LE CERVEAU ET L'INTELLIGENCE DANS LA SÉRIE ANIMALE
L’encéphale d’une souris pèse 40 centigrammes, celui d’un hippopotame, 600 grammes. Lequel de ces deux animaux doit être considéré comme le mieux doué en organes nerveux ?! Lequel possède relativement le plus d’encéphale ? Relativement, car on ne peut évidemment pas négliger la . différence de grandeurs des corps. Mais comment faut-il calculer cette relation ? La réponse doit être donnée avant toute tentative de comparaison entre la grandeur du cerveau et le degré de l'intelligence.
Cuvier calculait simplement le rapport entre le poids de l’encéphale et le poids du corps; c’est ce qu’on a appelé, jusqu’en ces dernières années, le poids relatif de l’encéphale. Un tel calcul accordetoujours aux petits animaux une valeur plus élevée qu’à leurs congénères de plus grande taille. Prenons, par exemple, la famille des Félins, dont les diverses … espèces, avec des tailles très différentes, sont si semblables entre elles. Un Lion pesant 119 kilos présente un encéphale . de 219 grammes ; le poids relatif (de Cuvier) est 1/546, Un . Puma de 44 kilos, avec un encéphale de 133 grammes, … donne 1/320. Un Chat de 3 kg.,300, avec un encéphale de 81-grammes, donne 1 /106.
Dès lors, quelle conclusion tirer de rapprochements sou-
vent discutés tels que celui-ci : le poids relatif de l'Homme est 1/46, celui de la Souris 1/49 ? Simplement que la relation est mal posée. Il y à d’autres fonctions algébriques que Ia proportionnalité à la puissance 1 ; il y à des manières de calculer plus souples que la règle de trois. Le poids de l’éencéphale varie certainement avec le poids du corps, certainement aussi moins vite que le poids du corps. Il faut trouver la loi.
En 1885, MANOUVRIER faisait en ce sens un effort d'autant plus intéressant qu'il est fondé sur une hypothèse fonctionnelle. MANOUVRIER suppose que la masse de l’encéphale, du cerveau en particulier, est composée d’une somme de deux parties, l’une à consacrée à l'exercice de l’intelligence, l’autre m consacrée à l’innervation du corps et proportionnelle au poids de celui-ci (ou au moins au poids de substance active qu’il contient). On a donc l’encéphale e = 1 + m;0n traduirait mieux algébriquement la pensée de l’auteur en écrivant e— à + km, m étant alors la masse du corps, à et # deux constantes. De cette manière, on obtient facilement pour deux animaux ou deux espèces, supposés d'intelligence égale, des chiffres qui peuvent sembler satisfaisants ; à parbir des deux poids corporels et des deux poids encéphaliques, on peut toujours calculer + et & (un système de deux équations à deux inconnues est toujours soluble). Mais pour que les valeurs trouvées aient une signification, il faudrait qu’elles s'appliquent, avec une approximation suffisante, à tout autre individu ou à toute autre espèce semblable. Or, il n’en est rien. Ainsi, prenant comme exemple les Félins cités plus haut, on trouve pour à ( partie du cerveau consacrée à l'intelligence, et qui doit, par définition, rester constante quand change seule la grandeur corporelle), 22 gr. 4 quand on la caleule par le Chat et le Puma, 90 grammes si on la calcule par le Puma et le Lion.
Mais on peut se demander si la grandeur corporelle à faire entrer en ligne de compte est bien le poids. Ne serait-ce pas plutôt la surface ? C’est par des surfaces (peau, rébine, muqueuses olfactives) que nous prenons connaissance du monde extérieur. Quant à nos mouvements, si leur puissance est fonction de la masse musculaire, leur complexité, c’est-à-dire le domaine propre de la commande nerveuse, dépend du nom-
bre des fibres musculaires, nombre proportionnel à la section transversale des muscles, encore une surface.
Il n'est pas besoin de mesurer la somme, difficilement déterminable, de toutes les surfaces à considérer. Le rapport de ces sommes suffit ; or, chez des animaux semblables, elles sont ( par nécessité géométrique) entre elles comme les puissances 2/3 ou 0,66 des poids corporels. Nous savons que le poids dé l’encéphale varie moins vite que le poids du corps ; ce peut être suivant une puissance du poids du corps plus petite que 1, par exemple précisément cette puissance 0,66.
