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Biologie
/ 15-09-2015
Prieur Jacques
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Nous avons étudié la latéralité gestuelle intraspécifique de chimpanzés et de gorilles captifs dans des contextes socio-écologiques proches des conditions naturelles de vie. Nous avons montré que les chimpanzés et les gorilles étudiés présentaient un biais populationnel pour la main droite pour la majorité des gestes les plus fréquents de leur répertoire. Par la mise en oeuvre d’une approche multifactorielle, nous avons montré pour la première fois que la latéralité gestuelle intraspécifique de ces primates était influencée par plusieurs facteurs et par leurs interactions: contexte de l’interaction (champs visuels de l’émetteur et du récepteur et contexte émotionnel), caractéristique du geste (modalité sensorielle, utilisation d'un outil de communication, degré de partage et durée du geste) et par certaines composantes sociodémographiques, particulièrement le rang hiérarchique de l’émetteur et son âge dans une moindre mesure. De plus, nous avons comparé la latéralité manuelle des chimpanzés lors de l'utilisation d'outil pour des actions non-communicatives et des gestes intraspécifiques. Notre analyse multifactorielle suggère que l’utilisation d’outil dans les gestes serait plus contrôlée par l'hémisphère cérébral gauche que l’utilisation d’outil dans des actions non-communicatives. Globalement, nos résultats vérifient le modèle de Ghirlanda et collègues (2009) selon lequel les biais de latéralité au niveau populationnel pourraient être expliqués par une stratégie évolutive stable basée sur les interactions intraspécifiques. Nos résultats sont également en accord avec les études mettant en évidence l'utilisation préférentielle de la main droite pour la communication gestuelle des primates non humains et suggérant que la latéralité gestuelle serait un précurseur de la spécialisation hémisphérique gauche pour le langage. En outre, nos résultats confortent l'hypothèse que certaines espèces de primates pourraient avoir un traitement spécifique de l’hémisphère gauche pour les gestes communicatifs distinct de celui des actions manuelles non-communicatives. Du point de l’évolution, nos résultats soulignent l’importance d’étudier en détail la latéralité intraspécifique en considérant des espèces de différents degrés de socialité et en prenant en compte des contextes socioécologiques proches des conditions naturelles ainsi que de multiples facteurs potentiellement influents.
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Biologie
/ 11-12-2013
Kremers Dorothee
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Le concept d'Umwelt de Jakob von Uexküll considère les animaux comme des sujets qui habitent leur propre univers subjectif qui est déterminé par la perception sensorielle de l'animal et ses capacités cognitives. Le dauphin apparait être une espèce intéressante pour étudier l'Umwelt, car les cétacés ont subi un changement radical de mode de vie au cours de l'évolution. Ces mammifères sont passés d'une vie terrestre à une vie aquatique. Bien que les grands dauphins soient intensivement étudiés, des recherches sur leur perception sensorielle sont encore nécessaires. Ici, nous avons étudié certains aspects de l'Umwelt des dauphins en nous interrogeant sur: (1) l'organisation de leur Umwelt acoustique nocturne ; (2) ce que la production de copies vocales par les dauphins peut nous dire sur leur perception de leur environnement ; (3) s'ils sont capables de percevoir des goûts (4) ou des odeurs ; (5) s'ils sont sensibles aux stimuli magnétiques. Nous avons constaté que l'Umwelt nocturne des dauphins a été caractérisé par une activité vocale avec des patterns temporels qui comprenaient également des copies vocales des sons que les dauphins avaient entendus au cours de la journée. Il s'agit d'une nette séparation entre la formation de la mémoire auditive et la production de copies vocales. Les copies pourraient être des répétitions nocturnes vocalement exprimées des événements de la journée. Ainsi, les vocalisations peuvent servir d'indicateurs d'événements ou d'objets qui ont un sens pour les dauphins. En ce qui concerne les capacités perceptives des dauphins, nous avons constaté qu'ils étaient sensibles aux stimuli liés à l'alimentation à la fois sur les plans gustatif et olfactif. Ils peuvent utiliser cette capacité pour localiser et / ou évaluer la nature de leur proie. En outre, les dauphins ont répondu à un stimulus magnétique, ce qui suggère qu'ils sont magnétosensibles, cela pourrait être utile pour la navigation. Jusqu'à présent, la chimio- et la magnétoréception n'ont pas été considérées sérieusement comme potentiellement fonctionnelles chez les dauphins. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont permis de combler certaines des lacunes qui subsistaient dans la connaissance de l'Umwelt du dauphin et contribuent ainsi à une meilleure compréhension de cette espèce. En outre, ils montrent que des aspects importants de la biologie d'espèces pourtant intensivement étudiées peuvent être encore méconnus. Cela nous rappelle l'importance de garder une grande ouverture d'esprit lorsque l'on étudie un sujet.
