Cartographier le cerveau de nos ancêtres : le projet EndoMap
Puisque les tissus mous ne fossilisent que très rarement, l’étude de l’évolution du cerveau humain repose essentiellement sur l’analyse des empreintes cérébrales imprimées sur la surface interne de la boîte crânienne. Le projet EndoMap, porté par des scientifiques du Centre de recherche cerveau et cognition (CerCo) 1 et du Laboratoire paléontologie évolution paléoécosystèmes paléoprimatologie, développe une approche qui combine paléontologie, imagerie, neurosciences et mathématiques appliquées dans le but de reconstituer le cerveau de nos ancêtres et parents et de mieux comprendre son histoire évolutive. Les résultats de ce travail sont mis à disposition sur le site internet.
Les os du crâne des représentants fossiles de notre lignée renferment les seules informations directes sur le cerveau de nos ancêtres ?. Les scientifiques à l’origine du site Endomap ont ainsi analysé le moulage interne de la boîte crânienne (endocrâne), qui conserve des empreintes des sillons du cortex cérébral souvent utilisés pour délimiter les aires anatomiques et fonctionnelles du cerveau. Jusqu’à présent, l’étude de ces empreintes reposait essentiellement sur l’observation à l’œil nu des restes crâniens. Afin d’apporter une dimension quantitative et statistique à la description des endocrânes fossiles et à leurs interprétations, une nouvelle approche analytique a été développée. Une série de crânes humains actuels de la Pretoria Bone Collection de l’Université de Pretoria en Afrique du Sud a été scannée par micro-tomographie à rayons-X à haute résolution (environ 100 µm) (étapes 1 et 2 sur la figure).
Figure : Approche développée dans le cadre du projet EndoMap pour l’identification des sillons cérébraux des endocrânes. La description de chacune des étapes est donnée dans le texte et est disponible sur le site internet.
A partir de ces scans, des endocrânes virtuels ont été générés (étape 3) et soumis à un algorithme capable de détecter automatiquement les empreintes laissées par les sillons du cortex cérébral qui sont ensuite identifiés (étape 4). Enfin, grâce à des outils mathématiques et statistiques, des cartes de densité qui documentent la variabilité de la distribution spatiale des sillons corticaux au sein de l’échantillon actuel ont été réalisées (étape 5). Ces cartes renseignent sur la localisation précise et l’étendue des régions de l’endocrâne où pourront être identifiées des aires d’intérêt, comme par exemple l’aire de Broca liée au langage. Ces cartographies sont mises à disposition sur le site internet. [...]
- 1Tutelles : CNRS / Université Toulouse - Paul Sabatier