Le cerveau étonnant
Le cerveau sculpte non seulement qui nous sommes, mais aussi le monde que nous vivons. Il nous dit quoi voir, quoi entendre et quoi dire. Il se développe pour accueillir une nouvelle langue ou compétence que nous apprenons. Il raconte des histoires quand nous dormons. Il envoie des signaux d'alarme et incite le corps à courir ou à se battre lorsqu'il détecte un danger. Le cerveau s'adapte aux environnements afin que nous ne soyons pas ennuyés par une odeur constante dans une vieille maison ou le bourdonnement constant de la climatisation. Nos cerveaux regardent le soleil et disent à notre corps quelle heure il est. Le cerveau stocke des souvenirs douloureux et agréables.
Mais aussi essentiel que le cerveau soit pour notre existence, il est toujours aussi mystérieux pour nous qu'une planète d'une galaxie lointaine. Même en 2018, les neuroscientifiques découvrent encore des faits fondamentaux à propos de ce gros 3 livres. (1,4 kilogramme) en vrac de tissu. Parfois, les chercheurs ont un aperçu d'un cerveau humain ou voient ce qui arrive à une personne quand une grande partie du cerveau est manquante. D'autres fois, les scientifiques doivent étudier les souris pour en savoir plus sur le cerveau des mammifères, puis faire des suppositions sur la façon dont ces résultats sont liés à notre propre cerveau.
Voici quelques choses fascinantes que nous avons apprises sur le cerveau en 2018.
Un nouveau type de neurone
Ce n'est pas tous les jours que les scientifiques découvrent un type complètement nouveau de cellule dans le cerveau humain, en particulier une cellule que l'on ne trouve pas chez les sujets non humains préférés des neuroscientifiques, les souris. Le «neurone d'églantier», ainsi nommé en raison de son apparence touffue, avait échappé aux scientifiques jusqu'à cette année, en partie parce qu'il est si rare.
Cette cellule cérébrale insaisissable ne représente qu'environ 10% de la première couche du néocortex, l'une des plus récentes parties du cerveau en termes d'évolution (ce qui signifie que les ancêtres lointains des humains modernes n'avaient pas cette structure). Le néocortex joue un rôle dans la vision et l'ouïe. Les chercheurs ne savent pas encore ce que fait le neurone de l'églantier, mais ils ont découvert qu'il se connecte à d'autres neurones appelés cellules pyramidales, un type de neurone excitateur, et les freine.
U.D., le patient en neurosciences
Un garçon, connu dans la littérature médicale comme "U.D." a eu un tiers de l'hémisphère droit de son cerveau enlevé il y a quatre ans afin de réduire ses crises débilitantes. La partie du cerveau qui a été retirée comprenait le côté droit de son lobe occipital (le centre de traitement de la vision du cerveau) et la plupart de son lobe temporal droit, le centre de traitement du son du cerveau. Maintenant âgé de 11 ans, U.D. ne peut pas voir le côté gauche de son monde, mais il fonctionne aussi bien que les autres de son âge dans le traitement de la cognition et de la vision, même sans cette partie clé du cerveau.
C'est parce que les deux côtés du cerveau traitent la plupart des aspects de la vision. Mais la droite est dominante dans la détection des visages, tandis que la gauche est dominante dans le traitement des mots, selon une étude de cas écrite sur U.D.
Cette étude met en évidence la plasticité du cerveau; en l'absence du centre de traitement de la vision droit des États-Unis, le centre gauche est intervenu pour compenser. En effet, les chercheurs ont découvert que le côté gauche du cerveau de U.D. détectait les visages aussi bien que le droit l'aurait fait.
Le cerveau peut contenir des bactéries
Notre cerveau regorge de bactéries. Mais ne vous inquiétez pas - il ne semble pas qu'ils causent du tort.
Auparavant, les scientifiques pensaient que le cerveau était un environnement exempt de bactéries et que la présence de microbes était un signe de maladie. Mais les résultats préliminaires d'une étude présentée cette année lors de la grande réunion scientifique annuelle de la Society for Neuroscience ont révélé que notre cerveau pouvait en fait héberger des bactéries inoffensives.
Les chercheurs de cette étude avaient examiné 34 cerveaux post-mortem, à la recherche de différences entre ceux atteints de schizophrénie et ceux sans condition. Cependant, les chercheurs ont continué à se produire sur des objets en forme de tige dans leurs images, et ces formes se sont révélées être des bactéries.
Les micro-organismes semblaient demeurer à certains endroits du cerveau plus qu'à d'autres; ces zones comprenaient l'hippocampe, le cortex préfrontal et la substantia nigra. Les microbes ont également été trouvés dans des cellules cérébrales appelées astrocytes qui se trouvaient près de la barrière hémato-encéphalique, la "paroi frontalière" qui protège le cerveau.