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Neurosciences, éthologie
/ 22-03-2019
D'Ingeo Serenella
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Le bien-être animal est considéré un phénomène multidimensionnel basé sur les conditions et les expériences de vie de chaque individu, et lié aux fonctions organiques et à la sensibilité de l’individu même. L’étude des émotions animales est complexe mais les hypothèses sur leurs états émotifs peuvent être formulées sur la base de mesures neurophysiologiques, comportementales et cognitives. Des études récentes ont montré que la latéralité cérébrale et comportementale, la fréquence cardiaque et l'activité cérébrale (mesurée par électroencéphalographie sont des paramètres qui permettent d’évaluer la perception de la valence et du niveau stimulant des émotions chez l’animal et l'Homme. Le but principal de ce projet de thèse était d’étudier la perception que les chiens et les chevaux ont du contenu émotionnel des signaux humains et l’impact potentiel que peuvent avoir ces signaux sur l’état émotionnel de ces animaux et par conséquent sur leur bien-être. Dans ce but, nous avons présenté à ces animaux des stimuli exprimant diverses émotions. Nous avons utilisé une approche intégrée combinant l’analyse de la latéralité comportementale, de la fréquence cardiaque, de l’activité cérébrale et du comportement des sujets afin de répondre à 2 questions: 1) les chiens et les chevaux perçoivent-ils le contenu émotionnel des signaux humains? 2) Les chiens et les chevaux attribuent-ils une valence et une intensité différentes selon les émotions humaines perçues. Les résultats de ce travail de thèse montrent que les chiens et les chevaux traitent différemment les signaux émotionnels en fonction de leur valence et de leur intensité. La perception de la voix de l'homme par le cheval est modulée par la valence des interactions homme-cheval antérieures et par les conditions de vie des chevaux. En ce qui concerne les chiens, nos résultats montrent qu’ils discriminent et perçoivent les émotions contenues dans les signaux visuels, auditifs et olfactifs humains différemment, et nous fournissent de nouvelles connaissances sur le fonctionnement émotionnel du cerveau du chien. Les résultats de ce travail de thèse apportent un cadre théorique pour définir des paramètres utiles à l'évaluation du bien-être animal.
