Fonctionnement du cerveau: un dogme revisité
Publié par Isabelle le 19/09/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Une grande partie de nos connaissances sur les fonctions cognitives et les comportements sociaux découlent de la description de cas historiques qui ont contribué au façonnement des neurosciences modernes. Ces cas ont renforcé l'idée que les fonctions cognitives sont liées à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de régions du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps,...) très localisées. Pour la première fois, cette vision compartimentée du cerveau est remise en cause grâce aux travaux de Michel Thiebaut de Schotten et de ses collaborateurs. En analysant avec de nouveaux outils trois cas historiques, ils suggèrent que le comportement social, le langage et la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir d'une information.), loin d'être cantonnés à une région précise, dépendent de l'activité coordonnée de différentes régions. Cette étude est publiée dans la revue Cerebral Cortex.

Les neurosciences (Les neurosciences correspondent à l'ensemble de toutes les disciplines biologiques et médicales qui étudient tous les aspects, tant normaux que pathologiques, des neurones et du système nerveux.) modernes sont fondées sur l'idée que la plupart des fonctions cognitives sont liées à l'activité de régions très localisées du cerveau. Michel Thiebaut de Schotten et ses collaborateurs à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) du Cerveau et de la Moelle Epinière, sont revenus sur l'analyse des trois patients les plus connus de la neurologie (La neurologie est la discipline médicale clinique qui étudie l'ensemble des maladies du système nerveux, et en particulier du cerveau. Cette...) comportementale en étudiant les dommages de leurs connexions cérébrales, grâce à la reconstitution en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de révolution.) des lésions.

Phineas Gage, contremaître des chemins de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou d'alliages. Le fer...), a le cerveau transpercé par une barre à mine (Une barre à mine est un outil en fer servant principalement à creuser des trous dans la roche pour y placer des mines.) le 13 septembre 1848, ce qui provoque des dommages du lobe frontal (Un frontal est un équipement informatique.) gauche. Malgré la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) apparente de la blessure (Une blessure est une lésion, physique ou psychique, faite involontairement ou dans l'intention de nuire.), il survit. Cependant, depuis cet accident, "il n'est plus lui-même" et présente des troubles du comportement: de sérieux et attentionné, il devient instable, asocial, irrationnel et incapable de ressentir des émotions. Depuis l'étude de ce cas, les émotions et le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) du comportement sont associés au cortex orbito-frontal.

Louis Victor Leborgne perd la capacité de parler à l'âge de 30 ans et ne peut prononcer que la syllabe "tan". C'est en pratiquant son autopsie (L'autopsie (ou examen post-mortem ou nécropsie) est l'examen médical des cadavres. Le terme vient du grec « Le voir de vos propres yeux ».) que son médecin (Un médecin est un professionnel de la santé titulaire d'un diplôme de docteur en médecine. Il est chargé de soigner les maladies, pathologies, et blessures de ses patients. Son métier est intimement...), Paul Broca, découvre une lésion dans le cortex frontal inférieur gauche, siège de la région cérébrale responsable baptisée aire de Broca.

Enfin, Henry Molaison devient amnésique à la suite d'une intervention chirurgicale consistant à lui retirer une large portion des deux hippocampes. Il est incapable de mémoriser de nouveaux évènements. Ainsi, la mémoire déclarative a été associée avec des structures du lobe temporal médian.

Pour la première fois, Michel Thiebaut de Schotten et ses collaborateurs ont pu explorer les grandes connexions cérébrales qui ont été endommagées chez ces patients. Ils ont reconstitué leurs lésions et ont cartographié les connexions entre les différentes régions en se référant à un atlas du cerveau humain en trois dimensions.

Les résultats obtenus par une technique d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) des connexions cérébrales (tractographie IRM) dans la reconstitution des cerveaux de ces trois patients, amènent à une révision essentielle de notre compréhension du cerveau. Ils indiquent que les fonctions affectées chez ces 3 patients n'étaient probablement pas seulement dues à la lésion initialement rapportée mais également à l'interruption de certaines connexions cérébrales profondes provoquant des dysfonctionnements cérébraux à distance de la lésion. Le dysfonctionnement du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node) l'extrémité...) cérébral est donc un dénominateur commun aux désordres cérébraux étudiés.

Ainsi les résultats de ces chercheurs suggèrent que le comportement social, le langage et la mémoire dépendent de l'activité coordonnée de différentes régions du cerveau plutôt que de zones circonscrites dans les lobes frontaux ou temporaux.


Figure:Les voies du cerveau endommagées dans les trois cas historiques étudiés

© M. Thiebaut de Schotten (avec l'autorisation d'Oxford University Press)

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