Source: The Conversation – France in French (2) – By Philippe Faure, Directeur de recherche, Centre national de la recherche scientifique (CNRS); ESPCI Paris
Dans un groupe, les rôles de leader, de travailleur ou encore de profiteur, semblent parfois se répartir naturellement, comme si ces qualités étaient innées. De la même façon, l’idée de « leader naturel » suggère que certaines compétences seraient héritées, ce qui déterminerait notre place dans la société. Aujourd’hui, les neurosciences montrent que la distribution des rôles n’est ni purement innée ni purement situationnelle : le hasard des premières interactions fait diverger les stratégies individuelles et, une fois adoptés, ces rôles s’inscrivent dans le cerveau et persistent.
Un profiteur ne l’est pas par nature – il faut notamment qu’un profiteur ait quelqu’un de qui profiter. Comme tout le monde ne peut être profiteur en même temps, le rôle est contraint par le groupe et n’existe que par sa relation à l’autre. Mais si les rôles de chaque individu au sein d’un groupe ne sont ni prédestinés, ni purement liés à des situations ponctuelles, alors comment se distribuent-ils ? Autrement dit, qui devient quoi et pourquoi ? Quand et comment ces rôles sont-ils stabilisés ?
Ces questions, traditionnellement traitées par les sciences sociales et l’éthologie, sont aujourd’hui abordées par les neurosciences. Celles-ci apportent un éclairage nouveau sur l’émergence de ces rôles sociaux en regardant comment ceux-ci s’expriment dans le système nerveux.
Ainsi, nos travaux, publiés en avril dans Nature, mettent en évidence qu’un rôle social – profiteur, travailleur, collaborateur – ne préexiste pas à l’individu et ne se réduit pas non plus à une situation. Nous montrons que ces rôles émergent d’un faisceau d’interactions où le hasard joue un rôle initial décisif ; et que ce n’est qu’après qu’il s’inscrit dans la structure et l’activité du cerveau, ce qui lui confère une stabilité remarquable.
En d’autres termes, l’émergence des rôles sociaux a une nature double : elle est contingente à l’origine, puis persistante.
La dynamique d’émergence des rôles remet en question deux idées reçues : la rigidité des structures sociales, dont les systèmes de castes chez les insectes sont souvent cités comme exemples emblématiques, et le déterminisme individuel, incarné par les théories qui font de la sélection de compétences génétiquement déterminées le moteur inévitable de l’émergence des rôles sociaux.
Coopération et compétition chez les souris
Pour aborder ces questions, il nous a fallu combiner des approches comportementales permettant d’observer et de quantifier les comportements de souris en continu pendant plusieurs jours et des approches théoriques pour essayer d’expliquer les mécanismes sous-jacents et enfin des enregistrements neurophysiologiques mesurant l’activité cérébrale.
Pour analyser les comportements des souris, nous avons utilisé une large arène carrée possédant plusieurs compartiments avec chacun leur spécificité : consommation d’eau, de nourriture ou nid de repos. Les souris sont génétiquement identiques, du même âge, élevées dans des conditions standardisées et aucune n’a d’expérience préalable de la tâche. Pour se nourrir, une souris devait collecter une centaine de granulés de nourriture par jour, libérés un par un en appuyant sur un levier situé à quelques secondes de déplacement. Toutes les souris, que ce soit seules ou en groupe, apprennent la tâche en quelques heures. Un système de suivi vidéo en continu et d’identification automatique permet d’enregistrer chacun des déplacements pendant des semaines sans nécessiter la présence d’un observateur, préservant ainsi le cycle naturel d’activité nocturne des souris.
Chez les animaux placés seuls dans la cage, deux stratégies émergent. Certains appuient et collectent la nourriture dans la foulée, d’autres laissent les granulés s’accumuler avant de les consommer plus tard. Les femelles accumulent un peu plus que les mâles, cependant cette différence est modeste, rien qui n’annonce réellement les rôles sociaux que nous avons observés en groupe.
Lorsque les animaux sont plusieurs dans la cage, avec un même levier et un distributeur, ils se trouvent dans la situation de devoir ajuster leur comportement les uns par rapport aux autres. Une division du travail peut alors apparaître. C’est ce qu’on observe avec trois souris, situation dans laquelle des changements de comportement radicaux s’opèrent et où les rôles sociaux apparaissent.
