Dans le cadre du cabinet de curiosité de l'évolution, la cellule de Mauthner est un type de neurone très spécialisé qui se trouve
chez les poissons et les amphibiens.
Elle joue un rôle important dans le
réflexe d’échappement, qui est une réaction rapide et instinctive face à un
danger.
Voici quelques propriétés de la cellule de Mauthner : elle est située
dans la partie postérieure du cerveau, près du nerf auditif. Elle a une forme
asymétrique, avec une dendrite latérale et une dendrite ventrale qui reçoivent
des informations sensorielles de différentes sources. Elle a un axone très long et épais (fibre de
Mauthner) qui traverse la moelle épinière et se ramifie à intervalles réguliers
pour activer les motoneurones contralatéraux, c’est-à-dire ceux qui contrôlent
les muscles du côté opposé au stimulus.
Elle utilise à la fois des synapses chimiques et
électriques pour transmettre son signal. Les synapses chimiques libèrent des
neurotransmetteurs comme le glutamate et la glycine, tandis que les synapses
électriques permettent un passage direct du courant entre les cellules. Ces
deux types de synapses contribuent à la rapidité et à l’efficacité de la
transmission.
La cellule de Mauthner est capable de déclencher une seule et unique
décharge électrique en réponse à un stimulus suffisamment intense, comme un
bruit fort ou un contact tactile.
Cette décharge entraîne une contraction
musculaire soudaine et puissante du côté opposé au stimulus, ce qui fait
tourner la tête de l’animal vers la direction de fuite. Ce mouvement est appelé
le C-start, car le corps de l’animal prend la forme d’un C. Dans une telle situation de stress, un individu peut atteindre une vitesse équivalente à 20 fois sa longueur par seconde, suffisante, la plupart du temps, pour échapper au prédateur.
Cette cellule très particulière est inhibée par un circuit de rétroaction
négative qui empêche la décharge simultanée des deux cellules de Mauthner, ce
qui rendrait le mouvement incohérent. Ce circuit implique en fait des interneurones
inhibiteurs qui sont activés par la décharge de la cellule de Mauthner et qui
inhibent à leur tour la cellule homologue du côté opposé.
Cette cellule de Mauthner est donc un exemple
remarquable d’adaptation évolutive qui permet aux poissons et aux amphibiens de
survivre face aux prédateurs qui peuvent difficilement prédire dans quelle direction va fuir brusquement la proie.
Elle illustre également la diversité et la complexité
des mécanismes neuronaux impliqués dans le contrôle du comportement animal... suivant en cela la loi de Harvard qui stipule qu’un
comportement animal est à la fois variable et imprévisible :
« Dans des circonstances expérimentales
soigneusement contrôlées, un animal se comportera... comme bon lui semble. »
Ce que l'on retrouve chez la mouche. Une étude du neurobiologiste Björn Brembs* montre que lorsque
certaines mouches sont soumises à des stimuli strictement contrôlés, elles
agissent de manière imprévisible. Contrairement à une machine qui donnera
toujours une sortie prévisible pour une entrée, un simple cerveau de mouche
peut réagir différemment à la même entrée dans différents essais effectués théoriquement
dans les mêmes conditions. Dans le cadre de la survie lors de l’évolution, ce
type de variabilité pourrait être en fait une adaptation pour aider les animaux
à échapper aux prédateurs comme on vient de le voir dans le cas du poisson. Plus une mouche manœuvre de manière aléatoire,
imprévisible lorsqu'elle est poursuivie, plus elle pourra facilement échapper à
des prédateurs majeurs que sont les oiseaux et la tapette. Mais, pas plus que pour le poisson, la
démonstration d'un LA chez la mouche ne tient la route :
1) le LA est censé être une « propriété » de
l’Humain seulement, en tout cas pas de la mouche. Ou alors, tout vivant
posséderait un LA ?
2) Le temps de réaction dans les changements de direction est
de l’ordre de quelques millièmes de seconde, un temps plus compatible avec un
réflexe qu’avec une réflexion délibérée de type Libre Arbitre.
3) La présence éventuelle d’un mécanisme aléatoire prenant
part à la décision de la mouche, type cellule de Mauthner, ce n’est toujours pas du LA.
4) La mécanique quantique ne peut pas expliquer ce type de
propriété supposée du vivant (façon « hasard pur ») du fait de la
chaleur corporelle, comme l’explique le passionnant physicien quantique Julien
Bobroff dans une vidéo à na pas manquer**.
Certains y ont vu la preuve de l'action quantique, indéterministe, à l'oeuvre dans le cerveau des poissons, des mouches... et donc, pourquoi pas de l'humain avec son libre arbitre...
Mais que vaudrait une liberté de la volonté, une décision sans conscience puisque le mécanisme décrit est des plus automatiques avec contraction musculaire soudaine et puissante du côté opposé au stimulus déterminé. L'imprévisibilité animale comme humaine est plutôt le fait d'un chaos déterministe ambiant.
Convoquer la mécanique quantique ici, c'est encore et toujours ajouter de l'eau dans la machine à brouillard.
Et pour aller plus loin, le livre "La dernière
blessure" centré sur la notion du libre arbitre (illusoire)... en
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