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.
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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