Source: The Conversation – France in French (3) – By Antoine Balzeau, Paléoanthropologue, Muséum national d’histoire naturelle (MNHN)
Comment reconstituer le cerveau de nos ancêtres alors que cet organe mou ne se fossilise pas ? Depuis plus de cent cinquante ans, les chercheurs tentent de relever ce défi. Faute de cerveau fossilisé, ils s’appuient sur le seul vestige disponible : la surface interne du crâne, appelée endocrâne.
Sur cette paroi, certaines marques sont visibles. Elles pourraient, en partie, refléter la forme des différentes régions cérébrales. Toutefois, jusqu’à présent, cette hypothèse n’avait jamais été démontrée de manière scientifique.
Membres d’une équipe internationale et pluridisciplinaire, mes collègues et moi-même avons décidé d’apporter une réponse nouvelle et décisive à cette question centrale. Nos travaux ont permis d’élucider les liens entre l’empreinte interne du crâne et la forme du cerveau.
Ces résultats inédits pourraient devenir la « pierre de Rosette de la paléoneurologie » (la discipline qui étudie l’évolution du cerveau humain à partir des fossiles). En effet, en limitant les risques d’erreurs d’interprétation dans l’étude des fossiles, ils permettront de mieux comprendre l’histoire évolutive de notre cerveau.
Ces recherches ouvrent de ce fait la voie au décryptage des liens entre l’anatomie cérébrale et l’émergence de certains comportements.
Comment cette découverte a-t-elle été rendue possible ?
Nous avons comparé, chez 75 volontaires, la forme du cerveau et celle de son empreinte interne. Pour cela, nous avons eu recours à une approche innovante combinant imagerie par résonance magnétique (IRM) du cerveau et du crâne.
Les données ont été acquises sur la plateforme de neuroimagerie CENIR de l’Institut du cerveau et analysées à l’aide d’outils issus des neurosciences, développés par le laboratoire NeuroSpin.
Les résultats de notre étude montrent que les marques observées sur les endocrânes ne correspondent pas toujours directement aux sillons cérébraux. Les empreintes sont plus complexes qu’on ne le pensait initialement. Contrairement aux représentations classiques, elles sont souvent courtes, discontinues et irrégulières.
Victor Giolland, CNRS/MNHN, projet ANR Paleobrain, Fourni par l’auteur
Elles se concentrent principalement dans les régions inférieures du crâne, qui correspondent notamment aux lobes frontaux inférieurs et aux lobes temporaux. Ces régions sont particulièrement importantes, car elles abritent plusieurs zones fondamentales pour la production du langage.
Plus surprenant encore, environ 12 % des marques observées ne sont pas liées au cerveau, mais à d’autres structures du crâne. Ces marques, appelées « marques endocrâniennes non associées aux sillons cérébraux » (MNAS), peuvent facilement être confondues avec des traces cérébrales. Elles risquent ainsi de conduire à des erreurs d’interprétation dans l’étude des fossiles.
Pourquoi cette découverte est-elle importante ?
Il s’agit d’une étape clé pour mieux comprendre l’histoire évolutive de notre cerveau. Jusqu’à présent, l’interprétation des moulages internes de crânes reposait sur une approche déductive : les chercheurs comparaient ce qu’ils observaient sur un cerveau actuel — ou dans un atlas cérébral — avec les reliefs visibles sur l’endocrâne fossile.
Nos résultats posent les bases d’une méthode standardisée pour « relire » les endocrânes fossiles dont nous disposons, selon les principes suivants :
- une description précise des marques, fondée sur les premières données objectives disponibles ;
- une comparaison systématique entre individus ;
- une validation croisée par plusieurs spécialistes.
Cette approche vise à limiter les surinterprétations et à mieux identifier les régions cérébrales chez les espèces humaines disparues.