Tous les animaux se nourrissent à leur faim, mais certains – les profiteurs – ne pressent que très peu le levier relativement à leur consommation, d’autres appuient beaucoup plus qu’ils ne consomment (les travailleurs) et enfin certains accumulent (les accumulateurs). Ces trois profils ne sont pas distribués au hasard dans les cages : les travailleurs cohabitent avec les profiteurs, formant une organisation sociale différenciée régie par la compétition, tandis que les accumulateurs vivent entre eux au sein d’une organisation non compétitive. Cette différence tient au couplage entre appui et consommation : dans la condition compétitive, celui qui appuie veut manger immédiatement, ce qui crée la rivalité et la possibilité qu’un congénère présent à proximité du distributeur lui prenne le granulé. Dans la condition non compétitive, les deux sont découplés – chacun appuie quand il veut, mange quand il veut, sans course à la nourriture, encore faut-il que l’ensemble du groupe adopte cette stratégie.
De manière surprenante, cette double organisation, compétitive ou non, est associée au sexe des animaux : 75 % des triades femelles sont uniformes et accumulent, alors que 76 % des triades mâles montrent des structures compétitives avec à la fois des profiteurs et des travailleurs. On est loin des petites différences entre mâles et femelles que l’on voyait lorsque les animaux étaient placés seuls dans la tâche.
Quand le cerveau libère de la dopamine
De plus, les enregistrements de l’activité des neurones dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale révèlent que chaque rôle est associé à une signature neurale distincte. Pour comprendre cela, il faut rappeler que les neurones dopaminergiques signalent les récompenses par une augmentation transitoire de leur activité – ce signal permet à un individu de savoir si un événement vaut la peine d’être appris ou recherché.
Ainsi, chez les travailleurs, une augmentation de l’activité dopaminergique accompagne leur propre appui sur le levier une fois le rôle installé. Chez les profiteurs en revanche, ce même signal survient lorsqu’un congénère appuie sur le levier. Le cerveau du profiteur a donc appris que le travail d’autrui, et non le sien, prédit l’obtention de nourriture. Ce premier signal montre que les rôles sont ancrés par un mécanisme de renforcement expliquant ainsi que, une fois établis, les rôles ne s’échangent pas d’un jour à l’autre.
Par ailleurs, l’activité dopaminergique au repos est plus élevée chez les mâles que chez les femelles à l’issue de l’expérience, une différence absente avant la vie en groupe. Ceci reflète l’empreinte neuronale laissée par la tâche et la différenciation du fonctionnement cérébral.
Un modèle pour différencier les stratégies menant aux rôles sociaux
Un modèle computationnel d’apprentissage par renforcement révèle un mécanisme sous-jacent.
Le fonctionnement de ce modèle dépend d’un « paramètre d’exploitation » β, mesurant le degré d’exploitation d’une action connue comme gagnante – ici, presser le levier pour manger immédiatement – par opposition à la poursuite d’une exploration des autres possibilités. Un β faible indique un animal peu pressé, qui continue à tester d’autres options ; un β élevé reflète au contraire un engagement marqué dans la séquence levier-nourriture.
Le modèle montre, qu’en fonction de β, différentes stratégies de groupe émergent. Si β est faible, les animaux ne se spécialisent pas et ont tous la même stratégie d’accumulation – ce qu’on observe chez les femelles. Au contraire, si β est élevé, les individus se spécialisent spontanément, au travers de ce que l’on appelle une brisure de symétrie : les individus n’ont d’autre choix que de se spécialiser et d’être soit travailleur, soit profiteur. C’est ce qu’on observe chez les mâles.
Cette spécialisation se produit même si les individus sont parfaitement identiques et partagent le même β : ce sont les contingences des premières interactions qui décident qui deviendra travailleur et qui deviendra profiteur. Imaginons deux mâles identiques au β élevé placés ensemble pour la première fois. Par hasard, l’un atteint le distributeur de nourriture quelques secondes avant l’autre. Cette légère avance suffit : son cerveau associe la séquence aller au distributeur à une récompense, renforçant sa tendance à reproduire ce comportement. L’autre, arrivé trop tard, trouve la nourriture déjà consommée et se tourne vers le levier pour en produire lui-même. En quelques cycles, l’un est devenu profiteur, l’autre travailleur. Non pas parce qu’ils étaient différents au départ, mais parce que le hasard d’un premier instant a enclenché deux boucles de renforcement divergentes. Chez les femelles, un β faible signifie qu’aucun individu ne s’engage assez fortement dans la séquence levier-nourriture pour qu’une rivalité s’installe. Toutes restent dans le découplage temporel entre appui et consommation, et le groupe converge vers l’uniformité.
