Vidéo: Aperçu du cerveau

Le cerveau est l'organe le plus complexe du corps humain. C'est en effet le joyau de la couronne. Il produit chacune de nos pensées, actions, souvenirs, émotions et expériences. Cette masse de tissu ayant une texture gélatineuse et en forme de noix , pèse environ 1,4 kilogramme et contient un nombre stupéfiant de 100 milliards de neurones. Ce nombre est à peu près équivalent à celui des étoiles dans la Voie lactée.

Vous savez probablement déjà que l’encéphale peut être divisé en trois parties principales : le cerveau, le tronc cérébral et le cervelet. Dans ce tutoriel, nous allons nous concentrer sur la partie la plus grande, le cerveau.

Lorsque nous voyons une image de l’encéphale, c'est généralement le cerveau que nous remarquons en premier. Il s’agit de cette partie ici, la partie la plus supérieure de l’encéphale. Structurellement, le cerveau est organisé en deux hémisphères – gauche et droit – séparés l'un de l'autre par la fissure longitudinale du cerveau.

La communication entre les côtés droit et gauche de l’encéphale sont réalisées via ce que l'on appelle les commissures cérébrales, comme le corps calleux, qui est le plus grand faisceau de substance blanche reliant les deux hémisphères cérébraux.

Bien que les deux hémisphères du cerveau semblent être des images inversées, ils ont souvent des fonctions spécialisées. Par exemple, l'hémisphère gauche est généralement plus impliqué dans les tâches liées au langage, telles que la formation de mots et la compréhension, tandis que l'hémisphère droit joue un rôle plus important dans les capacités visuo-spatiales et le raisonnement abstrait. Cependant, la plupart du temps, les deux hémisphères travaillent ensemble et de nombreuses fonctions cognitives nécessitent une activité intégrée des deux côtés l'encéphale.

Les hémisphères cérébraux sont tous les deux composés de substance grise formant le cortex cérébral, de substance blanche sous-jacente, et enfin des structures de substance grise plus profondes que l’on appelle les noyaux gris centraux ou ganglions de la base.

Commençons maintenant notre exploration des hémisphères cérébraux en jetant un coup d'œil à la substance grise qui se trouve à la surface.

La surface externe du cerveau, le cortex cérébral, présente de nombreuses crêtes de tissu élevées appelées des gyrus, délimitées par ce qu’on appelle des sillons. La morphologie des gyrus et des sillons est principalement déterminée par la nécessité de maximiser la surface du cerveau dans les limites posées par le crâne. Une fois plié, chaque hémisphère cérébral mesure un peu plus de 1/10 de mètre carré. Cependant, s'il était déplié et étalé, il couvrirait environ 1 mètre carré. Il existe trois sillons principaux dans chaque hémisphère : le sillon central, le sillon pariéto-occipital et le sillon latéral.

Lorsqu'on parle du cerveau, nous pouvons diviser chaque hémisphère en six lobes, comme vous pouvez le voir ici. Nous les examinerons chacun dans un instant.

D'un point de vue fonctionnel, nous pouvons également diviser le cortex cérébral en trois grandes zones : l'aire motrice primaire, les aires sensitives primaires ainsi que plusieurs aires associatives, qui sont des zones intégrant l'information motrice ou sensorielle pour permettre des fonctions plus complexes.

Les aires associatives unimodales servent à intégrer un type d'information spécifique et sont généralement liées à la perception. Par exemple, votre aire visuelle primaire pourra voir un véhicule, mais c’est votre aire associative visuelle qui reconnaîtra sa forme pour l'identifier comme une voiture et sa couleur pour l'identifier plus précisément comme un taxi.

Les aires associatives d'ordre supérieur ou multimodales, fonctionnent en combinant des données provenant de différentes sources. Par exemple, le stimulus visuel de voir le taxi peut être combiné avec les données auditives d'un klaxon indiquant que le taxi vient dans votre direction. Cette information est ensuite transmise aux aires associatives motrices afin d’initier une action appropriée à ce danger.

En explorant chacun des lobes du cerveau, nous examinerons certaines de ces aires fonctionnelles plus en détail.

Comme je l'ai mentionné, chaque hémisphère du cerveau est subdivisé en six lobes en fonction de leur emplacement. Ils portent principalement le nom des os qui les recouvrent : les lobes frontal, temporal, pariétal, occipital, insulaire et limbique. Explorons chacun de ces lobes tout en discutant de leur anatomie générale et fonctionnelle.

