Présentation

Le cerveau est la partie antérieure de notre système nerveux. Il est protégé par le crâne. C’est le centre intégrateur qui permet de recevoir les informations sensorielles et d’envoyer une réponse motrice ou physiologique adaptée. Pour cela, des réseaux de neurones sont mis en action. On considère qu’il y a un peu moins de 90 milliards de neurones dans le cerveau humain. Un neurone se connecte à 7000 autres neurones en moyenne.

coupe d’un cerveau humain en vue latérale par IRM
© C. Linder/Wikimedia

Le cerveau représente 2% du poids total d’un humain mais consomme 20% de son énergie. Les neurones sont très sensibles aux variations d’apport de glucose. C’est pour cela qu’on a la tête qui tourne dès qu’on est en hypoglycémie.

Le cortex

La principale région du cerveau des Mammifères est le cortex. C’est la partie la plus superficielle, celle qui est plissée. Ce plissement permet d’augmenter la quantité de neurones dans un volume donné.

Le cortex est spécifique des Mammifères, puisque les autres vertébrés n’en possèdent pas. Le cortex est divisé en différentes régions qui reçoivent chacune des informations spécifiques et envoient des commandes précises.

Les vertébrés ne possédant pas de cortex reçoivent les informations sensorielles ailleurs dans le cerveau et ces régions sont plus développées que chez les mammifères.

Les cellules du cortex

Entrons dans le cortex pour voir les cellules qui le composent. Nous trouvons des neurones et des cellules gliales (des cellules qui assistent les neurones dans leur fonction de conduction de signaux bioélectriques). Un neurone est caractérisé par de longs prolongements : les dendrites, qui reçoivent l’information et un axone qui propage l’information vers une cellule cible. Entre les deux, se situe le corps cellulaire, dans lequel se trouve le noyau avec l’ADN du neurone.

Structure d’un neurone

Nous observons un neurone de rat dans une boite de Pétri, qui exprime une protéine fluorescente permettant de bien voir ses prolongements. Nous remarquons qu’il y a des épines sur ses dendrites. Ce sont les régions qui sont connectées à une synapse d’autres neurones (qui eux, ne sont pas fluorescents ; seuls quelques neurones ont été rendus fluorescents).

L’évolution du cerveau

Au cours de l’histoire des Hominidés, il y a eu une forte augmentation de la taille du cerveau par rapport au reste du corps. Entre Australopithecus afarensis (l’espèce à laquelle appartient Lucy) qui a vécu il y a 3 millions d’années et Homo sapiens, le cerveau a triplé de volume. Signalons que l’Homme de Néandertal avait un cerveau légèrement plus gros que le nôtre.

Cette augmentation a été permise par le passage à la position debout des Hominidés. Au cours de l’évolution, le poids du cerveau a ainsi pu augmenter sans imposer trop de contraintes mécaniques, car il reposait entièrement sur la colonne vertébrale. Récemment, des chercheurs ont observé sur des crânes de fossiles que l’orifice où passe la principale artère qui alimente en oxygène le cerveau, avait également augmenté en taille. Cela a permis d’augmenter le débit sanguin de plus de 6 fois, signe d’une intensification de l’activité neuronale au cours de l’évolution des Hominidés.