La Planète Cerveau

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Archives pour septembre, 2009

Le cerveau, centre du plaisir

sept 30

Publié par admin dans cerveau et plaisir | 2 commentaires

Le désir naît de la stimulation des cinq sens (vue, odorat, toucher, goût, ouïe) mais aussi des pensées, des images, des fantasmes qui surgissent à l’intérieur de notre cerveau Le désir met en branle le système dopaminergique pour secréter la dopamine, dopamine qui provoque le plaisir et l’attente d’une récompense.

cerveauChocolat, sport, sexe …un point commun ? OUI !
Tous sont des objets de plaisir, subjectifs certes, mais qui impliquent des bases neuronales communes, et reposent sur les mêmes mécanismes biologiques !
Aussi lorsque la neuro-circuiterie frétille et que le cerveau se retrouve baigné d’endorphines, véritables molécules du plaisir, l’individu nage en plein bonheur !

Quels sont les systèmes de récompense dans le cerveau ?
Nous nous intéresserons à la fois aux aspects neurophysiologiques,  » preuves par l’image  » à l’appui avec la neuro-imagerie, et aux aspects neurochimiques …à savoir aux  » bases moléculaires du plaisir  » mettant à l’honneur les endorphines.
Au delà du bien-être, le plaisir peut aussi mener à la dépendance, et donc à divers degrés de pathologies.
Comment devient-on alors accro au sucre comme au tabac et à l’alcool, ou encore comme à l’amour ou aux profondeurs sous-marines ? Les exemples sont variés, mais les processus  » d’escalade  » assez semblables. De l’amour du risque à la maladie mentale, en passant par la toxicomanie et la boulimie, à la recherche d’émotions fortes nous pouvons gravir des sommets …et descendre dans les abysses !
A l’inverse, le déficit de plaisir -ou anhédonie- peut aussi entraîner une certaine vulnérabilité à la dépression, et dans les
deux cas de figure la question du traitement thérapeutique peut se poser. Mais à partir de quel stade faut-il intervenir pour rendre à l’objet du désir sa place  » légitime  » ?
Fort heureusement, aimer le sport, le chocolat, le sexe n’est pas un mal en soi … mais désirs et hobbies sont aussi là pour apporter un peu de piquant à la vie !

LES CENTRES DU PLAISIR

Les principaux centres du circuit de la récompense ont été localisé le long du MFB (“medial forebrain bundle”). L’aire tegmentale ventrale (ATV) et le noyau accumbens constituent les centres majeurs de ce circuit qui en comporte plusieurs autres comme le septum, l’amygdale, le cortex préfrontal ainsi que certaines régions du thalamus. Chacune de ces structures cérébrales participerait à sa façon à divers aspects de la réponse comportementale.

De plus, tous ces centres sont interconnectés et innervent l’hypothalamus (flèches rouges), l’informant de la présence d’une récompense. Le noyau latéral et le noyau ventromédian de l’hypothalamus sont particulièrement impliqués dans ce circuit de la récompense.

dopamine

L’hypothalamus agit alors en retour non seulement sur l’aire tegmentale ventrale, mais aussi sur les fonctions végétatives et endocrines de tout le corps par l’entremise de l’hypophyse.

Les stimulations aversives provoquant la fuite ou la lutte activent quant à elles le circuit de la punition (ou « periventricular system » (PVS) ) qui nous permet de faire face aux situations déplaisantes. Mis en évidence par De Molina et Hunsperger en 1962, ce système implique différentes structures cérébrales dont l’hypothalamus, le thalamus et la substance grise centrale entourant l’aqueduc de Sylvius. Des centres secondaires se trouvent aussi dans l’amygdale et l’hippocampe.

Ce circuit fonctionne dans le cerveau grâce à l’acétylcholine et stimule l’ACTH (« adrenal cortico-trophic hormone »), l’hormone qui stimule la glande surrénale à libérer de l’adrénaline pour prépare les organes à la fuite ou la lutte.

Il est intéressant de noter que la stimulation du circuit de la punition peut inhiber le circuit de la récompense, appuyant ainsi l’observation courante que la peur et la punition peuvent chasser bien des plaisirs.

Le MFB et le PVS sont donc deux systèmes majeurs de motivation pour l’individu. Ils incitent à l’action afin d’assouvir les pulsions instinctives et d’éviter les expériences douloureuses.

