La Planète Cerveau

Découvrez le monde fabuleux du cerveau…

Messages étiquettés cerebrale

juin 20

Publié par admin dans Anatomie du cerveau | Aucun commentaire

Il est bien difficile de faire un état exhaustif de toutes les découvertes concernant le cerveau, siège de toutes les fonctions vitales, mais également des émotions, de la mémorisation, de l’évolution.

Comme pour toutes connaissances, il est indispensable de faire une cartographie du cerveau, faire un état des lieux pour mieux comprendre et mieux traiter les maladies liées au fonctionnement du cerveau, Alzheimer, Parkinson, maladies mentales... toutes les techniques de la médecine moderne, notamment l’imagerie médicale IRM, scanner, permettent d’avoir un petit aperçu de la complexité des mécanismes mis en jeu.

Les choses se compliquent encore lorsque l’on tente d’évaluer non seulement les aspects fonctionnels du cerveau dans sa dimension mécanique, mais à plus forte raison, dans les processus liés à l’émotion.

Voici un bref aperçu des éléments que l’on peut tenir pour fiables dans cette exploration du cerveau.

Aires d’association chez l’homme

Les aires d’association représentent la majeure partie du cortex cérébral chez l’homme et sont le principal facteur de la taille de son cerveau. En fait, ce terme désigne toutes les aires néocorticales qui ne sont ni motrices, ni sensorielles ; leurs fonctions sont donc très diverses.
On en trouve dans trois lobes cérébraux :
•    Le lobe temporal dispose d’aires impliquées dans la mémorisation. Il contribue à des fonctions évoluées telles que le langage ou l’identification des visages.
•    Le lobe pariétal contient la zone d’association sensorielle qui intègre les données en provenance de tous les systèmes sensoriels pour donner une image de l’ensemble de l’environnement. Il comporte aussi une petite zone impliquée dans le langage, l’aire de Wernicke, dont la lésion entraîne l’aphasie de Wernicke qui se différencie de l’aphasie de Broca par le fait que le malade peut former des phrases grammaticalement et syntaxiquement justes, mais sans signification.
•    Le lobe préfrontal est celui qui a subi le plus fort développement dans la lignée humaine. C’est ici que l’on situe le siège de l’intelligence humaine. Le fait est qu’il est quasiment absent chez la plupart des mammifères alors qu’il constitue presqu’un quart de la surface du cortex chez l’homme. Il reçoit des afférences de toutes les zones du cerveau et assure leur intégration pour matérialiser la pensée et aboutir à une prise de décision.
Autres zones
La zone de cortex du sillon médian, entre les deux hémisphères, est appelée le cortex cingulaire : c’est une zone de paléocortex appartenant au système limbique, un système impliqué dans la mémorisation et les émotions. Il est d’une grande importance dans les relations sociales.

Tags: , , , , , ,

L’exploration fonctionnelle du cerveau par l’imagerie cérébrale

mai 9

Publié par admin dans exploration du cerveau | Aucun commentaire

Ce n’est pas nouveau, les méandres et circonvolutions énigmatiques du cerveau ont toujours intrigué médecins et chercheurs, mais ce n’est que relativement récemment que nous pouvons explorer le cerveau et tenter de comprendre ses mécanismes au travers de l’imagerie médicale.

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.

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. »
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)

Tags: , , , , , , ,

Intuition et cerveau féminin

oct 29

Publié par admin dans exploration du cerveau | 1 commentaire

Gérer différentes activités en simultané signifie faire appel à différentes zones cérébrales à la fois, donc que les hémisphères droit et gauche du cerveau échangent beaucoup. Or, les deux hémisphères sont reliés par des commissures, des réseaux de fibres nerveuses. Le corps calleux, qui fait le pont entre les deux zones est la plus importante de ces commissures. On comprend pourquoi alors les neurobiologistes ont cherché du côté de ce corps calleux pour expliquer pourquoi les femmes sont capables de faire tant de choses à la fois.

cortex
Au cours de diverses autopsies, les scientifiques ont cru voir une différence sexuelle significative dans l’épaisseur du corps calleux : il serait plus épais chez les femmes que chez les hommes. Ces résultats ont donc encouragé une grande étude morphométrique publiée en 1982. Les résultats confirment les observations antérieures et les chercheurs clament à l’époque que l’épaisseur du corps calleux induit des comportements différents chez l’homme et la femme. Quand il est épais, il permet une meilleure communication intracérébrale, quand il est plus mince, il force l’utilisation d’un seul hémisphère cérébral à la fois.
Et voilà l’explication donnée. Vraiment ? Non. Expliquer ces différences psychologiques avec un outil si variable, paraît douteux.

