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Les animaux se projettent-ils dans le passé & dans l’avenir ?

« Vous ne le savez peut-être pas mais nous, les humains, nous avons une machine à voyager dans le temps hyper sophistiquée : la mémoire épisodique. » C’est avec ces quelques mots que Pauline Billard débute la présentation de sa thèse en 180 secondes, lors de la finale régionale du concours 2020. La mémoire épisodique permet de se souvenir d’événements vécus et de se projeter dans le futur. Cette mémoire existe-t-elle aussi chez les animaux ? La question n’est pas tranchée au sein de la communauté scientifique, mais les études menées par Pauline Billard chez la seiche apportent de nouveaux éclairages.

Qu’est-ce que la mémoire épisodique ?

La mémoire épisodique, c’est la mémoire de nos souvenirs. Nous sommes capables de nous remémorer des événements vécus et de les revivre mentalement… un peu comme si on repassait une vidéo. Plus précisément, nous sommes capables de différencier des événements de même nature : on peut être allé à plusieurs reprises dans un même restaurant, avec les mêmes personnes, et distinguer individuellement chacun de ces instants vécus. Cette capacité cognitive complexe s’appelle la « mémoire de la source » : c’est elle qui nous permet de faire ce tri en faisant notamment appel aux émotions, aux sensations et aux perceptions ressenties sur le moment. La mémoire épisodique est-elle le propre de l’homme ? Ma thèse avait pour objectif d’apporter de nouvelles données sur les capacités des animaux à retrouver les caractéristiques d’un souvenir. Mes travaux ont été menés à l’université de Caen Normandie sur la seiche et à l’université de Cambridge sur le geai – deux espèces animales très différentes.

Comment tester cette mémoire chez les animaux ?

En leur posant des questions ! Les animaux nous répondent en faisant des choix. À l’université de Caen Normandie, nous avons tout d’abord cherché à déterminer si la seiche était en mesure d’associer une odeur ou une image au souvenir d’un événement passé. Nous avons tout d’abord disposé deux balises dans un aquarium, et avons entraîné les seiches à se diriger vers la balise gauche lorsqu’elles sentent du crabe et à se diriger vers la balise droite lorsqu’elles voient une image de crabe. Cette phase d’entraînement est souvent longue car l’animal doit bien comprendre la consigne. Puis nous avons mis les seiches à l’épreuve, en leur présentant les balises trois heures après leur avoir montré ou fait sentir le crabe. Les seiches, prises au dépourvu, étaient alors confrontées à une question inattendue : pour y répondre, elles n’avaient d’autre choix que de se remémorer l’événement survenu trois heures plus tôt. Lorsqu’on travaille sur le comportement animal, il faut proposer des expériences simples pour obtenir des résultats clairs. Quitte à complexifier par la suite. C’est ce que nous avons fait en introduisant, ensuite, de nouvelles proies dans l’expérience – poissons, crevettes, moules. Les seiches ont toutes parfaitement répondu aux différentes questions posées, ce qui démontre leur capacité à discriminer leurs propres perceptions pour revenir à la source du souvenir. Les résultats obtenus sont une première chez une espèce invertébrée.

Les seiches peuvent-elles se projeter sur des événements à venir, sur la base de leurs souvenirs passé ?

Les études menées durant ma thèse démontrent que la seiche se sert de ses souvenirs passés pour prendre une décision orientée vers le futur. La seiche est en effet capable d’adapter son comportement alimentaire en fonction du menu qui est proposé dans la journée. Plusieurs expériences ont été menées auprès de groupes de seiches soumis à des régimes différents. Résultats : les seiches dévorent leur déjeuner lorsqu’elles ne peuvent pas prévoir le menu du soir, ne sachant pas si elles pourront manger plus tard. En revanche, elles déjeunent léger un jour sur deux lorsqu’elles savent que les crevettes sont servies un soir sur deux : s’il y a du crabe au déjeuner, c’est bien, mais s’il y a des crevettes au dîner, mieux vaut se restreindre pour garder l’appétit ! S’agit-il, pour autant, d’un comportement anticipé, planifié, contrôlé consciemment ? Difficile à dire, mais, dans tous les cas, nos résultats démontrent que le comportement de la seiche n’est pas uniquement ancré dans le présent. La chasse n’est pas de l’ordre du simple réflexe : les seiches sont capables de prendre des décisions présentes en fonction de situations à venir. Ce qui est déjà très intéressant.

Vous avez remporté le 2e prix du jury lors de la finale régionale du concours 2020 ma thèse en 180 secondes. Que retirez-vous de votre participation ?

Je souhaitais me confronter à ce concours pour prendre du recul, car expliquer ses recherches en termes simples n’est pas un exercice facile. J’ai suivi les deux demi-journées de formation proposées par Le Dôme, qui incluaient des exercices de théâtre pour gérer le stress et travailler l’élocution. Le concours était aussi une opportunité de me préparer au mieux pour ma soutenance de thèse. Mes trois années de thèse auront été enrichissantes, mêlant tous les aspects du métier d’enseignant-chercheur – expérimentations, recherches bibliographiques, enseignements, publications scientifiques, vulgarisation. C’est un plus pour la suite !


Les voyages mentaux dans le temps chez la seiche & le poulpe

La thèse de Pauline Billard s’inscrit dans un projet ANR Jeunes Chercheurs sur « l’Étude comparative des voyages mentaux dans le temps chez les céphalopodes » porté par Christelle Jozet-Alves, maître de conférences en éthologie.

« Chez l’Homme, la mémoire épisodique est liée aux souvenirs personnels et aux actions à accomplir à l’avenir. Par exemple, « ce matin, j’ai remarqué qu’il n’y avait plus de pain dans la cuisine, je passe donc maintenant à la boulangerie pour en avoir pour le dîner de ce soir » : la mémoire épisodique s’apparente à un voyage mental dans le temps, entre passé, présent et futur. Ces capacités cognitives sont très liées : au sein de la communauté scientifique, certains affirment même que la mémoire du passé existe précisément pour nous aider à planifier des scénarios futurs. Qu’en est-il chez les animaux ? Sont-ils capables de se remémorer le passé et peuvent-ils planifier leur futur ? L’objectif de notre projet, financé par l’Agence nationale de la recherche, est d’étudier ces capacités cognitives chez les invertébrés, et plus particulièrement la seiche et le poulpe. Nos études ont notamment démontré, pour la première fois, l’existence d’une mémoire de type épisodique chez la seiche. Cette mémoire est-elle spécifique à la seiche ou est-elle également présente chez les autres céphalopodes ? À la différence de la seiche qui dispose d’une coquille, le poulpe est très ou : il est donc capable de se faufiler et de se cacher dans de petits trous pour échapper à ses prédateurs. Ces deux céphalopodes ne sont pas soumis aux mêmes contraintes environnementales, entraînant des stratégies de survie différentes et donc, potentiellement, une évolution très différente de leur cerveau. Ce qui nous intéresse, c’est de comprendre l’évolution et l’émergence de capacités cognitives très élaborées au sein du règne animal. »