Neurobiologique

Neurosciences

Niveaux d'analyse

Moléculaire • Synaptique • Neuronal • Réseau neuronal • Organique • Systémique

Méthodes

Imagerie cérébrale • Électrophysiologie • Lésion cérébrale • Intelligence artificielle

Branches d'études

Neuroanatomie • Neurophysiologie • Neuroendocrinologie • Psychophysiologie • Neurosciences cognitives •

Concepts majeurs

Neurone • Potentiel d'action • Synapse et transmission synaptique • Réseau neuronal • Neuromédiateur • Plasticité neuronale • Plasticité synaptique • Précablage • Réflexe • Récompense • Cognition • Modularité de l'esprit

Chercheurs

Ramón y Cajal • C.S. Sherrington • P. Broca • J. Olds • J. LeDoux • D.H. Hubel • T. Wiesel • E. Candel • J.P. Changeux

Champs d'application

Neurologie • Neurochirurgie • Neuropsychologie • Psychiatrie • Neuropharmacologie • Chronobiologie •

Voir aussi

Catégorie Neurosciences

Les neurosciences regroupent toutes les sciences nécessaires à l'étude de l'anatomie et du fonctionnement du système nerveux. Le système nerveux regroupe différents organes dont le cerveau, la moelle épinière, les nerfs, les organes des sens et le système nerveux autonome qui contrôle l'homéostasie. Les débuts de l'usage du terme de neurosciences sont très récents ce qui fait que le regroupement actuel de faits antérieurs à l'usage de ce mot peut paraître arbitraire.

Sommaire 1 Disciplines constitutives des neurosciences 2 Les méthodes 3 Les applications 4 Les chercheurs renommés 5 Les critiques 5.1 Paul Valéry 5.2 Autres critiques 6 Voir aussi 6.1 Bibliographie 6.2 Liens externes

Disciplines constitutives des neurosciences

Historiquement, les neurosciences ont d'abord émergé comme une branche de la biologie et de la médecine, philosophiquement inspirée par le scientisme du XIXe siècle et postulant l'absence de toute cause endogène (auto-générée) du comportement humain. Avec l'évolution des connaissances scientifiques et des méthodes la chimie, la psychologie, l'informatique et la physique ont par la suite amplement contribué aux progrès de cette discipline. Par ailleurs, il ne faut pas oublier une branche moderne de la philosophie qui a eu et, qui a encore, un impact important sur la façon d'approcher les neurosciences notamment au travers de ce qu'on appelle les sciences cognitives. Un exemple des plus célèbres de la confrontation entre philosophie et neuroscience est la quête d'une localisation de l'âme dans le cerveau. Ainsi, au XVIIe siècle, le philosophe René Descartes utilisait un argument neuroscientifique pour faire de la glande pinéale le siège de l'âme (tout en accordant à cette dernière une existence distincte) : alors que les différentes structures du cerveau possèdent chacune un symétrique dans l'autre moitié du cerveau, ce n'est pas le cas de la glande pinéale . Si les termes de cette question particulière sont aujourd'hui dépassés, l'approche philosophique du scientisme continue de jouer un rôle important sur les paradigmes mis en œuvre dans les neurosciences.

Aujourd'hui, l'étude du système nerveux passe par de multiples approches qui suivent deux grandes directions :

• une approche ascendante (ou bottom-up) qui étudie les briques de base du système nerveux pour essayer de reconstituer le fonctionnement de l'ensemble;
• une approche descendante (top-down) qui, en étudiant les manifestations externes du fonctionnement du système nerveux, tente de comprendre comment il est organisé et comment il fonctionne.