Il en va tout autrement d’un troisième circuit, le système inhibiteur de l’action (SIA) (ou « Behavioral Inhibitory System (BIS) » en anglais). La mise en évidence de ce système revient à Henri Laborit au début des années 1970. Il est associé au système septo-hippocampal, à l’amygdale et aux noyaux de la base. Il reçoit des input du cortex préfrontal et envoie ses outputs à travers les fibres noradrénergiques du locus coeruleus et par les fibres sérotoninergiques du raphé médian. Certains reconnaissent d’ailleurs un rôle majeur à la sérotonine dans ce système.

Le SIA est activé lorsque la lutte et la fuite apparaissent impossibles et que le choix d’un comportement ne se résume plus qu’à subir passivement. Les conséquences pathologiques de cette inhibition de l’action ont permis de comprendre à quel point un stress chronique peut devenir destructeur pour l’être humain.

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Exploration du cerveau par IRM

sept 27

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L’IRM, technique totalement non-invasive et indolore, permet d’explorer le cerveau de l’extérieur. En offrant une visualisation en trois dimensions de structures très fines, elle répond tant à des besoins de diagnostic et de suivi des patients qu’à des impératifs de recherche sur les causes et l’évolution de maladies neurologiques ou psychiatriques.

cerveauUne fois élaborées des techniques facilitant l’identification de structures et tissus cérébraux sur les images, les chercheurs se heurtent au problème de la localisation de leurs limites et à celui de la description, en termes numériques, de leur forme. Les chercheurs sont également confrontés à l’hétérogénéité des images IRM réalisées en des lieux et à des époques différentes, ainsi qu’à la masse colossale de données contenues dans les grandes séries d’observations. Enfin, les informaticiens rencontrent une autre difficulté, qui n’est plus d’ordre technique : à tous les stades du processus, les méthodes développées doivent être confrontées aux jugements des experts médicaux· jugements qui s’avèrent parfois contradictoires.

Sclérose en plaques, schizophrénie et amnésie

Dans la sclérose en plaques, ces nouvelles méthodes informatiques permettent une meilleure identification de la distribution spatiale et de l’évolution temporelle des lésions, ce qui aidera à élucider les mécanismes responsables du déclenchement des symptômes et à évaluer l’efficacité des traitements. « Dans la schizophrénie, nous avons confirmé, avec les spécialistes anglais et américains qui l’avaient découverte, l’existence de modifications de l’asymétrie présente normalement entre les hémisphères droit et gauche du cerveau. Leur étude précise fournira des indices précieux sur les mécanismes qui sous-tendent cette maladie dont la définition reste très controversée », on peut observer des modifications du volume de certaines structures cérébrales spécifiques dans différents états conduisant à une amnésie ».
Technique en pleine évolution, l’imagerie IRM permet au médecin de voir le cerveau comme jamais auparavant, le confrontant à l’interprétation de l’inconnu, à la nécessité de faire une distinction toujours plus précise entre « normal » et « anormal ». « En biologie, il est indispensable de quantifier les variations du normal pour définir ce qui est anormal. C’est pourquoi, dans ce projet, nous réalisons aussi de nombreuses observations sur des sujets sains. L’interprétation d’une anomalie structurale doit s’appuyer sur un ensemble d’informations complémentaires. Des lésions de sclérose en plaques peuvent, par exemple, être clairement visibles dans le cerveau de patients, mais ne causer aucun symptôme. De même, la découverte d’une ou deux lésions (ressemblant à celles de la sclérose en plaques) dans le cerveau d’un patient qui ne présente pas de symptôme est fréquente. Cela signifie seulement que le sujet a un petit risque de développer ultérieurement des symptômes de cette maladie. »

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Exploration cérébrale

sept 24

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L’exploration fonctionnelle par l’imagerie cérébrale

En 1875, un médecin anglais, Richard Caton, est le premier à mesurer l’activité neuroélectrique du cortex cérébral en plaçant l’électrode d’un galvanomètre directement en contact avec la surface du cerveau d’animaux craniotomisés. Il montre ainsi que l’activité fonctionnelle (par exemple la vision) correspond à l’apparition d’une polarisation négative dans une zone circonscrite du cortex cérébral.
cortex

Premier tracé EEG de 1924
L’enregistrement de l’activité neuroélectrique chez l’être humain débutera avec l’apparition de l’électro-encéphalographie (EEG) mise au point par Hans Berger au cours des années 1920. Cette technique permet pour la première fois d’étudier les corrélats neurophysiologiques des activités cognitives en temps réel avec une excellente résolution temporelle de l’ordre de la milliseconde. Cet examen reste incontournable pour le diagnostic et la classification des épilepsies.

