Chez les abeilles, la plasticité synaptique est liée à une meilleure mémoire et une plus grande rapidité d''apprentissage

Même si nous savons que la plasticité synaptique a une influence notable sur les performances cognitives, on ne comprend toujours pas bien la relation entre les arrangements synaptiques (connexions nerveuses) réels et les différences individuelles en matière d''apprentissage et de mémoire. Des chercheurs ont récemment présenté l''utilisation d''une tâche de discrimination visuelle pour étudier la corrélation entre la densité des complexes synaptiques (microglomérules) dans le cerveau des bourdons et l''expérience visuelle individuelle, l''apprentissage visuel et les performances de la mémoire.

L''équipe a constaté que les bourbons présentant une plus forte densité de microglomérules étaient plus performants pour les tâches de discrimination visuelle et avaient également, deux jours après leur apprentissage, une meilleure mémoire de la tâche relative aux couleurs.

Un lien entre la densité synaptique et la mémoire et la rapidité d''apprentissage

S''appuyant sur les travaux du projet SPACERADARPOLLINATOR, l''équipe a relaté dans le magazine Proceedings of the Royal Society B comment, dans une expérience, des bourdons ont été formés pour différencier dix fleurs artificielles colorées de façon différente. Cinq des fleurs artificielles contenaient une solution d''eau sucrée, alors que les cinq autres contenaient une solution amère à base de quinine. Après deux jours, les abeilles ont été testées pour déterminer dans quelle mesure elles conservaient le souvenir des couleurs associées à la récompense.


L''équipe a constaté que les abeilles ayant une densité plus élevée de microglomérules dans la région cervicale (pour l''association visuelle), semblaient apprendre plus rapidement, comme l''illustrait un moins grand nombre d''atterrisages au cours de leur recherche de fleurs artificielles gratifiantes. Deux jours après leur apprentissage, ces abeilles montraient également une meilleure mémoire de la tâche liée aux couleurs, l''équipe estimant que pour la première fois il avait été démontré que des modifications de la densité des microglomérules pourraient être induites par l''acquisition de la mémoire visuelle.

L''intégration de leur modèle d''apprentissage à 10 couleurs a permis aux chercheurs de s''appuyer sur de précédentes études, en général basées sur une discrimination entre deux couleurs seulement, se traduisant par une variation limitée des performances entre les individus. L''équipe a en effet constaté que les abeilles avaient une plus grande densité de microglomérules lorsqu''elles étaient exposées à des fleurs artificielles présendant de nombreuses couleurs, par opposition à l''absence de différenciation par les couleurs ou l''utilisation de deux couleurs seulement.

Les chercheurs ont utilisé une technique appelée immunomarquage du cerveau entier pour mesurer la densité de microglomérules dans la région cervicale du cerveau de l''abeille, ainsi que la microscopie confocale pour un examen attentif du cerveau lui-même. Ils espèrent que leurs résultats contribueront à faire la lumière sur les bases neuronales de la cognition chez tous les animaux, y compris les humains.

Le rôle de l''enrichissement environnemental

De précédentes études ont démontré que la plasticité neuronale structurelle et fonctionnelle, associée à un meilleur apprentissage et une meilleure mémoire, était liée à un élargissement de la gamme de stimuli environnementaux avec lesquels interagit un animal. Les chercheurs supposent que leurs expériences à 10 couleurs, contrôlées en laboratoire, ont justement pu offrir un environnement enrichi de ce type, ce qui a entraîné une réorganisation structurelle des régions visuelles dans le cerveau.

Même si des différences individuelles de la densité des microglomérules entre les colonies d''abeilles pourraient être utilisées comme un indicateur de la performance de butinage et du comportement exploratoire, les chercheurs suggèrent également qu''une variation naturelle des performances pourrait exister en tant qu''adaptation aux fluctuations des sources d''alimentation. Plutôt que d''être simplement des individus globalement moins aptes sur le plan cognitif, ces abeilles pourraient en réalité constituer pour la colonie des solutions alternatives pour la survie, selon un mécanisme non encore éclairci.

Le projet SPACERADARPOLLINATOR développe une technologie de suivi par radar pour mieux comprendre les règles régissant les mouvements des abeilles, y compris ceux qui sont essentiels à l''exploration et à l''exploitation des ressources naturelles. Le projet espère au final contribuer à la mise en place de meilleurs efforts de gestion de la conservation.

Pour plus d''informations, veuillez consulter:
page web CORDIS