La structure de base du cerveau prend forme au début du développement prénatal lorsque cent milliards de neurones commencent à se rassembler pour produire des voies et des réseaux neuronaux. Les neurones utilisent des impulsions électriques et un message chimique pour transmettre l’information à travers le cerveau et les systèmes nerveux de l’organisme. Les impulsions électriques sont transmises le long de l’axone des neurones et le message chimique transmet les signaux électriques à travers la synapse vers les dendrites d’un autre neurone. Le neurone qui reçoit cette information transmet ensuite un autre signal électrique et le signal est transmis au prochain neurone de la chaîne neuronale.
La structure de base du cerveau prend forme au début du développement prénatal lorsque cent milliards de neurones commencent à se rassembler pour produire des voies et des réseaux neuronaux. Les neurones utilisent des impulsions électriques et un message chimique pour transmettre l’information à travers le cerveau et les systèmes nerveux de l’organisme. Les impulsions électriques sont transmises le long de l’axone des neurones et le message chimique transmet les signaux électriques à travers la synapse vers les dendrites d’un autre neurone. Le neurone qui reçoit cette information transmet ensuite un autre signal électrique et le signal est transmis au prochain neurone de la chaîne neuronale.En 1949, le psychologue canadien Donal Hebb a avancé que lorsqu’une cellule en excite une autre à répétition, un changement survient dans une cellule ou dans les deux, ce qui contribue à établir un lien durable entre elles.11 En d’autres mots, « les neurones excités conjointement se lient l’un à l’autre ». Le travail de Hebb a permis aux scientifiques de reconnaître avec moins de réticence le rôle inextricable que notre biologie joue sur la façon dont nous pensons, apprenons, socialisons et agissons.12 Hebb et la prochaine génération de scientifiques ont souligné l’importance des réseaux de circuits neuronaux. Les expériences transmises au cerveau influent sur la manière dont les neurones forment entre eux des réseaux neuronaux qui constituent l’architecture du cerveau.Les perceptions, les pensées et les comportements découlent de combinaisons de signaux parmi les cellules nerveuses. Le système nerveux fonctionne normalement lorsque les cellules nerveuses interagissent dans plusieurs régions du cerveau. Il influe sur tous les autres systèmes et appareils de l’organisme, et vice versa (p. ex., systèmes cardiovasculaire, endocrinien, gastro-intestinal et immunitaire).Toutefois, l’histoire ne s’arrête pas là. Les composantes de base des voies neuronales sont constituées de cellules cérébrales : les neurones et les cellules gliales. Les neurones représentent environ 15 % de nos cellules cérébrales tandis que le reste est constitué des cellules gliales. Les neurones et les cellules gliales sont liés étroitement. « Les neurones sont des cellules intelligentes, les spécialistes de l’information du cerveau, tandis que les cellules gliales sont les bêtes de somme »,14 explique Douglas Fields, du National Institute of Child Health and Human Development aux États-Unis. Les chercheurs rapportent désormais que les cellules gliales influent considérablement sur la manière dont le cerveau et le système nerveux du corps fonctionnent.Tableau 2.2Tableau 2.3Tableau 2.4Elles peuvent contrôler la communication d’une synapse à l’autre et influencer ainsi notre apprentissage, notre comportement et notre santé.15 Les cellules nerveuses « communiquent entre elles » par le biais de synapses en générant des impulsions électriques qui déclenchent une communication chimique entre les neurones et envoient plus d’impulsions à d’autres cellules nerveuses. La glie comporte des récepteurs (« quais de réception ») pour plusieurs messages chimiques pareils à ceux que les cellules nerveuses utilisent. Elles peuvent ensuite écouter les cellules nerveuses et répondre de manière à renforcer les messages. Sans les cellules gliales, les cellules nerveuses et leurs synapses ne fonctionnent pas adéquatement. Certaines variétés de cellules gliales s’enroulent autour des axones, les « câbles » qui relient les cellules nerveuses, afin de former un type d’isolation appelé myéline et de faciliter l’apprentissage. D’autres travaillent en collaboration avec le système immunitaire pour couper les connexions synaptiques ineffi caces.Les interactions gène – environnement façonnent la qualité de l’architecture du cerveau. Tandis que nous comprenons mieux les processus qui régulent la fonction des gènes, nous comprenons également mieux comment les expériences à diverses étapes de la vie aff ectent la fonction des gènes, des neurones et des cellules gliales.La plasticité du cerveau fait référence à sa capacité à apprendre, à se souvenir, à oublier, à réorganiser et à guérir d’une blessure. Le cerveau est plus réceptif aux stimuli pendant les premières étapes du développement. Par exemple, les enfants dyslexiques éprouvent des problèmes langagiers et d’expression qui nuisent à leur apprentissage et à leur travail. Chez ces enfants, les fonctions liées à la détection des sons et du langage ont tendance à se développer davantage du côté droit du cerveau que du côté gauche. Une stimulation intensive à des phonèmes dès l’âge de six ans peut mener à la reformation des voies neuronales dans la partie gauche du cerveau, indiquant que la plasticité neuronale, incluant les neurones et les voies neuronales, est assez malléable à cet âge pour que le fonctionnement normal puisse être restauré.16Prochain: 3. Voies sensorielles
Une histoire de souris et de méthylation de l’ADN
En 2003, notre compréhension de l’épigénétique a réalisé un « bond qualitatif » en avant grâce à une portée de souris brunes nées dans un laboratoire de l’Université Duke. Les souriceaux étaient bruns et maigres, tandis que leurs parents, provenant d’une longue lignée de souris accouplées de façon particulière pour transmettre un gène appelé « agouti », étaient gras et jaunes. Ce gène leur a procuré leur couleur distinctive et une tendance vers l’obésité. Le seul changement apporté au traitement des souris mères était l’ajout de vitamines à leur régime pendant la grossesse, traitement très similaire à celui donné aux mères humaines : vitamine B12, bétaïne, choline et acide folique.