IRM cérébrale
C’est dans la seconde moitié du XXe siècle que se situe une grande révolution dans l’étude du cortex cérébral, avec la mise au point de méthodes d’imagerie cérébrale non invasives. Le médecin peut voir le cerveau fonctionner sans ouvrir le crâne. Jusque-là, les radiographies standards ne donnaient que des images inexploitables (le cerveau n’étant pas radio-opaque) et l’angiographie cérébrale ne permettait de voir que les axes vasculaires cérébraux. « Grâce à l’introduction des techniques de neuro-imagerie, le niveau molaire de description a pu se substituer au niveau moléculaire dominant. »

cerebral

Ce fut d’abord le scanner qui permit de visualiser, pour la première fois le cerveau et les zones corticales avec une précision remarquable, puis la résonance magnétique nucléaire (IRM) a considérablement modifié, à son tour, l’étude iconographique des structures corticales.
En 1938, le principe de résonance magnétique nucléaire est découvert par Isidor Isaac Rabi. Cette découverte aboutira, en 1973, à la mise au point de ce qui allait devenir l’imagerie par résonance magnétique ou IRM, simultanément par Paul Lauterbur et Peter Mansfield qui reçurent conjointement un prix Nobel (Prix Nobel de physiologie ou médecine) en 2003.

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Le cortex sous toutes les coutures

sept 22

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Pendant la haute Antiquité, le cerveau était considéré comme d’importance mineure dans le corps humain. Les égyptiens ne se préoccupaient pas de conserver cet organe dans le processus de momification, néanmoins le papyrus Edwin Smith détaille des cas de traumatismes crâniens et médullaires et leurs conséquences. Le siège des pensées et des émotions était situé dans le cœur, croyance qui se retrouve aujourd’hui dans un certain nombre d’expressions ou de symboles. C’est au Ve siècle avec les dissections d’Alcmaéon que le siège de la vision est localisé dans le cerveau. Par la suite Démocrite imagina l’âme sous forme de particules dispersées dans tout le corps, mais avec une forte concentration dans le cerveau. Aristote et Platon donnèrent au cerveau un rôle dans la pensée, les émotions et les sensations, à égalité avec le cœur.

cortex

Le moment exact où le cortex fut connu des antiques est indéterminé, mais Galien, grand médecin du Ier siècle le connaissait. Il considérait cependant sous l’influence d’Hérophile que le siège de la pensée était localisé dans les ventricules cérébraux, les substances blanche et grise n’étant qu’un feutrage destiné à protéger ces dernières. Cette idée perdura pendant tout le Moyen Âge. Sous l’influence de la pensée arabe, mais sans que l’on puisse attribuer ceci à un auteur précis, peu à peu, l’idée se fit que le cortex cérébral était à l’origine des fonctions cognitives évoluées des mammifères.

Les connaissances sur le cortex ont très peu évoluées jusqu’à la Renaissance par manque d’un outil d’exploration efficace. Puis le microscope fut ébauché par les frères Janssen, des lunetiers hollandais en 1590 et devint pleinement fonctionnel moins d’un siècle plus tard grâce à Antoni van Leeuwenhoek. À cette époque, les moyens techniques étaient limités, mais les connaissances l’étaient encore plus. Il suffisait de pointer son microscope n’importe où pour faire des découvertes exceptionnelles. C’est ce que fit Malpighi dans les années 1660. Il décrivit la première cellule du cortex. Mais les progrès restaient lents, car les cellules cérébrales sont très denses et difficiles à différencier par les colorations traditionnelles. Malgré ces difficultés, le Russe Vladimir Alexeïevitch Betz parvint en 1874 à identifier les cellules pyramidales. C’est de Camillo Golgi que vint la solution, en 1873, quand il mit au point une coloration aux sels argentiques (la reazione nera) qui ne marquait que quelques cellules dans l’ensemble du tissu. Celles-ci apparaissaient donc pleinement différenciées de leurs voisines, avec toute leur arborescence bien visible. Toutefois, ce n’est pas lui, mais un contemporain, Santiago Ramón y Cajal qui se lancera dans l’exploration physiologique du cortex. Utilisant la technique de son confrère, il décrira les types cellulaires et l’organisation en six couches du néocortex. Les deux savants s’opposèrent longtemps, Golgi soutenant la théorie réticulaire (les neurones constituent un syncytium) du système nerveux, alors que Ramón y Cajal était un partisan de la théorie neuronale (les neurones sont des cellules indépendantes connectées entre elles par des synapses). Finalement, Golgi adopta les idées de Ramon y Cajal vers 1904, et ils reçurent conjointement le prix Nobel en 1906 pour leurs travaux histologiques sur le système nerveux. La théorie neuronale fut finalement confirmée au XXe siècle grâce au microscope électronique.

