Un animal sans os, sans cerveau centralisé, sans la moindre parenté avec un mammifère depuis 550 millions d’années. Et pourtant : une pieuvre endormie change de couleur, ses ventouses se contractent, ses muscles tressaillent. Ce n’est pas un dysfonctionnement. C’est peut-être un rêve.

Sommaire

1. Un spectacle que la science n’attendait pas
2. La science s’y attelle vraiment, et confirme
3. Rêver : pas un privilège de mammifère
4. Ce que la peau trahit, le cerveau confirme

Un spectacle que la science n’attendait pas

Tout commence avec une pieuvre prénommée Heidi. Le biologiste marin David Scheel, de l’Alaska Pacific University, observe la modification de couleur d’une pieuvre endormie filmée pour un documentaire diffusé sur PBS. Ce qu’il voit le stupéfie : pendant le repos, des neurones de son lobe optique provoquent l’activation des chromatophores, des cellules contenant des pigments, et la pieuvre bascule entre couleurs et motifs comme si elle réagissait à quelque chose que seule elle peut percevoir.

Le premier état, le « sommeil calme », ressemble à ce qu’on attendrait d’un invertébré : la pieuvre est immobile, pâle, les pupilles fermées en fente. Puis, toutes les 30 minutes environ, survient un épisode de « sommeil actif » d’environ 60 secondes. Les yeux s’agitent. Les ventouses se contractent. Les muscles tressaillent. Et surtout, des couleurs explosent sur toute la surface du corps, exactement les mêmes motifs que la pieuvre utilise éveillée pour chasser, se camoufler ou communiquer.

La coïncidence est trop précise pour être anodine. Éveillée, la pieuvre change de couleur pour se camoufler ou communiquer ; endormie, ces changements sont influencés par l’activité cérébrale et sans lien avec l’environnement. Ce qui se rejoue sur sa peau vient de l’intérieur.

La science s’y attelle vraiment, et confirme

Pour déterminer si ces changements de couleur sont le résultat d’un rêve, le neuroscientifique Sidarta Ribeiro, de l’Université fédérale du Rio Grande do Norte au Brésil, et ses collègues ont filmé quatre pieuvres communes (Octopus vulgaris) dans des aquariums de laboratoire pendant leur sommeil. Ce qu’ils ont découvert, publié dans la revue iScience, a stupéfié la communauté scientifique : les pieuvres alternent entre deux états de sommeil distincts, exactement comme nous.

Puis en 2023, l’enquête monte d’un cran. En étudiant simultanément les changements de coloration et l’activité neuronale de pieuvres endormies, une équipe de scientifiques menée par l’Institut des Sciences et Technologies d’Okinawa (OIST) a confirmé l’existence d’états de sommeil alternés. Pendant la phase de sommeil calme, l’équipe a observé une activité neuronale ressemblant aux « fuseaux du sommeil » des mammifères, un schéma d’ondes cérébrales présent chez l’humain en sommeil non-REM. Si leur fonction reste mystérieuse, beaucoup de scientifiques pensent qu’ils aident à consolider les souvenirs, et ces mêmes ondes apparaissent dans les régions liées à l’apprentissage chez la pieuvre.

Environ une fois par heure, tout change : chaque pieuvre entre dans une phase d’activité d’environ une minute où ses schémas neuronaux correspondent soudainement à ceux observés quand l’animal est éveillé, des schémas qui évoquent le sommeil REM humain. L’étude est publiée dans Nature. Ce n’est plus une anecdote filmée à domicile.

Rêver : pas un privilège de mammifère

Les scientifiques pensaient jusqu’ici que seuls les mammifères et les oiseaux connaissaient des états de sommeil distincts, pensez à un chat qui tressaille en dormant, comme s’il courait après quelque chose. Cette certitude s’effrite. Des recherches plus récentes ont révélé que certains reptiles et les seiches, un autre céphalopode parent de la pieuvre, présentent eux aussi des phases de sommeil non-REM et REM.

Ce qui rend le cas de la pieuvre proprement vertigineux, c’est la distance phylogénétique. Les pieuvres et les humains ont divergé il y a environ 550 millions d’années. Nos derniers ancêtres communs étaient probablement de minuscules vers marins sans cerveau. Et pourtant, les deux lignées ont développé indépendamment le même système de sommeil à deux phases, avec un stade actif qui ressemble trait pour trait au sommeil paradoxal humain. Ce phénomène porte un nom : l’évolution convergente. Le fait que la nature ait « inventé » deux fois le même mécanisme suggère que le rêve n’est pas un luxe de cerveaux surdéveloppés, mais une nécessité biologique fondamentale pour tout organisme suffisamment intelligent.

Les chercheurs brésiliens, prudents, posent eux-mêmes leurs propres limites. Il n’est pas possible d’affirmer que les pieuvres rêvent, puisqu’elles ne peuvent pas nous le dire. Mais si elles rêvent, leurs rêves ne ressemblent probablement pas à ceux des humains. Le « sommeil actif » d’une pieuvre dure typiquement de quelques secondes à une minute. Si quelque chose ressemblant à un rêve se produit, ce serait davantage de courts clips vidéo, voire des GIFs. Des images furtives d’un crabe à attraper, d’un prédateur à fuir, rejoués à vitesse accélérée sur une peau qui ne peut pas mentir.

Ce que la peau trahit, le cerveau confirme

Grâce à des cellules spécialisées comme les chromatophores, les iridophores ou les leucophores, les pieuvres peuvent créer et refléter une immense gamme de couleurs sur leur peau. Ce système, normalement sous contrôle volontaire, devient pendant le sommeil actif une sorte de moniteur neurologique en direct. Pendant les deux phases de sommeil, leur cerveau montre des types d’activité différents : en sommeil calme, de courtes rafales d’activité neuronale très similaires aux fuseaux du sommeil connus chez les vertébrés, dont on pense qu’ils contribuent à la consolidation des souvenirs.

Les céphalopodes et les vertébrés ont divergé il y a environ 550 millions d’années, bien avant l’apparition de nombreux groupes actuels. La pieuvre a depuis construit un système nerveux très différent, avec des bras très autonomes et un cerveau central organisé autrement. Ses neurones sont d’ailleurs répartis à 60 % dans ses bras. Un animal qui « pense » avec ses tentacules, et qui rêverait peut-être avec sa peau : il n’existe rien d’autre de comparable sur Terre.

Il est tentant d’essayer de lire les rêves des pieuvres sur leur peau, reconnaît le neuroscientifique Ribeiro. La tentation est compréhensible. Chaque crispation chromatique pendant le sommeil pose la même question que la science commence seulement à formuler correctement : combien d’animaux rêvent en silence, sans que nous ayons jamais songé à regarder ?

Sources : mesanimaux.com | dailygeekshow.com