L’intuition, un mythe ?
Le sujet est devenu presque amusant à force. A la base, on confère aux femmes une sorte de don appelé l’intuition. Grâce à ce don, la femme est apparemment capable, mieux que n’importe quel homme, d’interpréter les non-dits, lire les expressions refoulées à partir d’un simple regard, détecter un problème au moindre sursaut de voix… Mais l’intuition féminine est un mythe. Aucun élément dans le cerveau féminin ne permet d’encourager un tel mensonge.
Pourtant on évoque des causes diverses
» Un gène ? Tout comme certains semble avoir découvert le gène de l’infidélité conjugale, d’autres auraient trouvé le gène de l’intuition. Faux, même si l’information est diffusée par les revues scientifiques les plus prestigieuses. 
» Une hormone alors ! Non plus. Pourtant les hormones sexuelles ont bon dos. Mais aucune activité hormonale caractéristique n’a jamais été enregistrée ni constatée. Quel autre argument ?
» Des capteurs sensoriels à la bonne place. Plus de capteurs et placés différemment. Voilà ce qui pourrait expliquer cette intuition. Vraiment ? Non, cela est impossible.
» L’activité cérébrale. Si ce ne sont ni les gènes ni les hormones les responsables, il faut chercher ailleurs ! Et c’est ce qu’ont fait certains scientifiques.
L’intuition féminine peut davantage être expliquée socialement, par l’apprentissage. Dans nos sociétés, ce sont les petites filles qui jouent à la poupée, les adolescentes qui gardent des enfants. Bref, les femmes sont assez rapidement mises en contact avec l’autre et elles apprennent à le comprendre et anticiper ses réactions précocement. Tout comme l’instinct maternel, l’intuition est une sorte de prix gagné en grandissant. Ce qui est de moins en moins vrai dans nos sociétés où les deux sexes tendent à remplir les mêmes tâches.

Tags: , , ,

Évolution et développement du cortex

oct 18

Publié par admin dans Le cortex | Aucun commentaire

Évolution phylogénique

cortex
Le cortex a subi une longue évolution depuis son apparition chez les premiers craniates ou leurs ancêtres. On distingue chez les mammifères le néocortex, aussi appelé néopallium et l’allocortex lui-même subdivisé en paléocortex (ou paléopallium) et archicortex (ou archipallium). L’archicortex est le plus ancien, il existe déjà chez les poissons dans le rhinencéphale, structure responsable du traitement des sensations olfactives. Chez l’être humain, on le trouve dans des structures très anciennes telles que l’hippocampe (cerveau) et le gyrus dentelé. Le paléocortex est plus récent. Il est bien représenté chez les reptiles où il atteint son développement maximum, mais il est encore présent chez les mammifères dans des structures anciennes telles que les noyaux gris centraux ou le rhinencéphale. Le néocortex est phylogéniquement le plus récent. Existant à l’état d’ébauche chez les reptiles. Il s’agît d’une couche superficielle lisse et peu développée chez les oiseaux, même si c’est le centre de l’intelligence et de l’apprentissage. Il va faire l’objet d’une croissance chez les mammifères au point de repousser l’allocortex dans des zones réduites. C’est chez l’homme qu’il atteint son développement maximum, constituant 80 % des neurones du système nerveux central.
Le cortex moderne des mammifères dérive du rhinencéphale des poissons. Le fait que l’ancienne structure olfactive des poissons ait donné naissance aux hémisphères cérébraux reflète l’importance qu’avait l’olfaction chez les premiers mammifères et qu’elle possède encore aujourd’hui pour beaucoup d’entre-eux. Une hypothèse informelle suggère que cela pourrait être dû à l’absence d’informations portées par les sensations olfactives. Alors que les signaux auditifs peuvent par eux-mêmes fournir des informations sur la taille, la position et le mouvement des autres animaux, ce n’est pas le cas des signaux olfactifs. Pour être utiles, ils doivent être associés à des traces mnésiques qui les mettent en relation avec des souvenirs visuels ou auditifs, d’autant que les premiers mammifères étaient vraisemblablement des animaux nocturnes de la taille d’une souris. Les hémisphères cérébraux se sont donc développées et ont reçu des afférences visuelles, auditives et somatiques en vu d’intègrer toutes ces informations avec les signaux olfactifs. Ceci n’est qu’une hypothèse et il n’existe aucun moyen de la vérifier, l’évolution permettant de constater la succession des étapes, mais pas d’en donner les raisons, surtout pour un organe fossilisant aussi mal que le cerveau.
Développement embryologique (évolution ontogénique)
Le cortex cérébral se forme dans la partie antérieure du tube neural, lui-même dérivant de la plaque neurale, une différentiation de l’ectoderme dorsal sous l’influence de la notochorde.
La première structure cérébrale à se différencier dans ce qui donnera les hémisphères cérébraux est le système ventriculaire. Les cellules souches des neurones se situent dans l’épithélium qui borde les ventricules. Dans un premier temps, les progéniteurs se divisent de façon symétrique pour se multiplier puis de façon asymétrique. Une des deux cellules migre alors à l’extérieur de la zone ventriculaire pour atteindre le cortex. Elle se différencie alors en neurone. L’autre cellule reste dans la zone ventriculaire et continue à se diviser. Les cellules gliales se multiplient de façon similaire, leurs progéniteurs sont différents de ceux des neurones.
Pendant les périodes foetale et néonatale, les neurones du cortex cérébral immature (la plaque corticale) sont pris en sandwich entre la zone marginale à l’extérieur et la sous-plaque située juste en dessous à l’interface avec ce qui donnera la substance blanche. La sous-plaque a une existence transitoire. Elle disparaitra chez l’homme, deux mois après la naissance. La zone marginale persistera, devenant la couche 1 du néocortex.

