A la découverte du cerveau
Les activités physiques
Rester actif est sans doute ce que l’on peut faire de mieux pour la santé de son cerveau. De nombreuses études l’ont démontré : faire de l’exercice physique régulier favorise le bon fonctionnement du cerveau. Il améliore l’humeur, diminue l’apparition de troubles cognitifs et stimule le renouvellement des neurones et l’apparition de nouvelles connexions entre eux.
Les activités intellectuelles
Tout comme le reste du corps humain, le cerveau doit être entretenu pour le maintenir en bonne santé. Pour cela, il existe différents moyens dont la pratique d’activités intellectuelles. En effet, ce type d’activités aurait un effet protecteur : plus on utilise son cerveau, moins il s’abîme !
L’alimentation
Nous savons tous aujourd’hui qu’avec une alimentation équilibrée, saine et en quantité suffisante, nous aurons toutes les chances d’être en bonne santé. Pour autant, lorsque nous nous intéressons à notre cerveau, à son développement et à son fonctionnement, nous ne pensons pas forcément toujours au rôle de l’alimentation. Et pourtant, quel que soit notre âge, l’alimentation est fondamentale pour la santé du cerveau.
L’anatomie du cerveau et du système nerveux
Le cerveau constitue le centre de contrôle du corps humain, il gère tout ce que nous faisons. Que l’on soit en train de penser, de rêver, de faire du sport, ou même de dormir, le cerveau y prend part d’une façon ou d’une autre. C’est un exemple d’ingénierie organisée en différentes parties connectées entre elles de façon très spécifique. Chaque partie du cerveau à des tâches particulières à réaliser, ce qui fait de lui un processeur ultime. Travaillant en tandem avec le reste du système nerveux, le cerveau reçoit et envoie des messages, permettant une communication ininterrompue entre le monde extérieur et le soi.
Le cerveau
C’est avec notre cerveau que nous pensons. Siège des facultés intellectuelles logé dans la boite crânienne, le cerveau est l’organe du système nerveux central, vers où convergent, via la moelle épinière, l’ensemble des nerfs parcourant notre corps. Le cerveau apparaît ainsi comme une sorte de tour de contrôle, qui reçoit des influx nerveux et qui commande en retour les mouvements corporels volontaires (lever le bras), ainsi que certains mouvements involontaires (par exemple la respiration, la température corporelle ou les battements de notre cœur).
La conscience
L’étymologie latine du mot conscience, « cum scientia » signifie «savoir avec», savoir que l’on sait. Ainsi, lorsque j’ai conscience d’une douleur, j’ai aussi conscience de la ressentir : la conscience de quelque chose est aussi la conscience d’en avoir conscience. Avoir conscience, c’est s’apercevoir que l’on perçoit et donner un sens à ces perceptions.
Le corps et les mouvements
Lever la main, taper dans un ballon, marcher, courir… Autant de mouvements commandés par le cerveau. Ces dernières décennies, les recherches en neurophysiologie du mouvement ont permis de mieux comprendre quels sont les soubassements cérébraux des mouvements de notre corps.
Les émotions
Peur, joie ou tristesse, autant d’émotions que nous ressentons. On s’est longtemps demandé où les émotions avaient leur « siège » dans le corps. Depuis l’Antiquité, les différentes écoles médicales et philosophiques ont proposé des théories rivales à ce sujet : sont-elles dans le cœur, le sang ou encore la bile ? Aujourd’hui, les neurosciences cherchent la localisation de nos émotions dans notre cerveau, espérant constituer une véritable « biologie des émotions » ou encore une « neurologie des affects ».
La formation du cerveau
Comment est formé l’organe le plus fascinant et mystérieux du corps humain pendant la grossesse ? La formation du cerveau in utero est un processus complexe et finement régulé qui commence dès les premières semaines de grossesse et qui continue jusqu’à l’âge adulte, aux alentours de 25 ans. C’est au cours de cette période que le cerveau se dessine : les structures cérébrales se forment et les premières connexions neuronales se mettent en place. Il s’agit d’une période cruciale pour le développement futur de l’enfant, puisque sa perturbation peut causer des troubles neurologiques et psychiatriques a posteriori.
