Les chèvres révèlent des signes précoces de lésions cérébrales liées aux coups de tête

De nombreux animaux se percutent volontairement la tête. Les mouflons d’Amérique, les bœufs musqués et les chèvres tranchent souvent leurs conflits par un choc net du crâne.

Pendant longtemps, l’explication la plus répandue était simple : ces espèces seraient « faites pour ça ». Un crâne épais et un cou puissant et musclé, pensait-on, suffiraient à protéger le cerveau de tous ces impacts.

Un regard plus récent porté sur les chèvres vient toutefois ébranler ce récit rassurant. Les coups répétés semblent laisser des traces à l’intérieur du cerveau bien plus tôt qu’on ne l’imaginait.

Une habitude de coups de tête

Nicole Ackermans s’intéresse à l’effet, au fil du temps, des impacts répétés sur la tête et sur le cerveau.

Elle travaille à l’University of Alabama, et son premier indice marquant ne venait pas d’animaux d’élevage, mais d’espèces sauvages.

En 2022, Ackermans a examiné le cerveau de bœufs musqués morts et y a repéré une forme abîmée et enchevêtrée d’une protéine appelée tau.

Chez l’être humain, ce tau « emmêlé » est observé dans la maladie d’Alzheimer et peut également s’accumuler après un choc à la tête.

« Je me suis dit : “OK, c’est vraiment quelque chose d’intéressant à étudier pour modéliser les lésions cérébrales” », a déclaré Ackermans.

Suivre des troupeaux sauvages au quotidien est cependant presque impossible. Les chèvres lui offraient, elles, un cadre où l’on peut observer l’enchaînement des impacts, du tout premier au dernier.

Pourquoi les cerveaux de rongeurs ne suffisent pas

Depuis des décennies, la recherche sur les traumatismes cérébraux s’appuie largement sur les rats et les souris, principalement parce qu’ils sont peu coûteux et bien connus.

Le problème, c’est que le cerveau des rongeurs et le cerveau humain diffèrent profondément.

« Je pense que les conclusions d’ensemble sont assez convaincantes », a estimé Ramon Diaz-Arrastia, neurologue à l’University of Pennsylvania.

Il a qualifié l’habitude du domaine de recourir toujours aux mêmes petits animaux de « monoculture de rongeurs ». Les résultats obtenus sur ces petits cerveaux, a-t-il souligné, ne résistent souvent pas lorsqu’on tente de les transposer à l’humain.

« Vraiment intéressant de voir ce travail chez les chèvres », a ajouté Diaz-Arrastia.

Six mois de coups de tête

L’équipe a fait venir trois mâles de six mois, baptisés Alvin, Simon et Theo. Des caméras ont filmé les chèvres pendant six mois dans un établissement agricole proche.

Chaque mois, les chercheurs ont prélevé des échantillons de sang, de salive et du liquide entourant le cerveau afin d’y rechercher des signes d’alerte.

Au début et à la fin du suivi, chaque chèvre a été installée dans un scanner cérébral initialement conçu pour des humains.

« On les a simplement mises dans le scanner pour humains », a raconté Ackermans. « Ça a fait un peu de remue-ménage quand on traversait les couloirs et qu’on voyait, genre, deux cornes dépasser du brancard. »

À eux trois, les animaux ont atteint en moyenne 227 coups de tête par jour. Un capteur fixé sur la corne de l’une des chèvres a mesuré des impacts individuels d’environ 388 newtons.

Des signes dans le liquide

C’est le liquide autour du cerveau qui a livré les premiers indices. Un marqueur d’alerte a commencé à augmenter progressivement au-delà de ce qui était attendu.

L’organisme libère ce marqueur spécifique lorsque le tissu cérébral est contusionné ou soumis à un stress. Chez les chèvres, plusieurs mesures ont dépassé les concentrations observées chez des personnes en bonne santé.

La hausse est apparue vers la fin des six mois, et surtout chez deux des trois animaux. Cette progression lente correspond à l’idée d’un dommage qui s’additionne petit à petit, plutôt qu’à un seul accident majeur.

