Une révolution cognitive dans la recherche animale

Cet article a été initialement publié dans Magazine connaissable.

Il y a plusieurs années, Christian Rutz a commencé à se demander s’il accordait suffisamment de crédit à ses corbeaux. Rutz, biologiste à l’Université de St. Andrews, en Écosse, et son équipe capturaient des corbeaux sauvages de Nouvelle-Calédonie et les défiaient avec des puzzles fabriqués à partir de matériaux naturels avant de les relâcher à nouveau. Dans un test, les oiseaux ont fait face à une bûche percée de trous contenant de la nourriture cachée; ils pouvaient sortir la nourriture en pliant une tige de plante en crochet. Si un oiseau n’a pas essayé dans les 90 minutes, les chercheurs l’ont retiré de l’ensemble de données.

Mais, dit Rutz, il a rapidement commencé à se rendre compte qu’il n’étudiait pas, en fait, les compétences des corbeaux de Nouvelle-Calédonie. Il étudiait les compétences d’un sous-ensemble de corbeaux de Nouvelle-Calédonie qui s’approchaient rapidement d’une bûche étrange qu’ils n’avaient jamais vue auparavant, peut-être parce qu’ils étaient particulièrement courageux ou imprudents.

L’équipe a modifié son protocole : elle a donné aux oiseaux les plus hésitants un jour ou deux de plus pour s’habituer à leur environnement, puis a recommencé le puzzle. « Il s’avère que beaucoup de ces oiseaux retestés commencent soudainement à s’engager », déclare Rutz. « Ils avaient juste besoin d’un peu de temps supplémentaire. »

De plus en plus de scientifiques se rendent compte que les animaux, comme les humains, sont des individus : ils ont des tendances, des habitudes et des expériences de vie distinctes qui peuvent affecter leur performance dans une expérience. Cela signifie, selon certains chercheurs, que de nombreuses recherches publiées sur le comportement animal peuvent être biaisées. Des études prétendant montrer quelque chose sur une espèce dans son ensemble – la distance parcourue par les tortues vertes, par exemple, ou la façon dont les pinsons réagissent au chant d’un rival – peuvent en dire plus sur les animaux individuels qui ont été capturés ou hébergés d’une certaine manière, ou qui partagent certaines caractéristiques génétiques. C’est un problème pour les chercheurs qui cherchent à comprendre comment les animaux perçoivent leur environnement, acquièrent de nouvelles connaissances et vivent leur vie.

« Les échantillons que nous prélevons sont assez souvent fortement biaisés », déclare Rutz. « C’est quelque chose qui est dans l’air depuis assez longtemps dans la communauté. »

En 2020, Rutz et son collègue Michael Webster, également à l’Université de St. Andrews, ont proposé un moyen de résoudre ce problème. Ils l’appelaient STRANGE.

Pourquoi « ÉTRANGE » ? En 2010, un article dans Sciences du comportement et du cerveau a suggéré que les personnes étudiées dans une grande partie de la littérature publiée sur la psychologie sont ÉTRANGES – issues de sociétés occidentales, éduquées, industrialisées, riches et démocratiques – et sont « parmi les populations les moins représentatives que l’on puisse trouver pour généraliser sur les humains ». Les chercheurs pourraient tirer des conclusions radicales sur l’esprit humain alors qu’en réalité, ils n’ont étudié que l’esprit, disons, des étudiants de premier cycle de l’Université du Minnesota.

Une décennie plus tard, Rutz et Webster, s’inspirant de WEIRD, ont publié un commentaire dans la revue Nature appelé « À quel point vos animaux d’étude sont-ils ÉTRANGES ? »

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Ils ont proposé que leurs collègues chercheurs en comportement tiennent compte de plusieurs facteurs concernant leurs animaux d’étude : origine sociale, capacité de piégeage et autosélection, historique d’élevage, acclimatation et accoutumance, changements naturels dans la réactivité, la constitution génétique et l’expérience.

« J’ai commencé à penser à ces types de biais lorsque nous utilisions des pièges à ménés à mailles pour collecter des poissons pour des expériences », explique Webster. Il a soupçonné – puis confirmé en laboratoire – que les épinoches plus actives étaient plus susceptibles de nager dans ces pièges. « Nous essayons maintenant d’utiliser des filets à la place », explique Webster, pour attraper une plus grande variété de poissons.

C’est la trappabilité. D’autres facteurs qui pourraient rendre un animal plus piégé que ses pairs, outre son niveau d’activité, incluent un tempérament audacieux, un manque d’expérience ou simplement une plus grande soif d’appâts.

D’autres recherches ont montré que les faisans femelles adultes logés en groupes de cinq réussissaient mieux à une tâche d’apprentissage (découvrir quel trou contenait de la nourriture) que ceux logés en groupes de trois – c’est le milieu social. Les araignées sauteuses élevées en captivité étaient moins intéressées que les araignées sauvages par les vidéos de proies (historique d’élevage), et les abeilles apprenaient mieux le matin (changements naturels de réactivité). Et ainsi de suite.

Il pourrait être impossible d’éliminer tous les préjugés d’un groupe d’animaux d’étude, dit Rutz. Mais lui et Webster veulent encourager d’autres scientifiques à réfléchir à des facteurs STRANGE à chaque expérience et à être transparents sur la manière dont ces facteurs pourraient avoir affecté leurs résultats.

