Le cerveau, en collaboration avec la moelle épinière, forme le système nerveux central, une structure complexe responsable de l’intégration des informations, du contrôle des mouvements et des fonctions cognitives. Il pèse environ 1,3 kg, dont 75 % d’eau, et est protégé par le liquide céphalo-rachidien et les méninges, trois enveloppes qui le recouvrent. En tant qu’organe énergivore, il consomme 15 à 20 % de l’énergie produite par l’organisme, principalement sous forme de glucose, et est irrigué par de nombreux vaisseaux sanguins qui lui apportent l’oxygène nécessaire.

Anatomie du Cerveau

Le cerveau est divisé en deux hémisphères, droit et gauche, connectés par le corps calleux. Chaque hémisphère comprend plusieurs lobes :

• Lobe frontal : Raisonnement, langage, coordination motrice volontaire.
• Lobe pariétal : Conscience du corps et de l’espace environnant.
• Lobe occipital : Intégration des messages visuels.
• Lobe temporal : Audition, mémoire, émotions.
• Lobe limbique : Gestion des émotions et de la mémoire.
• Lobe de l’insula : Traitement de la douleur, des odeurs et du goût.

Le cervelet est responsable de l’équilibre et de la coordination des mouvements, tandis que le tronc cérébral relie les hémisphères cérébraux à la moelle épinière.

Composition du Cerveau

Le cerveau contient environ 100 milliards de neurones, formant un réseau complexe. Les neurones sont protégés par la myéline, une gaine formée par les oligodendrocytes. Les cellules gliales, telles que les astrocytes et la microglie, soutiennent les neurones et sont présentes en nombre équivalent. La substance grise, ou cortex, contient les corps cellulaires des neurones, tandis que la substance blanche contient les axones entourés de myéline. Le cerveau comprend également quatre ventricules cérébraux remplis de liquide cérébrospinal et les noyaux gris centraux, impliqués dans le contrôle du comportement et l’apprentissage.

Communication neuronale

Les neurones communiquent via des signaux électriques appelés influx nerveux. Chaque neurone possède un corps cellulaire, des dendrites et un axone. L’influx nerveux se propage le long de l’axone jusqu’à la synapse, où des neurotransmetteurs sont libérés pour transmettre le signal à un autre neurone. Les neurotransmetteurs peuvent être excitateurs, comme le glutamate, ou inhibiteurs, comme le GABA. Parmi les neurotransmetteurs les plus connus figurent la dopamine, la sérotonine, l’histamine et l’acétylcholine.

Développement du Cerveau

Le cerveau se développe à partir de quelques cellules initiales. Les régions cérébrales se différencient progressivement sous l’influence de gènes spécifiques. Ces régions nouvellement formées se connectent et se spécialisent dans des fonctions particulières. Les recherches de l’équipe de Bassem Hassan ont révélé des mécanismes essentiels régulant la production de neurones grâce à un contrôle temporel précis de certaines protéines.

Plasticité cérébrale

La plasticité cérébrale désigne la capacité du cerveau à modifier ses connexions en réponse aux expériences de vie et aux apprentissages. Bien que des périodes critiques de plasticité existent durant l’enfance, le cerveau adulte conserve cette capacité, notamment par le recyclage des synapses. Les cellules gliales jouent également un rôle crucial en remodelant les connexions synaptiques. L’équipe d’Alberto Bacci étudie les microcircuits du cortex cérébral, tandis que l’équipe de Nicolas Renier se concentre sur la dynamique des prolongements neuronaux et les interactions entre neurones et système vasculaire.

Les fonctions majeures du Cerveau

Contrôle des mouvements

Le contrôle musculaire est assuré par les régions motrices, notamment l’aire de Brodmann. Les cellules pyramidales de cette aire possèdent de longs axones connectant les neurones de la moelle épinière, appelés motoneurones, aux muscles. Le cervelet coordonne les mouvements, tandis que les ganglions de la base les rendent plus précis. Les troubles moteurs, souvent dus à des maladies neurologiques, sont étudiés par plusieurs équipes de recherche. L’équipe de Claire Wyart explore les circuits sensoriels et moteurs du cerveau et de la moelle épinière pour comprendre les mécanismes sous-jacents au contrôle moteur et à la posture.

Le cerveau, centre de commande de notre organisme, est une structure complexe et dynamique, capable d’évolution et d’adaptation tout au long de la vie. Sa compréhension approfondie repose sur des recherches continues visant à dévoiler les mystères de son fonctionnement et de son développement. Les avancées scientifiques dans ce domaine promettent de nouvelles perspectives pour le traitement des troubles neurologiques et l’amélioration de la santé cognitive.