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Biologie
/ 15-12-2017
de Moura Lima Alice
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Les études de bioacoustique animale, qui reposent traditionnellement sur des modèles primates non humains et oiseaux chanteurs, convergent vers l'idée que la vie sociale serait la principale force motrice de l'évolution de la complexité de la communication. La comparaison avec les cétacés est également particulièrement intéressante d'un point de vue évolutif. Ce sont des mammifères qui forment des liens sociaux complexes, ont des capacités de plasticité acoustique, mais qui ont dû s'adapter à la vie marine, faisant de l'habitat une autre force de sélection déterminante. Leur habitat naturel impose des contraintes sur la production sonore, l'utilisation et la perception des signaux acoustiques, mais, de la même manière, limite les observations éthologiques. Etudier les cétacés captifs devient alors une source importante de connaissances sur ces animaux. Au-delà de l'analyse des structures acoustiques, l'étude des contextes sociaux dans lesquels les différentes vocalisations sont utilisées est essentielle à la compréhension de la communication vocale. Par rapport aux primates et aux oiseaux, la fonction sociale des signaux acoustiques des dauphins reste largement méconnue. En outre, les adaptations morpho-anatomiques de l’appareil vocal et auditif des cétacés à une vie sous-marine sont uniques dans le règne animal. Leur capacité à percevoir les sons produits dans l'air reste controversée en raison du manque de démonstrations expérimentales. Les objectifs de cette thèse étaient, d'une part, d'explorer l'utilisation contextuelle spontanée des signaux acoustiques dans un groupe captif de dauphins et, d'autre part, de tester expérimentalement les capacités à percevoir les sons sous l’eau comme dans l’air. Notre première étude observationnelle décrit la vie quotidienne de dauphins en captivité et montre que les signaux vocaux reflètent, à grande échelle, la répartition temporelle des activités sociales et non sociales dans un établissement sous contrôle humain. Notre deuxième étude met l'accent sur le contexte d’émission des trois principales catégories acoustiques précédemment identifiées dans le répertoire vocal des dauphins, à savoir les sifflements, les sons pulsés et les séries de clics. Nous avons trouvé des associations préférentielles entre chaque catégorie vocale et certains types d'interactions sociales ainsi que des combinaisons sonores non aléatoires et également dépendantes du contexte. Notre troisième étude a testé expérimentalement, dans des conditions standardisées, la réponse des dauphins à des « labels » acoustiques individuels donnés par l’homme et diffusés dans l’eau et dans l’air. Nous avons constaté que les dauphins peuvent reconnaître et réagir uniquement à leur propre « label » sonore, même lorsqu'il est diffusé dans l’air. En plus de confirmer l'audition aérienne, ces résultats soutiennent l’idée que les dauphins possèdent une notion d'identité. Dans l'ensemble, les résultats obtenus au cours de cette thèse suggèrent que certains signaux sociaux dans le répertoire des dauphins peuvent être utilisés pour communiquer des informations spécifiques sur les contextes comportementaux des individus impliqués et que les individus sont capables de généraliser leur concept d'identité à des signaux générés par l'homme.
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Biologie
/ 05-07-2016
Coye Camille
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Il est classiquement admis que les études comparatives sur la communication des animaux peuvent permettre de mieux comprendre la coévolution de la vie sociale, de la communication vocale et des capacités cognitives, notamment l’émergence de certaines propriétés du langage humain. De récentes études ont suggéré la présence de capacités combinatoires chez les primates non humains, capacités qui permettraient à ces animaux de diversifier leurs répertoires ou d’enrichir les messages transmis par leurs vocalisations en dépit de capacités articulatoires limitées. Toutefois, les fonctions des cris combinés et les informations qui en sont extraites par les receveurs restent méconnues. Cette thèse porte sur les capacités de combinaison vocale de cercopithèques forestiers sauvages : la mone de Campbell (Cercopithecus Campbelli) et le singe Diane (Cercopithecus Diana). Premièrement, à l’aide d’expériences de repasse acoustiques, j’ai étudié la nature combinatoire de cris combinés et les informations qui en sont extraites par les receveurs chez ces deux espèces. Les résultats ont confirmé chez les mâles mone de Campbell la présence d’un mécanisme de suffixation diminuant l’urgence du danger signalé par un cri d’alarme ainsi que, chez les femelles singe Diane, la présence de cris complexes combinant linéairement les messages des deux unités qui les composent, signalant respectivement l’émotion et l’identité de l’émetteur. Deuxièmement, une étude observationnelle du contexte d’émission de cris simples et combinés par des femelles mones de Campbell sauvages a révélé une utilisation flexible de la combinaison en fonction du besoin immédiat de rester discret (i.e. cris simples) ou de signaler son identité (i.e. cris combinés). Finalement, j’ai comparé les systèmes de communication des femelles de ces deux espèces pour identifier leurs points communs et leurs différences. Leurs répertoires sont basés principalement sur des structures acoustiques homologues, comme prédit par leur proximité phylogénétique. Cependant, les femelles de ces deux espèces diffèrent fortement dans leur utilisation de ces structures. Par exemple, le grand nombre de cris combinés chez les singes Diane semble permettre un accroissement considérable de leur répertoire vocal par rapport aux mones de Campbell. Etant donné l’organisation non-aléatoire de ces combinaisons vocales qui font sens pour les receveurs et de leur utilisation flexible en fonction du contexte, je propose un parallèle avec une forme simple de morphosyntaxe sémantique et discute aussi plus généralement de la possibilité de trouver des capacités similaires chez d’autres espèces animales.
