Le Diamant mandarin (Taeniopygia guttata), un bon sujet d'étude Source : A. Auffret

Le Diamant mandarin (Taeniopygia guttata) est devenu un sujet d'étude particulièrement populaire dans des laboratoires de neurobiologie, étant donné sa facilité d'élevage en captivité (nombre d'œufs élevé, pas d'effet de la saison), sa maturité sexuelle rapide (90 jours après l'éclosion), et son chant stéréotypé. Ce sont des animaux sexuellement dimorphes : seuls les mâles chantent, et leur plumage diffère de celui des femelles; en outre, leur bec est rouge (orange chez les femelles). L'espèce est originaire des régions semi-arides de l'Australie et de Timor, nichant en groupes de 20 à 1 000 oiseaux.

Comportement

L'apprentissage du chant chez les jeunes oiseaux est un processus qui commence par des vocalises préliminaires et qui s'achève par l'émission d'un chant complet. Cet apprentissage est une période sensible chez certaines espèces, dont le Diamant mandarin, au cours de laquelle une perturbation dans le développement de l'oiseau peut affecter de façon définitive la qualité du chant. Chez le diamant, les jeunes s'imprègnent du modèle auditif du chant du "père" 20 jours après l'éclosion, et l'acquisition définitive du motif sonore sera effective à 35 jours. La chanson devient invariable à la maturité sexuelle, soit approximativement à 90 jours. Bien que le développement de la chanson
suive un modèle relativement clair et stéréotypé, le rôle précis des sons dans les activités quotidiennes de l'oiseau reste toujours un domaine de recherche.
Par exemple, les mâles sans femelle chantent plus que les mâles en couple; chez quelques espèces, le mâle cessera de chanter quand il est avec une femelle. Une étude au cours de laquelle une opération chirurgicale chez un mâle avait préservé ses sons tout en éliminant son chant (McDonald, 1989) avait permis de constater que sa capacité à conserver son territoire avait été fortement diminuée. Une hypothèse actuellement populaire considère le chant comme étant une expression de l'état physiologique du mâle.

Activité neuronale au cours du chant

L'animation ci-contre présente les zones actives du cerveau d'un oiseau lorsque celui-ci chante, écoute ou chante et écoute en même temps.

Abréviations des zones neuronales concernées par le chant

- AVT (Area Ventralis of Tsai) : secteur ventral de Tsai.
- DLM (Dorso-Lateral division of the Medial thalamus) : division dorso-latérale du thalamus médium.
- DM (Dorso-Medial subdivision subdivision of the intercollicular nucleus) : division dorso-médiale du noyau intercolliculaire.
- HVc ( High Vocal Center).
- LMAN (Lateral Magnocellular nucleus of the Anterior Neostriatum (aka IMAN) : noyau latéral magnocellulaire du néostriatum antérieur (aka IMAN)
- MMAN (Medial nucleus Magnocelularis of the Anterior Neostriatum) : Noyau médial Magnocellulaire du néostriatum antérieur.
- NCM (Neostriatum Caudo-Medial nucleus) : noyau caudo-médial du néostriatum antérieur.
- NIf (Interfacial Nucleus of the Neostriatum) : noyau interfacial du néostriatum
- NXIIts (tracheosyringeal portion of the 12th cranial nerve) : partie trachéosyringeale du 12ème nerf crânien.
- RA (Robust nucleus of the Archistriatum) : noyau robuste de l'archistriatum
- Uva (nucleus Uvaeformis of the thalamus) : noyau Uvaeforme du thalamus.
- VL medulla (VentroLateral Medulla) : medulla ventrolatérale.
- Area X : zone X du lobe paraolfactif.

Circuit neuronal de l'information au cours du chant

Voir le schéma du circuit neuronal de l'information au cours du chant.

Circuit neuronal de l'information (agrandir le schéma) Schéma : Ornithomedia.com (d'après Heather Williams)

- Circuit bleu (chemin de la production du chant) : c'est le circuit de l'émission du chant, débutant dans la zone Uva et se terminant au niveau du syrinx (non illustré sur notre schéma), qui est l'organe vocal de l'oiseau. Une altération de ce circuit affecte le chant, qu'elle se produise avant ou après l'apprentissage du motif.
- Circuit rouge (chemin de l'apprentissage du chant) : c'est le circuit qui relie la zone HVC au RA par
l'intermédiaire des zones X, DLM, et LMAN. Ce circuit forme une boucle récursive. Une altération de cette voie affectera la qualité de la chanson, mais pas son émission.
Le MAN (noyau magnocellulaire latéral du neostriatum antérieur) est
la zone neuronale dont la fonction dans la qualité du chant émis est la plus claire. Si ce secteur subit des lésions du 20ème au 60ème jour après l'éclosion du mâle de Diamant mandarin, l'oiseau émettra un chant anormal.
Des lésions dans ce même secteur chez l'adulte (au delà de 60
jours) n'a que peu de conséquences sur le chant déjà appris, et aucune conséquence observable au-delà de la maturité sexuelle (90 jours après l'éclosion).
Le LMAN envoie l'information du chant primaire vers le noyau robuste
de l'archistriatum (RA). Cette transmission est le mécanisme au cours duquel le chant du tuteur (le père) stimule le circuit du HVC-RA de sorte que le chant émis du jeune corresponde au chant du tuteur. Récemment, une nouvelle protéine a été découverte, la synelfine, résultat de l'expression d'un gène et produite au niveau des noyaux du chant, notamment dans le LMAN. Son taux est passé de 1,25 fois celui mesuré en dehors du noyau à 3/4 du taux en dehors du noyau après la maturité sexuelle.
Les travaux récents de Yu et de Margoliash (1996) suggèrent que HVC est
responsable de l'ordre correct des syllabes dans une chanson, alors
que le RA assure l'ordonnancement approprié de la structure
sub-syllabique (les notes dans une syllabe). Une implication intéressante de ce travail est que dans un isolat de cerveau où la connection LMAN-RA était présente mais son fonctionellement altéré montrait moins de dégradation dans la structure de la syllabe que dans la structure des notes.

Cicuit hormonal

Les cellules des zones LMAN, HVC, RA, et des nXIIt accumulent de la testostérone ou ses métabolites au cours du chant, ce qui peut laisser penser l'émission de celui-ci peut être un comportement androgène-dépendant.