Pour combler ces lacunes dans les connaissances, des chercheurs du Charles E. Schmidt College of Science de la Florida Atlantic University et du Harbour Branch Oceanographic Institute, en collaboration avec l'Université Cornell, ont étudié la relation entre la cognition et le microbiome intestinal de diamants mandarins captifs (Taeniopygia guttata).
Les oiseaux chanteurs offrent l'occasion de tester un axe microbiote-intestin-cerveau en raison des progrès récents dans la compréhension de la cognition aviaire.
Dans une population de 38 diamants mandarins, les chercheurs ont quantifié les performances sur des tâches cognitives mesurant l'apprentissage et la mémoire. Pour l'étude, ils ont échantillonné le microbiome intestinal à l'aide d'un écouvillon cloacal et quantifié la diversité bactérienne alpha et bêta. Le microbiome cloacal du diamant mandarin est représentatif de celui de son gros intestin.
Résultats de l'étude, publié dans le journal de la Royal Society Lettres de biologie , ont montré que les caractéristiques du microbiome intestinal des diamants mandarins captifs étaient liées aux performances d'un test cognitif où ils ont appris une nouvelle technique de recherche de nourriture.
Les chercheurs ont également identifié des bactéries potentiellement critiques qui étaient relativement plus abondantes chez les oiseaux qui ont obtenu de meilleurs résultats lors de cet essai. Cette corrélation fournit certaines des premières preuves d'une relation entre le microbiome intestinal d'un oiseau et son cerveau.
Le microbiome intestinal d'un animal peut avoir de nombreux effets sur la santé, performances cognitives et comportementales, inventant le cadre conceptuel « axe microbiote-intestin-cerveau. Le microbiome intestinal peut affecter le cerveau directement en libérant des neurotransmetteurs et des précurseurs qui stimulent le nerf vague et indirectement en influençant le système immunitaire. Les caractéristiques du microbiome intestinal ont été liées chez les rongeurs et les humains à l'apprentissage, à la mémoire et à la santé mentale."
Morgan C. Slevin, Responsable de l'étude et auteur correspondant, Université de l'Atlantique de Floride
Slevin est également titulaire d'un doctorat de la FAU. étudiante en biologie intégrative et neurosciences.
Pour évaluer les performances cognitives, les chercheurs ont testé les diamants mandarins à l'aide de trois tâches mesurant l'apprentissage et la mémoire :association de couleurs, et l'inversion des couleurs. Chaque oiseau a été testé individuellement (visuellement mais pas acoustiquement isolé des autres sujets) et les chercheurs ont visualisé et noté les essais à distance via vidéo.
Les résultats ont montré Helicobacter, responsable de nombreuses maladies intestinales dont les ulcères, et Gallibacterium, avec de nombreuses espèces hémolytiques trouvées chez les oiseaux, y compris la volaille, étaient généralement plus abondants chez les oiseaux peu performants.
« Bien que nous n'ayons pas identifié de taxons bénéfiques responsables des différences entre les catégories de performance, nous suggérons que Helicobacter et Gallibacterium peuvent signaler un déséquilibre du microbiome ou une mauvaise adaptation chez les oiseaux peu performants, " a déclaré Rindy C. Anderson, Doctorat., auteur principal, professeur adjoint de sciences biologiques au Charles E. Schmidt College of Science de la FAU, et membre du Brain Institute de la FAU.
« Cette découverte soulève la question :"Est-ce que des taxons spécifiques influencent les performances cognitives ? Ou, Le microbiome intestinal d'un oiseau chanteur est-il simplement indicatif de la qualité de l'hôte et donc corrélé à ses capacités cognitives ? » La recherche pourrait répondre à ces questions en décrivant la fonctionnalité des principaux membres du microbiome pour davantage d'espèces d'oiseaux et en testant comment des traitements pré- et probiotiques spécifiques affectent la capacité cognitive. »
Les chercheurs notent qu'une autre possibilité intrigante est que les caractéristiques du microbiome affectent certains processus cognitifs plus que d'autres en fonction du sexe, tels que l'apprentissage moteur et la mémoire à court terme (nouvelle recherche de nourriture) par rapport à la mémoire associative à plus long terme (association de couleurs) et à la flexibilité (inversion des couleurs).
Ces études seront cruciales pour comprendre comment le microbiome affecte le cerveau et la santé globale des animaux sauvages et captifs.
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