lundi, mars 4, 2024
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Le moulage digital du cerveau du chien pour appréhender sa domestication

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Le moulage digital du cerveau du chien pour appréhender sa domestication
Vues orthogonales et modèle en volume d'une série CT d'un crâne de Saint Bernard

La boîte endocrânienne capture l’empreinte du cerveau qu’elle englobe et peut révéler de nombreux mystères. Les chercheurs s’y intéressent notamment pour comprendre les changements morphologiques du cerveau qui ont abouti à la domestication du chien.

 

Le moulage de la boîte endocrânienne ou endocast est souvent utilisé pour étudier les morphologies externes du cerveau (analyse de distance, de surface ou de volume), et ce sans même la présence physique du cerveau. Particulièrement utile en paléoanthropologie, cette technique permet d’étudier des taxons dont il ne reste que le crâne.

Les endocasts sont généralement en latex ou en silicium, ce qui présente certains inconvénients et peut notamment endommager les os fragilisés par le temps. Les neuroscientifiques, autant que les paléontologues et le personnel médical s’appuient de nos jours de préférence sur des techniques d’imagerie structurelle.

La tomodensitométrie (TDM), est l’une des techniques d’imagerie les plus utiles pour numériser les structures osseuses et fabriquer des modèles endocrâniens. Les endocasts numériques qui en résultent reflètent la morphologie précises du cerveau et même certaines structures associées, telles que le système vasculaire et les nerfs crâniens. Ces moulages digitaux peuvent servir de base pour la création de modèles tridimensionnels (3D) détaillés et de haute qualité.

 

Les chiens pourraient être considérés comme un modèle puissant pour étudier les liens évolutifs entre la cognition et la neuroanatomie.
Modèle de crâne rendu en volume (avec une section sagittale médiane) et l’endocast d’un loup gris. (A) Vue latérale gauche. (B) vue rostrale. (C) vue caudale. (D) Vue ventrale. (E) vue dorsale.

 

Aussi fiables que les endocasts en latex ou en silicium, les versions numériques n’endommagent pas l’échantillon d’origine, et la plupart des logiciels d’analyse CT commerciaux sont conçus pour faire tous les calculs nécessaires automatiquement. L’impression 3D permet de matérialiser et répliquer à l’infini les modèles ainsi conçus à n’importe quelle échelle souhaitée, ce qui peut être utile pour de nombreux domaines, dont l’archéologie ou l’éducation vétérinaire.

Une nouvelle étude vient documenter la méthodologie derrière la création des endocasts numérisés à partir de crânes canins. En effet, malgré sa pertinence, autant pour les vétérinaires que pour les paléontologues, une telle littérature faisait défaut.

Les auteurs argumentent que la comparaison de différents endocasts pourrait notamment aider à caractériser les variations neuroanatomiques liées à la domestication du chien. En effet, les changements de comportements liés à la domestication pourraient avoir une origine anatomique et avoir été causés par des changements en taille ou proportions entre les différentes régions du cerveau. D’autant plus que le cerveau des mammifères, en particulier sa taille, est affecté par la sélection naturelle et influe sur des capacités comportementales particulières.

 

Les chiens pourraient être considérés comme un modèle puissant pour étudier les liens évolutifs entre la cognition et la neuroanatomie.
Endocasts de différents spécimens canins, montrant la diversité de la morphologie de surface. Vue latérale gauche. GDJK, chacal doré; BEAG, Beagle; WEIM, Braque de Weimar; GSD, chien de berger allemand; WELT, terrier gallois; FBUL, bouledogue français; BORZ, Borzoi; TURV, chien de berger belge (Tervueren); MDGS, spitz moyen allemand; SALU, Saluki; ESET, setter anglais; AMBD, bouledogue américain; COLL, Collie; CHOW, Chow chow; CANNE, Cane corso; STBD, Saint Bernard; ECKR, cocker anglais; COY, Coyote; MAWO, loup à crinière; LEON, Leonberger; AUSS, berger australien; BORD, Border collie; RHOD, ridgeback rhodésien; WOLF, loup gris; PUG, Pug; AFGH, lévrier afghan; ENPO, pointeur anglais; BULD, bulldog anglais. Les endocasts sont regroupés en colonnes selon un volume total croissant [donc l’endocast en haut à gauche (GJDK) représente le plus petit endocast,

A ce jour, on ne sait toujours pas si la relation entre le volume cérébral et la fonction exécutive reflète un phénomène évolutif à grande échelle ou une conséquence unique de l’évolution cérébrale des primates qui montrent des associations entre volume cérébral et certains aspects de la cognition.

Le degré extraordinaire de variation morphologique intraspécifique chez les chiens domestiques offre une occasion unique d’étudier ce phénomène.

Les endocasts haute définition pourraient aider à fournir des mesures neuroanatomiques plus détaillées qui pourraient être utilisées pour relier plus précisément la neuroanatomie aux capacités cognitives, dont les signaux sociaux de domestication.

En analysant la relation entre la longueur et la largeur des crânes canins et les surfaces des zones de convexité cérébrale rhinencephalique, préfrontal et non préfrontale des endocastes, les chercheurs ont pu montrer que rapport de la zone rhinencéphalique diminue avec la taille du crâne. Ils espèrent que ces résultats seront la base d’une analyse de la morphologie du crâne et du cerveau, qui permettra de relier certaines caractéristiques anatomiques au comportement et à la cognition chez le chien.

Les chiens pourraient être considérés comme un modèle puissant pour étudier les liens évolutifs entre la cognition et la neuroanatomie. Partant sur ce principe, l’étude des endocasts détaillés et des variations neuroanatomiques pourraient fournir une aide utile pour identifier et documenter les différences entre les groupes de races.

 

Les chiens pourraient être considérés comme un modèle puissant pour étudier les liens évolutifs entre la cognition et la neuroanatomie.
Modèle composite imprimé en 3D d’un crâne et de l’endocast d’un braque de Weimar. (A) Vue latérale droite. (B) Vue latérale gauche. (C) vue rostrodorsale. (D) vue caudodorsale.

 

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