Les résultats n'ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer les résultats, ont déclaré les scientifiques.
Le cerveau est magnétique
Nos cerveaux sont magnétiques. Ou, au moins, les cerveaux contiennent des particules qui peuvent être magnétisées. Mais les scientifiques ne savent pas vraiment pourquoi ces particules se trouvent dans le cerveau ou d'où elles proviennent. Certains chercheurs pensent que ces particules magnétisables ont une fonction biologique, tandis que d'autres disent que les particules sont entrées dans le cerveau en raison de la contamination de l'environnement.
Cette année, les scientifiques ont cartographié l'emplacement de ces particules dans le cerveau. Les résultats de leur étude, selon les chercheurs, fournissent la preuve que les particules sont là pour une raison. En effet, dans tous les cerveaux examinés par les scientifiques - de sept personnes décédées au début des années 1990 entre 54 et 87 ans - les particules magnétiques étaient toujours concentrées dans les mêmes zones. Les enquêteurs ont également découvert que la plupart des parties du cerveau contenaient ces petits aimants.
De nombreux cerveaux d'animaux ont également des particules magnétiques, et il est même suggéré que les animaux utilisent ces particules pour naviguer. De plus, un type de bactéries appelées bactéries magnétotactiques utilise les particules pour s'orienter dans l'espace.
Virus responsable de la conscience humaine?
Un ancien virus a infecté des personnes il y a longtemps, et cet envahisseur a laissé son code génétique dans notre ADN. Cette année, les chercheurs ont découvert que des extraits de cet ancien ADN viral jouent un rôle vital dans la communication entre les cellules du cerveau qui est nécessaire pour une réflexion d'ordre supérieur.
Il n'est pas rare que les humains transportent des extraits de code génétique viral; environ 40 à 80% du génome humain sont constitués de gènes laissés par les virus.
Dans l'étude de cette année, les chercheurs ont découvert qu'un gène viral appelé Arc regroupe d'autres informations génétiques et les envoie d'une cellule nerveuse à la suivante. Ce gène aide également les cellules à se réorganiser au fil du temps. De plus, les problèmes avec le gène Arc ont tendance à survenir chez les personnes atteintes d'autisme ou d'autres troubles neuraux.
Les chercheurs espèrent maintenant découvrir le mécanisme exact par lequel le gène Arc est entré dans notre génome et ce qu'il dit exactement à nos cellules cérébrales.
Jeunes cellules dans de vieux cerveaux ou non?
Nos corps éliminent continuellement les anciennes cellules et en font de nouvelles. Mais pendant des décennies, les scientifiques ont cru que ce renouvellement cellulaire ne s'était pas produit dans le cerveau vieillissant. Ces dernières années, cependant, des études réalisées chez la souris - et certaines des premières études réalisées chez l'homme - ont soulevé des questions sur cette notion.
Cette année, un article a fourni ce qui pourrait être la première preuve solide que les cerveaux plus âgés fabriquent de nouvelles cellules. Les chercheurs ont étudié 28 cerveaux post-mortem non atteints de personnes âgées de 14 à 79 ans à leur mort. Les scientifiques ont découpé l'hippocampe de chaque cerveau, une zone du cerveau qui est importante pour l'apprentissage et la mémoire, puis ont compté le nombre de jeunes cellules qui n'étaient pas complètement matures. Les chercheurs ont découvert que les cerveaux plus âgés avaient autant de nouvelles cellules que les cerveaux plus jeunes, mais que les cerveaux plus âgés faisaient moins de nouveaux vaisseaux sanguins et de connexions entre les cellules du cerveau.
Pour compliquer les choses, cependant, une autre étude, publiée un mois avant celle-ci, a trouvé le contraire, concluant que le cerveau adulte ne fait pas de nouvelles cellules dans l'hippocampe. Le désaccord pourrait être dû à la façon dont les cerveaux ont été préservés dans les deux études et aux types de cerveaux qui ont été examinés. (La première étude portait sur des cerveaux ayant des problèmes de santé différents, tandis que les recherches ultérieures ne portaient que sur des cerveaux non malades. Ils auraient également pu utiliser différentes techniques de conservation qui pourraient affecter les cellules.)
Votre cerveau sur le stress
Mauvaise nouvelle: le stress peut rétrécir le cerveau. C'est selon une étude publiée en octobre de cette année.
