Adapté de Other Minds : La pieuvre, la mer et les origines profondes de la conscience, par Peter Godfrey-Smith. Copyright © 2016 par Peter Godfrey-Smith. Publié par arrangement avec Farrar, Straus et Giroux, LLC (États-Unis), HarperCollins (Royaume-Uni)
Quelqu’un vous observe, intensément, mais vous ne le voyez pas. Puis vous remarquez, attiré en quelque sorte par ses yeux. Vous êtes au milieu d’un jardin d’éponges, le fond de la mer étant parsemé de touffes arbustives d’éponges orange vif. Emmêlé dans l’une de ces éponges et dans les algues gris-vert qui l’entourent, se trouve un animal de la taille d’un chat. Son corps semble être partout et nulle part. Les seules parties que vous pouvez fixer sont une petite tête et ses deux yeux. Au fur et à mesure que vous faites le tour de l’éponge, ces yeux font de même, gardant leur distance, gardant une partie de l’éponge entre vous deux. La couleur de la créature correspond parfaitement à celle de l’algue, sauf qu’une partie de sa peau est repliée en de minuscules pics en forme de tour dont les extrémités sont de la même couleur que l’orange de l’éponge. Elle finit par lever la tête bien haut, puis s’éloigne en fusée sous la propulsion d’un jet.
Une deuxième rencontre avec une pieuvre : celle-ci se trouve dans une tanière. Des coquillages jonchent le devant, disposés avec quelques morceaux de vieux verre. Vous vous arrêtez devant sa maison, et vous vous regardez tous les deux. Celui-ci est petit, de la taille d’une balle de tennis. Vous avancez une main et tendez un doigt, et un bras de pieuvre se déroule lentement et sort pour vous toucher. Les ventouses s’accrochent à votre peau, et la prise est déconcertante. Elle tire sur votre doigt, le goûtant tout en vous attirant doucement. Le bras est rempli de capteurs, des centaines dans chacune des douzaines de ventouses. Le bras lui-même est vivant avec des neurones, un nid d’activité nerveuse. Derrière le bras, de grands yeux ronds vous observent tout le temps.
Les pieuvres et leurs parents (seiches et calmars) représentent une île de complexité mentale dans la mer des animaux invertébrés. Depuis mes premières rencontres avec ces créatures il y a une dizaine d’années, j’ai été intrigué par le puissant sentiment d’engagement qui est possible lorsqu’on interagit avec elles. Notre ancêtre commun le plus récent est si éloigné – plus de deux fois plus ancien que les premiers dinosaures – qu’il représente une expérience entièrement indépendante dans l’évolution des gros cerveaux et des comportements complexes. Si nous pouvons entrer en contact avec eux en tant qu’êtres sensibles, ce n’est pas en raison d’une histoire commune, ni d’un lien de parenté, mais parce que l’évolution a construit des cerveaux à deux reprises. Ils sont probablement ce qui se rapprochera le plus de notre rencontre avec un extraterrestre intelligent.
Comparaison des cerveaux
Les pieuvres, les seiches et les calmars appartiennent à une classe de mollusques marins appelés céphalopodes, avec des créatures aujourd’hui éteintes appelées ammonites et bélemnites. Les traces fossiles des pieuvres sont rares. En tant que seuls céphalopodes dépourvus de coquille externe ou interne et de parties dures à l’exception d’un bec, ils ne se conservent pas bien. Mais à un certain stade de leur évolution, elles ont rayonné – on en connaît actuellement environ 300 espèces, y compris des formes vivant en eaux profondes et dans les récifs. Leur taille varie de moins d’un pouce à la pieuvre géante du Pacifique, qui pèse 100 livres et s’étend sur 20 pieds de la pointe du bras à la pointe du bras.
Alors que le corps des céphalopodes évoluait vers ces formes modernes – internalisant la coquille ou la perdant complètement – une autre transformation s’est produite : certains céphalopodes sont devenus intelligents. Le terme « intelligent » est un terme controversé, alors commençons avec précaution. Tout d’abord, ces animaux ont développé de grands systèmes nerveux, y compris de grands cerveaux. Gros dans quel sens ? Une pieuvre commune (Octopus vulgaris) possède environ 500 millions de neurones dans son corps. C’est beaucoup selon presque tous les critères. Les êtres humains en ont beaucoup plus – quelque chose qui approche les 100 milliards – mais la pieuvre se situe dans la même fourchette que divers mammifères, proche de celle des chiens, et les céphalopodes ont des systèmes nerveux beaucoup plus grands que tous les autres invertébrés.
