« Il y avait à Montmartre un excellent homme nommé Dutilleul qui possédait le don singulier de passer à travers les murs sans en être incommodé », tel est le début de la charmante nouvelle intitulée Le Passe-Muraille de l’écrivain Marcel Aymé ; dans cette fiction pleine d’humour, écrite en 1943, l’auteur peut, au gré de sa fantaisie, transporter son héros dans les lieux les plus insolites en l’affranchissant des lois de la physique.

Les anatomistes et plus particulièrement les paléoanatomistes ont longtemps rêvé de pouvoir, tout comme Monsieur Dutilleul, percer les mystères de l’architecture et la disposition des organes internes des formes vivantes qu’ils étudient.

Dès les débuts de l’anatomie comparée, les naturalistes éprouvèrent le besoin d’examiner dans les moindres détails les particularités des organismes. C’est ainsi que le célèbre Georges Cuvier prépara avec beaucoup de soin le squelette de nombreux poissons en désarticulant les os du crâne et en les disposant dans des boîtes pour mieux connaître et comprendre leur structure. Ce travail préliminaire lui permit, en collaboration avec son collègue Achille Valenciennes, de proposer une description et une classification raisonnée de tous les poissons connus au début du xix ^e siècle.

Dans le cas des organismes fossiles, dont les restes squelettiques sont enchâssés dans une gangue de pierre, le travail s’avère beaucoup plus difficile, voire impossible. S’il est relativement aisé de préparer, par des moyens mécaniques, la surface externe d’un crâne de poisson ou de reptile à l’aide d’aiguilles ou de petits marteaux piqueurs, il est beaucoup plus difficile, voire impossible de dégager des parties internes, plus profondes, comme l’endocrâne ; il faut renoncer très souvent à l’examen des relations intimes entre certains os, à suivre le trajet des canaux des nerfs et des vaisseaux et à accéder à la cavité cérébrale.

Plusieurs méthodes ont été initiées dans le passé pour résoudre ces difficultés : on sacrifia quelques crânes fossiles entourés de leur gangue, en les sectionnant longitudinalement ou transversalement. C’est ainsi que fut étudiée l’anatomie interne des crânes des premiers ichtyosaures découverts dans le Lias de Grande-Bretagne. On fit de même avec des crânes de crocodiles fossiles ou de mastodontes. Mais les informations fournies par cette méthode restaient fragmentaires.

On utilisa alors des acides pour dissoudre les fossiles enchâssés dans des sédiments calcaires. On put ainsi dégager en douceur les os fragiles des poissons du Crétacé inférieur de Ceara au Brésil ou préparer chacun des os du crâne de poissons cuirassés du Dévonien d’Australie ou du Maroc, pour reconstituer ensuite en trois dimensions la tête de ces animaux, en plaçant chacune des pièces dans leur position anatomique.

Dans le cas d’organismes de petites dimensions, il fut possible de préparer sous la loupe binoculaire, à l’aide de fines aiguilles, les endocrânes des premiers vertébrés fossiles. L’école suédoise de paléontologie, sous la houlette d’Éric Stensiö, se rendit célèbre par la qualité des préparations de ces fossiles et par la nouveauté des informations scientifiques qui furent ainsi apportées pour comprendre l’évolution du crâne des vertébrés. La méthode fut appliquée avec succès sur les endocrânes des placodermes du Dévonien d’Australie par Gavin Young et Roger Miles, et du Spitzberg par Daniel Goujet (MNHN, Paris). Au début du xx ^e siècle, les Suédois perfectionnèrent encore leurs études en utilisant la méthode des sections sériées de l’Anglais William Johnson Sollas, qui consiste à effectuer dans un endocrâne une série de coupes parallèles sous forme de lames minces dont l’examen permet de reconstituer les structures anatomiques dans les trois dimensions. Cette méthode fut utilisée également pour l’étude d’autres organismes comme les coraux fossiles. Avec une technique encore plus élaborée, il fut possible aux chercheurs suédois d’obtenir des informations plus fines et plus nombreuses, en usant simplement le plan de section de quelques fractions de millimètres par simple polissage ; après chaque opération, chaque surface d’usure était photographiée, chaque prise de vue était agrandie et utilisée pour découper, dans des plaques de cire, les contours des structures osseuses ; on pouvait ainsi bâtir un modèle en cire très agrandi qui permettait de visualiser plus facilement les trajets des nerfs et des vaisseaux et la forme de la cavité cérébrale. Cette méthode fut introduite en France, au Muséum national d’histoire naturelle, par Jean-Pierre Lehman et appliquée à l’étude des endocrânes des poissons paléoniscides du Carbonifère du Kansas par Cécile Poplin et des endocrânes de poissons sans mâchoires du Silurien-Dévonien par Philippe Janvier.

Une autre manière de connaître les détails anatomiques d’un organisme fut d’utiliser l’extraordinaire découverte de l’Allemand Wilhelm Röntgen. Celui-ci en découvrant l’existence de rayons électromagnétiques à haute fréquence, qu’il nomma rayons X, a permis, à partir de 1895, l’examen des structures invisibles sur le vivant. Les radiographies si précieuses et si utiles aujourd’hui en médecine lui valurent l’obtention du premier prix Nobel de physique en 1901. Les rayons X ont tout naturellement été utilisés pour percer les secrets des organismes vivants et ont permis de réaliser des progrès considérables dans la connaissance de leur anatomie.

Mais cette technique ne pouvait cependant pas résoudre tous les problèmes posés. Le rayonnement X étant diffusé dans les trois dimensions, la lecture des détails reste difficile et l’interprétation des structures parfois délicate. C’est pourquoi, la mise au point par l’Anglais Godfrey Neubold Hounsfield en 1972, grâce à l’utilisation des travaux théoriques de l’Américain Alan Cormack, de la Computed Tomography (CT), c’est-à-dire de l’utilisation couplée des rayons X et de l’ordinateur, a permis une véritable révolution dans l’examen du vivant. L’ordinateur est capable de restituer l’ensemble d’un organisme qui a été balayé plan après plan par les faisceaux de rayons X et d’en proposer une image virtuelle en trois dimensions. Ce nouvel outil a ouvert un domaine d’applications extraordinaires en médecine et en chirurgie et a valu à ces deux scientifiques le prix Nobel de physique en 1979.

Mais cette technique fait aujourd’hui le bonheur des anatomistes et des paléoanatomistes. L’efficacité de la tomographie est telle, que l’on ne peut qu’être émerveillé en voyant sur un écran d’ordinateur les images extraordinaires d’un crâne de dinosaure ou de mammifère fossile dont les moindres détails apparaissent avec une visibilité parfaite et sans qu’il n’ait été besoin d’ôter la gangue qui les entoure. Le tracé des nerfs et des vaisseaux, la position des canaux semi-circulaires, la forme de la cavité cérébrale, les contours et les limites de chaque os, tout est devenu visible, tout est devenu accessible à l’étude. Grâce à la tomographie à haute résolution, grâce au rayonnement X synchrotron en contraste de phase, grâce aussi à la numérisation surfacique avec contact ou sans contact, les paléontologues peuvent pénétrer dans un monde inédit. Avec la tomodensitométrie et ses applications, chacun de nous peut s’identifier à Monsieur Dutilleul, le passe-muraille.