Le langage
Être doué de langage, c’est être à la fois capable de comprendre quelqu’un et de lui répondre. Autrement dit, la faculté du langage recouvre la compréhension et l’énonciation. Pour le langage parlé, il faut pouvoir d’une part passer du son au sens, et d’autre part, ensuite, des mots pensés aux mots prononcés, de la pensée à la voix. Ces processus dépendent évidemment d’un apprentissage, d’une société et d’une culture, mais ils ont aussi des sous-bassements cérébraux.
La mémoire
La mémoire, c’est à la fois la capacité d’apprendre quelque chose (mémorisation) et la capacité de s’en rappeler (restitution).
Le microbiote
Plantes, animaux, humains, nous sommes tous des organismes hôtes hébergeant une communauté de bactéries, de virus, d’archées et autres champignons microscopiques. Ces microorganismes avec qui nous vivons étroitement préexistaient bien avant nous et ont su trouver en nous des niches favorables à leur survie, comme l’intestin ou la peau. L’intérêt pour ces micro-organismes, aussi appelé plus communément aujourd’hui le microbiote, est grandissant dans la communauté neuroscientifique. Laissé de côté pendant longtemps, on sait aujourd’hui que le microbiote peut directement influencer le fonctionnement de notre cerveau.
Le neurone
Les messages nerveux sont transportés au travers du système nerveux par des unités individuelles appelées neurones.
Les neurosciences
Le défi des neurosciences consiste à expliquer le fonctionnement cerveau humain. On se fera une idée de la difficulté de la tâche si l’on se rappelle que cet organe est l’un des plus complexes du corps humain et qu’il abrite plusieurs milliards de neurones. À cette première perspective, qui intéresse la recherche fondamentale, s’ajoute un souci thérapeutique : mieux comprendre le cerveau pour mieux soigner les maladies qui l’affectent. Au moment même où les maladies du système nerveux touchent un nombre croissant de personnes, notamment en raison du vieillissement de la population, il s’agit d’élaborer de nouveaux traitements. En première ligne : la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
La neuroinflammation
Notre système nerveux, qui inclut le cerveau, nous permet d’intégrer les informations et d’y répondre de manière appropriée. Composé d’un stock limité de neurones, souvent irremplaçables lorsqu’ils sont perdus, le cerveau est fragile : il faut donc le protéger. Pour cela, il existe un système d’alarme et de défense dans le cerveau, qui se met en place au cours d’un phénomène appelé neuroinflammation. Toutefois, ce processus peut dérailler, et cela peut avoir des conséquences néfastes pour le cerveau. C’est pourquoi de nombreuses études passionnantes de neuroimmunologie se penchent sur les causes et mécanismes de la neuroinflammation, ce qui permettra à terme de mieux faire face à ces problèmes.
La plasticité cérébrale
Plasticité cérébrale, neuroplasticité, plasticité neuronale … différents mots pour décrire une compétence extraordinaire que possède notre cerveau. Il est « plastique » ! Notre cerveau est capable de se modifier afin de créer, défaire et réorganiser ses réseaux neuronaux. Longtemps, il a été supposé qu’une fois l’âge adulte atteint, nous perdions chaque jour des neurones et que notre « stock de neurones » ne pouvait que décroître au fur et à mesure des années. Faux ! Aujourd’hui, grâce à la recherche, nous savons que de nouveaux neurones peuvent être produits tout au long de la vie (neurogenèse) et surtout que le cerveau est capable de se réorganiser, par exemple pour compenser un trauma ou une lésion, qu’importe l’âge. Il s’adapte tout au long de notre vie.
Les souvenirs
La mémoire épisodique est celle de nos souvenirs (heureux et malheureux) et celle qui nous permet de nous projeter dans le futur (imaginer le prochain voyage). Elle rassemble tous les détails : le contexte de nos expériences vécues et les émotions associées (souvenirs d’un voyage, d’un évènement heureux …).
Comment fonctionne cette mémoire ? Pourquoi parfois oublie-t-on et parfois non ?
Les sens
Entendre un bruit bizarre, voir la couleur rouge, toucher une surface rugueuse, goûter un gâteau, sentir une odeur agréable… Nos cinq sens nous donnent des informations sur le monde qui nous entoure. Mais comment fonctionnent-ils ? Quels sont les processus mis en œuvre pour produire nos différentes perceptions ?