La taille absolue est importante, mais elle est généralement considérée comme moins informative que la taille relative – la taille du cerveau en tant que fraction de la taille du corps. Cela nous indique à quel point un animal « investit » dans son cerveau. Les pieuvres obtiennent également un score élevé pour cette mesure, à peu près équivalent à celui des vertébrés, mais pas aussi élevé que celui des mammifères. Les biologistes considèrent toutefois que toutes ces évaluations de la taille ne sont qu’un guide très approximatif de la puissance cérébrale d’un animal. Certains cerveaux sont organisés différemment des autres, avec plus ou moins de synapses, qui peuvent aussi être plus ou moins compliquées. La découverte la plus surprenante des travaux récents sur l’intelligence animale est l’intelligence de certains oiseaux, notamment les perroquets et les corbeaux. Les oiseaux ont des cerveaux assez petits en termes absolus, bien que très puissants.
Lorsque nous essayons de comparer la puissance cérébrale d’un animal à celle d’un autre, nous nous heurtons également au problème qu’il n’existe pas d’échelle unique sur laquelle l’intelligence peut être mesurée de manière raisonnable. Différents animaux sont bons à différentes choses, ce qui est logique étant donné les différentes vies qu’ils mènent. Lorsque l’on compare les céphalopodes aux mammifères, l’absence d’anatomie commune ne fait qu’accroître les difficultés. Les cerveaux des vertébrés ont tous une architecture commune. Mais lorsque les cerveaux des vertébrés sont comparés à ceux des pieuvres, tous les paris – ou plutôt toutes les correspondances – sont perdus. Les pieuvres n’ont même pas rassemblé la majorité de leurs neurones à l’intérieur de leur cerveau ; la plupart des neurones se trouvent dans leurs bras.
Compte tenu de tout cela, la façon de travailler sur l’intelligence des pieuvres est de regarder ce qu’elles peuvent faire. Les pieuvres ont assez bien réussi les tests de leur intelligence en laboratoire, sans pour autant se montrer des Einstein. Ils peuvent apprendre à naviguer dans des labyrinthes simples. Elles peuvent utiliser des indices visuels pour distinguer deux environnements familiers, puis emprunter le meilleur chemin vers une récompense. Ils peuvent apprendre à dévisser des bocaux pour obtenir la nourriture qu’ils contiennent, même de l’intérieur vers l’extérieur. Mais les pieuvres apprennent lentement dans tous ces contextes. Dans ce contexte de résultats expérimentaux mitigés, cependant, d’innombrables anecdotes suggèrent qu’il se passe beaucoup plus de choses.
Escape and Thievery
Les contes de pieuvres les plus célèbres impliquent des évasions et des vols, au cours desquels des pieuvres d’aquarium itinérantes font des raids nocturnes dans les aquariums voisins pour se nourrir. Ces histoires – qui servent de base aux pitreries des pieuvres dans le film de Disney-Pixar de 2016 Finding Dory – ne sont pas spécialement révélatrices d’une grande intelligence. Les bassins voisins ne sont pas si différents des mares à marée, même si l’entrée et la sortie demandent plus d’efforts. Mais voici un comportement que je trouve plus intriguant : dans au moins deux aquariums, les pieuvres ont appris à éteindre les lumières en projetant des jets d’eau sur les ampoules et en court-circuitant l’alimentation électrique. À l’université d’Otago, en Nouvelle-Zélande, ce jeu est devenu si coûteux que les pieuvres ont dû être relâchées dans la nature.
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Cette histoire illustre un fait plus général : les pieuvres ont une capacité d’adaptation aux circonstances particulières de la captivité et à leurs interactions avec les gardiens humains. Au moins de manière anecdotique, il semble depuis longtemps que les pieuvres captives peuvent reconnaître et se comporter différemment envers les gardiens humains individuels. Dans le même laboratoire de Nouvelle-Zélande qui a connu le problème de l’extinction des lumières, une pieuvre s’est prise d’affection pour un membre du personnel, sans raison apparente. Chaque fois que cette personne passait sur la passerelle derrière le bassin, elle recevait un jet d’eau d’un demi gallon dans la nuque.
