Le cerveau humain est un exploit incroyablement complexe de la nature. Capable de créer des structures sociales, des langues, des cultures, des arts et des sciences complexes. Notre cerveau nous permet d'explorer et de comprendre l'univers mieux que n'importe quel autre animal sur la planète. Mais même avec toutes ces connaissances, nous commençons à peine à comprendre le cerveau humain elle-même.
Les scientifiques, les biologistes et les professionnels de la santé sont dans une quête sans fin pour en savoir plus sur le cerveau, et grâce à des technologies innovantes technologies d'analyse du cerveau, nous sommes plus proches que jamais de percer les mystères du fonctionnement du cerveau.
Mais pourquoi est-il si difficile de comprendre le fonctionnement de notre cerveau ?
Anatomie du cerveau
Le cerveau humain est composé de milliards de neurones, ou cellules cérébrales, chacun connecté dans un réseau de synapses si dense qu'il y a plus de connexions dans un seul cerveau humain qu'il n'y a d'étoiles dans l'univers observable.
Si nous dézoomons un peu et adoptons une approche holistique vue du cerveau, on voit que les neurones sont regroupés en trois parties principales : le tronc cérébral, le cervelet et le cerveau. Chacune de ces parties joue un rôle unique dans le fonctionnement de notre cerveau et dans la façon dont nous pensons, agissons et percevons le monde.
Le cerveau humain, en trois parties :
- Tronc cérébral – Le tronc cérébral est situé au bas du cerveau et relie le cerveau et la moelle épinière. De nombreuses tâches automatiques effectuées par notre corps, telles que la respiration, la fréquence cardiaque, la digestion, les vomissements, etc., sont contrôlées par le tronc cérébral.
- Cervelet – Le cervelet est situé près du bas du cerveau ainsi, derrière le tronc cérébral. Cette région du cerveau est responsable de la coordination des entrées sensorielles - telles que ce que nous entendons, voyons et sentons - avec nos mouvements musculaires afin que nous soyons capables de comprendre notre emplacement dans notre environnement et de maintenir l'équilibre et la posture.
- Cerveau - Le cerveau est la plus grande partie du cerveau, couverte de rides et de plis grisâtres, et c'est ce à quoi nous pensons généralement lorsque nous pensons à un « cerveau ». Chargé de plusieurs de nos fonctions cérébrales de niveau supérieur, le cerveau est responsable de l'interprétation de ce que nous voyons, entendons et recueillons de nos différents sens, ainsi que de l'apprentissage, du raisonnement, de la parole et des émotions. Bon nombre de nos mouvements de motricité fine, tels que les mouvements nécessaires pour jouer d'un instrument de musique, sont également contrôlés par cette région du cerveau.
Zones majeures du cerveau :
Chacun des hémisphères du cerveau est divisé en quatre zones distinctes appelées lobes.
- Lobe frontal – Le lobe frontal se trouve sur la partie supérieure, la plus en avant du cerveau. Bon nombre de nos fonctions exécutives, telles que la planification, l'organisation et la résolution de problèmes, sont liées à cette région. Le lobe frontal joue également un rôle dans la mémoire à court terme, la créativité et pensée critique.
- Lobe pariétal – Le lobe pariétal, situé au sommet du cerveau, derrière le lobe frontal, est chargé de nous aider à interpréter les informations sensorielles telles que le goût, le toucher et la température.
- Lobe occipital – Le lobe occipital, situé près de l'arrière du cerveau, nous aide à interpréter les informations visuelles de nos yeux et à combiner ces informations avec des souvenirs et des expériences passés.
- Lobe temporal – Le lobe temporal, qui se trouve sur le côté du cerveau sous les lobes frontal et pariétal, nous aide à traiter les odeurs, les goûts et les informations sonores. Cette partie du cerveau est également impliquée dans la stockage des souvenirs.
Quels outils utilisons-nous pour comprendre le cerveau humain ?
Bien que nous ayons encore un long chemin à parcourir pour percer tous les secrets du cerveau humain, les nouvelles technologies, méthodes et outils tels que scans du cerveau nous permettent de mieux comprendre le cerveau humain que jamais auparavant.
Scanners cérébraux et outils d'imagerie :
- PET Scan – La tomographie par émission de positrons (TEP) est utilisée pour montrer quelles parties du cerveau sont actives à un moment donné. En injectant une substance traceuse dans le cerveau et en détectant des isotopes radioactifs dans le traceur, nous pouvons voir quelles parties du cerveau utilisent activement le glucose, un signe d'activité cérébrale. Lorsqu'une région spécifique du cerveau devient active, elle se remplit de sang, qui fournit de l'oxygène et du glucose, fournissant du carburant à cette région. Ces zones deviennent visibles dans le PET scan, grâce à la substance traceuse, et nous permettent de créer des images des zones du cerveau qui sont actives lors d'une activité donnée. Le PET scan ne peut localiser que des zones cérébrales généralisées, pas des groupes spécifiques de neurones. De plus, les TEP sont considérées comme invasives et coûteuses à réaliser.