Tags: , , , , ,

Scintigraphie cérébrale

oct 14

Publié par admin dans Non classé | 1 commentaire

La scintigraphie est une méthode d’imagerie médicale qui procède par l’administration, dans l’organisme, d’isotopes radioactifs afin de produire une image médicale par la détection des rayonnements émis par ces isotopes après captation par les organes à examiner.

cerveau
On injecte au patient un traceur : c’est l’association d’une molécule vectrice et d’un marqueur radioactif. La molécule vectrice se localise de façon sélective sur une structure particulière de l’organisme (un organe, un secteur liquidien, une lésion). Le marqueur radioactif sert « d’émetteur » et renseigne sur sa localisation. Il émet un rayonnement gamma qui va être détecté par un détecteur externe appelé gamma-caméra (c’est une caméra à scintillation qui donne les scintigraphies).

Ce traceur est un médicament, appelé radiopharmaceutique, pourtant il n’a pas d’effet sur l’organisme étant donné les doses massiques extrèmement faibles utilisées. Il émet un rayonnement à la fois adapté à  sa détection et à la fois sans aucune toxicité sur le plan biologique et radiotoxicologique. Ce n’est absolument pas dangereux pour le patient, et l’irradiation n’est pas plus importante qu’une simple radiographie du thorax ou de l’abdomen.

Scintigraphie cérébrale (tomographie d’émission monophotonique)

