Les micro-organismes présents dans notre intestin pourraient avoir joué un rôle crucial dans le développement des cerveaux humains plus volumineux. Des expériences en laboratoire ont révélé que le microbiome intestinal humain se concentre sur la production d’énergie pour nourrir notre cerveau, contrairement à d’autres animaux qui favorisent le stockage.
« Ce qui se passe dans l’intestin pourrait être le fondement qui a permis à notre cerveau d’évoluer au fil du temps », a déclaré Katherine Amato, anthropologue à l’Université Northwestern, lors d’un entretien avec Gracie Abadee pour BBC Science Focus.
Le tissu cérébral nécessite une grande quantité d’énergie, ce qui oblige notre corps à subir de nombreuses transformations pour s’adapter à nos organes pensants plus développés. Les chercheurs étaient curieux de découvrir l’influence des micro-organismes bénéfiques vivant dans nos intestins sur ces évolutions.
« Nous savons que la communauté de microbes dans le gros intestin peut produire des composés qui influencent divers aspects de la biologie humaine – par exemple, entraînant des modifications du métabolisme pouvant conduire à une résistance à l’insuline et à une prise de poids », explique Amato.
« La variation du microbiote intestinal est un mécanisme encore inexploré par lequel le métabolisme des primates pourrait répondre à différentes exigences énergétiques cérébrales. »
Amato et ses collègues ont inoculé des souris « sans germes » avec les microbiomes de trois primates différents afin de comparer leur impact. Les souris ont reçu des micro-organismes intestinaux provenant d’humains (Homo sapiens), de singes écureuils (Saimiri boliviensis) et de macaques (Macaca mulatta), puis ont été surveillées à l’aide de contrôles réguliers sur leur poids, leur fonction hépatique, leur pourcentage de graisse et leur glycémie à jeun.
Les humains et les singes écureuils sont classés comme « prioritaires pour le cerveau », présentant des cerveaux relativement plus gros par rapport à leur taille corporelle à l’âge adulte, tandis que les macaques ont des cerveaux proportionnellement plus petits.
Les souris inoculées avec le microbiome intestinal humain ont montré des taux de glucose à jeun les plus élevés, les niveaux de triglycérides les plus importants, les niveaux de cholestérol les plus bas et ont également connu la moindre prise de poids. Cela suggère que le microbiome intestinal humain favorise la production de sucre pour alimenter le cerveau plutôt que de stocker de l’énergie sous forme de graisses.
Bien que ces différences entre les souris inoculées avec le microbiome humain et celles des autres primates aient été attendues, les plus grandes disparités ont été observées entre les deux espèces ayant un cerveau volumineux (humains et singes écureuils) et les macaques à petit cerveau.
Despite being only distantly related, the squirrel monkeys also have microbes that shift their host metabolism towards prioritizing energy use and production, unlike the macaques, whose microbes promoted storage in fat tissue.
« Ces découvertes suggèrent qu’au moment où les humains et les singes écureuils ont évolué séparément vers des cerveaux plus gros, leurs communautés microbiennes ont également changé de manière similaire pour fournir l’énergie nécessaire », explique Amato.
Ainsi, le développement et le maintien de notre tissu cérébral coûteux pourraient avoir nécessité l’aide de nos petits symbiotes intestinaux.
Des recherches antérieures ont montré qu’il existe un compromis entre la taille du cerveau et celle du corps au sein des espèces mammifères. Ce phénomène est également observé au cours du développement humain. Les nouvelles découvertes d’Amato et de son équipe renforcent ce principe.
« Chez les humains, les changements de demande énergétique du cerveau varient de manière inverse avec les changements du taux de croissance entre la petite enfance et la puberté, le rythme de croissance le plus lent et la déposition de graisses coïncidant avec l’utilisation maximale d’énergie par le cerveau au milieu de l’enfance », expliquent les chercheurs dans leur publication.
Cette recherche a été publiée dans Microbial Genomics.
Bon à savoir
- Le microbiome intestinal joue un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme et peut influencer la santé générale.
- Des études antérieures ont suggéré que des altérations du microbiote intestinal étaient liées à des désordres métaboliques comme l’obésité.
- Le lien entre le microbiome et le développement cérébral soulève des questions sur l’impact potentiel de l’alimentation et du mode de vie sur nos capacités cognitives.
Ces découvertes ouvrent des perspectives fascinantes sur l’interaction entre notre microbiome et notre développement cognitif. On peut se demander comment les choix alimentaires modernes pourraient influencer non seulement notre santé physique, mais aussi notre capacité à penser et à innover. La recherche dans ce domaine pourrait avoir des implications significatives pour notre compréhension de l’évolution humaine.