Des chercheurs identifient des expressions faciales de souris

Science

Par Antoine Gautherie le

Des chercheurs sont parvenus à identifier différentes expressions faciales chez la souris. Mais surtout, cela leur a permis de mettre le doigt sur certains des mécanismes qui sous-tendent le contrôle des émotions chez la souris. Avec des conclusions qui pourraient peut-être, à terme, être appliquées à l’humain.

Saurez-vous interpréter ces expressions ? © sipa – Pixabay

C’est une expérience assez unique et absolument fascinante à laquelle se sont livrés les chercheurs allemands du prestigieux Institut Max-Planck de Martinsried. Dans un papier de recherche publié dans Science, et relayé par Sciences & Avenir, l’équipe de Nejc Dolensek est parvenue non seulement à identifier plusieurs expressions faciales bien précises chez la souris, mais aussi à identifier des circuits nerveux liés aux émotions par la même occasion !

En 1872, Charles Darwin suggérait déjà que les émotions des animaux et des humains pourraient être mieux comprises par le biais des expressions faciales; il ne croyait pas si bien dire. Pour y parvenir, les chercheurs ont pointé une caméra sur le museau de souris. Ils les ont ensuite placées dans différentes situations tantôt neutres, tantôt agréables, tantôt stressantes et ont analysé le moindre mouvement des oreilles aux moustaches. Après des heures de test, nécessaires pour récupérer autant de données que possible, l’ensemble des données a été passé à la moulinette dans un programme de machine learning. Ce dernier a passé en revue tous les mouvements par rapport à une expression neutre, dite “au repos”, et a rassemblé les plus semblables au sein des mêmes catégories. Et le moins que l’on puisse dire, c’est que la tentative a été un franc succès : le système a clairement identifié des expressions de dégoût, de joie, de douleur, de peur ou encore de nausée  chez les souris !

Six des expressions identifiées. © Julia Kuhl/Max Planck Institute of Neurobiology

Exemple avec l’une des expériences, qui consistait à faire boire de l’eau sucrée à deux groupes de souris, certaines rassasiées et d’autres qui avaient soif. L’une des auteures de l’étude, Nadine Gogolla, explique que l’expression de joie était très nettement plus marquée chez les souris assoiffées ! Lors d’une autre expérience de la même étude, les souris ayant goûté de l’eau légèrement salé auraient présenté une expression “satisfaite”, tandis que celles ayant reçu de l’eau très salée auraient affiché une expression “dégoûtée”.

Ces observations pourraient nous sembler évidentes en tant qu’humains, nous qui interprétons des expressions faciales très marquées à longueur de journée, mais cette observation est tout sauf triviale et ouvre la porte à une compréhension plus précise de ces mécanismes. Car ce constat qui se vérifie à chaque étape de l’expérience leur permet d’affirmer qu’il y a bien une corrélation indéniable  entre l’état physiologique des souris et l’expression faciale qu’elles présentent. L’expérience va même plus loin : en plus de la caméra, les chercheurs ont aussi placé un capteur sur la tête des souris de façon à enregistrer leur activité cérébrale, et c’est là que l’expérience devient véritablement impressionnante.

Différentes expressions identifiées lors de l’étude, avec les données de mouvement correspondantes.© Dolensek et al., Science

Un protocole béton, des résultats bluffants et des applications potentielles à la clé

Tout d’abord, l’équipe a réussi à visualiser précisément le niveau d’activation des zones du cerveau concernées, au moment où elles les ressentaient. En particulier dans une zone nommée “cortex insulaire”, que l’on suspecte depuis longtemps de jouer un rôle dans les émotions, la conscience ou la dépendance. C’est là qu’ils ont constaté que la réponse émotionnelle n’était pas une simple relation de cause à effet déclenché par un stimulus, mais un processus extrêmement complexe, avec des schémas d’activation très différents en fonction des différents mélanges d’expressions. Encore plus fort : en faisant le chemin inverse et en stimulant le cortex insulaire de façon extrêmement minutieuse, ils sont parvenus à provoquer les différentes expressions faciales correspondantes chez la souris !

C’est un vrai tour de force, qui va sans aucun doute amener de nombreuses études complémentaires sur la base de ces travaux. Dans la discipline éminemment complexe que sont les neurosciences, l’identification des voies neuronales est un défi majeur qui permet de comprendre comment un organisme répond aux différents stimuli qu’il reçoit. Évidemment, il ne s’agit que du cas très particulier de la souris, mais tous ces mécanismes ont également vocation à être explorés chez l’humain à terme. Et ce n’est pas un hasard si nos amis les rongeurs sont aussi étudiés : il y a fort à parier qu’au moins une partie de ces mécanismes soit également présente dans notre cerveau. Avec à la clé d’innombrables applications potentielles dans des champs aussi divers que le traitement des dépendances, la prise en charge de la dépression ou des états anxieux.

Alternativement, cela pourrait également provoquer une nette accélération de la recherche fondamentale sur les mécanismes de la conscience et des émotions. Et même si le grand public n’en voit pas les retombées concrètes dans les années à venir, il sera en tout cas très intéressant de suivre les publications ultérieures de cette équipe et les autres travaux qui se construiront sur cette étude.