Le lobe frontal est le plus grand des six lobes et représente plus d'un tiers du volume cortical total. Il se situe principalement dans la fosse crânienne antérieure, avec ses parties superolatérales, qui se trouvent face à la face interne de l'os frontal. Il s'étend de sa partie la plus antérieure, le pôle frontal, et se prolonge postérieurement jusqu'au sillon central, qui le sépare du lobe pariétal. Au niveau postérieur et inférieur du lobe frontal se trouve le lobe temporal, avec le sillon latéral qui les sépare.

Chaque partie du lobe frontal est associée à une fonction et responsabilité spécifiques. La plus connue est probablement le contrôle moteur, avec plusieurs aires du lobe frontal qui sont impliquées à cet égard. La première est l’aire motrice primaire, ou cortex moteur primaire, qui se trouve autour de ce gyrus ici, qu'on appelle gyrus précentral. Elle envoie la majorité des impulsions électriques du cortex moteur vers le corps et nécessite la moindre stimulation électrique pour déclencher des mouvements.

Antérieurement à cette aire se trouvent deux régions motrices supplémentaires, qu’on appelle aire prémotrice et aire motrice supplémentaire. Ce sont des aires unimodales. L’aire prémotrice est impliquée dans la planification et la coordination des mouvements guidés par des stimuli externes, tandis que l’aire motrice supplémentaire joue un rôle dans la production des mouvements appris et effectués de mémoire.

Antérieurement aux aires motrices, nous avons l’aire associative préfrontale, souvent simplement appelée cortex préfrontal, qui est située autour des gyrus frontaux supérieur, moyen et inférieur. L’aire associative préfrontale est souvent décrite comme le centre de la personnalité de l'encéphale, ce qui nous rend unique en tant qu'êtres humains.

Grâce à son grand nombre de connexions avec d'autres aires corticales, le cortex préfrontal est impliqué dans une longue liste de processus cognitifs liés à la fonction exécutive. Il permet à votre encéphale de comparer différentes pensées, de distinguer le bon du mauvais, et de prendre des décisions basées sur des conséquences – tout ce genre de choses. C'est également un centre d'expression de la personnalité et de modération du comportement social. Il est bien connu que des dommages à cette zone peuvent entraîner des changements dans ces domaines. 

Avant de passer à autre chose, les deux autres zones notables du lobe frontal sont l’aire de Broca, qui est essentielle à la production du composant moteur de la parole et de l'articulation, ainsi que le champ oculomoteur frontal, qui contrôle les mouvements oculaires liés à l'attention visuelle, ce qui signifie qu'il guide nos yeux vers des stimuli visuels pertinents.

Je pense que ça suffit sur le lobe frontal. Passons maintenant au lobe temporal.

Le lobe temporal est le deuxième plus grand lobe de l'encéphale après le lobe frontal. Il occupe une grande partie de la fosse crânienne moyenne et recouvre l'os temporal du crâne, d'où provient son nom. Le lobe temporal est limité supérieurement par le sillon latéral, qui le sépare du lobe frontal et d'une partie du lobe pariétal, et postérieurement, par l’incisure pré-occipitale, qui marque le début du lobe occipital.

Sur le plan fonctionnel, le lobe temporal contient des zones corticales responsables de l'audition ainsi que des aspects sensoriels de la parole et de la mémoire. L’aire auditive primaire est située le long du gyrus temporal supérieur et représente une partie spéciale du cortex cérébral responsable de la réception des informations auditives.

L’aire auditive associative est également située au niveau du gyrus temporal supérieur du lobe temporal. Elle joue un rôle dans une étape intermédiaire du traitement auditif et est ainsi responsable d’analyser des caractéristiques plus sophistiquées du son, comme la distinction entre différents types de stimuli auditifs tels que la parole, la musique ou les sons environnementaux.

Les informations traitées dans l’aire auditive associative sont ensuite envoyées aux autres aires associatives supérieures pour une intégration et une interprétation plus approfondies. Un exemple est l’aire de Wernicke, qui se situe dans la partie postérieure du gyrus temporal supérieur, généralement dans l'hémisphère cérébral gauche. Elle est responsable de la compréhension du langage écrit et parlé, ce qui signifie qu'elle permet d'enrichir les informations traitées par l’aire auditive associative en interprétant la signification des mots et des phrases, facilitant ainsi la compréhension du langage parlé.