En apportant enfin des données objectives sur le lien entre cerveau et endocrâne, cette étude transforme en profondeur la manière d’interpréter les fossiles. Elle offre aux chercheurs un nouvel outil pour explorer l’histoire de notre cerveau et, à travers elle, l’histoire de ce qui fait notre humanité.
Quelles sont les perspectives de ces travaux ?
Ces avancées ouvrent des perspectives majeures pour comprendre l’évolution du cerveau humain, notamment l’émergence des capacités cognitives complexes, du langage et de la latéralisation cérébrale (autrement dit, les différences fonctionnelles entre les deux hémisphères du cerveau).
Nous analysons actuellement de nombreux fossiles provenant des quatre coins du monde afin d’affiner la lecture de leur morphologie cérébrale. Cette démarche permettra de mieux apprécier la diversité des structures cérébrales présentes chez nos ancêtres.
Après avoir ainsi « reconstitué » les cerveaux des humains préhistoriques, l’étape suivante consistera à les « faire parler ». Elle est au cœur de notre second projet financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR), dont l’objectif est de décrypter la relation entre l’anatomie cérébrale et des comportements tels que la latéralisationLa latéralisation désigne le fait que la partie droite du corps est globalement dirigée par l’hémisphère gauche du cerveau, et vice versa., la préférence manuelleLa préférence manuelle désigne le fait que les humains sont en général plus adroits avec une main qu’avec l’autre, il y a environ 90 % de droitiers. ou encore la dextérité chez les homininesUn consensus existe pour considérer que le principal caractère commun des hominines est la bipédie. Ainsi, les hominines comprennent le genre humain (tous les fossiles attribués à Homo et les humains actuels), les australopithèques, paranthropes, ardipithèques et autres Orrorin ou Sahelanthropus..
Les comportements et les capacités cognitives ne pouvant être étudiés que chez les êtres vivants, nous avons conduit une expérience in vivo unique. Nous avons recueilli par IRM des données complémentaires de la tête d’un large échantillon de volontaires, qui se sont aussi soumis à des tests détaillés de latéralisation comportementale. Il s’agissait par exemples d’expériences de saisie d’objets plus ou moins gros avec une main, puis l’autre, des exercices de rapidité pour enlever des petites tiges de leur support, d’utilisation d’une pince pour collecter des noisettes, voire même une activité de collecte de miel dans un gros tube creux. Ce dernier test permet d’analyser l’usage respectif des deux mains et est un classique que l’on fait aussi réaliser aux chimpanzés ou gorilles !
L’analyse de cet ensemble de données apportera un éclairage nouveau sur les asymétries biologiques et comportementales. Elle offrira également des perspectives inédites pour caractériser et interpréter les particularités de l’humanité préhistorique.
Cet article est publié dans le cadre de la Semaine du cerveau, qui se tiendra du 16 au 22 mars 2026.
La conférence inaugurale nationale, dont le thème est « Stéréotypes : comprendre leurs mécanismes pour mieux s’en affranchir », aura lieu le mercredi 11 mars à 18 h 30 à l’Hôtel de Ville de Paris.
Les projets « PaleoBrain » et « PaleoBrain 2 »(https://anr.fr/Projet-ANR-25-CE27-5686) ont bénéficié du soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR), qui finance en France la recherche sur projets. L’ANR a pour mission de soutenir et de promouvoir le développement de recherches fondamentales et finalisées dans toutes les disciplines, et de renforcer le dialogue entre science et société. Pour en savoir plus, consultez le site de l’ANR.
Tout savoir en trois minutes sur des résultats récents de recherches, commentés et contextualisés par les chercheuses et les chercheurs qui les ont menées, c’est le principe de nos « Research Briefs ». Un format à retrouver ici.
Antoine Balzeau a reçu des financements de l’ANR.
– ref. Paléoneurologie : une avancée majeure pour comprendre le cerveau de nos ancêtres – https://theconversation.com/paleoneurologie-une-avancee-majeure-pour-comprendre-le-cerveau-de-nos-ancetres-277106