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Du simple au complexe
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Anatomie des niveaux d’organisation

Liens
AideLivre : Jean-Pierre Changeux, L'homme neuronal, Fayard, Paris, 1983. (379 p.)Lien: Brain circuitryLien: Brain Anatomy
Lien : Association cortex (animations)Lien : Animation : Reflexe Arcs
Histoire
Histoire : Cognitive functions : phrenology vsHistoire : Le cerveau à travers les âges

Nous sommes tous un réseau complexe

Un même type de connectivité pour le cerveau et l’univers?

Neurones vs hormones


Le cerveau traite l'information nécessaire à son fonctionnement dans un grand nombre de structures en même temps : il fonctionne en circuits parallèles. Une même information peut être traitée simultanément par plusieurs "centres". Cette redondance explique la capacité du cerveau de pouvoir récupérer après avoir subi une lésion.

Les centres cérébraux doivent donc davantage être conçus comme des carrefours stratégiques ou des points de passage obligés du traitement de certaines données, plutôt que comme des lieux exclusifs d'exécution d'une fonction.


La proportion de matière blanche (axones) par rapport à la matière grise (corps des neurones et dendrites) est beaucoup plus importante dans le cerveau humain que dans celui du rat, par exemple. Nos neurones font en effet beaucoup plus de connexions entre eux, ce qui implique plus d'axones et donc plus de matière blanche.
LE CERVEAU CÂBLÉ
LE CERVEAU HORMONAL

Les connexions qui font du cerveau un organe "câblé" sont rendues possibles par les prolongements de ses neurones. Ces axones peuvent être distribués de manière diffuse ou se rassembler en faisceaux qui forment la substance blanche du cerveau.

L'influx nerveux ne rencontre jamais de "cul-de-sac" dans le cerveau; son point d'arrivée dans une région est toujours un point de départ potentiel vers d'autres neurones. Cet assemblage de milliards de circuits qui se bouclent sur eux-mêmes fait qu'il est très difficile d'avoir des "pensées entièrement rationnelles" ou des "émotions pures".


Certains ont même estimé que chaque neurone du cerveau n'est qu'à quelques synapses de tous les autres. Un peu comme on a pu dire que chaque personne sur la terre n'était en moyenne qu'à six "connaissances" de tous les autres humains. Cependant, on ne communique réellement qu'avec quelques centaines d'individus durant notre vie. De même, les neurones ne font des connexions significatives qu'avec certains autres neurones très spécifiques.

Il existe donc des circuits d'interaction très particuliers entre certaines régions du cerveau que l'on a pu identifier grâce à différentes techniques.

Outil : L'identification des voies cérébrales

La simplicité du réflexe rotulien, impliqué dans le maintien de la station debout, permet de bien distinguer les trois parties que peut comporter un circuit nerveux : l'entrée sensorielle, le traitement de l'information et la sortie motrice.

Trois types de neurones différents correspondent à chaque partie du circuit. Le neurone sensoriel détecte tout d'abord l'étirement du muscle. Comme ce réflexe implique deux muscles à motricité opposée, plusieurs connexions seront nécessaires pour traiter l'information (on parle alors d'un réflexe poly-synaptique).

Une synapse excitatrice stimulera directement un neurone moteur responsable de la contraction du muscle extenseur. Mais en plus, une autre branche de l'axone sensoriel stimulera un interneurone inhibiteur qui diminuera l'activité du neurone moteur du muscle fléchisseur.

Ce circuit d'à peine quelques synapses est très court, d'où sa grande rapidité d'action. Il fonctionne aussi très bien sans l'intervention de la conscience qui a autre chose à faire que de constamment se rappeler qu'on doit rester debout…


 

Prenons un autre exemple de circuit nerveux, impliqué cette fois-ci dans la prononciation d'une phrase lue.

Après une première connexion dans le thalamus (non-illustrée sur le schéma ci-contre), la stimulation sensorielle parvient à l'aire visuelle primaire où elle est décodée.

L'information résultante sera ensuite transmise à l'aire de Wernicke (compréhension des mots) et à l'aire de Broca (analyse syntaxique) où elle sera comparée aux informations de même nature déjà stockées en mémoire.

Ce nouveau signal sera pris en charge par le cortex moteur qui va coordonner la contraction harmonieuse des muscles impliqués dans la phonation.

La caractérisation des circuits corticaux est donc essentielle pour espérer comprendre des fonctions complexes comme le langage.

Le second schéma montre comment se déploie dans l'espace le faisceau arqué qui relie l'aire de Wernicke (en vert) à l'aire de Broca (en jaune).

 

    
Liens
Lien: Le Cerveau !  Sciences & Découverte (Arte)Livre : Vincent, Jean-Didier. Biologie des passions. Odile Jacob/Seuil. Paris; 1986 (352 p.)Lien: "Three Topographical Arrangements" Model of MindLien : Propagation of the action potential

Neurones vs hormones

Remettre en question le droit des compagnies de nous empoisonner


La neuroendocrinologie est cette discipline qui veut briser l'image dépassée de deux systèmes de communication séparés pour l'organisme : un système à vitesse lente, celui des hormones, qui s'occupait de l'équilibre général du corps; et un système nerveux qui était celui de l'adaptation immédiate, de la gestion de nos mouvements et de nos sensations.

Au contraire, en plus d'agir rapidement sur le corps grâce aux nerfs, le cerveau influence énormément les glandes et leurs hormones. Mais en même temps, ces hormones sont capables de modifier le fonctionnement du cerveau grâce aux récepteurs que possèdent les neurones pour ces substances. L'ensemble corps-cerveau dépend donc de l'état de nos hormones, qui elles-mêmes dépendent de notre cerveau, qui lui-même réagit à son environnement extérieur.

Outil : La cybernétique


LE CERVEAU HORMONAL
LE CERVEAU CÂBLÉ

Les neurones du cerveau hormonal se distinguent de ceux du cerveau câblé de plusieurs façons. Regroupés surtout dans le tronc cérébral et la région centrale du cerveau, ils forment de petits amas de milliers de cellules qui projettent toutefois leurs axones dans de vastes régions de l'encéphale.

Un seul de ces neurones peut donc en influencer plus de 100 000 autres grâce aux neuromodulateurs qu'ils déversent dans l'espace extracellulaire plutôt que dans la fente synaptique.

Il en résulte aussi des effets plus long à s'établir et qui durent plus longtemps que ceux des neurotransmetteurs des circuits du cerveau câblé. L'implication de seconds messagers dans le mode d'action des neuromodulateurs n'est pas étranger à cette dynamique.

Chacun de ces groupes de neurones projettent leurs axones dans de vastes régions du système nerveux central et modulent ainsi de nombreux comportements…

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