Le
cerveau est notre organe le plus complexe. Non seulement ses différents
habitants jouent une danse compliquée, dont le tempo n'a pas encore été décodé,
mais c'est aussi l'organe avec lequel nous pensons. C'est le cerveau qui
réfléchit sur le cerveau.
Qu'est-ce
qui le rend si complexe ? Qu'est-ce qui le pousse à travailler plus dur et plus
vite que le cœur et à produire plus de substances chimiques que le foie ?
Pour
comprendre le cerveau, nous devons d'abord nous familiariser avec ses
habitants, sa disposition et sa structure.
Une
question assez simple - combien d'habitants vivent dans notre cerveau - est
restée sans réponse jusqu'à récemment. En 2005, les neurobiologistes Suzane
Herculano-Houzel et Roberto Lent, professeurs à l'université fédérale de Rio de
Janeiro, ont inventé une méthode pour compter et trier les différents types d'habitants
du cerveau et ont découvert que celui-ci contient environ 86 000 000 000 de
neurones et 85 000 000 000 de cellules non neuronales.
Il
ne leur a fallu que deux ans d'innombrables heures de travail et une bourse
complète pour en arriver à cette information.
De sympathiques habitants… dans notre cerveau
Les
plus connues et les plus étudiées sont les neurones. Ce sont les fils qui
transmettent l'information de et vers : ils relaient les ordres et collectent
les données. Les neurones, ou cellules nerveuses, sont le principal composant
du tissu nerveux et communiquent entre eux et avec tous les autres organes par
l'intermédiaire des synapses.
Ils
peuvent être divisés en trois catégories, chacune ayant une fonction et un
emplacement distincts. Les neurones
sensoriels sont ceux qui reçoivent les données du monde extérieur et
intérieur. Leurs bras allongés peuvent s'étirer jusqu'à plus d'un mètre. S'il
le faut ils innervent les mains et les jambes, et ils réagissent au toucher, à
l'odeur, à la pression, à la lumière, à la température et à bien d'autres
stimuli qui affectent nos organes sensoriels (yeux, peau, etc.). Toutes ces
informations sont ensuite envoyées à notre cerveau via la moelle épinière.
Une
fois que l'information atteint une certaine partie du cerveau, elle est distribuée
et déchiffrée. Pour cela, nous avons tout un réseau d'interneurones dont le but est de se connecter à d'autres neurones
et de leur demander leur avis sur des questions connexes. Ce faisant, ils
créent un circuit neuronal.
Lorsqu'un
circuit neuronal parvient à une conclusion sur ce qu'il faut faire ensuite, il
envoie des informations par l'intermédiaire des neurones moteurs, qui innervent à peu près les mêmes endroits que
les neurones sensoriels, et qui ont l'air presque identiques. Ils constituent
l'autre voie de l'autoroute de l'information neurale. Une fois que
l'information a voyagé à travers le motoneurone jusqu'à sa destination, elle
est délivrée, à nouveau, par les synapses.

Anatomie des neurones. Crédit :
Bruce Blaus
Une communication high-tech
Quel
que soit le type de neurone, ils ont tous les mêmes parties, quel que soit leur
aspect. Un neurone typique est constitué d'un corps cellulaire ou soma, où
résident le noyau, de nombreuses dendrites et un seul long axone. Le soma est
le centre de l'opération, le bureau de poste qui transmet toutes les
informations jusqu'à la pointe de l'axone, où il se connecte soit au tissu
musculaire (motoneurones), soit aux organes (motoneurones et neurones
sensoriels), soit aux dendrites d'un autre neurone (interneurones), fermant
ainsi le circuit. Les dendrites sont des petites branches qui se propagent à
partir du corps cellulaire et s'étendent sur quelques centaines de micromètres.
L'axone, une longue branche singulière, peut s'étendre sur plus d'un mètre chez
l'homme, voire plus chez d'autres espèces. Il se ramifie, mais conserve un
diamètre constant jusqu'à son extrémité. Les extrémités de ces branches sont
des terminaisons axonales, où résident les synapses. Elles sont cruciales pour
le transfert de signaux entre un neurone et d'autres cellules. Elles permettent
aux neurones d'échanger des informations avec une autre cellule voisine en
formant des jonctions étroites avec le signal qui arrive généralement par un
long axone vers la dendrite d'un autre neurone, ou vers une autre cellule de
notre corps. Les neurones communiquent à la fois avec des signaux chimiques et
électriques, le signal électrique lui voyage à travers le neurone, excite les
molécules stockées dans les synapses qui passent par la fente synaptique pour
entrer dans une autre cellule.

