Cerveau Humain

Cerveau Humain

Cerveau

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En anatomie, le cerveau est l'organe du central supervisant le système nerveux des animaux, et de l'être humain en particulier. Il traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la motricité volontaire, et constitue le siège des fonctions cognitives. Chez les vertébrés, le cerveau est situé dans la tête à l'abri du crâne, le même terme peut aussi être employé pour désigner les centre nerveux des invertébrés. D'un point de vue neuroanatomique, le cerveau est l'ensemble des structures nerveuses formant le diencéphale et le télencéphale, même si dans le langage courant, on emploie ce terme pour désigner l'ensemble de l'encéphale, y compris le cervelet, ce qui est imprécis.

Constitué d'un nombre variable de neurones connectés les uns aux autres et de cellules dites de soutien qui permettent le métabolisme, le volume du cerveau varie grandement d'un espèce à l'autre. C'est un organe qui peut être relativement complexe mais dont la structure est assez homogène. Le cerveau humain comporte 74,6% d'eau et pèse environ 1 370 g chez l'homme et 1 300 g chez la femme.

Base d'un cerveau. Andreas Vesalius, 1543
Schémas d'un cerveau humain, en coupe

Sommaire

Vue d'ensemble

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 cérébro-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.

Article détaillé : neurodéveloppement.

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.

Anatomie

Vue d'ensemble d'un cerveau humain sur une Imagerie par résonance magnétique

L'encéphale se compose, de bas en haut:

  1. du 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;
  2. du cervelet, situé en arrière du tronc cérébral;
  3. et du 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 le cerveau).

Fonctions

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.

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[1].

Le système moteur

Les zones moteurs sont les zones du cerveau responsables directement ou indirectement des mouvements du corps, et ce par activations des muscles. À l'exception des muscles contrôlant les yeux, tous les muscles du corps, soumis à notre volonté, sont directement innervés par des neurones moteurs de la moelle épinière. Ils sont donc le dernier maillon de la chaîne du système psycho-moteur. Les neurones moteurs spinaux sont contrôlés à la fois par des circuits neuronaux propre à la colonne vertébrale et par des influx descendants du cerveau. Les circuits spinaux intrinsèques hébergent plusieurs réactions réflexes ainsi que certains schémas comme les mouvements rythmiques tels que la marche, la nage. Les connexions descendantes du cerveau quant à elles, permettent des contrôles plus sophistiqués.

Notes

  1. a , b  et c Les dimensions sont non représentatives

Références

  1. Drew Westen, Catherine Garitte. Psychologie: Pensée, cerveau et culture. De Boeck Université, 2000. ISBN 2-7445-0026-7, 9782744500268. 1280 pages.

Voir aussi

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Voir « cerveau » sur le Wiktionnaire.

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