Main droite ou main gauche ? L’origine de la latéralité reste mystérieuse

Parfois, le « propre de l’homme » se traduit par « aberration évolutive ». C’est ainsi, en tout cas, que Thomas Püschel, professeur à l’Institut des sciences humaines de l’université d’Oxford, qualifie le fait que notre espèce soit la seule, parmi les primates, à montrer une préférence aussi marquée pour l’usage de la main droite. Un humain sur dix seulement se définit comme gaucher, et environ un sur cent comme ambidextre.

Cette latéralité droite-gauche est frappante tant sur le plan individuel – la prééminence d’une main demeure tout au long de l’existence – que sur le plan de la population. Cette préférence proche de 90 % pour la droite est universelle, quelle que soit la civilisation prise en compte, et abstraction faite des interdits culturels, scolaires ou religieux, qui bannissent l’usage de la main sénestre – étymologiquement, « sinistre » ou « funeste ».

Comment l’expliquer ? Lors du congrès de la Société européenne pour l’étude de l’évolution humaine, fin septembre, à Paris, Thomas Püschel a présenté ses travaux sur la latéralité dans la lignée humaine, qui lèvent un coin du voile. Avec ses collègues Rachel Hurwitz et Chris Venditti, il a compilé des données disponibles chez 41 espèces anthropoïdes, actuelles et disparues, pour évaluer la force de la latéralité. Il en ressort que notre espèce est bien hors norme.

Seul le langur de Java (Trachypithecus auratus) montre une préférence manuelle plus marquée sur le plan individuel : quelle que soit la direction (droite ou gauche), il utilisera, par exemple, toujours la même main pour s’agripper à une branche – un trait que partagent d’autres singes arboricoles, tels que les singes-araignées, à un degré moindre.

Un biais gaucher

Entendons-nous bien : il s’agit là de préférences individuelles, mais, au niveau de la population, seules deux espèces ont montré une préférence manuelle significative (un biais gaucher, d’ailleurs) : l’orang-outan (Pongo sp.) et le rhinopithèque de Roxellane (Rhinopithecus roxellana). Les chimpanzés et les gorilles affichaient en moyenne une préférence pour la main droite, mais à un niveau qui restait sous le seuil de significativité statistique dans l’échantillon d’études retenu par l’équipe britannique.

Thomas Püschel et ses collègues ont ensuite tenté de modéliser ces comportements, en définissant une série de critères – alimentation, taille du cerveau, rapport de longueur entre membres supérieurs et membres inférieurs, masse corporelle, niveau d’arboricolie (adaptation à la vie dans les arbres), apprentissage social, utilisation d’outils… – susceptibles d’entrer en ligne de compte. Une locomotion plus quadrupède signait une tendance populationnelle vers la gaucherie. Une force de la latéralisation était plus marquée chez les espèces arboricoles.

Ces modèles ont pu être appliqués à nos ancêtres et cousins disparus. Cet exercice de transposition suggère que c’est avec l’émergence du genre Homo, et son plus gros cerveau, que les indices de latéralisation décollent chez les hominines (les membres de notre lignée), depuis sa séparation avec les ancêtres des grands singes actuels. Avec une exception : Homo floresiensis, le « hobbit » de l’île de Florès, qui était bipède mais dont les phalanges courbées trahissent un goût encore prononcé pour l’arboricolie.

La conclusion de ces travaux ? La latéralité aurait été favorisée par la bipédie, qui a libéré nos mains, lesquelles ont pu se spécialiser chez chaque individu. La dimension populationnelle (et la prédominance des droitiers) serait, en revanche, liée à un autre facteur : notre gros cerveau. « L’émergence d’un biais prononcé de droiterie chez l’humain peut être considérée comme faisant partie de l’ensemble plus large de spécialisations neurologiques et comportementales liées à la trajectoire cognitive unique de notre lignée », concluent Thomas Püschel et ses collègues.

Le cas du corbeau

Qu’en pense l’anthropologue franco-américaine Natalie Uomini, qui a longtemps travaillé sur la question de la latéralité chez les humains, en s’appuyant sur l’éthologie, l’archéologie, l’anthropologie et la neurobiologie ? Chercheuse indépendante, après avoir été rattachée à des Instituts Max-Planck en Allemagne, elle étudie aujourd’hui le corbeau calédonien. Chez lui, c’est le bec, et non la main, qui est latéralisé. Les baguettes de bois qu’il façonne en hameçons pour récupérer des larves « sont toujours du même côté du bec ». Un choix dont on ignore s’il est dicté par l’observation de ses pairs ou par d’autres facteurs.

