Le T. rex n’était pas qu’une brute : son cerveau aurait pu lui permettre de résoudre des problèmes et même d’utiliser des outils

Reconstituer les capacités cognitives d'un animal disparu depuis 66 millions d'années suppose de contourner un obstacle majeur : le tissu cérébral ne se fossilise pratiquement jamais. Une approche indirecte a néanmoins été proposée, fondée sur le nombre de neurones. Elle a produit un résultat spectaculaire, puis une réfutation tout aussi documentée.

Une méthode indirecte

Lorsque la boîte crânienne est conservée, le volume de la cavité interne peut être mesuré par tomodensitométrie, ce qui permet d'estimer la masse du cerveau. Il reste à passer de cette masse à un nombre de neurones. L'opération suppose de connaître la relation d'échelle entre les deux au sein du groupe considéré, puis d'appliquer cette relation au fossile. C'est là que se situe la difficulté. Cette transposition exige de supposer que la proportionnalité observée chez des espèces actuelles valait aussi pour les espèces éteintes.

L'hypothèse de 2023

Suzana Herculano-Houzel, neuroscientifique à l'université Vanderbilt, a proposé une réponse dans le Journal of Comparative Neurology. Son raisonnement partait d'un principe méthodologique défendable : cesser de traiter les dinosaures comme un ensemble homogène. Sauropodes et théropodes ont longtemps été regroupés, alors que peu de règles s'appliquent à tous.

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En examinant les seuls théropodes, elle a constaté des tailles de cerveau comparables à celles d'oiseaux de gabarit équivalent. Elle en a déduit qu'il était légitime de leur appliquer les règles d'échelle valables chez les descendants des théropodes, émeus et autruches modernes, dont la densité neuronale est élevée.

Le résultat était considérable : environ 3,3 milliards de neurones dans le télencéphale, région du cerveau antérieur impliquée dans les fonctions sensorielles, cognitives et motrices. Un chiffre du même ordre que chez le babouin. Elle en tirait des conséquences comportementales : une cognition flexible, une longévité peut-être proche de quarante ans, et la possibilité d'une résolution de problèmes, d'un usage d'outils, voire d'une transmission culturelle de savoirs.

On pensait le T. rex peu intelligent, cette découverte sur son cerveau change complètement la donne. © somethingway, iStock

La réfutation de 2024

Cette conclusion a suscité un scepticisme immédiat dans la communauté scientifique. Une équipe internationale a publié en avril 2024, dans The Anatomical Record, une analyse détaillée qui la remet en cause.

Ce travail, mené sous la direction de Kai Caspar (université Heinrich Heine de Düsseldorf), Cristián Gutiérrez-Ibáñez (université de l'Alberta) et Grant Hurlburt (musée royal de l'Ontario), réunit paléontologues, neuroanatomistes et spécialistes de la cognition animale, dont des experts des tyrannosauridés et de l'usage d'outils chez les animaux.

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Deux critiques principales en ressortent.

1. La première porte sur la taille du cerveau. L'estimation initiale supposait que l'organe occupait la quasi-totalité de la cavité crânienne. Or ce n'est pas le cas chez la plupart des groupes de dinosaures, où une part de cet espace est occupée par des enveloppes et des vaisseaux. Les auteurs relèvent également que certaines structures comptabilisées, comme les bulbes olfactifs, ne relèvent pas de la région concernée.
2. La seconde porte sur le choix du modèle. Les tyrannosaures se situent entre reptiles et oiseaux, or ces deux groupes présentent des densités neuronales très différentes, nettement plus faibles chez les reptiles. Retenir la densité aviaire revient à trancher cette question par avance. Les auteurs estiment que les crocodiliens constituent une référence plus appropriée.

En corrigeant ces deux paramètres, ils aboutissent à une estimation d'environ 360 millions de neurones télencéphaliques, soit près de dix fois moins.

Ce que le nombre de neurones ne dit pas

L'objection la plus fondamentale ne porte pas sur l'arithmétique. Avoir le même nombre de neurones qu'un primate ne fait pas de vous un primate, résume Cristián Gutiérrez-Ibáñez. L'organisation des circuits cérébraux diffère profondément entre reptiles d'une part, oiseaux et mammifères d'autre part, ce qui limite les comportements sociaux complexes indépendamment du décompte.

Darren Naish, paléontologue à l'université de Southampton et coauteur, reconnaît que l'hypothèse d'un tyrannosaure aussi intelligent qu'un babouin est fascinante et effrayante à la fois, avec le potentiel de réinventer notre vision du passé. Toutefois, il estime que l'ensemble des données disponibles s'y oppose et propose une autre image, celle de grands crocodiles intelligents, qu'il juge tout aussi intéressante.

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L'équipe insiste sur un point : il ne s'agit pas de dénigrer l'animal, qui a dominé les écosystèmes pendant des millions d'années, mais de considérer qu'attribuer à ce prédateur une intelligence de primate et une culture va au-delà de ce que les données permettent.

Suzana Herculano-Houzel maintient de son côté ses conclusions, affirmant avoir tenu compte du fait que le cerveau n'occupe pas toute la boîte crânienne, et conteste les hypothèses de ses contradicteurs.

Une question de méthode

Le débat dépasse le cas du tyrannosaure. Il porte sur la validité même du décompte neuronal comme indicateur de capacités comportementales chez des espèces fossiles. Cette approche connaît un intérêt croissant en paléontologie, et l'épisode illustre la sensibilité extrême de ses résultats aux hypothèses de départ. Selon le modèle retenu, le même crâne aboutit à un animal de la trempe d'un babouin ou d'un crocodile.