« Nous avions l’habitude de supposer que nous pouvions faire une expérience comme nous le faisions en chimie – en contrôlant une variable et en ne changeant rien d’autre », explique Holly Root-Gutteridge, chercheuse postdoctorale à l’Université de Lincoln, au Royaume-Uni, qui étudie comportement du chien. Mais la recherche a découvert des modèles de comportement individuels – les scientifiques l’appellent parfois « personnalité » – chez toutes sortes d’animaux, y compris les singes et les bernard-l’ermite.

« Ce n’est pas parce que nous n’avons pas accordé aux animaux le mérite de leur individualité ou de leur caractère distinctif qu’ils ne l’ont pas », déclare Root-Gutteridge.

Cet échec de l’imagination ou de l’empathie humaine gâche certaines expériences classiques, ont noté Root-Gutteridge et ses co-auteurs dans un article de 2022 axé sur les questions de bien-être animal. Par exemple, les expériences du psychologue Harry Harlow dans les années 1950 impliquaient des bébés macaques rhésus et de fausses mères en tissu ou en fil de fer. Ils auraient donné un aperçu de la façon dont les nourrissons humains forment des attachements. Mais étant donné que ces singes ont été arrachés à leur mère et maintenus dans un isolement non naturel, les résultats sont-ils vraiment généralisables, demandent les auteurs ? Ou les découvertes de Harlow ne s’appliquent-elles qu’à ses animaux particulièrement traumatisés ?

« Tout ce comportement individuel, je pense que c’est vraiment une tendance dans les sciences du comportement », déclare Wolfgang Goymann, écologiste comportemental à l’Institut Max Planck pour l’intelligence biologique et rédacteur en chef de Éthologie. La revue a officiellement adopté le cadre STRANGE au début de 2021, après que Rutz, qui est l’un des rédacteurs en chef de la revue, l’ait suggéré au conseil d’administration.

Goymann ne voulait pas créer de nouveaux obstacles pour les scientifiques déjà surchargés. Au lieu de cela, dit-il, la revue encourage simplement les auteurs à inclure quelques phrases dans leurs méthodes et sections de discussion expliquant comment les facteurs STRANGE pourraient biaiser leurs résultats (ou comment ils ont pris en compte ces facteurs).

« Nous voulons que les gens réfléchissent à la représentativité de leur étude », déclare Goymann.

Plusieurs autres revues ont récemment adopté ou recommandé d’utiliser le cadre STRANGE, et depuis leur article de 2020, Rutz et Webster ont organisé des ateliers, des groupes de discussion et des symposiums lors de conférences. « C’est devenu quelque chose de plus grand que ce que nous pouvons faire pendant notre temps libre », dit Rutz. « Nous sommes excités à ce sujet, vraiment excités, mais nous n’avions aucune idée que cela décollerait de la façon dont il l’a fait. »

Il espère que l’adoption généralisée de STRANGE conduira à des découvertes plus fiables sur le comportement animal. Le problème des études qui ne peuvent pas être reproduites a récemment reçu beaucoup d’attention dans certaines autres sciences, en particulier la psychologie humaine.

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Le psychologue Brian Nosek, directeur exécutif du Center for Open Science, à Charlottesville, Virginie, et co-auteur de l’article de 2022 « Replicability, Robustness, and Reproductibility in Psychological Science » dans le Revue annuelle de psychologie, dit que les chercheurs sur les animaux font face à des défis similaires à ceux qui se concentrent sur le comportement humain. « Si mon objectif est d’estimer l’intérêt humain pour le surf et que je mène mon enquête sur une plage de Californie, je ne suis pas susceptible d’obtenir une estimation qui se généralise à l’humanité », déclare Nosek. « Lorsque vous effectuez une réplication de mon enquête dans l’Iowa, vous ne pouvez pas reproduire mes conclusions. »

L’approche idéale, dit Nosek, serait de rassembler un échantillon d’étude vraiment représentatif, mais cela peut être difficile et coûteux. « La meilleure alternative consiste à mesurer et à être explicite sur la façon dont la stratégie d’échantillonnage peut être biaisée », dit-il.

C’est exactement ce que Rutz espère que STRANGE réalisera. Si les chercheurs sont plus transparents et réfléchis sur les caractéristiques individuelles des animaux qu’ils étudient, dit-il, d’autres pourraient être mieux en mesure de reproduire leur travail et être sûrs que les leçons qu’ils tirent de leurs animaux d’étude sont significatives, pas bizarreries de configurations expérimentales. « C’est le but ultime », dit Rutz.

Dans ses propres expériences sur les corbeaux, il ne sait pas si le fait de donner plus de temps aux oiseaux plus timides a changé ses résultats globaux. Mais cela lui a donné une taille d’échantillon plus grande, ce qui peut signifier des résultats plus robustes sur le plan statistique. Et, dit-il, si les études sont mieux conçues, cela pourrait signifier que moins d’animaux doivent être capturés dans la nature ou testés en laboratoire afin de tirer des conclusions définitives. Dans l’ensemble, il espère que STRANGE sera une victoire pour le bien-être animal.

En d’autres termes, ce qui est bon pour la science pourrait aussi être bon pour les animaux – en les voyant « non pas comme des robots », dit Goymann, « mais comme des êtres individuels qui ont aussi une valeur en eux-mêmes ».