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Le cerveau et son evolution

sept 20

Publié par admin dans Evolution du cerveau | Aucun commentaire

Le cerveau des vertébrés contrôle et coordonne la plupart des mouvements, du comportement, l’homéostasie des fonctions internes, tels que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la température du corps.

cerveau

Le cerveau présente une organisation fonctionnelle : certaines parties du cerveau gèrent plus spécifiquement certains aspects du comportement ou de la pensée. Mais cette division fonctionnelle n’est pas stricte, il serait en effet illusoire d’assigner une fonction aussi complexe que la mémoire, par exemple, à une région isolée. On peut néanmoins dessiner une cartographie du cortex cérébral en aires selon leur implication dans différents aspects de la cognition, leur architectonique et leur connexions, en particulier avec le thalamus : les fonctions motrices dans le lobe frontal (aires 4 et 6 de Brodmann), la vision dans la partie postérieure du lobe occipital (aires 17, 18 et 19 de Brodmann), la production du langage articulé dans le lobe frontal au niveau de l’aire de Broca (aires 44 et 45), etc. Chez la plupart des vertébrés, le cerveau se trouve dans la boîte crânienne, où il est protégé par les os du crâne, ainsi que par le liquide céphalo-spinal. C’est un organe pair constitué de deux hémisphères connectés entre eux par des fibres de substance blanche via le corps calleux et les commissures.
Le cerveau des vertébrés se développe dans les derniers stades de l’embryogenèse à partir d’un épaississement de la partie supérieure du tube neural, la partie inférieure donnant la moelle épinière. Le tube neural apparaît lui-même au cours de la neurulation à partir d’une partie de l’ectoderme (ectoderme donnant aussi l’épiderme).
Le cerveau connaît chez certaines espèces un développement post-embryonnaire. C’est notamment le cas chez l’Homme, le cerveau et la boite crânienne du jeune enfant n’étant pas terminés au moment de la parturition.

Comparaison et évolution
Les vers nématodes ne possèdent pas plus de quelques centaines de neurones dans tout leur système nerveux, quand l’être humain en possède environ 20 milliards rien que dans le néocortex. Parmi les mammifères, Homo sapiens est un des animaux dont le rapport entre la masse du cerveau et la masse corporelle est le plus élevé (rapport masse cérébrale/masse corporelle de 1/46-48 pour l’homme, mais de 1/31 pour la souris par exemple). D’autres animaux ont un plus gros cerveau, comme le dauphin ou l’éléphant. Du point de vue de l’évolution phylogénétique, le cerveau humain a subi une importante expansion corticale. Mais cette expansion n’a pas été homogène : certaines régions ont plus augmenté en taille que d’autres, c’est par exemple le cas du cortex préfrontal.

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A la découverte du cerveau !

sept 18

Publié par admin dans exploration du cerveau | 2 commentaires

Il pèse en moyenne 1,4 à 1,8 Kg chez l’adulte, soit 2% du poids du corps humain. Son volume équivaut à celui d’une brique de lait. Il ressemble à un petit chou-fleur, il est visqueux et gélatineux, il s’agit du cerveau, cette machine aussi exceptionnelle que mystérieuse.

Planète cerveau est là pour vous.

Comprendre cet organe qui contrôle toutes nos pensées et la plupart de vos mouvements. Central et vital. le cerveau est constitué de 100 milliards de cellules nerveuses (soit autant que d’étoiles dans la galaxie). C’est le quartier général de notre système nerveux central. Ces cellules appelées neurones sont connectées les unes aux autres et se répartissent entre les hémisphères droit et gauche. Elles transmettent et reçoivent des messages des différentes parties de l’organisme.

Regarder un image, apprécier un air musical, planifier un trajet, rires avec ses amis, danser la salsa… Autant de gestes de la vie quotidienne que vous accomplissez sans y penser grâce à votre cerveau.