Le principe d’une telle relation a été proposé dès 1867 par
Brandt, et adopté successivement par Bischoff (1880), Für-
bringer (1888) et Snell (1891). Chose curieuse : on gagnait. elfectivement beaucoup en approximation par rapport à la ;.<ation de Cuvier (les auteurs ci-dessus n’ont d’ailleurs pas
‘cherché une vérification numérique exacte), mais la considé-
ration théorique de ces auteurs était fausse. Brandt pensait, en efet, (et les autres le suivaient sur ce terrain), que la grandeur du cerveau doit être proportionnelle à l’activité des combustions organiques, lesquelles sont elles-mêmes (approximativement) proportionnelles, non à la masse, mais à la surface du corps, comme on le sait depuis Regnault et Reiset (1349). Or, la grandeur du cerveau n’a rien à voir avec cette activité.
Au contraire, la considération des surfaces sensorielles ou motrices paraît bien la vraie base du raisonnement. Elle n’a été introduite dans la question qu’en 1896 par Eugène Du- BOIS (de la Haye), le découvreur de Püthecanthropus.
Mais Dubois à constaté aussi que la relation n’était pas
exacte. Le rapport du poids de l’encéphale à la puissance
0,66 du poids du corps est encore systématiquement plus élevé chez les petits animaux que chez les grands. Il à alors
. posé le problème d’une façon toute abstraite et algébrique. Étant donnés deux animaux semblables dont les poids corpo-
rels sont respectivement P et P’, les poids encéphaliques E et E”, à quelle puissance faut-il prendre P et P° pour qu’on
EE DA ait EL’ — () ?
100 te NOTIONS PRÉLIMINAIRES 4 nn
L’équation est toujours soluble, comme tout à l’heure le
système de deux équations de Manouvrier. Mais cette fois, Du-
bois ayant réuni des chiffres précis pour plusieurs paires d'es- | pèces propres à ce calcul (Orang et Gibbon — une grandeetune
petite Antilope — Puma et Chat — Lion et Chat — Rat et
Souris — une grande et une petite espèce d'Écureuils), a obtenu dans tous ces cas des valeurs de x comprises entre 0,54 et 0,58, en moyenne 0,56, c’est-à-dire une valeur constante, à l’approximation de l’expérience. C’est donc, enfin trouvée, la loi sur les Mammifères. On est en droit d'écrire que le poids de l’encéphale E est fonction du poids du corps P suivant la relation E = k P°,
0,56 est nommé par Dubois exposant de relation, et le facteur de proportionnalité 4, nommé par lui coeficient de céphalisation, doit être la mesure de la supériorité ou de l’infériorité nerveuse du sujet ou de l’espèce considérée. En effet, le calcul, effectué sur tous les chiffres qu’a pu se procurer Dubois, classe, pour la première fois, les animaux dans un ordre qui ne choque pas le sentiment, assez vague, mais en certains cas formel, que nous avons de la hiérarchie des intelligences.
L'Homme vient en tête avec 2,8 ; les Anthropoïdes suivent, cotés 0,7 ; les Singes ordinaires sont plus bas, entre 0,4 et 0,5 petits ou grands (même le ouistiti de 300 grammes qui faisait le désespoir des philosophes de la nature, avec son coefficient de Cuvier égal à 1 /26, presque le double de celui de l’'Homime !) Les Félins sont encore plus bas, variant seulement de 0,31 à 0,34. Tout en bas du tableau, la Souris, jadis égalée à l'Homme
avec son rapport 1/49, n’a plus qu’un coefficient de 0,07, :
égal à celui de son congénère le Rat, vingt fois plus pesant qu’elle. \
Ce mémoire de 1896 de Dubois marque une date. Il n’y pas de doute que la loi ne soit bien celle qui y est exprimée. . Quoique la formule reste purement empirique, avec cette puissance bizarre 0,56, qui n’est ni la surface, ni aucune relation géométrique simple, elle a une valeur générale. Elle s'applique exactement aux Oiseaux, dont l’encéphale est pourtant constitué différemment de celui des Mammifères
* (Lamçqur et GIRARD, 1905). Elle s'applique aux Vertébrés inférieurs aussi bien que le permettent les documents moins précis. à Pour se représenter en première approximation la façon dont l’encéphale suit les variations de poids des corps, © peut dire que le poids du corps variant de 1 à3, ue varie de 1 à 2. Mais le calcul sur cette proportion deviendrait rapidement inexact quand les poids corporels présentent une grande différence. Il faut se servir de la formule expo-
* nentielle elle-même.
