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Cerveau en fiches © 2013 Society For Neuroscience & Société des Neurosciences Notions fondamentales sur le cerveau 7 rieures comme la résolution de problèmes, la pensée, la planification, bien d’autres aspects de la personnalité et de la formation des émotions. Le lobe pariétal intervient dans les processus sensoriels, l’attention et le langage. Une lésion du côté droit du lobe pariétal peut entraîner des troubles de l’orientation spa- tiale, même dans des lieux familiers. Si le côté gauche est lésé, les capacités à comprendre le langage parlé ou écrit peuvent être altérées. Le lobe occipital prend part dans l’information visuelle y compris dans la reconnaissance des formes et des cou- leurs. Le lobe temporal joue un rôle dans l’encodage des informations auditives et dans l’intégration des informations provenant des autres modalités sensorielles. Les neurobiolo- gistes pensent également que le lobe temporal intervient dans la mémoire à court terme grâce à l’hippocampe et dans la mémoire des réponses émotionnelles via l’amygdale. Toutes ces structures forment le cerveau antérieur. Cette structure inclut également des noyaux cérébraux profondé- ment enfouis sous le cortex : les ganglions de la base; le thalamus et l’hypothalamus. Les noyaux gris centraux aident à la coordination des mouvements et dans les comportements liés à la récompense. Le thalamus joue un Chapitre 1 : Notions fondamentales sur le cerveau Dans ce | [
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cérébraux profondé- ment enfouis sous le cortex : les ganglions de la base; le thalamus et l’hypothalamus. Les noyaux gris centraux aident à la coordination des mouvements et dans les comportements liés à la récompense. Le thalamus joue un Chapitre 1 : Notions fondamentales sur le cerveau Dans ce chapitre • Anatomie du cerveau et du système nerveux • Le neurone • Neurotransmetteurs et neuromodulateurs 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 inin- terrompue entre le monde extérieur et le soi. Cartographier le cerveau L’encéphale représente la partie majeure du cerveau humain et est associé à des fonctions supérieures comme le contrôle des comportements volontaires. Penser, perce- voir, planifier, et comprendre un langage, toutes ces fonc- tions sont sous le contrôle des | [
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entre le monde extérieur et le soi. Cartographier le cerveau L’encéphale représente la partie majeure du cerveau humain et est associé à des fonctions supérieures comme le contrôle des comportements volontaires. Penser, perce- voir, planifier, et comprendre un langage, toutes ces fonc- tions sont sous le contrôle des hémisphères cérébraux. Le télencéphale est divisé en deux hémisphères : l’hémisphère droit et l’hémisphère gauche. Ces derniers communiquent entre eux par un faisceau de fibres nerveuses appelé corps calleux. À la surface de l’encéphale se trouve une couche de tissu cérébral appelé cortex cérébral. Cette structure est plus communément appelée matière grise en raison de sa couleur grise. L’apparence bosselée du cerveau humain est aussi due aux caractéristiques du cortex cérébral. En effet, plus des deux tiers du cortex est replié dans des circonvolu- tions, ce qui permet d’en accroître la surface et le nombre de cellules nerveuses. La fonction du cortex cérébral peut être analysée en divisant le cortex de façon plus ou moins arbitraire en zones, un peu comme l’arrangement géographique en pays et continents. Le lobe frontal est impliqué dans l’initiation et la coor- dination des mouvements, dans les tâches cognitives supé- The top image shows the four main sections of the cerebral cortex: the frontal lobe, the parietal lobe, the occipital lobe, and the temporal lobe. Functions such as movement are controlled by the motor | [
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comme l’arrangement géographique en pays et continents. Le lobe frontal est impliqué dans l’initiation et la coor- dination des mouvements, dans les tâches cognitives supé- The top image shows the four main sections of the cerebral cortex: the frontal lobe, the parietal lobe, the occipital lobe, and the temporal lobe. Functions such as movement are controlled by the motor cortex, and the sensory cortex receives information on vision, hearing, speech, and other senses. The bottom image shows the location of the brain’s major internal structures. | [
