Fiche de révision : Neurosciences et fonctionnement cérébral

📋 Plan du Cours

1. Définition et domaines des neurosciences
2. Repères chiffrés sur le cerveau
3. Neurone et propriétés électriques
4. Transmission et intégration synaptiques
5. Voies et catégories de neurones
6. Localisation, plasticité et modèles cérébraux
7. Structures cérébrales et motivation
8. Striatum, récompense et addictions
9. Conflit entre cortex et striatum

📖 1. Définition et domaines des neurosciences

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurosciences : Ensemble des sciences qui étudient la structure et le fonctionnement du système nerveux, de l’échelle moléculaire à celle de l’organisme et du comportement.

★ À maîtriser

📌 Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière, tandis que le système nerveux périphérique regroupe les nerfs reliant le système nerveux au reste du corps.

Compléments

• Le système nerveux autonome gère des fonctions qui se déroulent sans commande volontaire, comme le rythme cardiaque et la digestion.

• La neuroanatomie étudie l’anatomie du système nerveux, la neurophysiologie son fonctionnement physiologique, la neurologie les effets cliniques de ses pathologies et leurs traitements, et la neuropsychologie leurs effets sur la cognition, l’intelligence et les émotions.

• La neuroendocrinologie étudie les liens entre le système nerveux et le système hormonal, tandis que les neurosciences cognitives étudient les liens entre le système nerveux et la cognition.

💡 Astuce mémo

Molécule → cellule → neurone → cerveau → comportement

📖 2. Repères chiffrés sur le cerveau

★ À maîtriser

• Le cerveau pèse environ 1,5 kg et représente environ 2 % du poids du corps.

• Le cerveau contient environ 85 milliards de neurones et 120 milliards de cellules gliales, qui participent au soutien, à la protection et au bon fonctionnement du système nerveux.

• Chaque neurone peut établir jusqu’à 10 000 connexions, et le cerveau compte plus de 100 000 milliards de synapses, zones de connexion entre cellules.

• Le cerveau consomme environ 20 % de l’oxygène et 25 % du sucre de l’organisme.

Compléments

• Déplié, le cortex cérébral couvre environ 2 m², soit dix fois la surface indiquée pour le cortex du singe dans le cours.

📖 3. Neurone et propriétés électriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule spécialisée dans la réception, le traitement et la transmission de l’information nerveuse.
• Excitabilité : Propriété d’un neurone qui lui permet de produire un signal électrique, appelé potentiel d’action, lorsqu’il est suffisamment stimulé.

★ À maîtriser

• Cajal, prix Nobel en 1906, a contribué à établir l’idée que le système nerveux est constitué de cellules individuelles et que le neurone en est l’unité fonctionnelle de base.

• Les principales parties du neurone sont : les dendrites, qui reçoivent des informations, le corps cellulaire, aussi appelé soma ou péricaryon, qui reçoit et traite les informations, l’axone, qui transmet l’information vers d’autres cellules

📌 Un potentiel d’action obéit au principe du tout ou rien : il est déclenché lorsque le seuil est atteint et son amplitude est indiquée comme étant de 100 millivolts.

Compléments

• L’électroencéphalogramme, associé à Berger en 1929 dans le cours, enregistre l’activité électrique du cerveau.

📖 4. Transmission et intégration synaptiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommation : Intégration par un neurone des nombreuses informations excitatrices et inhibitrices qu’il reçoit ; si le seuil est atteint, il déclenche un potentiel d’action.

📝 Points essentiels

📌 La conduction électrique se fait à l’intérieur d’un neurone, le long de celui-ci, tandis que la communication chimique s’effectue généralement entre neurones au niveau d’une synapse grâce aux neurotransmetteurs.

• À une synapse, l’arrivée du potentiel d’action provoque l’ouverture de canaux calciques, l’entrée de calcium dans la terminaison nerveuse, la libération de neurotransmetteurs par exocytose dans la fente synaptique, puis leur fixation sur les récepteurs du neurone suivant, où ils peuvent produire un effet excitateur ou inhibiteur.

📌 Le glutamate est un neurotransmetteur excitateur qui augmente la probabilité de déclenchement d’un potentiel d’action par le neurone suivant, tandis que le GABA est inhibiteur et diminue cette probabilité.

💡 Astuce mémo

PA → calcium → neurotransmetteurs → récepteurs

📖 5. Voies et catégories de neurones

★ À maîtriser

📌 Les neurones afférents, ou sensitifs, transmettent vers le système nerveux central les informations provenant du corps, tandis que les neurones efférents, ou moteurs, transmettent depuis le système nerveux central des consignes aux muscles ou aux glandes.

Compléments

• Les neurones sensitifs peuvent être spécialisés dans la détection de la chaleur, de la pression, de la tension, de la vision ou de la température.

• Le traitement des influx nerveux requiert un niveau d’organisation supérieur, avec des zones cérébrales spécialisées qui analysent et commandent.