Ce calcul est facile avec l’aide d’une table de logarithmes. Le problème qui se pose est généralement le suivant : soit un être dont on connaît le poids corporel P et le poids entéphalique E; trouver son coefficient de céphalisation,
k = Bi , qui nous permettra de le classer dans l’échelle de
la richesse nerveuse. Soit par exemple la Femme européenne, avec un poids moyen de 54 kilos et un encéphale de 1.220 grammes (pour ces chiffres voir plus loin). On cherche d’abord le logarithme du poids du corps exprimé en grammes, 54.000. Le logarithme est 4,73 (il serait vain de prendre plus de trois chiffres quand nous n’avons que deux chiffres signi- ficatifs à notre nombre expérimental). On multiplie ce loga- . rithme par 0,56, ce qui donne 2,6488 ; le nombre correspon- | dant au logarithme 649 avec une caractéristique 2 est 446. Ceci nous donne P°*% ; on divise donc 1220 par 446, et.on . obtient 2,74. Tel est le coefficient de céphalisation de la … Femme, calculé sur les nombres ci-dessus.
Quand nous disons ici la Femme, rappelons nous qu’il s’agit d'un type abstrait, de chiffres donnés par une moyenne. I! ne serait pas Lin de faire une telle comparaison entre deux individus. NE D'abord, en thèse générale, l’individu ne se calcule pas. - Nos lois, en Science Naturelle comme en Physique, sont de: lois statistiques, valables seulement pour les grands nombres. Notre formule ne nous fournit qu’un centre de probabilité … autour duquel se dispersent des écarts que nous ne savons | pas interpréter. À la rigueur, nous pouvons, comme l'a fait
Dubois, opérer avec une approximation suffisante en partant d’un seul Lion ou d’un seul Puma :
1° Parce que les espèces sauvages ne présentent, en général, | quel que soit le caractère considéré, que de faibles écarts autour de leur moyenne spécifique ;
20 Parce que les poids corporels sont très différents entre eux (ici dans le rapport de 1 à 3) et que l’écart individuel devient à peu près négligeable devant cet intervalle.
Mais dans l’espèce humaine les conditions du problème sont juste l'inverse de celles-là.
Veut-on néanmoins, pour une recherche particulière né exemple, comme on l’a fait, pour regarder si un groupe d'hommes illustres l'emporte par le poids du cerveau sur un groupe de travailleurs manuels), essayer d'éliminer d’abord l’influence du poids du corps, différent dans deux groupes ? I] faut alors user d’une formule différente.
Et ceei nous montre bien que la relation qui lie le poids du cerveau au poids du corps, loin d'exprimer une proportion définie comme celle d’un élément dans un composé chimique, ne fait que traduire globalement une somme actuellement inextricable de coordinations complexes : à l’intérieur d’une même espèce, le poids du corps influe sur le poids du cerveau beaucoup moins que lorsqu'il s'agit de deux espèces différentes. Dans ce dernier cas, pour que l’encéphale double de poids, il fallait que le poids du corps passe de 1 à 3 ; ici, il faut qu’il passe de 1 à 16. |
Cette deuxième loi est apparue quand on à essayé d’appli- Quer, aussitôt après sa publication, la formule de Dubois au Chien domestique, dont l'Homme à fait varier la taille dans l'extraordinaire proportion que l’on sait. Sur une série de près de 200 pesées recueillies par Richet, on à groupé ensemble, par 20 environ, les individus dont les poids corporels étaient voisins. Sur chacun de ces groupes, on à fait la moyenne du poids corporel et du poids encéphalique ; puis, entre des groupes suffisamment éloignés (l'échelle des moyennes allait de 2 à 38 kilos pour le corps et de 51 à 107 grammes pour l’encéphale), on a calculé l’exposant de relation ; on a trouvé des valeurs comprises entre 0,20 et 0,26 et on à adopté 0,25,
c’est-à-dire 1/4 (LAPICQUE, 1897). L'année suivante, sans
connaître le travail ci-dessus, Dubois reprenait lui-même la question sur l'Homme, et bon gré, mal gré, arrivait à la même relation.
