Neandertal avait un cerveau aussi gros que le nôtre, mais était-il différent sur le plan de la cognition ? Cette question, qui sous-tend celle de son extinction, obsède les scientifiques, notamment depuis le séquençage du génome de notre cousin au cours des années 2000. Aujourd’hui, des expériences fascinantes montrent que les humains modernes portent une mutation génétique qui leur aurait permis de générer plus de neurones que les néandertaliens. La mutation serait survenue au cours des dernières centaines de milliers d'années dans le cortex préfrontal, la partie du cerveau que nous utilisons pour les formes de pensée les plus complexes.
La démonstration a été faite sur des souris, des furets, des cerveaux fœtaux humains et des mini-cerveaux organoïdes, qu’on a tour à tour humanisé et/ou néandertalisé pour observer la pousse différenciée de cellules neuronales. "C'est vraiment un tour de force", admire Laurent Nguyen, neuroscientifique à l'Université de Liège en Belgique qui n'a pas participé à l'étude mais l’a commentée dans un numéro de Science. "Il est remarquable qu'un si petit changement ait un effet aussi dramatique sur la production de neurones", note-t-il Peut-on pour autant en conclure que cette différence a donné un avantage cognitif décisif aux H. sapiens par rapport à leurs cousins mystérieusement disparus ? Pas si vite…
Cela fait quelques années que le neurobiologiste Wieland Huttner et son équipe de l'Institut Max Planck de biologie cellulaire moléculaire et de génétique (MPI-CBG) de Dresde (Allemagne) se focalisent sur les dissemblances génétiques potentiellement cruciales entre les néandertaliens et les humains modernes dans les cellules cérébrales. L'ADN humain contient environ 21.000 gènes codants. Les protéines codées par ces gènes sont pour la majorité identiques à celles des néandertaliens et même des dénisoviens, mais 96 mutations (ayant modifié la structure d'une protéine par substitution d’acides aminés) spécifiques à l'Homo sapiens ont été identifiées en 2014 par le généticien Swante Pääbo
Une mutation permet de produire plus de neurones. La protéine TKTL1 diffère entre Neandertal et Homo sapiens par un seul acide aminé en même position de séquence : la lysine pour le premier, l'arginine pour le second. La version moderne produit plus de cellules gliales radiales (bRG) qui génèrent à leur tour plus de neurones dans le cortex, montrent des expériences. © Sciences et Avenir, adapté de Science.
Dès 2017, Anneline Pinson, postdoctorante au MPI-CBG, repère que l’une de ces mutations concerne le gène TKTL1, actif dans le cortex humain en développement et particulièrement abondant dans la partie frontale du néocortex cérébral, la fameuse "matière grise". Une observation excitante, parce que le lobe frontal, partie la plus grosse et la plus récemment évoluée de notre cerveau, est aussi responsable des capacités cognitives. La protéine transketolase-like 1 (TKTL1) présente un seul changement d'acide aminé, entre les hommes modernes et les néandertaliens : chez Homo sapiens, TKTL1 contient une arginine en lieu et place d’une lysine chez Homo neanderthalensis. Les expériences p...
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