Un aperçu schématique
d'une synapse. Les flèches noires indiquent la direction du signal. Crédit :
Curtis Neveu
Les
neurones de notre corps forment le système nerveux central qui supervise tout.
C'est notre cerveau et la moelle épinière et c'est la raison pour laquelle nous
pouvons raisonner. Le système nerveux périphérique est le relais de nos organes
et nos membres vers le dôme central. C'est le flux d'informations, composé
d'axones s'étendant sur tout notre corps, couvrant chaque partie de celui-ci et
nous fournissant un réseau de surveillance afin que nous (le cerveau) puissions
toujours savoir ce qui nous arrive (le corps). Ils se rencontrent tous dans la
moelle épinière, qui constitue l'ultime autoroute de notre corps vers le
cerveau et vice-versa.
Pour
rendre les choses encore plus compliquées, avec pour but de faciliter notre vie
quotidienne, nous avons aussi un système nerveux périphérique totalement
autonome, connecté, mais pas sous le contrôle du système nerveux central. Cette
autonomie orchestre chaque action inconsciente que nous faisons, comme
respirer, faire battre notre cœur, faire fonctionner chaque organe
individuellement… Remercions l'évolution pour cela. Imaginez que vous ayez
besoin de vous rappeler constamment de faire battre votre cœur ou de respirer.
Le système nerveux autonome fait tout cela pour nous, et heureusement !

Division du système nerveux. Crédit : Cenevo
Pour
résumer : l'information d'une casserole chaude qui touche votre peau voyage du
bout des doigts à travers un neurone sensoriel, est transmise par les synapses
à un autre neurone de la moelle épinière et est acheminée au cerveau, où les
interneurones déchiffrent le signal électrique, distribuent l'information pour
corriger le circuit neural et envoient le signal pour la marche à suivre. Il
revient par les neurones moteurs jusqu'aux muscles de la main et des doigts,
qui font généralement tomber la casserole sur votre pied, et le cycle continue.
Tout cela, en moins de temps qu'il ne vous en faut pour cligner des yeux.
La fascination pour le cerveau
humain et l'ensemble du système nerveux est en hausse, et pour de bonnes
raisons. Notre santé mentale est constamment bombardée de stimuli extérieurs,
surtout dans des périodes difficiles comme celle d'une pandémie mondiale. Le
mécanisme de combat ou de fuite, l'outil évolutif de notre survie, est
constamment sollicité, ce qui fait que le stress, habituellement bénéfique et
de courte durée, devient un état chronique qui dure un an et où ni le corps ni
le cerveau ne savent quoi faire. Il n'y a pas de menace visible, et pourtant,
nous nous sentons menacés. L'esprit et le corps s'épuisent sous l'effet de ce
stimulus constant, ce qui nuit à notre capacité de raisonnement. Les troubles
de santé mentale et les maladies étant en augmentation, il est très important
de mieux connaître notre cerveau.
C'est
le début de notre aventure.
Références:
- Campbell, Neil (1996). Biology
(4th ed.). Benjamin/Cummings Pub. Co. p. 1028. ISBN 0805319409.
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- Markram, Henry; et al. (2004). Interneurons of the neocortical
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