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Outil : Non au cerveau en tranches

Voies nerveuses et « voies de financement » !

Neurones vs hormones


Les circuits nerveux sont continuellement l'objet de réglages par lesquels l'efficacité de toutes les synapses d'un ensemble (et donc le poids relatif de chaque élément du réseau) peut être modifié en permanence.

Ces réglages permettent aussi de mettre un groupe de neurone " sur la même longueur d'onde ". En s'activant ainsi en synchronie, ils augmentent leur importance mutuelle par rapport à tous les autres. Le cerveau parviendrait de cette façon à recruter des configurations temporaires et originale de neurones (assemblée de neurones).

LE CERVEAU CÂBLÉ
LE CERVEAU HORMONAL

On schématise souvent (mais pas toujours) le fonctionnement des circuits corticaux en trois temps : entrée de l'information, synthèse et comparaison, sortie et action.

L'entrée dans le système nerveux se fait par des récepteurs sensibles à une variation du monde extérieur perçue par les organes des sens, ou du monde intérieur comme la position du corps par exemple.

Le récepteur peut être le premier neurone lui-même, comme dans le cas de l'odorat, ou être une cellule spécialisée comme pour les photorécepteurs de la rétine. Avant de rejoindre leur aire corticale primaire désignée, pratiquement toutes les fibres issues d'un organe des sens font au moins une connexion au niveau des centres sous-corticaux dont les principaux sont les noyaux du thalamus. En fait, toutes les autres aires corticales, qu'elles soient motrices ou associatives, reçoivent des fibres d'un noyau thalamique qui leur est propre.

Une autre entrée corticale importante est constituée des fibres provenant du cortex lui-même, du même hémisphère ou de l'hémisphère opposé. Ces fibres associent plusieurs aires entre elles d'où leur nom de fibre d'association.

Arrivée dans l'aire corticale primaire, l'influx sensoriel diverge rapidement dans différents circuits locaux responsables du traitement de l'information. Ces microcircuits corticaux comprennent tous les mêmes types cellulaires répartis dans les mêmes six couches du cortex. La fonction d'une aire corticale est donc davantage déterminée par ses entrées et ses sorties que par l'organisation intrinsèque des circuits locaux.

Le résultat des " calculs " effectué par ces microcircuits convergent éventuellement vers des cellules pyramidales dont les axones sont les seules voies de sortie du cortex.

Une fraction importante des axones qui sortent du cortex y retournent, dans le même ou l'autre hémisphère. D'autres s'arrêtent dans les centres sous-corticaux, comme les noyaux thalamiques. Les fibres qui sortent du cortex entrent donc en contact avec les fibres sensorielles qui envoient leur axone vers le cortex. Des circuits " en boucle " (avec ré-entrée corticale) peuvent donc se former à ce niveau.

Il s'agit là d'une caractéristique fondamentale du fonctionnement cérébral: le système de boucles à chaque étape. En effet, à chaque relais une partie des fibres et des connexions revient vers l'étape précédente pour l'informer et la " rétrocontrôler " (feed-back). Ceci permet entre autre à la commande motrice, lors de la sortie finale, de rectifier ou d'ajuster la commande jusqu'au dernier instant. Ces boucles nous permettent par exemple de garder notre équilibre lorsque nous marchons contre des bourrasques de vent.

Outil: La cybernétique

On retrouve ce même phénomène de boucle rétroactive dans le réflexe de retrait d'une jambe par exemple.

Le neurone sensoriel qui détecte le stimulus douloureux transmet l'information à différents interneurones, certains excitateurs, d'autres inhibiteurs.

Le muscle fléchisseur de la jambe stimulée va se contracter sous l'action excitatrice d'un interneurone. Le muscle extenseur de la même jambe va quant à lui se relâcher, résultat d'une stimulation inhibitrice d'un interneurone sur son neurone moteur.

L'influx sensitif va aussi agir sur la jambe opposé par un réflexe "croisé". L'effet, cette fois, sera inversé : stimulation des motoneurones de l'extenseur et inhibition des motoneurones du fléchisseur. La jambe opposée se tend et gagne ainsi en stabilité et rigidité pour faire face à la surcharge de poids issue de la flexion de l'autre jambe (qui est alors décollée du sol).

Ces circuits réflexes courts permettent des réactions peu élaborées mais rapides pour protéger l'organisme. En revanche, l'exécution d'un morceau de piano suppose des connexions très complexes à cause du nombre de muscles qu'il convient à chaque instant de contracter et de décontracter.


Ce schéma donne une idée de la complexité des circuits corticaux connus pour le traitement de l'information visuelle.
Credit: Felleman and Van Essen's Circuit Diagram of the Macaque Brain as of December 1990

Dissection de l'hémisphère gauche montrant le faisceau arqué, ce réseau de longues fibres associatives qui relient les cortex associatifs auditif et moteur en contournant l'extrémité du sillon latéral.

Credit: The Digital Anatomist

 

    
Liens
Lien : Ventral tegmental system: neurobiology.Lien : Propagation of the action potentialLien : The Serotonin System and All that Goes With it

Neurones vs hormones


Les neurones du cerveau sécrètent des substances qui règlent le fonctionnement des glandes du reste du corps. La voie principale de ce contrôle passe par l'hypophyse, une petite glande située à la base du cerveau dont les hormones influencent pratiquement toutes les glandes de l'organisme. Or celle-ci est grandement influencée par les neuromodulateurs que produit l'hypothalamus (on parle alors de neurohormones).

C'est ainsi que l'hypothalamus, en diffusant par exemple de la dopamine dans les vaisseaux sanguins qui irriguent l'hypophyse, va inhiber la production de prolactine par celle-ci, diminuant du même coup la stimulation des glandes mammaires.

L'inverse est aussi vrai : plusieurs hormones peptidiques sont présents dans de nombreuses structures centrales où ils influencent à leur tour l'activité du cerveau.

Outil : La cybernétique

LE CERVEAU HORMONAL
LE CERVEAU CÂBLÉ

Plusieurs drogues ou médicaments, en particulier ceux pour les désordres affectifs et la schizophrénie, agissent sur les neuromodulateurs utilisés par les neurones à projections diffuses du tronc cérébral.

C'est pour cette raison que malgré leur petit nombre, la fonction ainsi que la distribution des projections de ces neurones ont fait l'objet de nombreux travaux.

Outil: Identification des voies cérébrales

Pour ce faire, on a dû utiliser diverses techniques de traçage car ces axones n'étant pas myélinisés, il ne forment pas de faisceaux facilement identifiables. Les résultats ont confirmés leur grande divergence : un seul axone de ces neurones peut, par exemple, se subdiviser et innerver à la fois le cortex et le cervelet.


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