Il est une heure du matin dans un laboratoire de l'Institut des sciences et technologies d'Okinawa (OIST). Une pieuvre dort dans son bassin. Et soudain, quelque chose d'étrange se produit : sa peau, d'un gris terne quelques secondes plus tôt, commence à clignoter. Des taches sombres se propagent sur ses flancs, des reflets dorés traversent ses bras, un motif de camouflage s'esquisse et disparaît en quelques secondes. Puis tout redevient calme. La pieuvre dort toujours.

Que se passe-t-il dans la tête — ou plutôt dans les bras — de cet animal quand il dort ? Rêve-t-il ? La question aurait semblé absurde il y a quelques décennies. Elle est devenue l'une des plus fascinantes de la neurologie moderne.

Une étude qui change notre vision du sommeil

En juin 2023, une équipe de chercheurs de l'OIST et de l'Université de Washington a publié dans la revue Nature les résultats d'une étude portant sur le sommeil de l'espèce Octopus laqueus. Ce qu'ils ont découvert a de quoi bousculer les certitudes : les pieuvres traversent deux phases de sommeil bien distinctes, à l'image de ce que les mammifères — dont nous — connaissent chaque nuit.

La première phase est calme. La pieuvre reste immobile, sa peau adopte une teinte uniforme, son activité neuronale ralentit. C'est ce que l'on observe aussi chez l'humain en sommeil non-REM, la phase dite « lente ».

Puis, environ une fois par heure, tout bascule. Pendant une durée d'une à deux minutes, les bras de la pieuvre tressaillent légèrement, ses yeux bougent sous leurs paupières mi-closes, sa respiration s'accélère, et sa peau commence à produire ces motifs colorés fugaces. Les enregistrements électrophysiologiques du cerveau révèlent en parallèle une activité neuronale très proche de l'état d'éveil — notamment dans les lobes frontaux supérieurs et verticaux, des zones associées à l'apprentissage et à la mémoire.

Cette phase correspond, trait pour trait, à ce que nous appelons chez les mammifères le sommeil REM (pour Rapid Eye Movement, ou sommeil paradoxal). C'est la phase au cours de laquelle les humains rêvent.

Cinq cents millions d'années de distance — et pourtant

Ce qui rend cette découverte philosophiquement vertigineuse, c'est la distance évolutive qui sépare les pieuvres des humains. Nos derniers ancêtres communs vivaient il y a environ 500 à 550 millions d'années. C'était probablement un petit ver marin, sans véritable cerveau, sans mémoire complexe, sans rien qui ressemblât de près ou de loin à ce que nous appelons une vie intérieure.

Depuis cette bifurcation, les deux lignées ont évolué de façon totalement indépendante. Les vertébrés ont construit un cerveau centralisé, hiérarchisé, avec un cortex. Les céphalopodes ont emprunté une voie radicalement différente : la pieuvre possède environ 500 millions de neurones, mais les deux tiers d'entre eux ne sont pas dans son cerveau central. Ils sont répartis dans ses bras. Chaque bras est en quelque sorte une entité semi-autonome, capable de prendre certaines décisions motrices sans consulter le centre de commandement.

Et pourtant, les deux lignées sont arrivées au même résultat : un sommeil en deux phases, avec une période d'activité intense ressemblant à l'éveil. Ce phénomène d'évolution convergente — quand deux espèces très éloignées développent indépendamment la même solution à un problème — suggère que ce type de sommeil n'est pas un accident. Il remplirait une fonction essentielle, peut-être dans la consolidation de la mémoire, peut-être dans le traitement des expériences de la journée.

Rêvent-elles vraiment ?

La question reste ouverte — et les scientifiques sont prudents. Dire qu'une pieuvre « rêve » implique de supposer qu'elle a une forme d'expérience subjective, une vie intérieure. C'est là que les neurosciences atteignent leurs limites actuelles.

Ce que l'on peut affirmer, c'est que pendant la phase active de leur sommeil, les pieuvres présentent tous les corrélats comportementaux et neuronaux que l'on associe au rêve chez les mammifères : activité cérébrale semblable à l'éveil, mouvements musculaires involontaires, variations rapides des patterns cutanés. Et ces variations colorées de la peau sont particulièrement intrigantes : elles semblent reproduire des séquences entières de camouflage ou de coloration d'alarme, comme si l'animal rejouait mentalement une scène de chasse, une fuite, une interaction.

Sylvia Lima de Souza Medeiros, chercheuse brésilienne qui a filmé en 2019 une pieuvre aux prises avec ces épisodes colorés nocturnes, notait : « Nous pensons qu'elle revivait peut-être des expériences vécues dans la journée. » En 2023, les données de l'OIST ont donné une base neurologique à cette intuition.

Ce que les pieuvres nous apprennent sur nous-mêmes

Il y a quelque chose de profondément dérangeant — dans le bon sens du terme — à découvrir que le sommeil paradoxal n'est pas une exclusivité des mammifères. On savait déjà que les oiseaux et les reptiles présentaient des formes simplifiées de ce type de sommeil. Mais les pieuvres, avec leur architecture neuronale si différente, ajoutent un argument de poids : le sommeil actif n'est pas un accident de l'évolution des vertébrés. C'est peut-être une nécessité de toute cognition complexe.

En d'autres termes : si vous voulez apprendre, mémoriser, vous adapter — il faut peut-être rêver. Et si les pieuvres rêvent, alors le rêve est bien plus ancien, bien plus universel qu'on ne le pensait.

C'est une de ces découvertes qui ne changent pas seulement notre regard sur un animal. Elles changent notre regard sur ce que signifie avoir un cerveau, une mémoire, et peut-être une expérience intérieure. Dans un bassin d'Okinawa, quelque part dans la nuit, une pieuvre aux neuf cerveaux clignote doucement. Ce qui se passe dans ses bras et dans ses lobes frontaux reste mystérieux. Mais l'hypothèse qu'elle traverse quelque chose qui ressemble, de très loin, à ce que nous vivons chaque nuit, n'est plus tout à fait de la science-fiction.