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Neurosciences, Ethologie
/ 18-12-2018
Stomp Mathilde
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L’évaluation des émotions positives chez l’animal est encore délicate. Pourtant, de nombreuses évidences démontrent l’intérêt de favoriser l’expression de ces émotions, notamment dans le but d’améliorer le bien-être des individus. Cette recherche vise à valider et identifier des indicateurs d’émotions positives chez le cheval. Dans un premier temps, une étude expérimentale basée sur l’utilisation d’accéléromètres, tout comme l’observation d’épisodes d’anticipation alimentaire quotidiens en centre équestre, ont permis d’identifier le déclenchement de l’anticipation et de mieux caractériser les comportements exprimés dans ce cadre. Nos résultats dévoilent que les comportements d’anticipation reflètent davantage un état de frustration. Ils ne constituent donc pas un indicateur fiable d’émotions positives. En revanche, une augmentation d’intensité de ces comportements semble indiquer un état de mal-être. Puis, en nous appuyant sur l’utilisation d’un casque permettant la mesure de l’activité électroencéphalographique chez des chevaux éveillés et libres de leurs mouvements, nous avons pu (i) confirmer l’importance de l’hémisphère gauche dans le traitement des émotions positives et de l’hémisphère droit dans le traitement attentionnel, (ii) mettre en évidence le rôle majeur des ondes thêta lors d’un traitement cognitif attentionnel, (iii) souligner l’interaction des processus émotionnels et attentionnels chez le cheval. Par ailleurs, si le test classique d’attention visuelle (VAT) constitue un bon outil de mesure des capacités attentionnelles d’un cheval au travail, ce même test réalisé sans humain apparait être un outil novateur de mesure de l’état de bien-être. Enfin, l’étude de la production de sons non-vocaux, basée sur une approche comparative combinant l’observation de chevaux de centre équestre et des chevaux vivant en condition semi-naturelle (favorable au bien-être), a révélé que l’ébrouement (hors contrainte respiratoire liée à une maladie ou à un équipement mal ajusté) serait un marqueur fiable d’émotions positives d’intensité modérée chez le cheval, puisqu’il exprimerait que ce dernier perçoit de façon positive son environnement. L’ensemble des recherches menées dans ce travail ouvrent vers des perspectives d’applications intéressantes dans le milieu équin, mais aussi d’un point de vue fondamental et méthodologique.
