10 choses que nous avons apprises sur le cerveau en 2018

L’étonnant cerveau

Le cerveau sculpte non seulement qui nous sommes mais aussi le monde que nous expérimentons. Il nous dit ce que nous devons voir, ce que nous devons entendre et ce que nous devons dire. Il se développe pour accueillir une nouvelle langue ou une nouvelle 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, de sorte que nous ne sommes pas gênés par l’odeur constante d’une vieille maison ou le bourdonnement constant de la climatisation. Notre cerveau regarde le soleil et indique à notre corps l’heure qu’il est. Le cerveau stocke les souvenirs, qu’ils soient douloureux ou agréables.

Mais aussi essentiel que soit le cerveau à notre existence, il reste aussi mystérieux pour nous qu’une planète d’une galaxie lointaine. Même en 2018, les neuroscientifiques découvrent encore des faits fondamentaux sur cette masse de tissus d’environ 1,4 kilogramme (3 livres). Parfois, les chercheurs peuvent avoir un aperçu d’un cerveau humain ou voir ce qui arrive à une personne lorsqu’une grande partie du cerveau est manquante. D’autres fois, les scientifiques doivent étudier des souris pour en savoir plus sur les cerveaux des mammifères, puis faire des suppositions sur la façon dont ces résultats se rapportent à nos propres cerveaux.

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 tout nouveau type de cellule dans le cerveau humain, en particulier un qui ne se trouve pas chez les sujets non humains préférés des neuroscientifiques, les souris. Le « neurone églantier », ainsi nommé en raison de son aspect touffu, 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 parties les plus récentes 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’audition. 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 neurones excitateurs, et qu’il les freine.

U.D., le patient des neurosciences

Un garçon, connu dans la littérature médicale sous le nom de « U.D. » s’est vu retirer un tiers de l’hémisphère droit de son cerveau il y a quatre ans afin de réduire ses crises débilitantes. La partie du cerveau qui a été enlevée comprenait le côté droit de son lobe occipital (le centre de traitement de la vision du cerveau) et la majeure partie de son lobe temporal droit, le centre de traitement du son du cerveau. Aujourd’hui âgé de 11 ans, U.D. ne peut pas voir le côté gauche de son monde, mais il fonctionne tout aussi bien que les autres personnes de son âge en matière de cognition et de traitement 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 le droit est dominant dans la détection des visages, tandis que le gauche est dominant 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 de U.D., le centre gauche est intervenu pour compenser. En effet, les chercheurs ont constaté que le côté gauche du cerveau de U.D. détectait les visages tout aussi bien que le droit l’aurait fait.

Le cerveau pourrait contenir des bactéries

Nos cerveaux pourraient grouiller de bactéries. Mais ne vous inquiétez pas – il semble qu’elles ne causent aucun dommage.

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 abriter des bactéries inoffensives.

Les chercheurs de cette étude avaient examiné 34 cerveaux post-mortem, à la recherche de différences entre les personnes atteintes de schizophrénie et celles qui ne le sont pas. Cependant, les chercheurs n’ont cessé de tomber sur des objets en forme de tige dans leurs images, et ces formes se sont avérées être des bactéries.

Les micro-organismes semblaient habiter certains endroits du cerveau plus que d’autres ; ces zones comprenaient l’hippocampe, le cortex préfrontal et la substantia nigra. Les microbes ont également été trouvés dans les cellules cérébrales appelées astrocytes qui se trouvaient près de la barrière hémato-encéphalique, le « mur frontalier » qui protège le cerveau.

Les résultats n’ont pas encore été publiés dans une revue à comité de lecture et d’autres recherches sont nécessaires pour confirmer les résultats, ont déclaré les scientifiques.

Le cerveau est magnétique

Nos cerveaux sont magnétiques. Ou, du 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 ni d’où elles proviennent. Certains chercheurs pensent que ces particules magnétisables ont un but biologique, tandis que d’autres affirment que les particules se sont retrouvées dans le cerveau à cause d’une contamination environnementale.

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 – provenant de sept personnes décédées au début des années 1990 et âgées de 54 à 87 ans – les particules magnétiques étaient toujours concentrées dans les mêmes zones. Les chercheurs ont également constaté 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 appelé magnétotactique utilise ces particules pour s’orienter dans l’espace.

Virus responsable de la conscience humaine ?

Un ancien virus a infecté les gens il y a longtemps, et cet envahisseur a laissé derrière lui son code génétique dans notre ADN. Cette année, des chercheurs ont découvert que des bribes de cet ancien ADN viral jouent un rôle vital dans la communication entre les cellules du cerveau, nécessaire à la pensée supérieure.

Il n’est pas rare que les humains portent des bribes de code génétique viral ; environ 40 % à 80 % du génome humain est constitué de gènes laissés par des 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. Qui plus est, les problèmes avec le gène Arc ont tendance à se produire chez les personnes atteintes d’autisme ou d’autres troubles neuronaux.

Les chercheurs espèrent maintenant comprendre le mécanisme exact par lequel le gène Arc s’est introduit dans notre génome et ce qu’il dit exactement à nos cellules cérébrales.