- Scan CT – Les tomodensitogrammes (CT) sont utilisés pour créer des images du cerveau en enregistrant les niveaux d'absorption des rayons X. Les sujets sont allongés sur une table plate, qui est reliée à un grand appareil cylindrique en forme de tube. À l'intérieur du tube se trouve un anneau qui contient un émetteur de rayons X. Au fur et à mesure que l'émetteur de rayons X se déplace le long du tube, des capteurs situés du côté opposé de l'anneau détectent la quantité de rayons X qui passent à travers. Étant donné que différents matériaux, tels que la peau, les os, l'eau ou l'air, absorbent les rayons X à des vitesses différentes, la tomodensitométrie peut créer une carte approximative des caractéristiques du cerveau.
- Scan IRM – L'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) sont des outils d'imagerie largement utilisés dans le domaine de la psychologie. En utilisant un champ magnétique puissant, les IRM créent un alignement dans les noyaux des atomes dans les tissus du corps et du cerveau. En mesurant les changements au fur et à mesure que les noyaux reviennent à leurs états de base, l'IRM est capable de créer une image de la structure du cerveau. En tant que procédure non invasive, avec peu de risques pour la santé, les examens IRM peuvent être effectués sur un large éventail de sujets, y compris les nourrissons, les personnes âgées ou les femmes enceintes. Pour cette raison, ils peuvent également être utilisés plusieurs fois sur un seul individu pour cartographier les changements heures supplémentaires. La principale différence entre l'IRM et l'IRMf est que, alors que les IRM de base sont utilisées pour imager la structure du cerveau, l'IRMf est utilisée pour cartographier l'activité au sein des structures cérébrales.
- Balayage EEG – L'électroencéphalographie (EEG) nous permet de mesurer l'activité cérébrale en plaçant des électrodes sur le cuir chevelu d'un sujet qui détectent l'activité électrique. Les scans EEG sont non invasifs et permettent aux chercheurs d'enregistrer des changements dans l'activité cérébrale jusqu'à la milliseconde, ce qui en fait l'une des meilleures options pour comprendre les changements dans le cerveau au fur et à mesure qu'ils se produisent.
- Balayage MEG – La magnétoencéphalographie (MEG) est une méthode d'imagerie de l'activité électrique cerveau grâce à l'utilisation de champs magnétiques. Des dispositifs extrêmement sensibles connus sous le nom de SQUID capturent l'activité dans le cerveau, permettant aux chercheurs, médecins ou autres professionnels de comprendre quelles zones du cerveau sont responsables de diverses fonctions cérébrales ou de déterminer l'emplacement d'une pathologie.
- Balayage NIRS – La spectroscopie dans le proche infrarouge est une technique d'imagerie cérébrale qui utilise la lumière infrarouge pour mesurer les niveaux d'oxygène dans le cerveau. En projetant une lumière infrarouge à travers le crâne et en mesurant la lumière de l'autre côté, les scans NIRS peuvent détecter l'activité cérébrale de manière non invasive, bien qu'indirecte.
Autres outils et méthodes :
Bien que nous disposions de nouveaux outils et technologies pour nous aider à comprendre le cerveau humain, cela ne signifie pas que les scanners cérébraux sont les seuls outils dont nous disposons. Certaines des meilleures méthodes pour comprendre notre cerveau ne nécessitent aucun équipement médical.
- Interview – Lorsqu'un patient souffre de lésions cérébrales, les médecins et les psychologues réalisent souvent des entretiens avec le sujet pour comprendre comment les lésions cérébrales affectent le comportement, la mémoire, les sens ou d'autres aspects de notre capacité mentale. Puisque nous savons déjà quelles zones du cerveau sont affectées par des lésions cérébrales, tout changement dans les capacités mentales, la personnalité ou d'autres fonctions cérébrales peut être un bon domaine pour effectuer des recherches supplémentaires.
- Les Évaluations - Un des meilleurs façons d'étudier le cerveau le développement ou le fonctionnement consiste à demander aux sujets de passer des tests ou des évaluations. Il existe de nombreuses évaluations disponibles pour une variété de fonctions cérébrales. Certains des avantages les plus importants de ces types d'évaluations sont leur faible coût, le fait qu'elles peuvent être administrées dans presque tous les contextes (vous n'avez donc pas à vous rendre dans un laboratoire de recherche ou un hôpital) et qu'elles peuvent être effectuées plusieurs fois. sans effets néfastes sur la santé des participants. Pour cette raison, de nombreux chercheurs utilisent des évaluations pour enregistrer les changements dans fonction cérébrale au fil des années d'études.
Conclusion
Alors que nous continuons à percer de nouveaux mystères du cerveau et à créer de plus en plus des outils puissants pour explorer l'esprit humain, nous continuerons à développer notre capacité à traiter les patients et à améliorer la vie des gens partout dans le monde. Les scanners cérébraux nous permettent d'accéder à l'un des systèmes les plus complexes que nous ayons jamais vus. Pourtant, il est essentiel de se rappeler que c'est l'outil qui nous donne les réponses, mais les chercheurs et les professionnels de la santé qui interprètent les résultats.
