Le cerveau des oiseaux intéresse les neuroscientifiques à plus d'un titre et en particulier, il leur sert de modèle pour étudier l'émotivité chez l'animal et chez l'Homme.
Au début des années 1990, deux lignées de caille japonaise (Coturnix japonica) ont été sélectionnées en élevage. L'une est particulièrement émotive et présente une durée d'immobilité tonique relativement longue, tandis que l'autre possède les caractéristiques inverses. Il est donc intéressant de comparer précisément l'anatomie de leurs cerveaux et surtout leurs connectivités cérébrales, autant de données largement inconnues aujourd'hui.
Des chercheurs de NeuroSpin (CEA-Joliot), en collaboration avec l'INRAE de Nouzilly, ont étudié 21 cerveaux de cailles japonaises mâles, issues des deux lignées émotives et non-émotives, qui ont été scannés post-mortem grâce à un IRM préclinique à ultra-haut champ magnétique (11,7 teslas).
Des méthodes avancées de reconstitution du trajet des fibres nerveuses par IRM de diffusion (tractographie) et de regroupement de fibres (en fascicules) ont permis d'établir ce nouvel atlas, composé de 34 faisceaux de substance blanche, présents chez tous les individus. Ces faisceaux sont de véritables « hubs de connectivité » concentrant un très grand nombre de connexions.
À l'instar de ce qui a été fait pour le cerveau humain, ce nouvel atlas permet d'explorer la diversité de la connectivité structurelle de la caille japonaise mâle. De plus, il permet de segmenter automatiquement les faisceaux de matière blanche de tout nouvel individu et offre un outil d'exploration unique de ses réseaux fonctionnels.
Cet atlas a ainsi permis de comparer spécifiquement les connectivités structurelles de deux lignées de cailles japonaises et de révéler l'existence des différences significatives :
- morphométrie des structures neuroanatomiques ;
- connectivité entre les structures anatomiques impliquées notamment dans la gestion des émotions et de la peur.
Ce travail ouvre la voie à la compréhension de la communication entre les structures anatomiques de la caille japonaise et fournit un outil important pour les futures études de connectivité structurelle animale.