Ces deux types d'approches donnent lieu à diverses sous-disciplines dont les frontières sont relativement floues :

• la neurophysiologie étudie le fonctionnement physiologique des unités constitutives du système nerveux que sont les neurones,
• la neuroanatomie caractérise la structure anatomique (morphologie, connectivité...) du système nerveux,
• la neurologie est la branche de la médecine s'intéressant aux conséquences cliniques des pathologies du système nerveux et à leur traitement,
• la neuropsychologie s'intéresse aux conséquences cliniques des pathologies du système nerveux sur la cognition, l'intelligence et les émotions,
• la neuroendocrinologie étudie les liens entre le système nerveux et le système hormonal,
• les neurosciences cognitives cherchent à établir les liens entre le système nerveux et la cognition,
• les neurosciences computationnelles cherchent à modéliser le fonctionnement du système nerveux au moyen de simulations informatiques,
• les neurosciences sociales étudient des mécanismes physiologiques et hormonaux qui sous-tendent les comportements sociaux et les relations interpersonnelles.
• la neuroéconomie et la neurofinance s'intéressent aux processus de décision des agents économiques, et notamment l'étude des rôles respectifs des émotions et de la cognition dans ceux-ci. Ces branches sont liées à l'économie comportementale et la finance comportementale.

Les méthodes

Ces deux démarches, ascendante pour la première et descendante pour la dernière, commencent aujourd'hui à se rencontrer à un carrefour formé par l'imagerie cérébrale et plus généralement les neurosciences cognitives. En effet, les techniques d'imagerie cérébrale permettent de déterminer comment une fonction cognitive précise est réalisée dans le système nerveux en mesurant divers corrélats de l'activité neuronale (vasculaire pour l'IRM fonctionnelle, électrique pour l'EEG...) lorsque le sujet (humain ou non) réalise une tâche donnée (écouter un son, mémoriser une information, lire un texte...).

Les applications

L'une des activités les plus médiatisées des neurosciences est l'atlas neuro-fonctionnel du cerveau. Une autre en plein essor est la neuropsychologie. Une meilleure connaissance des pathologies neuronales est aussi un domaine considéré crucial. On peut aussi citer le développement de la neuroéconomie.

Dans ce dernier domaine, les recherches auraient montré que certaines décisions dans des domaines censés être rationnels (achats et vente en bourse) seraient souvent liées à de fortes excitations et émotions, mettant en jeu des zones du cerveau associées au plaisir ou à la souffrance. Cela ouvre la voie à l'exploration du rôle des émotions dans le processus de décision quel que soit le domaine.

Les chercheurs renommés

PLusieurs personnalités scientifiques oeuvrant dans le domaine des neurosciences ont été récompensées du Prix Nobel de médecine et de physiologie :