Dans l'étude, les chercheurs ont examiné plus de 2 000 personnes d'âge moyen en bonne santé et ont constaté que celles ayant des niveaux plus élevés d'hormone de stress, le cortisol, avaient des volumes cérébraux légèrement plus faibles que les personnes ayant des quantités normales d'hormone. Les personnes ayant des niveaux de cortisol plus élevés ont également obtenu de moins bons résultats aux tests de mémoire que les personnes ayant des niveaux normaux d'hormone. Il convient de noter que les deux résultats sont des associations entre le stress et le cerveau et non des résultats de cause à effet.
Le stress est normal pour le corps: pendant les moments de stress, les niveaux de cortisol augmentent avec ceux d'une autre hormone, l'adrénaline. Ces hormones travaillent ensemble pour lancer votre corps dans une réaction de lutte ou de fuite. Mais une fois la partie stressante terminée, les niveaux de cortisol devraient diminuer. Cependant, ils ne le font pas toujours. Certaines personnes, en particulier dans cette vie moderne, peuvent avoir des niveaux élevés de cortisol pendant de longues périodes. Réduire le stress - par exemple en dormant mieux, en faisant de l'exercice, en pratiquant des techniques de relaxation et en prenant des médicaments réduisant le cortisol - pourrait avoir une gamme d'avantages, selon les chercheurs.
Votre cerveau vous permet-il d'entendre vos propres pas?
Cliquez, cliquez, cliquez: Vous pourriez avoir votre cerveau à remercier de vous avoir épargné d'entendre chaque pas que vous faites. Une étude menée chez la souris cette année a révélé que le cerveau de la souris annulait le bruit des pas de la créature. Cela a permis aux créatures de mieux entendre d'autres sons dans leur environnement, tels que les bruits d'un prédateur.
Les chercheurs ont découvert que le cerveau de la souris a construit un filtre anti-bruit lorsque le cerveau s'est acclimaté à un son spécifique. Il l'a fait en couplant les cellules du cortex moteur, une zone du cerveau impliquée dans le mouvement, au cortex auditif, une zone impliquée dans le son. Autrement dit, les cellules cérébrales du cortex moteur déclenchent des signaux pour empêcher les cellules cérébrales du cortex auditif de déclencher leurs propres signaux - essentiellement en coupant le cortex auditif.
Et bien que l'étude ait été réalisée sur des souris, les scientifiques pensent que les résultats pourraient également s'appliquer aux humains. C'est parce que nous avons déjà des systèmes similaires en place. Par exemple, les cerveaux des patineurs artistiques apprennent à quels mouvements s'attendre, et les neurones inhibiteurs annulent les réflexes qui empêcheraient ces athlètes de tourner et d'effectuer leurs virevoltes folles.
Les médicaments psychédéliques peuvent modifier la structure des cellules cérébrales
Les médicaments psychédéliques peuvent modifier physiquement la structure des cellules cérébrales, selon une nouvelle étude. Cette recherche a été menée sur des cellules cérébrales dans des boîtes de laboratoire et chez des animaux, mais si les résultats se vérifient pour les humains, les résultats pourraient signifier que ces médicaments peuvent aider les personnes souffrant de certains troubles de l'humeur.
En effet, chez les personnes souffrant de dépression, d'anxiété ou d'autres troubles de l'humeur, les neurones du cortex préfrontal, une partie du cerveau importante pour contrôler les émotions, ont tendance à se rétrécir. Et leurs branches - que les neurones utilisent pour parler à d'autres neurones - ont tendance à se rétracter. Mais lorsque les scientifiques ont ajouté des médicaments psychédéliques, dont le LSD et la MDMA, aux boîtes de Pétri contenant des neurones de rat, ils ont constaté que le nombre de connexions et de branches dans les cellules nerveuses augmentait.
Un deuxième cerveau dans l'intestin?
Des millions de cellules cérébrales vivent dans le gros intestin, et parce que ces cellules fonctionnent sans aucune instruction du cerveau ou de la colonne vertébrale, les scientifiques appellent parfois leur masse «le deuxième cerveau». Mais cette masse a aussi un nom scientifique: le système nerveux entérique. Et une nouvelle étude, réalisée chez la souris, montre que le système est assez intelligent; il peut déclencher des neurones synchronisés pour stimuler les muscles et coordonner leur activité afin qu'il puisse faire des choses comme déplacer les matières fécales hors du corps.
Le cerveau réel (celui de votre tête) peut également le faire - synchroniser le déclenchement des neurones - aux premiers stades du développement du cerveau. Cela signifie que les actions des neurones dans l'intestin pourraient être une "propriété primordiale" dès les premiers stades de l'évolution du deuxième cerveau. Certains scientifiques émettent même l'hypothèse que le deuxième cerveau a évolué avant le premier et que ce schéma de tir provient du premier cerveau fonctionnel du corps.
