Les méduses n’ont pas de cerveau : leurs neurones s’organisent comme dans un parapluie

Les guillemets qui entourent le mot « cerveau » sont nécessaires lorsqu’on parle des méduses. Celles-ci n’ont pas vraiment de cerveau. Gélatineuses, elles n’ont pas non plus de squelette ni de poumons. Leur esprit — en tant que lieu de la prise de décision pour les mouvements — repose sur un réseau de neurones.

À quoi peut bien ressembler le réseau de neurones de ces êtres vivants si différents de nous ? La réponse est à trouver en partie dans une nouvelle étude publiée dans Cell le 24 novembre 2021.

Un degré « inattendu » d’organisation neuronale

Ces chercheurs se sont penchés sur l’espèce Clytia hemisphaerica, dont la petite taille d’un centimètre et la transparence permettent leur étude au microscope. Leur petite taille comporte d’autres avantages pour de tels travaux : ils n’ont que 10 000 neurones, reliés à un génome très simple, ce qui permet de traquer plus aisément le chemin entrepris par les messages neuronaux.

Schéma représentant Clytia hemisphaerica et l'emplacement du réseau de neurones.

Source : Cell, 2021

Pour cette étude, l’équipe de recherche a modifié génétiquement des méduses Clytia hemisphaerica afin que les neurones deviennent fluorescents lors de leur activation. Cela permet ainsi de traquer leur activité et de les relier aux comportements des méduses.

Le réseau de neurones de ces méduses, au microscope, après modification génétique permettant de rendre fluo les neurones activés.

Source : Cell, 2021

Au microscope, les scientifiques ont alors découvert un réseau « diffus » de neurones, adoptant une forme proche d’un « parapluie ». Le réseau de neurones est subdivisé en de plusieurs sous-ensembles, qui s’activent de manière synchrone lors du transfert de nourriture du tentacule vers la bouche.

« Ces données révèlent un degré inattendu d’organisation neuronale structurée », écrivent les auteurs. Car il n’y a pas de cerveau central. En lieu et place, le comportement alimentaire des méduses provient de la coordination des parties autonomes du corps. Comme chaque branche de votre parapluie, chaque partie autonome est reliée à un tentacule.

Le réseau neuronal agit alors en miroir avec le corps de la méduse. Quand une proie est attrapée par un tentacule, cela déclenche alors une séquence neuronale parfaitement rodée dans la partie neuronale connectée à ce tentacule. Le mouvement suit alors cette séquence, en repliant la partie concernée pour transférer la proie vers la bouche, comme sur ces images :

En attrapant une proie, la partie de la méduse liée à la tentacule se replie.

Source : Cell, 2021, B. Weissbourd

Les scientifiques voulaient toutefois pousser plus loin leurs recherches en identifiant précisément les neurones clés dans ce réseau. Lorsqu’ils ont supprimé un type bien précis de neurones appelés RFa+, les méduses ne produisaient plus le mouvement de « pliage » pour se nourrir, typiquement observé en temps normal. Les autres mouvements restaient cependant intacts. Ce faisant, les auteurs en concluent qu’il y a un type de neurones par mouvement, et que les RFa+ sont liés à l’alimentation.