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Neurosciences, éthologie
/ 01-12-2023
Meunier Bastien
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Les conversations forment la niche principale à l’intérieur duquel le langage se déploie et prend son sens. Les conversations se caractérisent par un tour de parole qui peut être défini par une alternance de tours entre plusieurs interlocuteurs qui évitent les chevauchements et minimisent les silences. Ce pattern universel semble avoir des bases biologiques profondes : il est présent très précocement chez les nourrissons préverbaux, et dans les échanges vocaux produits dans de nombreuses espèces de primates non-humains. Ici, nous avons voulu étudier l’évolution de ces proto-conversations présentes chez des êtres non-parlants grâce à une approche comparative entre les nourrissons humains et les mangabeys à collier (Cercocebus torquatus). Pour ces deux modèles biologiques, nous avons étudié d’une part leur production de vocalisations selon un pattern de tour rôle, et d’autre part comment ils percevaient ce pattern, s’il s’agissait d’une règle. Ainsi, nous avons pu montrer que les nourrissons préverbaux sont sensibles à différents patterns conversationnels, et que cette sensibilité est modulée par des facteurs socio-démographiques. Nous avons aussi mis en évidence qu’ils interagissaient selon un tour de rôle avec leurs parents, mais que ces interactions dépendaient du sexe des nourrissons et des parents. Chez les mangabeys, nous avons pu confirmer qu’ils produisaient des échanges vocaux selon un pattern de tour de rôle, et que ces derniers dépendaient du statut social des individus et de la nature des liens avec leurs congénères. Si notre expérience de repasse ne nous a pas permis de déterminer si le tour de rôle était une règle pour cette espèce, elle a montré qu’avec l’âge les individus se désintéressaient des situations les moins pertinentes socialement. Nous avons donc pu mettre en évidence l’importance d’un tour de rôle modulé par des facteurs sociaux chez deux modèles non-verbaux. Ces résultats nous invitent à repenser l’évolution du langage au cœur de capacités interactionnelles, soulignant l’importance de l’approche comparative pour éclairer les bases biologiques de nos comportements communicatifs.
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Neurosciences, éthologie
/ 16-12-2019
Catala Amélie
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Le chien d’aide pour les personnes a fait l’objet de peu d’études. Pourtant, plusieurs anecdotes rapportent les capacités de détection, voire de prédiction de chiens, qu’ils soient entrainés ou de compagnie. Au travers d’une revue de littérature, il est apparu qu’il y a un manque de données important, que les quelques données existantes sont peu fiables (i.e. issues de questionnaires rétrospectifs majoritairement) et ne permettent pas de conclure sur l’existence réelle de ces capacités ni sur leur fonctionnement, l’entrainement adéquat, la personne susceptible d’en bénéficier ou le profil de chien les présentant. Cette recherche vise à explorer le phénomène du chien d’aide pour personne épileptique afin de compléter significativement les connaissances actuelles. Nos résultats montrent qu’il ne semble pas y avoir un profil spécifique de chien d’alerte, en dehors de caractéristiques comportementales. De même les caractéristiques dépendantes de la personne ou de l’épilepsie ne semblent pas influer sur la capacité d’alerte des chiens. Ceci se trouve conforté par le fait qu'il semble y avoir une signature olfactive de l’épilepsie, discriminée d’autres contextes par le biais de i) chiens entrainés, ii) chiens de compagnie et iii) SIFT-MS. Ainsi, nous montrons qu’il existe une odeur associée à la crise d’épilepsie, quelle qu’en soit la cause ou le type. Les données issues d’analyses chimiques montrent aussi que cette odeur est présente avant la crise, ce qui va dans le sens des capacités de prédiction rapportées des chiens, et ouvre la voie à d’efficaces systèmes de prédiction de crises d’épilepsie. Nous allons également dans le sens d’une amélioration de la qualité de vie de la personne après obtention d’un chien d’aide pour l’épilepsie. Enfin, nous proposons un développement méthodologique visant, in fine, à permettre d’évaluer en vidéoélectroencéphalographie les capacités des chiens à alerter les crises d’épilepsie, sur une base d’enregistrements en contexte familier. Au final, ces travaux apportent des résultats originaux permettant de redécouvrir l’épilepsie à partir d’observations rapportées chez des chiens et d’éclaircir différents aspects centraux liés aux chiens d’aide pour les personnes épileptiques.