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8 Notions fondamentales sur le cerveau © 2013 Society For Neuroscience & Société des Neurosciences mobilise l’énergie et les ressources du corps lors d’un stress ou d’une excitation tandis que le système nerveux para- sympatique permet de conserver l’énergie et les ressources durant un état relaxé ou pendant le sommeil. Le neurone Les messages nerveux sont transportés au travers du système nerveux par des unités individuelles appelées neurones. Le neurone est l’unité de travail de base du cerveau. C’est une cellule spécialisée conçue pour transmettre l’infor- mation à d’autres cellules nerveuses, cellules musculaires et cellules glandulaires. Les caractéristiques du cerveau reposent en grande partie sur les propriétés structurelles et fonctionnelles de l’interconnexion entre les neurones. Le cerveau de mammifère contient entre 100 millions et 100 milliards de neurones en fonction de l’espèce. Chaque neurone de mammifère est composé d’un corps cellulaire, de dendrites et d’un axone. Le corps cellulaire contient le noyau et le cytoplasme. L’axone part du corps cellulaire et forme souvent de nombreuses petites ramifications avant de se terminer en terminaisons nerveuses. Les axones peuvent mesurer de moins d’un centimètre jusqu’à un mètre ou plus. Les dendrites partent du corps cellulaire et reçoivent des informations provenant d’autres neurones. rôle de coordinateur des informations sensorielles allant au cortex ; l’hypothalamus, quant à lui, est le centre de contrôle de | [
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avant de se terminer en terminaisons nerveuses. Les axones peuvent mesurer de moins d’un centimètre jusqu’à un mètre ou plus. Les dendrites partent du corps cellulaire et reçoivent des informations provenant d’autres neurones. rôle de coordinateur des informations sensorielles allant au cortex ; l’hypothalamus, quant à lui, est le centre de contrôle de l’appétit, des comportements de défense et de reproduction, du cycle veille sommeil. Le mésencéphale est constitué de deux paires de petits renflements appelés colliculi. Ces groupes de neurones jouent un rôle prépondérant dans les reflexes visuels et auditifs et dans le transfert de ces informations vers le thalamus. Le mésencéphale comprend également des îlots de neurones éparpillés dans le système nerveux central jouant un rôle important dans les mécanismes de récompense et dans l’humeur. Le rhombencéphale comprend le pons et le bulbe rachidien. Cette structure permet le contrôle du rythme respiratoire, de l’activité cardiaque et du niveau de glucose dans le sang. Une autre partie du rhombencéphale, nommée cerve- let, contient également deux hémisphères. Cette structure intervient dans le contrôle des mouvements et dans des processus cognitifs qui nécessitent une coordination. Il joue un rôle important dans les apprentissages pavloviens. La moelle épinière est une extension du cerveau dans la colonne vertébrale. Elle reçoit des informations sensorielles de toutes les parties du corps en dessous de la | [
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Cette structure intervient dans le contrôle des mouvements et dans des processus cognitifs qui nécessitent une coordination. Il joue un rôle important dans les apprentissages pavloviens. La moelle épinière est une extension du cerveau dans la colonne vertébrale. Elle reçoit des informations sensorielles de toutes les parties du corps en dessous de la tête. Elle utilise ces informations pour générer les réflexes, par exemple, en réponse à une douleur, et elle transmet éga- lement les informations sensorielles au cerveau notamment dans le cortex cérébral. Par ailleurs, la moelle épinière génère des influx nerveux dans les nerfs qui contrôlent les muscles et les viscères au travers d’activités réflexes ou de commandes volontaires en provenance de l’encéphale. Système nerveux central et périphérique Le cerveau antérieur, le mésencéphale et la moelle épi- nière forment le système nerveux central (SNC). L’encéphale est protégé par la boîte crânienne tandis que la moelle épinière qui mesure environ 43 cm de long est protégée par la colonne vertébrale. Le système nerveux périphérique (SNP) est constitué de nerfs et de petites concentrations de matière grise appelées ganglions. Ainsi, le système nerveux représente un système biologique formé par un réseau de zones de matière grise interconnectées par des faisceaux de matière blanche. Le cerveau envoie des messages vers les nerfs périphé- riques via la moelle épinière à travers le corps afin de | [
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de nerfs et de petites concentrations de matière grise appelées ganglions. Ainsi, le système nerveux représente un système biologique formé par un réseau de zones de matière grise interconnectées par des faisceaux de matière blanche. Le cerveau envoie des messages vers les nerfs périphé- riques via la moelle épinière à travers le corps afin de contrôler les muscles et les organes internes. Le système nerveux somatique est composé de neurones connectant le SNC avec des parties de l’organisme qui interagissent avec le monde extérieur. Les nerfs somatiques dans la région cervicale sont associés au cou et aux bras tandis que ceux situés dans la région thoracique sont associés au thorax et ceux situés dans les régions lombaires et sacrées interagissent avec les jambes. Le système nerveux autonome est formé de neurones connectant le SNC avec les organes internes. Il est divi- sé en deux parties. Le système nerveux sympathique, qui The nervous system has two great divisions: the central nervous system (CNS), which consists of the brain and the spinal cord, and the peripheral nervous system (PNS), which consists of nerves and small concentrations of gray matter called ganglia. The brain sends messages via the spinal cord to the body’s peripheral nerves, which control the muscles and internal organs. | [