Des cellules jeunes dans de vieux cerveaux ou pas ?

Notre corps se débarrasse continuellement des vieilles cellules et en fabrique de nouvelles. Mais pendant des décennies, les scientifiques ont cru que ce renouvellement cellulaire ne se produisait pas dans les cerveaux vieillissants. Ces dernières années, cependant, des études réalisées sur des souris – et certaines études préliminaires réalisées sur des humains – 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 effectivement de nouvelles cellules. Les chercheurs ont étudié 28 cerveaux post-mortem, non malades, de personnes âgées de 14 à 79 ans au moment de leur décès. Ils ont découpé en tranches l’hippocampe de chaque cerveau, une zone du cerveau importante pour l’apprentissage et la mémoire, puis ont compté le nombre de jeunes cellules qui n’étaient pas complètement matures. Les chercheurs ont constaté que les cerveaux âgés comptaient autant de nouvelles cellules que les cerveaux plus jeunes, mais que les cerveaux âgés fabriquaient moins de nouveaux vaisseaux sanguins et de connexions entre les cellules cérébrales.

Pour compliquer les choses, cependant, une autre étude, publiée un mois avant celle-ci, a trouvé le contraire, concluant que les cerveaux adultes ne fabriquent 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. (L’étude précédente portait sur des cerveaux présentant différents états de santé, tandis que la dernière étude ne portait 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 ce que révèle une étude publiée en octobre de cette année.

Dans cette étude, les chercheurs ont examiné plus de 2 000 personnes d’âge moyen en bonne santé et ont constaté que celles qui présentaient des niveaux plus élevés de cortisol, l’hormone du stress, avaient des volumes cérébraux légèrement plus petits que les personnes ayant des quantités normales de cette hormone. Les personnes ayant un taux de cortisol plus élevé ont également obtenu de moins bons résultats aux tests de mémoire que les personnes ayant un taux normal de cette hormone. Ces deux constatations, il faut le noter, sont des associations entre le stress et le cerveau et non des constatations de cause à effet.

Le stress est normal pour le corps : Dans les moments de stress, le taux de cortisol augmente ainsi que celui d’une autre hormone, l’adrénaline. Ces hormones travaillent ensemble pour lancer votre corps dans une réponse de combat ou de fuite. Mais une fois la partie stressante terminée, le taux de cortisol devrait diminuer. Cependant, ce n’est pas toujours le cas. Certaines personnes, surtout dans notre 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 qui réduisent le cortisol – pourrait avoir toute une série d’avantages, ont déclaré les chercheurs.

Votre cerveau vous permet-il d’entendre vos propres pas ?

Clic, clic, clic : Vous pourriez avoir votre cerveau à remercier pour vous épargner d’entendre chacun de vos pas. Une étude menée cette année sur des souris a révélé que le cerveau de la souris annulait le son des propres pas de la créature. Cela permettait aux créatures de mieux entendre d’autres sons dans leur environnement, comme les bruits d’un prédateur.

Les chercheurs ont découvert que le cerveau de la souris construisait un filtre à bruit à mesure que le cerveau s’acclimatait à un son spécifique. Pour ce faire, il a couplé des cellules du cortex moteur, une zone du cerveau impliquée dans le mouvement, au cortex auditif, une zone impliquée dans le son. En termes simples, les cellules cérébrales du cortex moteur envoient des signaux pour empêcher les cellules cérébrales du cortex auditif d’envoyer leurs propres signaux, ce qui a pour effet d’inhiber 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, le cerveau des patineurs artistiques apprend les mouvements auxquels il faut s’attendre, et les neurones inhibiteurs annulent les réflexes qui empêcheraient ces athlètes de tourner et d’effectuer leurs folles pirouettes.

Les drogues psychédéliques peuvent modifier la structure des cellules du cerveau

Les drogues psychédéliques peuvent physiquement modifier la structure des cellules du cerveau, 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 chez l’homme, ils pourraient signifier que ces drogues peuvent aider les personnes qui souffrent de certains troubles de l’humeur.

C’est parce que 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 le contrôle des émotions, ont tendance à se ratatiner. 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 drogues psychédéliques, dont le LSD et la MDMA, à des 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 comme ces cellules fonctionnent sans aucune instruction du cerveau ou de la colonne vertébrale, les scientifiques appellent parfois cette masse d’entre elles « 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 ce système est plutôt intelligent ; il peut envoyer des neurones synchronisés pour stimuler les muscles et coordonner leur activité afin de pouvoir faire des choses comme évacuer les matières fécales du corps.

Le cerveau réel (celui qui se trouve dans votre tête) peut également faire cela – synchroniser l’envoi de neurones – dans les premiers stades du développement du cerveau. Cela signifie que les actions des neurones dans l’intestin pourraient être une « propriété primordiale » des premiers stades de l’évolution du second cerveau. Certains scientifiques émettent même l’hypothèse que le deuxième cerveau a évolué avant le premier et que ce modèle de tir provient du cerveau le plus précoce fonctionnant dans le corps.

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