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Neurosciences, éthologie
/ 14-12-2020
Aychet Juliette
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Ce travail s’inscrit dans l’étude des origines évolutives du langage, par la recherche de propriétés langagières dans la communication gestuelle et multimodale de primates cercopithécidés en captivité, les mangabeys à collier. Par une double approche observationnelle et expérimentale, nous avons montré que les gestes des mangabeys remplissent les critères de définition d’une communication intentionnelle, et peuvent être produits de manière flexible dans différents contextes. Nos observations fournissent également de premiers éléments en faveur d’une intentionnalité des expressions faciales des cercopithécidés, souvent considérées comme de simples indices d’état émotionnel. Cette propriété sociocognitive langagière pourrait ainsi être plus ancienne que ce que nous pensions dans l’histoire évolutive des primates, et être héritée de la communication gestuelle des ancêtres des catarrhiniens, il y a environ 29 millions d’années. De plus, nous avons mis en évidence un effet significatif du contexte interactionnel sur la latéralité gestuelle des mangabeys, suggérant une importance particulière de facteurs sociaux dans l’émergence d’une spécialisation hémisphérique pour la communication intentionnelle, dont le langage humain. Enfin, par une méthode originale, reposant sur des analyses de séquences et de réseau, nous avons décrit la communication multimodale et multicomposante des mangabeys à collier, et montré qu’ils combinent de manière flexible différents types et modalités de signaux en fonction du contexte et de facteurs sociodémographiques. Nos résultats soulignent l’importance d’une approche multimodale pour comprendre la complexité de la communication des primates, et apportent de premier éléments de compréhension sur la fonction des combinaisons de signaux. De futures comparaisons à d’autres espèces et dans différents environnements pourraient permettre d’affiner nos connaissances quant aux possibles contraintes évolutives ayant favorisé une telle complexité de la communication des primates humains et non-humains.
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Neurosciences, éthologie
/ 15-12-2022
Ruaux Geoffrey
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Le vol est un mode de locomotion qui présente de nombreux avantages et a permis la radiation évolutive des oiseaux. Cette adaptation influence profondément leur anatomie, leur physiologie et leur comportement. Ce manuscrit présente tout d’abord les principes physiques et biologiques permettant une compréhension basique du vol. Nous effectuons ensuite une synthèse de la littérature scientifique sur le développement du vol, et décrivons les différentes méthodes utilisées pour étudier le vol chez les oiseaux. Pour approfondir la compréhension actuelle des comportements de vol, nous nous focalisons sur deux espèces d’insectivores aériens : le martinet noir (Apus apus) et l’hirondelle de fenêtre (Delichon urbicum) qui réalisent presque tous leurs comportements en vol. Nous utilisons une méthode de trajectométrie 3D à l’échelle locale afin de décrire des comportements vitaux chez ces deux espèces et de comprendre comment des économies d’énergie peuvent s’opérer et être modulées par différents trade-offs. Dans un premier temps, nous étudions la prise de boisson chez le martinet noir, et nous montrons que les martinets dissipent activement leur énergie mécanique durant l’approche d’un plan d’eau afin de réduire leur vitesse d’impact, en partie via des virages serrés et l’utilisation du vent de face. Ce comportement étonnamment coûteux pourrait être le résultat d’un trade-off entre la dépense d’énergie et la sécurité, car approcher la surface de l’eau à une vitesse élevée représente un risque. Dans un second temps, nous décrivons différentes stratégies utilisées par les hirondelles de fenêtre pour économiser de l’énergie durant leur recherche alimentaire, comme l’extraction d’énergie dans l’environnement (vol thermique) et l’optimisation de la vitesse de vol en fonction de la vitesse et de la direction du vent. Enfin, nous comparons la distribution des vitesses entre des individus juvéniles et adultes, et montrons ainsi que les juvéniles ont une vitesse de vol plus variable que celle des adultes, possiblement car leurs comportements de vol ne sont pas immédiatement optimaux après la sortie du nid. Ces résultats apportent à la compréhension globale des comportements de vol chez ces espèces très adaptées au milieu aérien. Des études comparatives se focalisant sur le même comportement chez des espèces présentant un gradient de variation dans leurs traits d’histoire de vie pourraient apporter une compréhension supplémentaire des adaptions au vol.
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