La neuroscientifique Shelley Adamo de l’Université Dalhousie en Nouvelle-Écosse avait également une seiche qui projetait de manière fiable des jets d’eau sur tous les nouveaux visiteurs du laboratoire, mais pas sur les personnes qui étaient souvent présentes. En 2010, le regretté biologiste Roland C. Anderson et ses collègues de l’aquarium de Seattle ont testé la reconnaissance chez des pieuvres géantes du Pacifique dans le cadre d’une expérience impliquant un gardien « gentil » qui nourrissait régulièrement huit animaux et un gardien « méchant » qui les touchait avec un bâton hérissé. Après deux semaines, toutes les pieuvres se sont comportées différemment envers les deux gardiens, confirmant qu’elles peuvent distinguer des personnes individuelles, même lorsqu’elles portent des uniformes identiques.
Le philosophe Stefan Linquist de l’Université de Guelph en Ontario, qui a déjà étudié le comportement des pieuvres, présente les choses ainsi : « Lorsque vous travaillez avec des poissons, ils n’ont aucune idée qu’ils sont dans un réservoir, dans un endroit non naturel. Avec les pieuvres, c’est totalement différent. Ils savent qu’ils sont dans un endroit spécial et que vous êtes à l’extérieur. Tous leurs comportements sont affectés par leur conscience de la captivité ». Les pieuvres de Linquist s’amusaient avec leur réservoir et bouchaient délibérément les vannes d’évacuation en y enfonçant leur bras, peut-être pour augmenter le niveau d’eau. Bien sûr, cela inondait tout le laboratoire.
Les récits de pieuvres arrosant les expérimentateurs m’ont rappelé quelque chose que j’avais vu moi-même. Les pieuvres captives essaient souvent de s’échapper, et quand elles le font, elles semblent infailliblement capables de choisir le seul moment où vous ne les regardez pas. Je pensais avoir imaginé cette tendance, jusqu’à ce que j’entende, il y a quelques années, un exposé du biologiste marin David Scheel, de l’université Alaska Pacific, qui travaille à plein temps avec des pieuvres. Lui aussi a déclaré que les pieuvres semblaient suivre subtilement les mouvements de leurs congénères, qu’ils les regardent ou non, et qu’ils agissent quand ils ne les regardent pas. Je suppose qu’il s’agit d’un comportement naturel chez les pieuvres ; vous voulez vous enfuir lorsque le barracuda ne vous regarde pas. Mais le fait que les pieuvres puissent si rapidement faire cela avec les humains – aussi bien avec un masque de plongée que sans – est impressionnant.
Un autre comportement des pieuvres qui a fait son chemin de l’anecdote à l’investigation expérimentale est le jeu. Une innovatrice dans la recherche sur les céphalopodes, Jennifer Mather de l’Université de Lethbridge en Alberta, ainsi qu’Anderson, ont fait les premières études sur ce comportement, et il a maintenant été étudié en détail. Certaines pieuvres – et seulement certaines – passent du temps à souffler des bouteilles de pilules autour de leur réservoir avec leur jet, faisant « rebondir » la bouteille d’avant en arrière sur le courant d’eau provenant de la valve d’admission du réservoir. En général, l’intérêt initial d’une pieuvre pour tout nouvel objet est d’ordre gustatif – puis-je le manger ? Mais lorsqu’un objet est jugé non comestible, cela ne signifie pas toujours qu’il est inintéressant. Les travaux de Michael Kuba, maintenant à l’Institut des sciences et de la technologie d’Okinawa au Japon, ont confirmé que les pieuvres peuvent rapidement dire que certains objets ne sont pas de la nourriture et sont souvent encore assez intéressés à les explorer et à les manipuler.
Penser sur leurs pattes
Regardons maintenant de plus près comment le système nerveux derrière ces comportements a évolué. L’histoire des grands cerveaux a, très grossièrement, la forme d’une lettre Y. Au centre de la ramification du Y se trouve le dernier ancêtre commun des vertébrés et des mollusques – il y a quelque 600 millions d’années. Cet ancêtre était probablement une créature aplatie, ressemblant à un ver, dotée d’un système nerveux simple. Il avait peut-être des yeux simples. Ses neurones étaient peut-être partiellement regroupés à l’avant, mais il n’y aurait pas eu beaucoup de cerveau à cet endroit.