Le sommeil
Soit on dort, soit on est éveillé. Notre vie est rythmée par un cycle du sommeil. Au plan comportemental, le sommeil se caractérise par une faible activité motrice, une moindre réactivité aux stimuli externes, l’adoption d’une posture particulière (allongé, les yeux fermés), et sa grande réversibilité – c’est-à-dire le fait de pouvoir être interrompu relativement facilement – qui le distingue par exemple du coma.
Le stress
Pour notre corps et notre sauvegarde, le stress est avant tout, un ensemble de réactions de notre organisme à une situation menaçante ou nouvelle : l’agent « stresseur », le stimulus. Le stress psychologique perçu déclenche alors des réactions de sauvegarde et a permis à nos ancêtres de survivre en échappant aux dangers, en s’adaptant aux nouveaux environnements, aux changements et à l’évolution.
> En savoir plus sur l’histoire des neurosciences
> Découvrir l’Exposition « Au cœur du cerveau » : voyage au cœur de la vie
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Pour vous : une série d’exercices divertissants pour agiter vos neurones et faire travailler votre mémoire.
Les avancées sur le cerveau depuis l'an 2000
2000: Arvid Carlsson, Paul Greengard et Eric Kandel – Prix Nobel de Physiologie et Médecine pour l’ensemble de leur carrière et leur contribution à la connaissance de la communication et de la transmission du signal dans le système nerveux, et plus précisément sur le rôle de la dopamine dans la maladie de Parkinson.
2000: Découverte des cellules souches : espoir pour la thérapie.
Années 2000 : Emergence de la notion de « big data » ou « mégadonnées » pour stocker et traiter la masse de données disponibles sur internet, dont les données de la biologie et celles de la neurobiologie.
2001 : Publication de la séquence du génome humain.
2003: Peter Mansfield et Paul Lauterbur – Prix Nobel de Physiologie et Médecine pour leurs travaux sur l’IRM, débutés dans les années 1970.
2004: Richard Axel et Linda Buck – Prix Nobel de Physiologie et Médecine pour la découverte des récepteurs olfactifs.
2008: 1ère stimulation cérébrale profonde pour soigner les TOC; cette méthode était déjà utilisée pour soigner la maladie de Parkinson.
2010: L’optogénétique, « méthode de l’année 2010 » : Encore réservée au laboratoire, elle permet de stimuler par la lumière des neurones choisis à l’avance dans le cerveau, directement et spécifiquement.
2011: Les coûts européens des différentes pathologies nerveuses sont évalués à 800 milliards d’euros par an.
2012: Robert Lefkowitz et Brian Kobilka – Prix Nobel de Chimie pour leurs découvertes sur les récepteurs couplés aux protéines G, particulièrement abondants dans le système nerveux.
2013: L’Europe décide de financer sur 10 ans (total 1,2 milliards d’euros) le Human Brain Project, qui vise à simuler par ordinateur le fonctionnement du cerveau. La même année, l’administration états-unienne lance « Brain Initiative », doté de 3 milliards de dollars sur 10 ans, afin de cartographier le fonctionnement de chaque neurone du cerveau.
2014: Yasuo Kurimoto et son équipe (Japon) procèdent à la première greffe de cellules-souches pour soigner la DMLA d’une patiente.
2014: 1ère prothèse de main avec sens du toucher : un projet européen permet à un Danois, 9 ans après son amputation, de retrouver une main fonctionnelle fabriquée et implantée en Italie.
2014: Un patient bulgare tétraplégique retrouve une mobilité partielle grâce à une greffe de cellules engainantes de son propre épithélium olfactif. Opéré par une équipe polonaise.
2014: John O’Keefe, May-Britt Moser et Edvard Moser – Prix Nobel de Physiologie et Médecine pour leur découverte du système de positionnement spatial dans le cerveau (cellules de lieu dans l’hippocampe et cellules de grille dans le cortex entorhinal
2014: Eric Betzig, Stefan W. Hell et William E. Moerner- Prix Nobel de Chimie pour leur invention de la « nanoscopie« , méthodes d’imagerie en microscopie optique qui permet d’observer en fonctionnement des objets de taille inférieure à 200 nm, donc des nano-structures cellulaires. Les premiers travaux théoriques remontent aux années 1990.
