Exploration de la capacité de discrimination de nombres par les drosophiles
Laboratoire d’accueil
Centre de Recherche sur la Cognition Animale (CRCA-CBI)
Université Toulouse 3 - CNRS
Projet: Savoir évaluer des quantités est une capacité utile dans de nombreuses situations, pour choisir la meilleure source de nourriture ou évaluer le rapport de force dans un contexte de compétition par exemple (Nieder, 2020). Cette capacité semble d’ailleurs très largement répandue au sein des Vertébrés, des poissons aux primates (Agrillo & Beran, 2013).
Au sein des Invertébrés, des études pionnières chez les abeilles ont démontré une capacité à dénombrer un nombre de repères visuels à franchir avant d’atteindre une source de nourriture ou à reconnaître un nombre donné d’objets dans une image (Chittka et al, 1995 ; Dacke et al, 2008 ; Gross et al, 2009). Dans ces deux cas, les abeilles peuvent reconnaître un même nombre indépendamment des propriétés des objets ou autres caractéristiques des images comme la densité ou la surface cumulée des objets. Cette capacité d’abstraction du nombre est en effet indispensable pour conclure sur l’existence d’un sens du nombre. Cette découverte inattendue chez un insecte interroge sur une potentielle universalité des mécanismes sous-jacents et sur les conditions évolutives permettant l’émergence d’un sens du nombre. Il s’avère donc nécessaire d’élargir nos connaissances sur la perception des nombres chez d’autres invertébrés pour répondre à ces questions fondamentales.
La drosophile est un animal modèle idéal pour l’étude des comportements pour plusieurs raisons : - l’existence de tests comportementaux robustes et faciles à mettre en place ; - un cerveau simplifié par rapport aux mammifères mais capable de capacités cognitives générant des comportements complexes ainsi que différentes formes de mémoires ; - un nombre très élevé d’outils génétiques permettant de manipuler l’expression de gènes et l’activité neuronale. Ainsi, révéler une capacité à appréhender des quantités chez cet insecte non social serait une véritable découverte et ouvrirait la voie à la compréhension des mécanismes neurobiologiques sous-jacents.
L’objectif de ce stage sera donc de tester la capacité des drosophiles à différencier des stimuli visuels sur la base du nombre d’objets présentés, dans un protocole d’apprentissage discriminatif à renforcement alimentaire. En cas de succès, nous chercherons à identifier les zones cérébrales impliquées dans la reconnaissance des nombres grâce à l’utilisation de transgènes thermosensibles permettant l’inhibition ou la suractivation neuronale uniquement durant les tests comportementaux.
Références
Agrillo, C. & Beran, M. (2013) Number without language: comparative psychology and the evolution of numerical cognition. Front Psychol, 4 https://doi.org/10.3389/fpsyg.2013.00295
Chittka, L., Geiger, K. & Kunze, J.A.N. (1995) The influences of landmarks on distance estimation of honey bees. Anim Behav, 50, 23-31 https://doi.org/10.1006/anbe.1995.0217
Dacke, M. & Srinivasan, M.V. (2008) Evidence for counting in insects. Anim Cogn, 11, 683-689 https://doi.org/10.1007/s10071-008-0159-y
Griffin, A.S., Guillette, L.M. & Healy, S.D. (2015) Cognition and personality: an analysis of an emerging field. Trends Ecol Evol, 30, 207-214 https://doi.org/10.1016/j.tree.2015.01.012
Gross, H.J., Pahl, M., Si, A., Zhu, H., Tautz, J. & Zhang, S. (2009) Number-based visual generalisation in the honeybee. PLoS ONE, 4, e4263 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0004263
Nieder, A. (2020) The adaptive value of numerical competence. Trends Ecol & Evol, 35, 605-617 https://doi.org/10.1016/j.tree.2020.02.009
Techniques utilisées : Tests comportementaux – analyse par vidéo-tracking
ENCADRANTES :
Dr. Aurore Avarguès-Weber & Dr. Séverine Trannoy (CRCA-CBI, Toulouse)