Scanner et IRM ne fournissent qu’une image momentanée du cerveau, et ne donnent aucun renseignement sur le fonctionnement du cerveau. D’autres examens, dont l’usage se répand, visent à fournir une image « fonctionnelle » du cerveau.
Le plus répandu utilise des marqueurs radioactifs qui se fixent dans le cerveau en fonction de son état fonctionnel au moment où l’on fait l’injection, et l’image qui est obtenue est donc une « photographie » du fonctionnement cérébral à un moment donné. Il s’agit d’une scintigraphie cérébrale, appelée tomographie d’émission monophotonique, plus connue sous le nom de SPECT (en anglais : single photon emission computed tomography). Le produit le plus souvent injecté est l’HmPAO, qui se fixe en fonction du flux sanguin : sa fixation est diminuée dans les régions peu fonctionnelles, elle est en revanche très augmentée dans les zones cérébrales qui sont le siège d’une activité très intense, comme c’est le cas des régions où se déroule une crise épileptique.
On peut donc réaliser un SPECT :
•    En période intercritique, et l’on constatera alors fréquemment un déficit de fixation dans la région malade du cerveau ; la constatation d’une diminution localisée du débit fait penser que le foyer épileptique se situe à ce niveau. Les corrélations entre les zones d’hypoactivité et le siège réel du foyer épileptique sont cependant relativement peu précises, et très discutées ;
•    Lors d’une crise épileptique : on constatera alors au niveau de la ou des régions cérébrales qui sont intéressées par la crise une hyperactivité intense. Ce type de renseignement est beaucoup plus précieux. Il faut savoir cependant que l’organisation d’un SPECT critique est très difficile : elle impose que le patient soit surveillé continuellement par un médecin et par l’EEG, car il faut déterminer précisément le moment où la crise se produit, et que le produit radioactif injecté soit disponible à proximité immédiate…
La tomographie à émission de positons (TEP, ou PET en anglais (positon emission tomography)) est un examen beaucoup plus difficile à pratiquer, car peu accessible et très coûteux. Le prix de revient d’un seul examen est de l’ordre de 3 050 à 3 800 €.  Il nécessite la disponibilité à proximité d’un accélérateur de particules, permettant de préparer et de rendre immédiatement disponibles les produits radioactifs nécessaires. Cet examen utilise une grande variété de marqueurs, qui permettent d’étudier différentes fonctions cérébrales, différents métabolismes. Le produit est en général injecté par voie artérielle, dans la circulation cérébrale.

Tags: , , , , ,

Imagerie médicale accès au cerveau

oct 10

Publié par admin dans exploration du cerveau | 1 commentaire

L’imagerie cérébrale (dite aussi neuro-imagerie) désigne l’ensemble des techniques issues de l’imagerie médicale qui permettent d’observer le cerveau, en particulier lorsque qu’un individu exécute une tâche cognitive.

cerveau

L’observation du cerveau par autopsie était imprécise et incomplète, du fait notamment de l’observation post mortem d’un organe figé, laquelle ne pouvait rendre compte du déplacement des tumeurs cérébrales à l’origine de troubles cognitifs, comme l’aphasie. Le développement des techniques d’imagerie médicale couplé aux méthodes de la psychologie cognitive et expérimentale (par exemple, la psycholinguistique) a permis d’observer in vivo l’activité électrique et les flux sanguins dans le cerveau, dont les variations permettent de déterminer les zones cérébrales sollicitées par différents processus cognitifs. Les outils de la neuroimagerie (IRM, tomographie à émission de positrons, électroencéphalographie, magnétoencéphalographie,…) ont ainsi largement participé aux progrès des sciences cognitives depuis les années 1990 (voire avant, dès les années 1950 pour l’électroencéphalographie), contribuant à ce qu’on a appelé la décennie du cerveau.

L’imagerie structurelle (dite aussi anatomique) cherche à identifier, localiser et mesurer les différentes parties de l’anatomie du système nerveux central. Dans la pratique médicale clinique, elle permet d’identifier la localisation et l’extension d’une lésion cérébrale dans une visée diagnostique et/ou d’intervention chirurgicale.

Dans le cadre de la recherche en neurosciences cognitives. L’imagerie structurelle apporte des éléments pour interpréter les observations comportementales en neuropsychologie. En déterminant à quelles lésions correspond un déficit cognitif donné, il est possible d’établir que la région cérébrale lésée intervient dans le mécanisme sous-jacent. Ainsi, c’est en observant, post mortem, que le cerveau d’un patient devenu incapable de parler à la suite d’un accident vasculaire cérébral présentait une zone détruite dans le lobe frontal gauche, que Paul Broca déduisit le rôle de cette région dans les processus de langage.

Plus récemment, avec l’augmentation de la précision des mesures, il est devenu possible de corréler la mesure du volume (ou de la densité de neurones) d’une région cérébrale avec des résultats comportementaux. Ainsi, une étude a montré qu’une structure cérébrale impliquée dans la mémoire spatiale, l’hippocampe (cerveau), était plus développée chez les chauffeurs de taxis londoniens que dans la moyenne de la population, et ce d’autant plus qu’ils conduisaient depuis longtemps.

Tags: , , ,

Exploration cérébrale

sept 24

Publié par admin dans Le cortex | Aucun commentaire

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.

Tags: , , , ,

Le cortex sous toutes les coutures

sept 22

Publié par admin dans Le cortex | Aucun commentaire

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.

Tags: , ,