Deux autres signaux associés aux lésions étaient également élevés. Pris isolément, aucun ne prouve une maladie, mais l’ensemble laissait penser qu’un phénomène réel était en cours.

Des dommages dans le tissu

Après l’euthanasie des chèvres, l’équipe a pu examiner directement le cerveau. Le tau enchevêtré était encore là, cette fois sous forme d’amas à l’intérieur des propres cellules cérébrales des animaux.

Les chercheurs ont aussi observé des cellules de réparation du cerveau gonflées et activées, comme c’est le cas après une blessure. C’est la même réaction que les médecins constatent dans des cerveaux humains contusionnés ou malades.

Deux chèvres bien plus jeunes - une femelle de trois mois et un mâle de huit mois - ne présentaient aucun de ces signes.

Cette différence nette suggère que l’accumulation de tau ne commence qu’après une période prolongée de coups. Aligner ces indices de manière précise entre la chèvre et l’humain reste néanmoins difficile.

Ce que montraient les scans cérébraux

Sur six mois, chaque chèvre a encaissé entre 5 000 et 7 000 impacts. Malgré cela, les images d’imagerie sont restées étonnamment peu parlantes.

Les scans ne révélaient pas de blessure majeure évidente, et un test hebdomadaire de labyrinthe n’a montré aucune baisse de mémoire. Les chèvres résolvaient l’exercice aussi vite à la fin qu’au début.

Une mesure a toutefois retenu l’attention des chercheurs. La partie frontale du cerveau semblait fonctionner de façon inhabituellement intense - un profil que les médecins observent parfois aux tout premiers stades de la maladie d’Alzheimer.

Rien de tout cela ne correspond à une maladie déclarée, d’autant plus chez des animaux qui n’avaient même pas un an. Ce que suggèrent les chèvres, c’est plutôt un très léger signal initial de dommage, bien avant l’apparition du moindre symptôme.

Pourquoi cette fenêtre précoce compte

Les traumatismes crâniens les plus difficiles à étudier sont ceux qui sont modestes, répétés, et passent sous le radar.

La plupart des personnes qui encaissent ces petits chocs ne vont pas à l’hôpital, si bien que les toutes premières atteintes restent invisibles.

Il se crée alors un grand vide entre une première blessure et un diagnostic posé des années plus tard.

Les chèvres pourraient contribuer à combler ce vide, parce que l’ensemble de leur historique d’impacts peut être observé au moment où il se produit.

Étudier des chocs répétés et de faible intensité

Les chèvres apportent plusieurs éléments que les rats et les souris ne peuvent pas offrir. Leur organisme produit naturellement les protéines mêmes qui interviennent dans les maladies cérébrales humaines.

Leur cerveau, très plissé, ressemble aussi bien davantage au nôtre que le cerveau lisse d’une souris.

Cette architecture compte, car elle modifie la manière dont l’onde de choc d’un impact se propage dans le tissu.

Autre particularité utile : les chèvres se blessent via un comportement ordinaire, ce qui évite d’avoir à provoquer volontairement des traumatismes.

La force d’un coup de tête se situe même dans une gamme comparable à celle d’une tête de ballon au football ou d’un plaquage dur. Cela place les chèvres dans une zone réaliste pour étudier des chocs répétés et de faible intensité.

La force de chaque impact

Ackermans cherche désormais à repérer le moment où des coups de tête « ordinaires » basculent vers une maladie. « Est-ce 100 000 coups de tête ? »

La force de chaque impact pourrait compter davantage que la fréquence des coups.

Certaines chèvres frappent beaucoup plus fort que d’autres, et celles qui frappent moins violemment pourraient accumuler bien moins de dommages, a-t-elle expliqué.

Alan McElligott, spécialiste du comportement animal et du bien-être à la City University of Hong Kong, a rappelé que de nombreux modèles animaux prometteurs ne finissent jamais par déboucher sur des applications en médecine humaine.

« Je pense qu’il nous faut un seuil d’exigence élevé avant de se lancer là-dedans », a déclaré McElligott.

L’étude est disponible sous forme de prépublication sur bioRxiv.