Mais revenons aux humains : Natalie Uomini a proposé sur le sujet, à la fin des années 2000, des synthèses qui font toujours référence, mais elle avait fini par se détourner de cette thématique, « faute d’éléments neufs à analyser ». C’est pourquoi elle accueille avec intérêt ces nouveaux travaux. « Cette approche phylogénétique [en fonction des liens de parenté] est assez différente de ce qui s’est fait jusqu’à présent, note-t-elle. Même si l’étude n’a pas encore été revue par les pairs, elle semble confirmer que la taille du cerveau a un lien avec la latéralité. Ce n’est pas une idée nouvelle, mais c’est bien de la voir renforcée par une autre approche. »

Si les recherches sur la latéralité humaine prennent soin de distinguer le niveau individuel (la force de la préférence pour une main) du niveau collectif (quelle proportion de la population préfère la gauche ou la droite), Natalie Uomini souligne une troisième dimension : l’action à réaliser, qui peut conditionner l’usage d’une main ou d’une autre.

« La plupart de nos gestes ne sont pas latéralisés : par exemple, je peux me gratter le nez indifféremment avec une main ou l’autre, souligne la chercheuse. C’est quand on doit faire des actions précises que la préférence latérale se manifeste : quand on utilise des outils, quand on écrit… » Ce qui conduit, comme souvent, à la question de la poule et de l’œuf : la latéralité est-elle un produit de cette évolution vers des tâches plus complexes, ou bien est-ce l’inverse ?

Le test du beurre de cacahuète

L’étude de nos cousins primates vise à éclairer cette question. C’est ce qui mobilise Adrien Meguerditchian depuis une vingtaine d’années, à la station de primatologie de Rousset, près d’Aix-en-Provence (Bouches-du-Rhône), à la suite de son mentor Jacques Vauclair.

« Quand je suis arrivé à la station, un chercheur américain, William Hopkins, venait de concevoir une tâche simple pour mesurer la préférence manuelle des singes : leur proposer un tube rempli de beurre de cacahuète et voir comment ils s’y prennent pour le récupérer. » Ce test visait à standardiser les observations, qui étaient entachées jusqu’alors par de multiples biais, comme la posture de l’animal ou la position de l’objet à manipuler, pouvant influencer la main utilisée, notamment lorsqu’il fallait coordonner les gestes. C’est précisément pour cela que Thomas Püschel a retenu ce test dans son étude comparative.

A rebours de ce qu’avaient soutenu jusque-là plusieurs des caciques de la primatologie, l’expérience du tube a révélé que les singes présentent eux aussi des préférences latérales individuelles, mais également populationnelles. « C’est un vieux débat de savoir s’il y a dans la préférence manuelle une rupture avec l’espèce humaine ou une continuité avec les autres primates, ce qui est plutôt notre position », résume Adrien Meguerditchian. Vingt ans après ces premières passes d’armes, il propose toujours ces tubes aux babouins qu’il étudie – lesquels se montrent droitiers à 61 %.

Il a constaté, comme Thomas Püschel, une légère dominance de la main gauche chez les singes arboricoles. « L’explication est spéculative : ces singes s’accrocheraient préférentiellement aux branches par la main droite dominante, ce qui libérerait la gauche pour les mouvements plus fins, une configuration qui se retrouve avec le test du tube, qu’ils tiennent de la main droite pour extraire les friandises de la gauche », avance le chercheur. Pour les singes terrestres, la main dominante, plus souvent la droite, serait déjà libérée pour la manipulation fine.

L’étude de l’aire motrice

Adrien Meguerditchian a mobilisé un autre outil pour étudier la latéralisation chez les singes : l’imagerie par résonance magnétique (IRM), qui permet de façon non invasive de caractériser sur les singes endormis l’aire motrice de la main dans le cortex, l’enveloppe externe et plissée du cerveau.

William Hopkins, le chercheur qui donnait du beurre de cacahuète aux singes, a mis en évidence une asymétrie entre les deux hémisphères. Chez les chimpanzés droitiers, le sillon de l’aire motrice manuelle gauche est plus profond, et inversement chez les gauchers. Rappelons que, chez les singes comme chez les humains, la commande des mouvements a pour origine l’hémisphère opposé au membre concerné.

Cette asymétrie de profondeur – et donc de richesse neuronale – du sillon de l’aire motrice a été observée aussi chez le babouin. « Il y a une vraie cohérence dans ces observations et l’idée d’une continuité phylogénétique pour la préférence manuelle, même si elle est plus marquée chez l’humain », explique Adrien Meguerditchian.

Le chercheur veut faire du babouin un modèle, en observant par IRM l’évolution cérébrale de ses protégés, de la naissance à l’âge adulte. « On retrouve une question de poule et d’œuf : est-ce une asymétrie cérébrale qui précède une préférence manuelle, ou l’inverse ? », questionne-t-il.

