11 Déc Mémoire sans cerveau
Souvenez-vous, il y a presque un an, au tout début de ce blog, j’évoquais le générique d’ouverture de The Last of Us, dans lequel on voit plusieurs champignons se développer. Au tout début (jusqu’à 0:15), on peut observer un organisme fascinant formant des veines qui semblent battre à un rythme régulier : il s’agit de Physarum polycephalum.
A vrai dire, Physarum polycephalum n’est pas un champignon. Il est plutôt apparenté aux amibes, des organismes unicellulaires se nourrissant d’autres microorganismes (bactéries, champignons…). Pour information, tout l’organisme est constitué d’une seule et unique énorme cellule avec plusieurs noyaux ! Physarum est facilement cultivable en laboratoire sur boîte de Pétri. Sachez que la bestiole raffole des flocons d’avoines, très nourrissants…
Outre son aspect particulier, cet organisme possède plusieurs caractéristiques qui ont attiré l’attention des chercheurs. Il peut anticiper des stress réguliers, ou résoudre des labyrinthes et certains problèmes mathématiques tels que recréer un réseau optimal entre plusieurs points. Mais aujourd’hui je vais vous présenter une autre caractéristique étonnante : la mémoire externalisée…
Habituellement, lorsque nous évoquons la mémoire, nous pensons au cerveau. Où est le cerveau chez Physarum polycephalum ??? Nulle part ! Mais en fait un cerveau n’est pas nécessaire pour faire preuve de mémoire. Un exemple simple pourrait être le Petit Poucet : pour retrouver son chemin, il sème des cailloux. Il ne mémorise pas son trajet dans sa tête, mais laisse une trace qui lui permet de rentrer chez lui. C’est pour cela que l’on parle de mémoire externalisée.
Hé bien, chez Physarum, cela marche de façon similaire ! Au cours de son déplacement, Physarum dépose une sorte du mucus sur le milieu qui lui permet de déterminer les endroits déjà parcourus. Si Physarum a le choix entre deux chemins pour aller à sa nourriture, l’un couvert de mucus, l’autre non, Physarum préfère le dernier. Cette drôle de faculté permet à Physarum de contourner les obstacles pour atteindre sa nourriture, par exemple un piège en U. Dans cette expérience, Physarum est déposée d’un coté du piège en U, et de l’autre côté se trouve une source de nourriture. La nourriture diffuse à travers le milieu telle une bonne odeur de gâteau pendant la cuisson, attirant Physarum vers la source de l’autre côté du U.
Montage expérimental et piège en U
Une fois dans le piège, il faut, pour en sortir, s’éloigner de la source de nourriture et se souvenir du chemin parcouru. Sans mémoire spatiale, le temps nécessaire pour sortir du piège est assez long. Et comme vous pouvez le voir dans cette vidéo, Physarum s’en sort plutôt bien.
A l’inverse, on peut perturber la mémoire de Physarum en déposant du mucus sur l’ensemble de la boîte de Pétri. Dans ce cas, ne sachant pas où il est déjà passé, Physarum va passer un temps bien plus long à sortir du piège (voir ICI).
Ainsi, vous pouvez observer qu’il est possible de faire preuve de mémoire sans avoir de cerveau ! Et comme je vous l’ai dit en introduction, ce n’est qu’une caractéristique étonnante de Physarum parmi d’autres… En ce qui concerne les autres aspects, je vous en parlerait sans doute plus tard. Si E. coli-chan était là, elle vous dirait sans doute que les microorganismes sont plein de ressources…
Référence :
, and Madeleine Beekman. Slime mold uses an externalized spatial “memory” to navigate in complex environments. PNAS, 2012. 109 (43) 17490–17494
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P.S. : Vous aurez remarqué que, exceptionnellement, ce post n’est pas illustré du tout. En fait, comme je suis en déplacement, je n’ai pas vraiment eu la possibilité de dessiner cette semaine. Mais rassurez-vous, ce n’est que temporaire !
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