Le reste du lobe temporal est consacré à des aires associatives supérieures non auditives, telles que l’aire associative limbique, qui se trouve le long de la portion antéroventrale du lobe temporal ainsi que dans certaines parties des lobes frontal et limbique. Elle sert à donner un contexte émotionnel aux informations sensorielles, en lien avec la mémoire et l'apprentissage. Par exemple, quand vous avez faim, il est réconfortant de voir de la nourriture dans votre réfrigérateur, et c'est cette réponse émotionnelle qui vous aide à reconnaître et à associer cet endroit comme une source de nourriture la prochaine fois que vous aurez faim.

Il est maintenant temps d'explorer le lobe pariétal. Il est délimité antérieurement par le sillon central, qui le sépare d’ailleurs du lobe frontal, et s’étend jusqu'au sillon pariéto-occipital postérieurement, qui le sépare du lobe occipital. Le sillon latéral correspond à sa frontière inférolatérale, le séparant de la partie antérieure du lobe temporal. Enfin, le sillon intrapariétal s'étend du sillon postcentral vers le pôle occipital, divisant le lobe pariétal latéral en lobules pariétaux supérieur et inférieur.

Au niveau de sa fonction, le lobe pariétal est surtout connu pour son rôle dans la perception des sensations corporelles ou « somatosensation », qui concerne la sensation de la peau, du mouvement ainsi que la perception spatiale, connue sous le nom de proprioception. Ce lobe joue aussi un rôle dans les sensations liées aux organes internes. C'est donc ici que votre cerveau traite les sensations telles que le toucher, la pression, la température, la douleur et la position du corps.

Le traitement initial de ce type de sensation se fait dans l’aire somatosensorielle primaire, localisée dans ce gyrus qu’on appelle gyrus postcentral. Les informations provenant de cette aire sont ensuite intégrées et interprétées dans l’aire somatosensorielle associative, qui se situe principalement dans la région du lobule pariétal supérieur. Elle joue un rôle important dans la reconnaissance tactile des objets ainsi que dans la perception spatiale, qui concerne la perception de la position et du mouvement des différentes parties du corps.

Le lobule pariétal inférieur, quant à lui, contribue à une aire associative supérieure grande et complexe connue sous le nom d’aire associative pariéto-temporo-occipitale ou aire associative postérieure. Elle est impliquée dans une longue liste de fonctions neurologiques complexes et joue un rôle important dans l'intégration et la combinaison des informations auditives, visuelles et somatosensorielles. C'est ici que nous obtiendrons une compréhension plus profonde et un contexte de langage, où nous interpréterons ainsi les signaux sociaux et le langage corporel. Il s’agit également du lieu du traitement et des opérations numériques – et ce n'est que certaines des fonctions de cette aire.

Passons maintenant au plus petit des six lobes de l'encéphale, le lobe occipital, qui est situé en arrière des lobes temporal et pariétal, au-dessus du cervelet. Sur le plan fonctionnel, le lobe occipital est la zone de traitement visuel de l'encéphale. Il comprend deux aires fonctionnelles : l’aire visuelle primaire et l’aire visuelle associative, également connue sous le nom de cortex visuel secondaire ou associatif.

L’aire visuelle primaire est située de part et d'autre du sillon calcarin, sur la face médiale du lobe occipital et s'étend jusqu'au pôle occipital. Son rôle est de recevoir les informations visuelles provenant des yeux et, tout comme les autres aires sensorielles primaires, elle est la première zone à recevoir les informations visuelles provenant des cellules photosensibles de la rétine.

L’aire visuelle associative couvre les régions restantes du lobe occipital ainsi que certaines petites parties des lobes adjacents. Cette région a pour fonction d'interpréter les attributs visuels tels que la couleur, la forme, le mouvement et la profondeur des objets.

L’avant-dernier lobe cérébral de notre liste est le lobe insulaire. Ce lobe est caché au fond du sillon latéral, recouvert par certaines parties des lobes frontal, pariétal et temporal, appelées opercules. Lorsque le sillon latéral est ouvert et le lobe insulaire devient visible, nous pouvons identifier le sillon central, qui divise le lobe en une partie antérieure, composée de gyrus courts, et une partie postérieure, composée d’un seul gyrus long.

Concernant sa fonction, le lobe insulaire est moins bien exploré que d'autres régions du l'encéphale. Cependant, on estime qu'il abrite la zone gustative et qu'il dirige l'intéroception, ce qui décrit le processus amenant les sensations corporelles sur l'état physiologique interne du corps au cerveau et donc à la conscience.

