Cependant, la phylogénie ne peut en dire beaucoup aux scientifiques. L’équipe s’est demandé si les différences pouvaient se résumer à la neurophysiologie des animaux. Mais ils ne savaient pas quel aspect du cerveau mesurer.
Dans le passé, les chercheurs utilisaient souvent le volume cérébral total d’un animal comme indicateur de la puissance cognitive. En gros, plus c’est gros, mieux c’est. Mais lorsque Bryer et Koopman ont extrait les données, ils ont trouvé une faible corrélation entre la taille du cerveau et la sensibilité quantitative. Ils se sont tournés vers une métrique relativement nouvelle : le neurone cortical densité– qui indique aux scientifiques combien de neurones un cerveau a dans son cortex. (Le cortex est la couche externe de tissu dans le cerveau des mammifères et est associé à une cognition complexe.)
Ne mâchons pas nos mots : pour compter rapidement le nombre de neurones par milligramme de cerveau, un chercheur doit le liquéfier. (« Elle l’appelle » soupe de cerveau « », dit Cantlon à propos de la neuroscientifique Suzana Herculano-Houzel de l’Université Vanderbilt, qui a développé la méthode. « Il la fait littéralement fondre dans des produits chimiques. ») Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé des ensembles de données d’Herculano -Le laboratoire de Houzel, tirant des chiffres publiés sur la densité de neurones pour 12 espèces. Ici, la corrélation était claire : la densité de neurones avait le plus grand effet sur la sensibilité quantitative parmi toutes les mesures testées, y compris des traits comme la taille du domaine vital et la taille du groupe social. Étant donné que la densité des neurones est largement limitée par les gènes d’une espèce, l’équipe y voit une preuve supplémentaire que l’évolution joue un rôle énorme.
La magie de la densité neuronale est qu’elle a des conséquences sur la cognition, mais elle est étonnamment indépendante de la taille du cerveau. Pour certains mammifères, des cerveaux plus gros peuvent avoir des neurones plus gros et donc une densité plus faible. Mais ce n’est en aucun cas une règle générale. C’est simplement sa propre chose. Des neurones plus petits, avec des branches plus petites, peuvent se regrouper plus étroitement et donner au cerveau une vision plus fine du monde. « Pensez au nombre de pixels dans un appareil photo : plus il y a de pixels, plus la résolution est élevée », explique Herculano-Houzel, qui n’a pas participé à cette étude.
Les nouvelles découvertes sont précieuses car le domaine des sciences cognitives rompt avec les anciennes hypothèses sur l’évolution, dit-elle. Les scientifiques ont historiquement expliqué les variations interspécifiques de la cognition avec des différences de taille corporelle, de volume cérébral ou la notion problématique selon laquelle les humains et les primates sont plus évolués que les autres animaux. « Il n’y a pas une seule façon dans la nature de construire un cerveau et un corps autour d’elle », déclare Herculano-Houzel. « Il n’y a pas de cerveau idéal. Il n’y a pas mieux cerveau. »
Les résultats de l’équipe de Carnegie Mellon contredisent les vieilles hypothèses selon lesquelles les primates sont cognitivement « meilleurs » que les oiseaux ou d’autres vertébrés, convient Brosnan. « Et en fait, si vous regardez de près, même au sein de taxons plus petits, il y a pas mal de variabilité », dit-elle. Par exemple, les gorilles sont médiocres à la tâche, bien qu’ils soient de grands singes. Pour Brosnan, cela suggère la nécessité d’étudier les capacités cognitives d’espèces moins conventionnelles, telles que les reptiles. « Ce que nous voyons suggère qu’ils sont vraiment intelligents », dit-elle. « Nous avons juste besoin d’en savoir plus sur eux. »
Pourtant, lorsqu’il s’agit d’estimer des quantités, les humains sont les plus performants. Nous pouvons le faire avec une précision d’environ 10 %. Cantlon soupçonne que le processus neurologique est très similaire pour toutes les espèces, mais les humains peuvent simplement le faire avec un plus grand degré de sensibilité. C’est une compétence qui a peut-être conduit à notre capacité à compter – et peut-être à nos représentations symboliques des chiffres et des lettres.