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© 2013 Society For Neuroscience & Société des Neurosciences Notions fondamentales sur le cerveau 9 mations nous aideront à acquérir des connaissances plus précises et utiles sur les circuits impliqués dans les patholo- gies neurologiques comme les maladies d’Alzheimer ou de Parkinson, mais aussi dans les pathologies psychiatriques, comme l’addiction ou la schizophrénie. Caractériser et comprendre la variété des circuits uti- lisant les synapses chimiques est essentiel pour décrypter le large éventail de fonctions cérébrales et répondre à des questions aussi variées que : comment se fait la mise en mémoire d’informations, pourquoi la sexualité est un si grand motivateur ou qu’est ce qui forge la base biologique des maladies mentales. Neurotransmetteurs et neuromodulateurs Il existe une grande variété de neurotransmetteurs et de récepteurs associés. Ce chapitre fait l’inventaire des prin- cipaux neurotransmetteurs et neuromodulateurs, composés chimiques qui sont à la base de l’ensemble des activités du cerveau. Acétylcholine L’acétylcholine (ACh) est le premier neurotransmetteur à avoir été identifié il y a environ 80 ans. Cette molé- cule est libérée par les neurones connectés aux neurones qui contrôlent les battements du cœur et les muscles volon- taires, les faisant ainsi se contracter. L’ACh est également un neurotransmetteur impliqué dans de nombreuses régions du cerveau. L’ACh est synthétisée dans les terminaisons | [
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y a environ 80 ans. Cette molé- cule est libérée par les neurones connectés aux neurones qui contrôlent les battements du cœur et les muscles volon- taires, les faisant ainsi se contracter. L’ACh est également un neurotransmetteur impliqué dans de nombreuses régions du cerveau. L’ACh est synthétisée dans les terminaisons axonales. Quand un potentiel d’action arrive à la terminaison nerveuse, des ions calciques électriquement chargés entrent massivement dans la terminaison et l’ACh est libérée dans la synapse où elle se lie à des récepteurs sur la cellule cible. Dans les muscles volontaires, cette action entraîne l’ouverture de canaux sodiques et cause la contraction du muscle. L’ACh est ensuite dégradée par l’enzyme acétylcholine estérase puis resynthétisée dans la terminaison nerveuse. Des anticorps qui bloquent un type de récepteur à l’ACh causent une myasthénie grave, une maladie caractérisée par une fatigue et une faiblesse mus- culaire. L’ACh dans le cerveau joue un rôle important dans l’attention, la mémoire et le sommeil. Dans la maladie d’Alzheimer, on a observé la mort des neurones libérant de l’ACh ce qui fait de la restauration de ce neurotrans- metteur dans le cerveau l’objectif de récentes recherches. Les drogues qui inhibent l’acétylcholine estérase (augmen- tant l’ACh dans le cerveau) constituent un des principaux | [
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maladie d’Alzheimer, on a observé la mort des neurones libérant de l’ACh ce qui fait de la restauration de ce neurotrans- metteur dans le cerveau l’objectif de récentes recherches. Les drogues qui inhibent l’acétylcholine estérase (augmen- tant l’ACh dans le cerveau) constituent un des principaux traitements symptomatiques utilisés pour traiter la maladie d’Alzheimer. Acides aminés Les acides aminés sont des molécules présentes dans tout l’organisme servant de briques à la synthèse des protéines. Certains acides aminés peuvent aussi agir comme des neurotransmetteurs dans le cerveau. Les neurotransmetteurs Quand les neurones reçoivent ou envoient des mes- sages, ils transmettent des impulsions électriques le long de l’axone. Beaucoup d’axones sont recouverts d’une gaine de myéline dans le but d’accélérer la conduction de l’influx nerveux. Cette gaine est fabriquée par des cellules spécialisées appelées cellules gliales. Dans le SNC les cellules gliales qui forment la gaine de myéline sont appelées oligodendrocytes, et dans le SNP, elles sont appelées cel- lules de Schwann. Le cerveau contient au moins dix fois plus de cellules gliales que de neurones. Les cellules gliales jouent de nom- breux rôles : les chercheurs savent depuis longtemps que les cellules gliales transportent les nutriments aux neurones et nettoient les débris cellulaires. De nombreuses études | [
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