Vous voulez apprendre à un vieux chien de nouveaux trucs? Essayez de laisser votre animal faire une sieste. De nouvelles recherches montrent que les chiens consolident de nouveaux souvenirs dans le sommeil, tout comme les humains.
L'étude a utilisé l'électroencéphalographie (EEG), une technique qui mesure l'activité électrique dans le cerveau via le cuir chevelu, pour suivre l'activité cérébrale des chiens qui sommeillent. Semblable à l'homme, les chiens ont montré de courtes périodes d'activité, appelées fuseaux de sommeil, pendant le sommeil à mouvement oculaire non rapide. Comme chez l'homme, la fréquence de ces fuseaux de sommeil était liée à la capacité d'un chien à conserver les nouvelles informations qu'il avait apprises avant sa sieste.
"C'est la première fois que nous pouvons réellement montrer cela chez un chien", a déclaré le co-auteur de l'étude Ivaylo Iotchev, doctorant à l'Université Eötvös Loránd de Budapest, en Hongrie.
Broches de sommeil
La plupart des recherches approfondies sur le sommeil, a déclaré Iotchev, se sont concentrées sur les humains et les rongeurs, en particulier les souris et les rats. Voir les parallèles entre le sommeil des chiens et le sommeil humain est intéressant, a-t-il déclaré à Live Science, car les chiens sont en réalité plus éloignés des humains que les souris, du point de vue de l'évolution.
Les fuseaux de sommeil sont également un domaine de recherche intéressant car ils sont liés à l'apprentissage et à la mémoire, a déclaré Iotchev. Les fuseaux de sommeil sont des explosions d'activité électrique dans le cerveau qui durent environ une demi-seconde, avec une fréquence d'environ 12 à 14 hertz chez l'homme. Ces rafales bloquent les informations du thalamus, un morceau de matière grise dans le cerveau antérieur qui agit pour relayer les informations sensorielles, d'atteindre le cortex pour un traitement plus sophistiqué.
"Lorsque les fuseaux du sommeil se produisent, le cerveau est protégé des informations extérieures", a déclaré Iotchev, "ce qui est très important pour la consolidation de la mémoire, parce que lorsque vous voulez vous souvenir de quelque chose, vous ne voulez pas qu'il se mélange avec des informations extérieures".
On ne sait pas grand-chose de ce processus chez les chiens, même si les chiens sont parfois utilisés comme modèles médicaux pour les maladies du cerveau humain, en particulier l'épilepsie. Jusqu'à présent, a déclaré Iotchev, la recherche sur les EEG chez les chiens était principalement axée sur l'activité du cerveau entier, comme la transition du sommeil à l'éveil. Mais les fuseaux de sommeil changent spécifiquement avec l'âge, donc les comprendre peut à la fois aider à améliorer la médecine vétérinaire chez les chiens âgés et peut-être révéler à quel point le processus de vieillissement dans le cerveau des chiens est similaire à celui du cerveau humain, a déclaré Iotchev.
De nouvelles astuces
Pour examiner les fuseaux de sommeil chez les chiens, les chercheurs ont demandé à 15 propriétaires de chiens d'apporter leurs caca pour trois sessions distinctes. Les chiens représentaient une variété de races, allant du cabot, au Labrador retriever, au schnauzer miniature. Tous les chiens ont d'abord pris une sieste pendant que les chercheurs enregistraient l'activité cérébrale de base des chiens avec EEG. Ensuite, les chiens ont été assignés au hasard pour pratiquer des commandes qu'ils connaissaient déjà en hongrois ou pour apprendre ces mêmes actions mais avec des mots anglais inconnus ("s'asseoir" et "se coucher"). Sept des chiens ont d'abord effectué la tâche d'entraînement en hongrois, puis la nouvelle formation en anglais. Les huit ont terminé les activités dans l'ordre inverse.
Après chaque session, que ce soit en hongrois ou en anglais, les chiens ont eu la chance de zonk pendant que les chercheurs ont enregistré leur activité cérébrale. Lier le schéma des ondes cérébrales à l'apprentissage réel était un élément clé de l'étude, a déclaré Iotchev, donc après la sieste, les chiens qui apprennent les commandes en anglais ont fait une autre session pour montrer à quel point ils avaient conservé la formation.
Les fuseaux de sommeil, les chercheurs ont constaté, ressemblent beaucoup aux chiens et aux humains. Ils sont deux fois plus fréquents chez les chiennes que chez les mâles, ce qui correspond au schéma observé chez l'homme: les femmes ont plus de fuseaux de sommeil que les hommes grâce à l'influence des hormones sexuelles, a déclaré Iotchev.
Les chiens avec des fuseaux de sommeil plus fréquents lors d'une séance de répétition se sont également révélés être de meilleurs apprenants que les chiens avec des fuseaux de sommeil moins fréquents, ont découvert les chercheurs. Encore une fois, ce résultat suit les découvertes chez l'homme et les rongeurs.
Les personnes souffrant de dépression ont des fuseaux de sommeil plus fréquents que la moyenne, a déclaré Iotchev, et les personnes atteintes de schizophrénie en ont moins. Ainsi, ces pics d'activité peuvent fournir une fenêtre sur les similitudes de dysfonctionnement cérébral entre les chiens et les humains. Par exemple, certains chercheurs utilisent des chiens pour essayer de comprendre le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention (TDAH), a déclaré Iotchev. Si les humains atteints de TDAH ont des fuseaux de sommeil atypiques (et certaines recherches indiquent qu'ils le peuvent), les chercheurs voudraient voir si les chiens présentent le même type d'aberrations. S'ils le font, cela indiquerait que certains des mêmes processus cérébraux sous-tendent le TDAH chez les humains et les chiens. S'ils ne le font pas, les chiens pourraient ne pas être les meilleurs modèles pour ce trouble. Iotchev et son équipe se concentrent particulièrement sur la mise en relation de leurs découvertes avec le vieillissement.
"La prochaine étape consiste à examiner un énorme échantillon de chiens pour voir comment les fuseaux de sommeil changent avec l'âge", a-t-il déclaré.
Les chercheurs ont publié leurs résultats le 11 octobre dans la revue en libre accès Scientific Reports.
