Les microbes dans nos intestins, carburant de l’intelligence humaine ?

C’est certainement l’une des questions les plus captivantes et les plus complexes à laquelle l’humanité tente de répondre depuis des siècles : comprendre les origines de notre intelligence. Comment notre espèce a-t-elle développé un cerveau aussi complexe, capable de créer de l’art, de la science et de la technologie ?

Cette question fondamentale, qui mobilise philosophes et chercheurs depuis des décennies, trouve aujourd’hui un petit élément de réponse. au plus profond de notre système digestif. Une étude publiée le 2 décembre dans Génomique microbiennevient d’établir pour la première fois un lien direct entre le microbiote intestinal et le développement extraordinaire de notre organe cérébral au cours de l’évolution.

Le métabolisme : un des ingrédients secrets de l’intelligence

Le cerveau humain consomme près de 20 % de notre énergie quotidienne, une proportion sans équivalent dans le règne animalà l’exception des grands mammifères comme les éléphants, les baleines et les dauphins. Un véritable fardeau métabolique ! Comment nos ancêtres ont-ils pu développer et entretenir un organe aussi énergivore ?

Les recherches antérieures se sont concentrées sur les aspects génétiques et environnementaux, négliger un acteur essentiel : le métabolisme. Pour rappel, nous entendons par métabolisme l’ensemble des processus biochimiques par lesquels les organismes vivants convertissent les nutriments en énergie et en matière nécessaires à leur croissance et à leur entretien.

C’est pourquoi les chercheurs à l’origine de cette étude ont entrepris d’étudier les variations métaboliques (changements dans la vitesse à laquelle le corps convertit la nourriture en énergie) entre différentes espèces de primates afin de comprendre ce qui les distingue. espèces avec un cerveau développé par rapport aux autres.

L’intestin, notre deuxième cerveau

L’équipe dirigée par Katherine Amato de la Northwestern University a donc développé une approche expérimentale destinée à décrypter l’influence du microbiote intestinal (tous les micro-organismes, principalement les bactéries) sur le développement du cerveau. Pour ce faire, les chercheurs ont développé un protocole de transplantation microbienne permettant de mettre en évidence les interactions entre les bactéries intestinales et le métabolisme de leur hôte.

Les chercheurs sélectionnés trois espèces de primates aux caractéristiques cérébrales distinctes : Humain (Un homme sage) et le singe écureuil (Saimiri bolivien), doté d’un gros cerveau, et le macaque (Macaque mulâtre), avec un cerveau plus modeste. Le choix de ces espèces n’est pas anodin : il permet d’explorer comment différentes trajectoires évolutives ont façonné les communautés microbiennes intestinales en relation avec le développement du cerveau.

La transplantation de leur microbiote respectif chez des souris axéniques – des animaux élevés dans des conditions stériles, dépourvues de toute flore intestinale – constitue en soi une innovation méthodologique importante. En effet, elle permet d’isoler avec une grande précision l’influence spécifique du microbiote sur la physiologie de l’hôte, en éliminant les variables confondantes. ce qui pourrait brouiller l’interprétation des résultats.

L’équipe a ensuite surveillé plusieurs paramètres physiologiques : variations de poids, modifications de la composition corporelle, fluctuations glycémiques et paramètres hépatiques. Cette batterie de mesures permet de démontrer comment les communautés microbiennes modulent le métabolisme énergétique de leur hôte.

Résultats : les bactéries intestinales produisent des composés qui modifient profondément le métabolisme de l’organisme. Ces molécules participent à la régulation du glucose et à la répartition des réserves énergétiques. Le microbiote apparaît ainsi comme un régulateur métabolique, orientant l’énergie soit vers le développement cérébral, soit vers les réserves adipeuses. Des analyses biochimiques ont permis de cartographier la diversité des molécules produites par ces différentes populations microbiennes, chaque espèce de primate possédant une communauté bactérienne unique.

Amato explique : « Ces résultats montrent que l’évolution vers des cerveaux plus gros, chez l’homme comme chez le singe écureuil, s’est accompagnée de transformations comparables de leur microbiote, visant à répondre à des besoins énergétiques accrus. « . . Cette spécificité microbienne serait donc la clé du développement, pour certaines espèces, des cerveaux particulièrement énergivores.

Souris, singes et hommes : le même lien entre cerveau et microbiote

Les résultats révèlent une différence marquée entre les espèces en fonction de la taille de leur cerveau. Les souris qui ont reçu la bactérie des humains ou des singes écureuils – deux espèces à gros cerveau – ont montré une utilisation plus efficace de l’énergie. En revanche, ceux qui ont reçu la bactérie des macaques – au cerveau plus petit – ont stocké plus d’énergie sous forme de graisse.

Fait assez singulier : les souris porteuses de bactéries humaines présentent des similitudes frappantes avec celles porteuses de la bactérie Singe-Écureuil, bien que ces deux espèces soient génétiquement éloignées. Cette découverte indique que le développement d’un gros cerveau a favorisé l’émergence de bactéries intestinales capables de fournir l’énergie nécessaire, quel que soit le patrimoine génétique de l’espèce.

Si les fondements de l’intelligence sont multifactoriels (génétique, éducation, environnement socio-économique, etc.) la synergie entre bactéries et cerveau semble donc être une pièce importante du puzzle. Même s’il reste encore beaucoup à découvrir – c’est souvent le cas lorsque l’on s’intéresse à ce sujet précis – nos connaissances actuelles suggèrent que notre microbiote intestinal pourrait ainsi être considéré comme un un vrai ” deuxième cerveau »influencer nos pensées, nos émotions et nos comportements.

Un lien existe entre le microbiote intestinal et le développement de gros cerveaux chez l’homme et certains primates.
Les bactéries intestinales produisent des molécules qui optimisent l’énergie nécessaire au cerveau, influençant ainsi son développement.
Le microbiote aurait évolué parallèlement à notre cerveau pour répondre à des besoins énergétiques accrus, indépendamment du patrimoine génétique.