Par Pesach Benson • 4 juin 2025
Jérusalem, 4 juin 2025 (TPS-IL) — Des scientifiques israéliens ont découvert un retournement surprenant dans la manière dont les souris perçoivent leur environnement : elles pourraient « entendre » à travers leurs vibrisses, et la façon dont cela se produit pourrait ouvrir des voies pour de nouveaux capteurs améliorant les prothèses, les outils pour les malvoyants et les techniques de rééducation.
Une étude de l’Institut Weizmann des sciences suggère que les sons subtils produits lorsque les vibrisses d’une souris frottent contre des surfaces ne sont pas seulement réels, mais sont activement traités par le système auditif du cerveau.
« Ces vibrisses sont si délicates que personne n’avait pensé à vérifier si elles produisaient des bruits que les souris pouvaient entendre », a déclaré le professeur Ilan Lampel du Département de neurosciences de l’Institut, qui a dirigé l’étude. « Mais il s’avère que ces sons faibles ne sont pas seulement audibles pour les souris, ils sont significatifs. »
Longtemps considérées comme des capteurs tactiles, les vibrisses ont maintenant été montrées comme faisant partie d’un système multisensoriel complexe. L’étude, publiée dans la revue scientifique Current Biology, remet en question l’idée conventionnelle selon laquelle les sens fonctionnent de manière isolée.
« Contrairement aux manuels, la séparation nette et claire entre les sens n’existe pas nécessairement dans la réalité », a expliqué Lampel. « En fait, la perception combine souvent différentes sources — le toucher et l’ouïe dans ce cas. »
L’équipe, comprenant le Dr Ben Efron, le Dr Athanasios Natalzos et le Dr Jonathan Katz, a commencé par enregistrer les sons presque inaudibles produits lorsque les vibrisses frottaient contre des surfaces comme du papier d’aluminium ou des feuilles sèches. En utilisant des microphones ultrasonores de haute sensibilité positionnés à seulement deux centimètres des vibrisses — la distance typique entre l’extrémité de la vibriss et l’oreille de la souris — ils ont capturé ces signatures acoustiques précédemment négligées.
Ils ont ensuite mesuré l’activité neuronale dans le cortex auditif des souris alors que les animaux touchaient divers objets avec leurs vibrisses. Même lorsque les voies neuronales du toucher étaient bloquées, le système auditif répondait toujours aux sons, indiquant que le cerveau les traitait comme une forme distincte d’entrée sensorielle.
Pour approfondir, les chercheurs se sont tournés vers l’intelligence artificielle. Ils ont formé des modèles d’apprentissage automatique pour identifier des objets en se basant soit sur l’activité neuronale dans le cortex auditif, soit sur les enregistrements des sons produits par les vibrisses. Remarquablement, les deux modèles ont presque identiquement bien fonctionné, suggérant que le cerveau réagissait effectivement au son seul et non au toucher ou à d’autres indices comme l’odorat.
Mais les souris pourraient-elles utiliser ces informations pour naviguer dans le monde ? Pour le découvrir, l’équipe a mené des expériences comportementales. Des souris dont le sens du toucher avait été neutralisé ont été entraînées à reconnaître du papier d’aluminium en se basant uniquement sur le son de leurs vibrisses le frottant. Les résultats étaient clairs : les souris pouvaient associer de manière fiable les sons à des objets spécifiques.
« Les résultats indiquent que les vibrisses de la souris constituent un système sensoriel intégratif et multisensoriel », a déclaré Lampel. « Il a peut-être évolué de cette manière pour aider les souris à localiser de la nourriture ou à se protéger des prédateurs. » Par exemple, a-t-il dit, « une souris naviguant dans son environnement et craignant d’être détectée pourrait utiliser les signaux acoustiques faibles de ses vibrisses pour choisir entre un champ de ronces sèches ou une prairie douce. »
La découverte a des implications pratiques étendues qui pourraient influencer le développement de meilleures prothèses, de techniques de rééducation et d’outils pour les malvoyants.
Dans le domaine des prothèses, l’étude pourrait conduire au développement de membres artificiels avancés équipés de capteurs émettant des sons ou des vibrations spécifiques lorsqu’ils touchent des surfaces, permettant aux utilisateurs de « sentir » les textures ou la résistance. Pour les personnes se remettant d’accidents vasculaires cérébraux ou de blessures affectant le toucher, des systèmes de rétroaction basés sur le son pourraient aider à reprogrammer le cerveau pour interpréter les stimuli environnementaux à travers des canaux sensoriels alternatifs.
Les découvertes offrent également de nouvelles orientations dans la technologie d’assistance pour les malvoyants. Des cannes intelligentes inspirées du système de vibrisses pourraient détecter les surfaces et transmettre des informations à travers des signaux auditifs ou vibratoires. Tout comme l’écholocation, cette approche pourrait aider les utilisateurs à identifier les types d’objets ou à naviguer dans des environnements complexes en utilisant uniquement des indices sonores.
En robotique, l’intégration de capteurs tactiles sensibles au son modélisés sur les vibrisses pourrait révolutionner la manière dont les machines opèrent dans des conditions de faible visibilité telles que la fumée, le brouillard ou les débris. Les robots pourraient interpréter les retours acoustiques du contact avec les surfaces pour éviter les obstacles ou prendre des décisions dans des missions de recherche et de sauvetage où la présence humaine est risquée.
Les enseignements du modèle de souris pourraient également influencer la conception d’interfaces cerveau-ordinateur ou former les systèmes d’IA à interpréter des données sensorielles complexes de manière plus similaire aux organismes biologiques.
« Intégrer différents types d’entrées sensorielles est un défi majeur dans la conception de systèmes robotiques », a déclaré Efron. « Le système de détection des vibrisses pourrait servir d’inspiration pour développer des technologies d’alerte précoce pour la navigation et l’évitement de collisions dans des environnements à visibilité limitée. »