Un examen génétique des souriceaux bruns a révélé que le gène « agouti » était encore présent, mais qu’il n’était pas exprimé. Un ingrédient contenu dans les suppléments offerts aux mères avait éliminé l’expression du gène. Ce processus s’appelle la méthylation de l’ADN. Des corps plus minces et une nouvelle fourrure ne représentaient pas les seuls avantages d’une nutrition améliorée in utero. À l’âge adulte, les souris brunes étaient beaucoup moins susceptibles de faire du diabète ou d’avoir le cancer comparativement à leurs parents.
Cette étude a permis de bannir l’idée que les gènes contiennent des composantes de base qui ne peuvent pas être modifiées. Le même ensemble de gènes peut plutôt générer différents résultats selon quels gènes ont été stimulés pour subir une méthylation et ceux qui ne l’ont pas été.
En 1949, le psychologue canadien Donal Hebb a avancé que lorsqu’une cellule en excite une autre à répétition, un changement survient dans une cellule ou dans les deux, ce qui contribue à établir un lien durable entre elles.11 En d’autres mots, « les neurones excités conjointement se lient l’un à l’autre ». Le travail de Hebb a permis aux scientifiques de reconnaître avec moins de réticence le rôle inextricable que notre biologie joue sur la façon dont nous pensons, apprenons, socialisons et agissons.12 Hebb et la prochaine génération de scientifiques ont souligné l’importance des réseaux de circuits neuronaux. Les expériences transmises au cerveau influent sur la manière dont les neurones forment entre eux des réseaux neuronaux qui constituent l’architecture du cerveau.
Les perceptions, les pensées et les comportements découlent de combinaisons de signaux parmi les cellules nerveuses. Le système nerveux fonctionne normalement lorsque les cellules nerveuses interagissent dans plusieurs régions du cerveau. Il influe sur tous les autres systèmes et appareils de l’organisme, et vice versa (p. ex., systèmes cardiovasculaire, endocrinien, gastro-intestinal et immunitaire).
Toutefois, l’histoire ne s’arrête pas là. Les composantes de base des voies neuronales sont constituées de cellules cérébrales : les neurones et les cellules gliales. Les neurones représentent environ 15 % de nos cellules cérébrales tandis que le reste est constitué des cellules gliales. Les neurones et les cellules gliales sont liés étroitement. « Les neurones sont des cellules intelligentes, les spécialistes de l’information du cerveau, tandis que les cellules gliales sont les bêtes de somme »,14 explique Douglas Fields, du National Institute of Child Health and Human Development aux États-Unis. Les chercheurs rapportent désormais que les cellules gliales influent considérablement sur la manière dont le cerveau et le système nerveux du corps fonctionnent.
Tableau 2.2
Tableau 2.3
Tableau 2.4
Elles peuvent contrôler la communication d’une synapse à l’autre et influencer ainsi notre apprentissage, notre comportement et notre santé.15 Les cellules nerveuses « communiquent entre elles » par le biais de synapses en générant des impulsions électriques qui déclenchent une communication chimique entre les neurones et envoient plus d’impulsions à d’autres cellules nerveuses. La glie comporte des récepteurs (« quais de réception ») pour plusieurs messages chimiques pareils à ceux que les cellules nerveuses utilisent. Elles peuvent ensuite écouter les cellules nerveuses et répondre de manière à renforcer les messages. Sans les cellules gliales, les cellules nerveuses et leurs synapses ne fonctionnent pas adéquatement. Certaines variétés de cellules gliales s’enroulent autour des axones, les « câbles » qui relient les cellules nerveuses, afin de former un type d’isolation appelé myéline et de faciliter l’apprentissage. D’autres travaillent en collaboration avec le système immunitaire pour couper les connexions synaptiques ineffi caces.
Les interactions gène – environnement façonnent la qualité de l’architecture du cerveau. Tandis que nous comprenons mieux les processus qui régulent la fonction des gènes, nous comprenons également mieux comment les expériences à diverses étapes de la vie aff ectent la fonction des gènes, des neurones et des cellules gliales.
La plasticité du cerveau fait référence à sa capacité à apprendre, à se souvenir, à oublier, à réorganiser et à guérir d’une blessure. Le cerveau est plus réceptif aux stimuli pendant les premières étapes du développement. Par exemple, les enfants dyslexiques éprouvent des problèmes langagiers et d’expression qui nuisent à leur apprentissage et à leur travail. Chez ces enfants, les fonctions liées à la détection des sons et du langage ont tendance à se développer davantage du côté droit du cerveau que du côté gauche. Une stimulation intensive à des phonèmes dès l’âge de six ans peut mener à la reformation des voies neuronales dans la partie gauche du cerveau, indiquant que la plasticité neuronale, incluant les neurones et les voies neuronales, est assez malléable à cet âge pour que le fonctionnement normal puisse être restauré.16
Prochain: 3. Voies sensorielles
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