Par exemple, elle contribue à des sensations conscientes telles que la faim, la soif et le besoin d’aller aux toilettes. Elle intègre également les états émotionnels aux sensations physiques. Par exemple, votre lobe insulaire joue un rôle dans votre intuition lorsque vous prenez des décisions ou dans vos sensations physiques d'empathie ou de pitié.

Le dernier lobe de notre liste est le lobe limbique. Ce dernier est en forme d'arc et fait référence à un groupe spécifique de structures anatomiques, principalement situées le long de la face médiale de l'hémisphère cérébral et formant une barrière encerclant le corps calleux.

Au niveau de sa fonction, le lobe limbique joue différents rôles, mais qui sont généralement liés à l'émotion, à la mémoire et aux actions comportementales. C'est l'une des régions qui contribue à vos réactions de fuite ou de combat, ou qui fait battre votre cœur lorsque vous êtes dans un moment de passion intense. C'est également la partie de notre cerveau qui abrite nos cortex olfactifs, ce qui explique pourquoi certaines odeurs peuvent déclencher des souvenirs ou des émotions vives.

Et cela complète notre exploration du cortex cérébral, qui représente, comme on l’a bien dit, la substance grise superficielle du cerveau. N'oublions pas, cependant, que le cerveau contient également des structures de substance grise profonde. Jetons maintenant un rapide coup d'œil.

Les structures de substance grise profonde du cerveau sont généralement appelées noyaux gris centraux ou ganglions de la base. Ils se situent dans la profondeur de la substance blanche de chaque hémisphère cérébral et se composent de trois éléments principaux : le noyau caudé, qu’on voit ici en forme d’anneau, le putamen et le globus pallidus.

Les noyaux gris centraux jouent un rôle crucial dans la modulation et la régulation des mouvements volontaires. Ce sont eux qui rendent vos mouvements de danse fluides et bien en rythme. Ils sont également impliqués dans l'apprentissage et la compétence, facilitant les mouvements difficiles avec la pratique ainsi que dans les processus cognitifs qui aident à déterminer et à fournir les réponses motrices appropriées en fonction des objectifs et des informations sensorielles.

Maintenant que nous avons exploré la plupart du cerveau, terminons par apprendre un peu plus sur la substance blanche cérébrale.

Sous la substance grise du cerveau se trouve la substance blanche cérébrale, qui est composée d’axones de neurones reliant différentes zones du l'encéphale. En effet, tous les neurones dans le cerveau, quelle que soit leur fonction, sont des interneurones, ce qui signifie qu'ils se situent entre deux autres neurones. Leur rôle est alors de transmettre l’information d’un neurone afférent à un neurone efférent.

Il existe deux types d'interneurones : les interneurones contenant des axones courts qui se trouvent principalement dans la substance grise et forment des circuits avec des neurones voisins dans la même région, et les interneurones contenant des axones longs, qui s'étendent d'une région de substance grise à une autre, ce qui forment la substance blanche.

La plupart de ces axones sont entourés d'un type de gaine adipeuse appelée myéline, qui donne à la substance blanche sa couleur. Alors que la substance grise facilite le traitement de l'information, la substance blanche a pour rôle de transférer et d'intégrer cette information.

Il existe trois types de fibres qui composent la substance blanche du cerveau. Tout d'abord, nous avons les fibres d'association, qui interconnectent différentes régions corticales au sein du même hémisphère cérébral, comme celles qui relient les aires motrices ou sensorielles primaires aux aires associatives. Ensuite, nous avons les fibres commissurales, qui établissent des connexions entre les hémisphères cérébraux. La plus grande est le corps calleux, une plaque dense située dans la fissure longitudinale du cerveau en profondeur.

Enfin, nous avons les fibres de projection, qui relient différentes régions corticales situées dans les zones inférieures de l'encéphale ou dans la moelle spinale. La capsule interne est un exemple de faisceau de substance blanche, qui représente une des voies principales pour les axones ascendants et descendants voyageant entre le cerveau et le tronc cérébral ou la moelle épinière.

Et avec cela, nous avons couvert les principaux aspects du cerveau. Il y a encore beaucoup à apprendre, mais c’est déjà un excellent début pour mieux comprendre cette partie de l’encéphale.

Consolidez vos connaissances avec nos quiz et d’autres ressources d'apprentissage dans cette unité d'étude. Et quand vous serez prêt, continuez avec nos sujets plus détaillés sur les différentes parties du cerveau.

À bientôt !