D'ailleurs, une série de travaux anthropologiques antérieurs (Boyd-Marshall, 1875 et 1892, — Bischoff, 1880, — Topinard, d’après les chiffres de Broca, 1885), en concordance les uns avec les autres, aboutissaient à la conclusion suivante : dans chacun des sexes de l’espèce humaine, le poids de l’encéphale s'accroît un peu moins vite que la taille. Or la taille, longueur, représente, à un facteur près, la puissance 1/3 du poids, volume. La conclusion ei- dessus peut donc s’exprimer comme suit : l’encéphale s'accroît comme une puissance du poids du corps plus petite que 1 /3. Un calcul précis, effectué après la détermination de la relation réelle entre la taille et le poids donne pour l’exposant de relation : Homme, 0,23 — Femme, 0,22.
Dans la série considérable de pesées publiées par HRDLICKA (1905) on trouve des chiffres assez nombreux $e rapportant à trois espèces d’Écureuils. D’une espèce à une autre, l’exposant de relation est sensiblement 0,56 ; entre la moyenne des grands et la moyenne des petits individus d’une seule et même espèce, cet exposant est 0,20. (LAPICQUE, 1907).
On doit done, à coté de la loi de Dubois, valable pour la relation d’espèce à espèce, poser la loi suivante : Dans une espèce donnée, le poids encéphalique varie comme la racine quatrième du poids du corps.
La connaissance de cette loi permet de préciser le fait intéressant indiqué par Darwin, à savoir que chez beaucoup de nos animaux domestiques (disons chez ceux que nous élevons pour en faire notre nourriture), l’encéphale à subi une régression par rapport à l’espèce sauvage qui en est l’origine. La comparaison directe est rarement possible, parce que le poids corporel, par rapport à la souche, s’est accru considérablement dans l’espèce domestique. Ainsi nos Lapins domestiques pèsent facilement 3500 grammes, tandis que les Lapins de garenne, qui représentent incontestablement les ancêtres, n'arrivent qu'à 15900. L’encéphale de ceux-ci
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pèse en moyenne 10 gr. 5, celui des premiers 11 gr. 2. À, *
défaut d’un calcul, pour tenir compte de la différence des.
poids corporels, Darwia avait cru légitime de comparer les
Lapins domestiques aux Lièvres, qui ont à peu près le même
poids, 3.800 grammes, avec un encéphale de 17 grammes. La régression cérébrale du Lapin domestique, dans: cette comparaison, apparaît énorme, près de 1/3. Mais nous savons maintenant qu’un certain accroissement de poids du corps entraîne normalement, entre individus d’une même espèce, un accroissement moindre de poids encéphalique que ne le fait la même différence de poids corporel entre deux espèces. En effectuant le calcul dans l'espèce Lapin avec l’exposant de relation 0,25, et partant du Lapin de garenne, on trouve qu'un poids de 3.500 grammes comporterait un encéphale de 13 gr. 3 et non de 17 grammes. Le déficit du Lapin domestique est donc de 2 grammes et non de 6.
Si l’on trouve un peu hardi ou même inquiétant ce jeu de formules algébriques dans un domaine où l’imagination s’est tant de fois donné carrière en langage courant, il suffit de considérer la famille des Canidés, pour voir que ces expressions algébriques traduisent une réalité qui sans elles Mes un paradoxe.
Les Renards, avec un poids corporel de 5 à 6 kilos, ont + un encéphale de 46 grammes ; les Chiens de même poids ont un encéphale de 60 grammes. Un Loup pèse 37 kilos et à un encéphale de 139 grammes ; les Chiens du même poids que le Loup ont un encéphale de 107 grammes. Le Chacal a 73 grammes d’encéphale pour un corps de 10 kilos ; les Chiens de 10 kilos ont en moyenne un encéphale de 75 grammes. Egalité — infériorité — supériorité, la comparaison des espèces sauvages aux Chiens de même poids conduit à des résultats contradictoires, n’aboutit qu’à la confusion.
Mais si, en vertu des lois établies plus haut, nous considé-
rons : 1° que les diverses espèces du genre Canis répondent à la formule E — k% P°% (avec 0,38 pour valeur de k); 29° que l’encéphale du Chien, à partir d’un poids corporel moyen pour lequel il répond à la même formule, suit les accroissements ou les diminutions du poids corporel non plus suivant la
puissance 0,56 maïs suivant la puissance 0,25, la combinaison des deux formules rend compte clairement des différences observées.
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