En un clin d'œil, un colibri peut battre son aile des dizaines de fois, plonger à l'abri des regards et même capturer des insectes volants dans les airs. Comment est-il possible pour ces minuscules créatures de garder une trace du monde qui les entoure?
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Selon de nouvelles recherches, leurs cerveaux pourraient être configurés différemment afin de mieux prendre en compte les informations visuelles provenant de toutes les directions, ce qui pourrait avoir des implications pour le développement de drones et de robots à précision de vol. Dans la partie du cerveau du colibri chargée de la détection des mouvements, qui est nettement plus grande que chez d’autres espèces aviaires, les neurones semblent être «réglés» différemment, explique l’auteur principal Andrea Gaede, chercheur en neurobiologie à l’University of British Columbia.
"Ils traitent le mouvement visuel d'une manière différente de celle de tous les autres animaux étudiés à ce jour", explique Gaede.
Chez tous les autres oiseaux, amphibiens, reptiles et mammifères testés, y compris d'autres espèces de petits oiseaux, les neurones de cette zone cérébrale, appelés "lentiformis mésencéphaliques", sont réglés pour détecter les mouvements provenant de l'arrière mieux que les autres types de mouvements. Cela a du sens pour la plupart des animaux, explique Gaede: un animal qui peut mieux détecter les mouvements à la périphérie de sa vision serait capable de fuir les prédateurs potentiels qui s'approchent de l'arrière.
Pas les colibris. Gaede et son équipe ont pris six colibris anesthésiés d'Anna ( Calypte anna ) et les ont placés dans une chambre où ils pouvaient voir des points se déplaçant sur un écran dans différentes directions. Ils ont ensuite enregistré les signaux provenant de leur cerveau à l'aide d'électrodes implantées en réponse aux différents types de mouvements, et les ont comparés à des tests effectués de la même manière sur des pinsons et des pigeons.
Les chercheurs ont surmonté des difficultés importantes pour pouvoir adapter les techniques d'enregistrement cérébral à la petite taille et à la délicatesse des colibris, a déclaré le chercheur en neurologie aviaire de l'Université du Chili, Gonzalo Marín, qui n'a pas participé à cette étude.
Selon l'étude publiée aujourd'hui dans la revue Current Biology, les neurones de la zone du cerveau détectant les mouvements des colibris semblent préférer les mouvements provenant de toutes les directions.
Pourquoi le colibri minuscule ferait-il des choses si uniques? Parce qu'ils doivent le faire, selon Gaede.
"Ils doivent être conscients de leur environnement d'une manière différente de celle des autres animaux", explique Gaede. Pensez-y: lorsque vous passez beaucoup de temps à boire de petites fleurs, vous devez avoir un contrôle précis de leurs mouvements, tout en battant vos ailes environ 50 fois par seconde. D'autres oiseaux comme les faucons peuvent se déplacer aussi rapidement pendant la chasse, mais ils se déplacent généralement en plein air sans aucun obstacle à proximité. "Ils volent souvent devant des fleurs dans un environnement encombré [...] ils ne veulent pas être assommés", dit-elle.
Le fait de pouvoir ressentir les mouvements de manière égale dans toutes les directions pourrait également offrir un avantage aux colibris lorsqu'ils volent à grande vitesse, évitent les prédateurs et effectuent des plongées sexuelles intenses pour impressionner les femelles. Cependant, cela ne leur donnerait pas le même avantage à voir de derrière les prédateurs potentiels que d’autres animaux.
Gaede espère ensuite étudier les colibris alors qu'ils sont en mouvement pour voir comment leur cerveau traite l'information. "Cela pourrait être une image encore plus intéressante", dit-elle, bien que la petite taille et le dynamisme des oiseaux ne permettent pas encore de savoir comment cela sera fait. Marín a déclaré que des études similaires sur les insectes en vol stationnaire ont révélé des réponses à la stimulation visuelle qui n'étaient pas visibles lors de tests d'immobilisation.
Chez l'homme, des troubles neurodégénératifs, tels que des formes de paralysie qui altèrent l'équilibre d'une personne, pourraient nuire à la zone du cerveau détectant le mouvement humain, explique Gaede. Des recherches plus poussées sur la manière dont ces zones traitent le mouvement chez les colibris pourraient permettre de mieux comprendre comment cette zone fonctionne également chez l'homme, et comment elle pourrait cesser de fonctionner et être corrigée. En apprendre plus sur les oiseaux-mouches survolés si bien pourrait également aider une autre chose volante qui a besoin de survoler avec précision, dit Gaede: les drones.
"Cela pourrait fournir des informations pour déterminer de nouveaux algorithmes de guidage visuel", explique Gaede. Les entreprises pourraient peut-être mieux programmer la manière dont les drones utilisent leurs caméras pour éviter les obstacles lors de leurs déplacements ou de leurs mouvements, par exemple. Un jour, nous pourrions remercier les colibris lorsque nous recevons nos colis Amazon par drone.