Année	Lauréat(s)	Nationalité	Travaux récompensés
1904	Ivan Petrovich Pavlov	Russie	en reconnaissance de son travail sur la physiologie digestive, grâce auquel la connaissance sur les aspects vitaux du sujet a été transformée et élargie.
1906	Camillo Golgi et Santiago Ramón y Cajal	Italie  Espagne	en reconnaissance de leurs travaux sur la structure du système nerveux.
1914	Robert Bárány	Autriche-Hongrie	pour son travail sur la physiologie et la pathologie de l'appareil vestibulaire.
1932	Sir Charles Scott Sherrington Edgar Douglas Adrian	Royaume-Uni	pour leurs découvertes sur les fonctions des neurones .
1936	Sir Henry Hallett Dale Otto Loewi	Royaume-Uni  Allemagne	pour leurs découvertes relatives à la transmission chimique des signaux nerveux .
1944	Joseph Erlanger, Herbert Spencer Gasser	États-Unis	pour leurs découvertes sur les fonctions hautement différenciées d'une fibre nerveuse isolée.
1949	Walter Rudolf Hess António Caetano de Abreu Freire Egas Moniz	Suisse  Portugal	sa découverte de l'organisation fonctionnelle du mésencéphale comme coordinateur des activités des organes internes. pour sa découverte de la valeur thérapeutique de la lobotomie dans certaines psychoses.
1963	Sir John Carew Eccles Alan Lloyd Hodgkin Andrew Fielding Huxley	Australie  Royaume-Uni  Royaume-Uni	pour leurs découvertes concernant les mécanismes ioniques impliqués dans l'excitation et l'inhibition de les portions périphérique et centrale de la membrane cellulaire des nerfs.
1967	Ragnar Granit Haldan Keffer Hartline George Wald	Suède  États-Unis  États-Unis	pour leurs découvertes concernant la physiologie primaire et les processus chimiques visuels dans l'œil.
1970	Sir Bernard Katz Ulf von Euler Julius Axelrod	Royaume-Uni  Suède  États-Unis	pour « leurs découvertes concernant les transmetteurs humoraux dans les terminaisons nerveuses et les mécanismes de leur stockage, relargage et inactivation ».
1971	Earl W. Sutherland, Jr.	États-Unis	pour « ses découvertes les mécanismes d'action des hormones ».
1972	Gerald M. Edelman Rodney R. Porter	États-Unis  Royaume-Uni	pour « leurs découvertes concernant la structure chimique des anticorps ».
1973	Karl von Frisch Konrad Lorenz Nikolaas Tinbergen	Autriche  Autriche  Pays-Bas	pour « leurs découvertes concernant l'organisation et l'incitation des comportements individuels et sociaux ».
1977	Roger Guillemin et Andrzej Wiktor Schally Rosalyn Yalow	France  Pologne  États-Unis  États-Unis	pour « leurs découvertes concernant la production d'hormones peptidiques dans le cerveau » pour « le développement des radio-immuno assays des hormones peptidiques ».
1979	Allan MacLeod Cormack Godfrey Newbold Hounsfield	États-Unis  Royaume-Uni	pour « le développement de tomographie ».
1981	Roger Sperry David Hubel Torsten Wiesel	États-Unis  États-Unis  Suède	pour « ses découvertes concernant la répartition fonctionnel des hémisphères cérébraux. » pour «leurs découvertes concernant l'analyse des informations dans le système visuel. »
2000	Arvid Carlsson Paul Greengard Eric R. Kandel	Suède  États-Unis  États-Unis	pour « avoir prouvé que la dopamine est le neurotransmetteur dont la déplétion provoque les symptômes de la maladie de Parkinson ». pour « avoir montré comment les neurotransmetteurs agissent sur les cellules et peuvent activer une molécule importante connu sous le nom DARPP-32 ». pour « avoir décrit les bases moléculaires de la mémoire à court terme et à long terme ».
2003	Paul C. Lauterbur Sir Peter Mansfield	États-Unis  Royaume-Uni	pour « leur découvertes concernant l'imagerie par résonance magnétique ».
2004	Richard Axel Linda B. Buck	États-Unis	pour « leurs découvertes des récepteurs olfactifs et de l'organisation du système olfactif ».

Les critiques

Paul Valéry

Paul Valéry s'est montré sceptique à l'égard de ceux qui affirmaient voir - à son époque - l'esprit au bout de leur bistouri :

« Veuillez donc supposer que les plus grands savants qui ont existé jusqu'à la fin du XVIIIème siècle, les Archimède et les Descartes, étant assemblés en quelque lieu des Enfers, un messager de la Terre leur apporte une dynamo et la leur donne à examiner à loisir (...). Ils la font démonter, en interrogent et en mesurent toutes les parties. Ils font en somme tout ce qu'ils peuvent... Mais le courant leur est inconnu, l'induction leur est inconnue; ils n'ont guère l'idée que de transformations mécaniques. Ainsi tout le savoir et tout le génie humain réunis devant ce mystérieux objet échouent à en deviner le secret, et à deviner le fait nouveau qui fut apporté par Volta (...), Ampère, Oersted, Faraday, et les autres (...) [C'est] ce que nous-mêmes faisons quand nous interrogeons un cerveau, le pesant, le disséquant, le débitant en coupes minces et soumettant ces lamelles fixées à l'examen histologique »

(Variété III, Le bilan de l'intelligence).

Autres critiques

Pour leur ambition de comprendre les mécanismes de la pensée selon une vision tirée du monisme anthropologique et du scientisme, les neurosciences font l'objet de critiques qui se rassemblent autour d'une démarche antiréductionniste : selon ces critiques, les neurosciences sous-estiment la différence d'échelle entre leur discipline et des phénomènes qui relèvent jusqu'ici d'autres champs scientifiques comme la linguistique, l'anthropologie, la psychologie, la sociologie ou la psychiatrie. Ainsi par exemple ce que Jean-Pierre Changeux nomme concept dans L'homme neuronal reste encore une extension du percept, très éloignée encore des concepts du niveau étudié en philosophie. Sans mettre en cause l'intérêt de la démarche, ces critiques affirment que les neurosciences crient juste victoire encore un peu tôt.

