Contrairement à d'autres primates, les humains sont exposés à des niveaux élevés d'hormones sexuelles placentaires dans l'utérus, qui peuvent avoir façonné notre développement du cerveau évolutif
L'exposition aux hormones in utero pourrait affecter la croissance du cerveau humain
Le cerveau humain est l'un des objets les plus complexes de l'univers – et cette complexité peut être due à une vague d'hormones libérées par le placenta pendant la grossesse.
Bien que de nombreuses idées aient été proposées pour expliquer l'évolution du cerveau humain, elle reste l'un de nos plus grands mystères scientifiques. Une explication, connue sous le nom d'hypothèse du cerveau social, suggère que notre gros cerveau a évolué pour gérer des relations sociales complexes. Il postule que la navigation de dynamique en grand groupe nécessite un certain degré de capacité cognitive, poussant les espèces sociales à développer un cerveau plus grand. Par exemple, d'autres animaux hautement sociables, tels que les dauphins et les éléphants, ont également des cerveaux relativement importants. Mais le mécanisme biologique sous-jacent à ce lien est resté clair.
Maintenant, Alex Tsompanidis à l'Université de Cambridge et ses collègues disent que la réponse peut être des hormones sexuelles placentaires. Pendant la grossesse, le placenta – un organe temporaire qui agit comme un intermédiaire entre le fœtus et la mère – produit des hormones cruciales pour le développement fœtal. Il s'agit notamment des hormones sexuelles telles que les oestrogènes et les androgènes.
«Je sais que cela semble être un saut – en pensant à l'évolution humaine, puis en finissant sur le placenta», explique Tsompanidis. « Mais la raison en est que nous avons examiné les fluctuations et les variations des niveaux de ces hormones dans l'utérus et voyant qu'ils prédisent des choses comme le développement du langage et le développement social. »
Les recherches émergentes montrent également que ces hormones influencent le cerveau en développement. Par exemple, une étude 2022 a révélé que l'administration d'androgènes, comme la testostérone, aux organoïdes cérébraux – des versions miniatures simplifiées du cerveau fabriquées à partir de cellules souches humaines – pendant une période de développement critique a augmenté le nombre de cellules dans le cortex, une région cérébrale cruciale pour la mémoire, l'apprentissage et la pensée. D'autres études sur les organoïdes cérébraux ont montré que les oestrogènes sont importants pour former et stabiliser les connexions entre les neurones.
Il existe également des preuves limitées que les humains sont exposés à des niveaux plus élevés de ces hormones pendant la grossesse que les primates non humains. Une étude de 1983 a révélé que les gorilles et les chimpanzés ont quatre à cinq fois moins d'œstrogènes dans leur urine que les humains pendant la grossesse. Le placenta a également plus d'activité dans les gènes qui produisent une aromatase – une enzyme qui convertit les androgènes en oestrogènes – chez l'homme que chez les singes macaques.
«Ces hormones sont devenues très importantes pour le développement du cerveau, et si nous le regardons relativement avec d'autres primates et autres espèces, il semble y avoir des preuves que ces hormones sont très élevées chez l'homme (pendant la grossesse)», explique Tsompanidis.
Cet afflux pourrait également aider à expliquer pourquoi les humains forment de si grands groupes sociaux. Certains biologistes évolutifs croient que nous sommes en mesure de construire de vastes réseaux sociaux parce que les différences entre les sexes sont plus subtiles chez l'homme que chez les autres primates. Par exemple, les hommes et les femmes sont plus similaires dans la taille du corps que les Néandertaliens masculins et féminins, explique Tsompanidis. Cela est probablement dû à des niveaux d'oestrogène plus élevés in utero, dit-il.
«Si vous avez beaucoup d'œstrogènes, non seulement vous êtes un peu moins masculinisé, mais vous êtes également plus susceptible d'avoir un cerveau interconnecté», explique Tsompanidis. « Donc, la poussée pour augmenter les œstrogènes, la poussée pour rendre tout le monde social et s'entendre, est en fait ce qui rend le cerveau humain plus grand et plus connecté. »
«Je suis d'accord que les gènes placentaires influencent le développement du cerveau humain et probablement l'évolution du cerveau des hominines», explique David Geary à l'Université du Missouri. «Cependant, je pense qu'ils sous-estiment l'influence de la compétition masculine-massive sur le cerveau et l'évolution cognitive.»
S'il est vrai que les humains masculins au sein du même groupe social ont tendance à être plus coopératifs et moins agressifs les uns envers les autres que chez d'autres primates, cela peut avoir évolué à la suite de conflits entre les groupes, dit-il. Après tout, une plus grande coordination et travail d'équipe seraient un avantage dans une confrontation mortelle, souligne-t-il.
Notre connaissance des différences placentaires entre les primates est également limitée. De nombreux primates non humains, comme les chimpanzés, mangent le placenta après l'accouchement, ce qui rend difficile l'étude, explique Tsompanidis.
Identifier les facteurs en forme d'évolution du cerveau humain est plus qu'une simple poursuite intellectuelle: elle pourrait également faire la lumière sur la neurodiversité.
«Tous les humains ne sont pas sociaux ou n'ont pas de compétences linguistiques incroyables – et c'est bien. Cela ne les rend pas moins humains», explique Tsompanidis. Comprendre comment le cerveau a évolué pourrait donner un aperçu de la question de savoir si certains traits cognitifs viennent avec des compromis, dit-il.