Ce résultat invite à reconsidérer l’idée que les rôles sociaux reflètent des qualités individuelles préexistantes. C’est le groupe qui fabrique les différences de rôles, pas l’inverse. Enfin, ce modèle pose la question du support biologique du paramètre β.
Faire basculer les rôles : du contexte social à la dopamine
Nous avons testé cette idée plus précisément au travers d’expériences supplémentaires.
Une première série d’expériences nous a permis de montrer que le contexte social est important. Si deux femelles sont installées avec un mâle, le comportement du groupe est compétitif. Les mâles sont préférentiellement des profiteurs et les femelles se partagent entre profiteurs et travailleurs. Le profil d’accumulateurs que les femelles adoptent spontanément lorsqu’elles sont entre elles n’est donc pas fixé par avance. Les femelles peuvent adopter des comportements coopératifs ou compétitifs, selon le contexte.
La dopamine est un des paramètres qui contrôle ce seuil entre groupes différenciés compétitifs et groupes homogènes. Lorsqu’on manipule l’activité des neurones dopaminergiques par optogénétique, avant de placer les souris dans la tâche, les structures sociales qui émergent s’en trouvent modifiées. Inhiber l’activité dopaminergique chez des triades femelles suffit à faire apparaître une compétition et une différenciation comparables à celles observées chez les mâles ; à l’inverse, l’augmenter chez les mâles efface leur différenciation et fait converger le groupe vers un profil uniforme.
Ce double résultat révèle une asymétrie instructive : ce que l’on mesure naturellement après la tâche – un tonus dopaminergique plus élevé chez les mâles – reflète l’empreinte de la spécialisation acquise ; ce que l’on fait artificiellement avant la tâche modifie la capacité du système à se différencier, et ce dans le sens inverse de ce qu’on pourrait naïvement attendre. Ce qui compte n’est pas tant le niveau global de dopamine, que la capacité du système dopaminergique à signaler des événements précis. Cette capacité est altérée précisément par la modulation du niveau global de dopamine. L’activité dopaminergique agit ainsi sur le β, réglant non seulement le comportement individuel, mais aussi l’aptitude du groupe à se diversifier.
En somme, le rôle au sein d’un groupe n’est ni une propriété de l’individu ni un effet pur de situation. C’est un état dynamique, entretenu par une boucle entre l’expérience sociale et l’activité du cerveau. Les rôles sont distribués au travers d’une émergence collective, et non pas a priori. Cette double propriété, flexible à l’origine, durable à l’arrivée, fait écho à ce que l’on observe sans doute, au-delà des souris, dans de nombreux systèmes sociaux.
Si l’on veut comprendre pourquoi certaines positions sociales perdurent, il faudra peut-être chercher non pas du côté des individus seuls, mais plutôt des boucles de relations causales qu’entretiennent l’activité des cerveaux individuels et les interactions collectives.
Les projets VarSeek : Bases neurales de la variabilité dans les stratégies de recherche de récompense et conséquences pour la susceptibilité à la nicotine et Social-VIP : Organisation sociale et variabilité individuelle dans l’adaptation neuronale et la vulnérabilité psychiatrique sont soutenus par 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.
Philippe Faure ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son poste au CNRS. Son équipe de recherche a reçu des financements de la Fondation pour la Recherche Médicale (FRM), de l’Agence Nationale de la Recherche (ANR-25-CE37-6088-01 Social-VIP, ANR-23-CE37-0017-01 VARSEEK), de l’IReSP et de l’INCa.
Bruno Delord ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d’une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n’a déclaré aucune autre affiliation que son poste à Sorbonne Université. Son équipe de recherche a reçu des financements de l’Agence Nationale de la Recherche (ANR): ANR VarSeek
Clément Solié a reçu des financements de la Fondation pour la Recherche Médicale (FRM) et de la Fondation des Treilles.
– ref. Profiteur, partageur : comment se mettent en place les rôles sociaux des individus dans un groupe ? – https://theconversation.com/profiteur-partageur-comment-se-mettent-en-place-les-roles-sociaux-des-individus-dans-un-groupe-283837