💡 Astuce mémo

Afférent : vers le SNC ; efférent : depuis le SNC

📖 6. Localisation, plasticité et modèles cérébraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité cérébrale : Modification structurelle du cerveau liée à l’apprentissage, décrite comme progressive et lente dans le cours.

★ À maîtriser

• En 1909, Brodmann a constaté, par une étude histologique, que le cortex cérébral varie selon le nombre de couches de neurones et les types de neurones qui les composent, ce qui a permis d’établir une carte de 52 aires.

📌 La théorie localisationniste associe une aire cérébrale à une fonction, comme l’aire de Broca (44-45) pour la production du langage et l’aire de Wernicke (22) pour sa compréhension.

• Le cours présente la théorie des trois cerveaux de Mac Lean (1940) comme fausse, même si elle demeure populaire, et souligne l’interconnexion entre les parties cérébrales plutôt que leur indépendance.

Compléments

• Dans les années 1950, les microélectrodes ont contribué aux méthodes de localisation cérébrale ; la mesure du magnétisme cérébral est mentionnée pour 1960, le scanner pour 1970 et l’IRM pour 1990.

• Dans l’étude de Draganski sur l’apprentissage du jonglage pendant trois mois, des IRM réalisées à T0 et à T+3 mois ont montré une modification morphologique de zones corticales.

💡 Astuce mémo

Une aire n’est pas une fonction isolée : les fonctions mobilisent des circuits interconnectés

📖 7. Structures cérébrales et motivation

★ À maîtriser

• Les fonctions vitales automatisées citées comprennent :

  • la respiration
  • le rythme cardiaque
  • la déglutition
  • le clignement des paupières

• Le cervelet intervient dans la capacité motrice et les apprentissages moteurs.

• En 1954 à Montréal, Olds et Milner ont observé que certains rats revenaient vers un lieu où ils recevaient une stimulation électrique parce que l’électrode activait une zone impliquée dans la récompense et la motivation.

Compléments

• Le système limbique régule notamment les émotions, la veille, la douleur et la libido.

• Le thalamus est présenté comme participant à la synthèse et au filtrage de l’information, dans le cadre de l’« inconscient cognitif ».

• L’attention illustre l’analyse d’informations considérées comme prioritaires par le diencéphale.

• Lors de l’autostimulation, des rats pouvaient appuyer eux-mêmes sur un levier afin de stimuler certaines zones cérébrales.

💡 Astuce mémo

Stimulation de circuits de récompense → recherche de la stimulation

📖 8. Striatum, récompense et addictions

🔑 Notions clés & Définitions

• Addiction : Dépendance physique et/ou psychologique à une substance ou à un comportement, qui entraîne une perte de contrôle et un impact négatif sur la vie quotidienne malgré la conscience des conséquences néfastes.

★ À maîtriser

• Le striatum comprend : le noyau caudé, le putamen, le striatum ventral, qui comprend le noyau accumbens

• Le striatum participe aux mouvements volontaires et automatiques ainsi qu’aux comportements appétitifs ou aversifs, notamment les motivations alimentaire et sexuelle et la gestion de la douleur.

📌 Le cours associe la dégénérescence du striatum à la maladie de Huntington, le déficit en dopamine lié à une destruction neuronale spécifique à la maladie de Parkinson, et l’excès de dopamine au syndrome de Gilles de la Tourette.

• Les besoins associés au système de récompense sont : manger, avoir une activité sexuelle, obtenir un statut social en conquérant ou dominant, recueillir des informations en explorant, optimiser les dépenses énergétiques

• La dopamine joue un rôle important dans la motivation, l’apprentissage et la recherche de récompenses, et sa production est associée au plaisir lorsque les besoins cités sont satisfaits.

Compléments

• La maladie de Parkinson est décrite par une lenteur, une raideur, des tremblements et de la fatigue, avec un risque de chutes, d’Alzheimer et de pneumopathie.

• Le cours indique que 42 % des Français ont au moins une addiction et cite des addictions aux substances — tabac, alcool, cannabis, cocaïne et médicaments détournés — ainsi que des addictions comportementales — jeux d’argent, écrans, réseaux, troubles alimentaires et achats compulsifs.

💡 Astuce mémo

Dopamine → motivation à rechercher une récompense

📖 9. Conflit entre cortex et striatum

📝 Points essentiels

📌 Le cours oppose l’accélérateur de survie du striatum, adapté à un milieu de pénurie, au frein associé à l’éducation et au néocortex, puis situe la société de consommation à partir des années 1950. - Bohler, Le bug humain

• Le dilemme cortex-striatum oppose les intentions à long terme formulées par le cortex, comme réviser ou arrêter de fumer, à la recherche par le système de motivation d’une récompense immédiate.

💡 Astuce mémo

Le cortex privilégie les objectifs futurs ; le système de motivation peut privilégier la récompense immédiate