Un autre facteur, le portage maternel, entre lui aussi en jeu : les bébés babouins portés sur le côté gauche de la mère ont plus tendance à être gauchers, et inversement, tandis que ceux qui sont portés indifféremment sont plus souvent ambidextres – ce qui se reflète aussi dans les IRM. Cet effet du portage (dont la latéralité, y compris chez l’humain, est elle aussi mystérieuse), sans doute lié à une privation de mouvement d’un des bras, a tendance à s’estomper à mesure que le petit gagne en indépendance. « Il y a donc une plasticité », éclaire le chercheur.

« Et là, surprise ! »

Adrien Meguerditchian s’est interrogé également sur un autre rôle de la main : la communication gestuelle. Il a observé, chez les espèces « droitières » selon le test du tube (chimpanzé, gorille, babouin), le niveau de cette latéralisation lorsque le geste a une vocation de signal. En l’occurrence, chez le babouin, frapper le sol de la main en signe de menace. « Et là, surprise ! La latéralisation montait chez lui à 78 % en faveur de la main droite. »

Le même phénomène a été observé chez les humains. Les gestes de pointage recrutent plus souvent la main droite, même chez les gauchers. Or, le langage est majoritairement sous le contrôle de l’hémisphère gauche. « Peut-être que la latéralité manuelle associée à la communication est un bon reflet de la fameuse spécialisation hémisphérique du langage », avance le primatologue.

Ces travaux ne sont pas de pures curiosités intellectuelles ; ils peuvent avoir des implications médicales. Avant d’opérer certains patients souffrant d’épilepsie sévère, il est fondamental de savoir si l’intervention ne met pas en péril des centres cérébraux importants, comme celui du langage. Or, il apparaît que les tâches de pointage peuvent donner des indices supplémentaires sur sa latéralisation – les aires du langage ne sont pas toujours à gauche.

« Nous travaillons avec l’épileptologue Agnès Trébuchon, à l’hôpital de la Timone, à Marseille, ajoute Adrien Meguerditchian. Elle m’a récemment indiqué avoir rouvert le dossier d’une patiente jugée inopérable, après avoir constaté qu’elle pointait d’une main différente de celle utilisée pour la préhension. Elle a finalement pu être opérée, car le foyer épileptogène ne se trouvait pas dans l’aire du langage. J’ai eu les larmes aux yeux de voir qu’une petite découverte chez le babouin pouvait avoir une application clinique. »

Il y a 25 millions d’années

Cette asymétrie gauche des aires du langage, majoritaire chez les humains (à 90 %), a aussi été observée, dès la naissance, chez les babouins et les chimpanzés, des espèces pourtant « non parlantes ». Elle n’est prédictive d’une préférence manuelle droite que pour la communication gestuelle. Mais le signal n’est, là encore, pas en noir et blanc. Pour le langage, les gauchers humains ne sont pas l’inverse des droitiers : les aires du langage sont, chez eux aussi, majoritairement (70 %) à gauche, même si c’est moins que chez les droitiers. Ce qui suggère des influences multifactorielles et anciennes.

Ces correspondances, même partielles, entre commande gestuelle et signalisation ouvrent l’hypothèse selon laquelle la spécialisation cérébrale du langage chez l’humain aurait des racines vieilles « d’au moins 25 millions d’années, chez l’ancêtre commun des singes de l’Ancien Monde et de notre espèce », avance le primatologue.

Voyons ce que les archéologues et paléoanthropologues peuvent nous dire de la latéralité chez nos plus proches ancêtres. « C’est un peu un défi », résume la préhistorienne Marie-Hélène Moncel (CNRS, MNHN). Si les ossements humains des derniers siècles et millénaires, par leur usure ou les différences de robustesse entre les bras, confirment l’ancienneté de la majorité de droitiers chez Homo sapiens, les indices chez nos cousins disparus et nos devanciers sont plus ténus.

Prenons la présence de stries sur les dents de devant de certains néandertaliens, et même d’un Homo habilis tanzanien vieux de 1,8 million d’années. On suppose qu’elles ont été laissées par des couteaux de pierre utilisés pour couper de la viande ou une peau à ras de la bouche, comme le font encore certains Inuits. Les dents, cette « troisième main », ont gardé des traces généralement interprétées comme dues à une maladresse de la main droite.

« Mais avait-on vraiment le même pourcentage de droitiers chez Neandertal que dans notre espèce ? On est incapable de le dire », estime Marie-Hélène Moncel. L’analyse de l’usure des outils lithiques et des modalités de fabrication ne permet pas non plus de trancher : « On peut distinguer un apprenti d’un expert, mais on est loin de pouvoir dire qui était droitier ou gaucher », note la chercheuse, qui a tenté, en vain, de reproduire certains résultats plus affirmatifs.