À partir de ce stade, l’évolution des systèmes nerveux se déroule indépendamment dans de nombreuses lignées, dont deux qui ont conduit à de grands cerveaux de conception différente. Sur notre lignée, le design chordé émerge, avec une corde de nerfs au milieu du dos de l’animal et un cerveau à une extrémité. Ce design est observé chez les poissons, les reptiles, les oiseaux et les mammifères.
De l’autre côté, du côté des céphalopodes, un plan corporel différent a évolué et un autre type de système nerveux. Les neurones des invertébrés sont souvent rassemblés en de nombreux ganglions, de petits nœuds répartis dans le corps et connectés les uns aux autres. Les ganglions peuvent être disposés par paires, reliés par des connecteurs qui courent le long du corps et le traversent, comme des lignes de latitude et de longitude. C’est ce qu’on appelle parfois un système nerveux en forme d’échelle.
Au fur et à mesure de l’évolution des céphalopodes, certains ganglions sont devenus grands et complexes, et de nouveaux ont été ajoutés. Les neurones se sont concentrés à l’avant de l’animal, formant quelque chose qui ressemble de plus en plus à un cerveau. L’ancienne conception en forme d’échelle a été partiellement submergée, mais seulement en partie. Par exemple, chez une pieuvre, la majorité des neurones se trouvent dans les bras eux-mêmes – près de deux fois plus au total que dans le cerveau central. Les bras possèdent leurs propres capteurs et contrôleurs. Ils ont non seulement le sens du toucher, mais aussi la capacité de percevoir des substances chimiques, comme l’odeur ou le goût. Chaque ventouse du bras d’une pieuvre peut compter 10 000 neurones pour gérer le goût et le toucher. Même un bras qui a été enlevé chirurgicalement peut effectuer divers mouvements de base, comme atteindre et saisir.
La coordination interne de chaque bras peut être assez gracieuse, aussi. Lorsqu’une pieuvre tire un morceau de nourriture, la saisie par la toute extrémité du bras crée deux vagues d’activation musculaire, l’une se dirigeant vers l’intérieur à partir de la pointe et l’autre vers l’extérieur à partir de la base. À l’endroit où ces deux vagues se rencontrent, une articulation se forme, qui ressemble à un coude temporaire. Les systèmes nerveux de chaque bras comprennent également des boucles dans les neurones (connexions récurrentes, dans le jargon) qui peuvent donner au bras une forme simple de mémoire à court terme, bien que l’on ne sache pas ce que ce système fait pour la pieuvre.
Comment le cerveau d’une pieuvre est-il lié à ses bras ? Les premiers travaux examinant à la fois le comportement et l’anatomie donnaient l’impression que les bras jouissaient d’une indépendance considérable. Comme l’ont dit Roger T. Hanlon et John B. Messenger dans leur ouvrage de 1996 intitulé Cephalopod Behaviour, les bras semblaient « curieusement divorcés » du cerveau, du moins en ce qui concerne le contrôle des mouvements de base. Mais les pieuvres peuvent se ressaisir dans certains contextes. Comme je l’ai mentionné précédemment, lorsque vous vous approchez d’une pieuvre dans la nature, chez au moins certaines espèces, la pieuvre envoie un bras pour vous inspecter – un comportement qui suggère une sorte de délibération, une action guidée par le cerveau.
En fait, une sorte de mélange de contrôle localisé et descendant pourrait être à l’œuvre. La meilleure recherche expérimentale que je connaisse qui porte sur ce sujet vient du laboratoire du neurobiologiste Binyamin Hochner de l’Université hébraïque de Jérusalem. En 2011, les chercheuses Tamar Gutnick et Ruth Byrne, ainsi que Hochner et Kuba, ont mené une expérience très intelligente pour tester si une pieuvre pouvait apprendre à guider un seul bras le long d’un chemin en forme de labyrinthe jusqu’à un endroit spécifique pour obtenir de la nourriture. La tâche était organisée de telle sorte que les capteurs chimiques du bras ne suffiraient pas à le guider vers la nourriture ; le bras devait sortir de l’eau à un moment donné pour atteindre l’endroit visé. Mais les parois du labyrinthe étaient transparentes, ce qui permettait de voir l’emplacement de la cible. La pieuvre devait donc guider un bras dans le labyrinthe avec ses yeux.
