La "Machine esprit"

La grande question que se posent les embryologistes est la suivante : quel est le "plan" qui décide du sort de nos cellules pour que nous soyons homme, crapaud, souris ou mouche ? Méfiez-vous des faux amis ! La mouche est un ancêtre tout aussi valable que le chimpanzé pour l’homo sapiens que vous êtes. Écoutez la leçon inaugurale d’Alain Prochiantz donnée fin août 2009 à l’ENPC : une intervention, passionnante et accessible à tous.

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Comme le rappelle Alain Prochiantz dans son introduction les Sapiens ont vu le jour il y a 120 000 ans, là où la vie sur Terre a débuté il y a 3 milliards d’années. « Nous représentons 7 secondes dans une journée de 24 heures ! Nous sommes une espèce tout à fait fulgurante » résume-t-il.

A la base de tout cela : les cellules. Elles sont des unités morphologiques exceptionnelles qui créent méthodiquement un organisme. Ces cellules ont à la fois une fonction précise et infinie de programmation, de multiplication, de croissance et de mort cellulaire...
Mais comment s'organisent-elles ? « Quel est le plan ? » s'interroge Alain Prochiantz.


La mouche : une cousine pas si éloignée !


C'est dans les années 1980 qu'a été découvert sur la mouche le gène de développement ; une avancée importante pour comprendre la biologie du développement et l’évolution.

Constat amusant : les gènes responsables du développement morphologique de certains organes le long de l’axe antéropostérieur de l’organisme chez l'insecte, sont disposés le long de l’axe antéropostérieur du gène, « comme si vous aviez une mouche miniature dessinée à la surface de votre chromosome » résume Alain Prochiantz.

Ce gène de développement s'avère en réalité exister chez tous les vertébrés. Au point que si vous retirez le gène de la mouche par un homologue d’une autre espèce :

- un gène de souris remplaçant un gène de mouche donnera une mouche presque normale
- de même un gène de sapiens remplaçant un gène de mouche donne une mouche presque normale !


Voici la preuve au passage que nous avons un ancêtre commun avec la mouche qui aurait vécu il y a 600 millions d’années.

Perdre la tête : une question de gène

Reprenons sur notre gène de développement. Grâce à lui, chaque cellule possède une information pour savoir où se positionner dans le corps. Par exemple, le gène « de l’avant » permet de construire la tête des vertébrés (de l’hydre comme de l’être humain).

De la même manière que l'exemple précédent :
- si l'on retire le gène en question d’une souris cette dernière perd la tête
- si l'on retire ce gène d’une mouche, l'insecte perd aussi la tête
- Si l'on prend ce gène de la souris pour le mettre sur la mouche, la mouche retrouve sa tête

En réalité, les choses ne sont pas aussi simples ! Ceci serait impossible sans la régulation de l'expression des gènes (quand et pendant combien de temps ils s’expriment).

C’est la raison pour laquelle dire que nous avons 98,2% de similitude avec les singes n’a pas de sens. Tout dépend de la régulation de l'expression des gènes.


Notre cerveau : un loft avec murs modulables

Si notre cerveau a augmenté de taille (notre cortex mesure pas moins de 2m2 ) les aires sensorielles n'ont pas suivi une croissance parallèle. Homo sapiens a en effet perdu une partie de son aire de l'olfaction, de la vision, au profit de l'aire du langage (aire de Broca et de Vernické).
Les frontières de ses aires sont là encore commandées par la régulation de l’expression de ses gènes de développement.

Mais le cerveau est un organe plastique. Il ne tient qu'à Sapiens de développer ses aires, jusqu'à 15 ans de préférence en ce qui concerne l'apprentissage.


N'existerait-il pas un système de régénération de nos cellules ? Un système qui ne bloquerait pas la plasticité de notre cerveau à partir d'un certain âge ?« Non » répond Alain Prochiantz. « Chez nous, le système de régénération est bloqué ». Nous ne sommes pas comme les salamandres : notre bras une fois coupé ne repousse pas. Mais nous y gagnons quand même : cette régénération bloquée permet d'avoir de la mémoire.
« Trop de plasticité n’est pas bon. Vos souvenirs s'effaceraient au profit d'autres souvenirs, ce serait en quelque sorte la maladie d'Alzheimer ».

Enfin dernière singularité avec notre faux cousin le chimpanzé : le développement du cerveau est constitué à 50% à la naissance d’un singe, alors qu’il n’est que de 10% chez l’homme. La plasticité du cerveau humain assimilera dès lors plus de connaissance que le singe.

Peut-être est-ce de là qu’est venue l’expression « on n’apprend pas au vieux singe à faire la grimace ?! »




En savoir plus :

- Ecole nationale des Ponts et chaussées

- Alain Prochiantz, membre de l'Académie des sciences, professeur au Collège de France