Faire parler les drosophiles

Que nous dit l’analyse du cerveau, à travers les marques qu’il laisse sur la partie intérieure du crâne ? Le paléoanthropologue Antoine Balzeau (CNRS, MNHN), qui a dirigé la vaste étude PaleoBrain sur le sujet, reste prudent. Et pour cause : lorsqu’il a demandé à des experts de retracer les sillons cérébraux à partir d’endocrânes (parties internes de la boîte crânienne) de sujets modernes, « la moitié des réponses étaient fausses ». La base de données constituée à partir de 75 IRM de volontaires devrait permettre, à l’avenir, d’être plus précis.

L’enjeu est d’identifier les asymétries cérébrales qui ont pu exister dans d’autres espèces « et, ensuite, de comparer avec les humains actuels pour, peut-être, donner du sens ». Mais il note que les structures cérébrales des néandertaliens, et certains spécimens comme Homo longi (un dénisovien), apparaissent déjà comme très différentes. « On essaiera de voir si on peut en déduire des différences comportementales. Honnêtement, je n’en suis pas convaincu », dit Antoine Balzeau.

Si nos proches cousins primates et ancêtres ne sont pas coopératifs pour remonter aux origines de la droiterie, certains tentent de faire parler des modèles animaux bien plus éloignés sur le plan évolutif. C’est le cas de Stéphane Noselli (Institut de biologie Valrose, Nice), spécialiste de la drosophile.

Précisons que, si les mouches peuvent préférer se toiletter avec une patte plutôt qu’une autre, ce n’est pas cette latéralité-là qui l’intéresse, mais celle des organes et du système nerveux. Son équipe a découvert l’implication du gène myosine 1D (myo1d) dans l’asymétrie des organes, dont un variant a été décrit en Chine et en Arabie saoudite chez des fillettes issues d’unions consanguines et souffrant de malformations avec le cœur placé à droite.

Cette latéralité-là, normale ou pathologique, s’explique bien par la génétique. Rien de tel pour l’asymétrie cérébrale. Stéphane Noselli vient de cosigner une revue de la littérature scientifique montrant que l’étude de modèles tels que le ver C. elegans, le poisson-zèbre ou la mouche ne permet pas de « tirer de grand principe unificateur ». Par ailleurs, il n’existe pas d’équivalent connu de myo1d qui ait été conservé au fil de l’évolution.

Des mouches amnésiques

Chez la drosophile, trois circuits cérébraux asymétriques ont été identifiés à ce jour. Pour l’un d’eux, 95 % de la population présentent cette asymétrie dans les connexions des neurones dits « H ». Organisés comme cette lettre, ils se projettent d’un côté de la barre centrale plutôt que de l’autre. Les 5 % restants, où les neurones se partagent également entre les jambes du « H », présentent un défaut de la mémoire à long terme. Ces mouches oublient d’un jour sur l’autre qu’une odeur spécifique a été associée à un choc électrique, ou qu’une partenaire vierge les a repoussées.

« C’est une bonne illustration de ce que peut apporter sur le plan évolutif une minorité un peu naïve », souligne le chercheur. La mouche mâle oublieuse retentera sa chance le lendemain, cette fois peut-être avec succès, quand son rival « neurotypique » aura retenu la leçon et s’abstiendra. « On ne comprend pas comment, de façon aléatoire, 95 % des mouches à chaque génération sont asymétriques, note Stéphane Noselli. Il y a nécessairement une base génétique, qui nous reste inconnue. »

Les gauchers prendraient-ils ombrage d’être comparés à des mouches amnésiques ? On ne sait pas plus pourquoi une proportion constante de cette minorité humaine se maintient au fil des âges. Là non plus, aucune signature génétique solide, au-delà de simples corrélations. L’étude des bébés et du comportement des fœtus, pour remonter à l’origine de notre latéralité manuelle, souligne sa labilité. Elle est donc composite, irréductiblement multifactorielle, et encore opaque à notre compréhension, conviennent les scientifiques.

Pourquoi cherchent-ils à percer ces mystères, au point d’avoir créé une revue spécialisée, Laterality ? Parce qu’il s’agit d’exemples frappants des nombreuses ruptures de symétrie qui sont au cœur de notre univers, vivant ou non, répond Stéphane Noselli. Il en voit l’expression « aussi bien à l’échelle des galaxies spirales qu’au niveau de l’interaction faible, en passant par l’enroulement des molécules ».

« Parce que la latéralité fait partie des choses qui nous interpellent, de l’intime, complète Natalie Uomini. Parce que le monde moderne est encore fait pour les droitiers, moins sujets aux accidents du travail. Parce qu’être gaucher est parfois encore déprécié. Il est important de casser les préjugés, d’accepter que c’est naturel, que cela fait partie de notre héritage primate, animal. »