Les pieuvres ont mis du temps à apprendre à le faire, mais au final, presque tous les animaux testés ont réussi. Les yeux peuvent guider les bras. En même temps, l’article note également que lorsque les pieuvres réussissent bien cette tâche, le bras qui trouve la nourriture semble faire sa propre exploration locale au fur et à mesure, en rampant et en tâtonnant. Il semble donc que deux formes de contrôle fonctionnent en tandem : il y a un contrôle central de la trajectoire globale du bras, via les yeux, combiné à un réglage fin de la recherche par le bras lui-même.
Common Ground
Malgré leurs nombreuses différences, les céphalopodes présentent des similitudes frappantes avec les vertébrés. Par exemple, les vertébrés et les céphalopodes ont évolué séparément des yeux « caméra », avec une lentille qui focalise une image sur une rétine. La capacité d’apprentissage de plusieurs types est également observée des deux côtés. L’apprentissage par l’attention portée à la récompense et à la punition, par le suivi de ce qui fonctionne et de ce qui ne fonctionne pas, semble avoir été inventé indépendamment plusieurs fois au cours de l’évolution. Si, en revanche, il était présent chez l’ancêtre commun homme/pieuvre, il a été grandement élaboré en aval de chacune des deux lignées.
Il existe aussi des similitudes psychologiques plus subtiles. Les recherches indiquent que les pieuvres, comme nous, semblent avoir une mémoire distincte à court et à long terme. Ils semblent avoir quelque chose comme le sommeil. Et une étude menée en 2012 par Jean G. Boal de l’Université de Millersville en Pennsylvanie a découvert que les seiches semblent avoir une forme de sommeil à mouvements oculaires rapides (REM), similaire au sommeil dans lequel nous rêvons. (On ne sait toujours pas si les pieuvres partagent cette forme de sommeil paradoxal). D’autres similitudes sont encore plus abstraites, comme la reconnaissance d’individus humains. Cette capacité a du sens si un animal est social ou monogame, mais les pieuvres ne sont pas monogames, ont une vie sexuelle désordonnée et ne semblent pas être très sociales.
Malgré cela, il y a une leçon ici sur les façons dont les animaux intelligents gèrent la substance de leur monde. Ils le découpent en objets qui peuvent être mémorisés et identifiés malgré les changements dans la façon dont ces objets se présentent. Il s’agit là aussi d’une caractéristique frappante de l’esprit du poulpe – frappant par sa familiarité et sa similitude avec la façon dont nous, les types à deux pattes, donnons un sens à notre monde.
Sagesse incarnée ?
La pieuvre illustre parfois bien l’importance d’un mouvement théorique en psychologie connu sous le nom de cognition incarnée. L’une de ses idées centrales est que notre corps, plutôt que notre cerveau, est responsable d’une partie de l' »intelligence » avec laquelle nous appréhendons le monde. Les articulations et les angles de nos membres, par exemple, font naître naturellement des mouvements tels que la marche. Savoir marcher est en partie une question d’avoir le bon corps.
Mais les doctrines du mouvement de la cognition incarnée ne s’accordent pas vraiment avec l’étrangeté de la façon d’être de la pieuvre. Les défenseurs de la cognition incarnée disent souvent que la forme et l’organisation du corps codent des informations. Mais cela suppose que le corps ait une forme. Une pieuvre peut se tenir debout sur ses bras, se faufiler par un trou à peine plus grand qu’un de ses yeux, devenir un missile profilé ou se plier pour entrer dans un bocal.
De plus, chez une pieuvre, on ne sait pas très bien où commence et où finit le cerveau lui-même. La pieuvre est imprégnée de nervosité ; le corps n’est pas une chose séparée qui est contrôlée par le cerveau ou le système nerveux. Le débat habituel oppose ceux qui considèrent le cerveau comme un PDG tout-puissant et ceux qui mettent l’accent sur l’intelligence stockée dans le corps lui-même. Mais la pieuvre vit en dehors des deux tableaux habituels.
Elle a un corps – mais un corps protéiforme, tout en possibilités ; elle n’a aucun des coûts et des gains d’un corps contraignant et guidant l’action. La pieuvre vit en dehors du clivage habituel corps/cerveau. -P.G.-S.