébrales et les valeurs GPDC. Après une semaine de contact social, les régressions de la courbe de croissance logistique ont montré que la corrélation intercérébrale dans les zones frontales et pariétales avait plafonné.

Les corrélations intercérébrales entre les humains et les chiens étaient beaucoup plus faibles dans les différentes sessions que dans les mêmes sessions d'interaction. Les résultats montrent que l’engagement mutuel entre les chiens et les humains est crucial pour les connexions neuronales entre les cerveaux. Lors de l’interaction sociale homme-chien, l’humain prend les devants et le chien suit. Les canines mutées ont montré une vigilance réduite et ont éliminé les connexions entre les cerveaux. Une seule dose de LSD a résolu les problèmes.

Conclusions

L’étude a révélé que les synchronisations neuronales entre les cerveaux des chiens de la famille et des humains sont identiques à celles observées dans les interactions entre humains. Le réseau frontopariétal est essentiel pour coordonner l’activité entre les cerveaux et prêter attention aux informations sensorielles. Les chiens porteurs de mutations Shank3 présentaient des circuits cérébraux médiocres et une attention comparable à ceux atteints de TSA. Une dose unique de LSD a restauré une connectivité cérébrale réduite et une attention conjointe chez les chiens mutants, ce qui suggère que le LSD pourrait améliorer les déficiences sociales chez les patients atteints de TSA.

Les résultats suggèrent d'éventuels marqueurs biologiques de l'activité neuronale intercérébrale pour le diagnostic des troubles du spectre autistique et le développement d'analogues spécifiques non hallucinogènes du LSD pour traiter les déficits sociaux. Des recherches plus approfondies sur le couplage cérébral pourraient améliorer la connaissance des mécanismes neurologiques qui sous-tendent les interactions sociales entre les personnes au développement typique et les personnes atteintes de maladies mentales telles que les TSA.

Sources :