Les techniques d’imagerie médicale permettent d’explorer cette planète.

cerveau

Complexe la planète cerveau, origine des dysfonctionnements qui sont à l’origine des pathologies suivantes. maladie d’Alzheimer, maladie de Parkinson, épilepsie, sclérose en plaque et AVC (accident vasculaire cérébral). Diagnostics, mécanismes biologiques et types de traitements existant pour chacune de ces maladies.

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Le cerveau tel qu’il est

sept 17

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Anatomie du cerveau

meninges

Vue d’ensemble d’un cerveau humain sur une Imagerie par résonance magnétique
L’encéphale se compose, de bas en haut:
Le tronc cérébral, qui se situe dans le prolongement de la moelle épinière et qui comporte, successivement, le bulbe rachidien (ou medulla oblongata), la protubérance (pons ou Pont de Varolle) et le mésencéphale;
Le cervelet, situé en arrière du tronc cérébral et le cerveau, proprement dit, comprenant une région centrale, le diencéphale (hypothalamus, sous-thalamus, thalamus, épithalamus), et le télencéphale (striatum, hémisphères cérébraux).
Par ailleurs, les circonvolutions apparaissent, et permettent d’augmenter la surface de la substance grise en périphérie du cerveau. Cette substance est constituée du corps cellulaire des neurones, c’est-à-dire là où sont reçues, traitées et intégrées les informations électriques, avant d’émettre une réponse. La substance blanche, elle, est composée de fibres nerveuses : c’est-à-dire d’axones de neurones, qui se dirigent vers leur destination dans le cerveau, ou le reste du corps. Sa couleur blanche est due aux gaines de myéline entourant les axones neuronaux.
Exemple : le faisceau pyramidal est composé des fibres qui vont commander les muscles et permettre la motricité volontaire. Ce faisceau est originaire de la substance grise corticale des régions frontales du cerveau (partie antérieure du cerveau), puis il chemine dans le cerveau, le tronc cérébral, la moelle épinière, où il donne régulièrement des nerfs composés de certaines de ses fibres, vers les muscles du corps.
On retrouve aussi de la substance grise dans les noyaux gris centraux, qui sont des petites formations grossièrement ovoïdes, qui se trouvent au plus profond du cerveau et qui gèrent certaines fonctions vitales, ainsi que la mémoire.
Les méninges sont les enveloppes de tissus qui se trouvent entre le crâne osseux et le cerveau. Elles sont composées de la dure-mère (tout contre le crâne), de l’arachnoïde, et de la pie-mère (qui tapisse très intimement Anatomie du cerveau).

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Fonctions et anatomie du cerveau

sept 16

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Les fonctions du cerveau

cerveau
Le cerveau des vertébrés reçoit des signaux par les nerfs afférents (c’est-à-dire que leurs informations « remontent » vers le cerveau. C’est le cas des nerfs sensitifs, qui acheminent les sensations, par exemple la douleur : de la peau au cerveau) de la part de chaque portion du corps; il reçoit ce signal, l’interprète, et en tire une réponse fondée sur l’intégration des signaux électriques reçus, puis la transmet.
Ce jeu de réception et d’émission de signaux (après leur intégration) représente la fonction majeure du cerveau, qui explique à la fois les sensations, le mouvement, la mémoire et aussi la conscience.
Les activités cognitives supérieures (l’intelligence, la réflexion) se déroulent dans les parties les plus antérieures du cerveau : les lobes frontaux (droit et gauche), particulièrement par leurs interactions avec le système limbique (thalamus, hippocampe cerveau), qui appartiennent aux noyaux gris centraux.

Anatomie du cerveau
Le cerveau a aussi un rôle de production hormonale, à partir de l’hypophyse, de l’hypothalamus, de l’épiphyse en particulier (trois petites régions situées à la base du cerveau impliquée dans la gestion des autres hormones)
Ainsi, par le rôle central qu’il exerce dans la captation des stimuli externes, le cerveau occupe le rôle central de création des réactions à l’environnement. La faim, la peur, le danger, la douleur, le besoin d’uriner, etc. sont des stimulations dont le but terminal se situe dans des zones spécialisées du cerveau, qui y analyse l’information, avant de donner la réponse appropriée.
En revanche, le cerveau n’est pas responsable de mouvements réflexes comme par exemple le fait d’enlever notre main immédiatement lorsqu’elle entre en contact avec une surface brûlante. C’est de la moelle épinière, non du cerveau, que proviennent ces mouvements réflexes.

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