Si des neuroscientifiques comme Changeux semblent tomber effectivement dans une approche assez réductionniste, d'autres comme le philosophe Daniel Dennett dénoncent ce réductionnisme comme pouvant correspondre à des motivations mercantiles. Les neurosciences cognitives contemporaines essaient en tout cas de tracer des ponts entre l'exploration des mécanismes cérébraux et la richesse des quelques phénomènes cognitifs simples. Nul ne conteste qu'il reste beaucoup à établir avant de pouvoir expliquer une conduite ou un état d'âme aux moyens de ces nouveaux outils scientifiques, en admettant même que cette technique soit la plus simple pour cela (nous n'avons pas besoin par exemple de connaître en détail le cerveau d'un chat pour savoir qu'il se mettra à courir après une souris, pas plus que de connaître la physique du solide pour évaluer la robustesse d'un escabeau).

L'usage de l'imagerie médicale comme outil d'interprétation du comportement humain suscite également un certain scepticisme, car cette démarche est susceptible de confondre la cause et l'effet (l'excitation d'un organe pouvant être le résultat physiologique d'une décision, et non sa cause). Plus généralement, de telles conclusions tirées de l'observation d'un être animé pourraient être entâchées de l'erreur de raisonnement connue sous le nom de petitio principii (où la conclusion de l'expérience résulte directement des postulats métaphysiques du chercheur, voire de ses préjugés sociaux, et non des faits).

Une autre critique concerne la dimension éthique, sociale et technologique des neurosciences. Le problème de la responsabilité sociale de l'activité scientifique n'est pas propre aux neurosciences mais il est exacerbé par la médiatisation des avancées faites dans ce domaine et par la fascination liée à l'idée de transformer non pas l'enveloppe corporelle de l'homme (à ce sujet voir l'article clonage) mais le fonctionnement de son esprit (voir transhumanisme). Certains s'inquiètent ainsi de l'émergence d'un neuromarketing dont l'objectif est d'utiliser les neurosciences pour améliorer l'efficacité des campagnes de marketing : ces recherches trouvent des financements, mais on ne connaît pas les motivations des financiers de cet investissement, ni quel retour ils en espèrent, et pas davantage s'ils ne sont motivés que par la connaissance pure. D'autre part, la remise en question du libre arbitre peut être interprétée comme une remise en cause de la Déclaration universelle des droits de l'homme, justifiant ainsi des restrictions politiques de la part de gouvernements prompts à exploiter ce genres d'occasions, comme cela a été le cas au XXe siècle avec l'eugénisme.

Il y a cependant en face le souhait de mieux comprendre le mental humain.Le choix d'applications aux découvertes est lié à tout progrès scientifique et n'est en rien spécifique aux neurosciences. Un pouvoir politique bien contrôlé par le citoyen peut tenter de mettre des garde-fous éthiques aux utilisations technologiques ou sociales des progrès scientifiques sans pour autant entraver la recherche. On en revient alors au dilemme bien connu entre les citoyens et les détenteurs de puissance financière - qui sont parfois les mêmes.

Voir aussi

• Classement thématique des neurosciences

Bibliographie

• Neurosciences et psychanalyse : in Revue Française de Psychanalyse, T. 71 N° 2, Avril 2007, PUF, ISBN 2130561586
• "Scientifiquement incorrect ou les dérives idéologiques de la science" de Michel Lefeuvre - Editions Salvator - avril 2006 - 154 p.- troisième partie : cerveau et neurosciences (pp. 91 à 112)

Liens externes

• International Brain Research Organization (IBRO)
• Neurosciences: Les Sciences du Cerveau
• Société des Neurosciences
• Canadian Association for Neuroscience
• Canadian Institute of Neuroscience, Mental Health & Addiction (INMHA)
• (fr) Le cerveau à tous les niveaux
• (en) "Brain voyager tutor" petit logiciel de simulation d'imagerie cérébrale.

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