Universalis
Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

CERVEAU HUMAIN

L'imagerie médicale et le cerveau

L'existence des relations entre le cerveau et la pensée a alimenté de nombreuses querelles philosophiques, et ce en raison de l'absence de techniques d'observation du fonctionnement normal de cet organe. À la fin du xixe siècle, physiologistes (C. S. Roy et C. S. Sherrington, 1890) et neurochirurgiens ont établi que les fonctions supérieures du cerveau coïncidaient avec des modifications localisées de la circulation sanguine cérébrale et que des stimulations ou des lésions du cortex pouvaient provoquer l'interruption ou un trouble de leur exécution (P. Broca, 1861). Jusqu'aux années 1980, cette dernière approche, appelée neuropsychologie, a constitué la méthode expérimentale prédominante pour l'étude des relations entre structures et fonctions cérébrales. Elle est cependant limitée du fait de la variabilité entre individus et, dans le temps, des lésions et des troubles fonctionnels associés, et, plus fondamentalement, parce qu'elle tente d'inférer le fonctionnement du cerveau normal à partir de l'observation de dysfonctionnements de cerveaux lésés. Des études chez l'animal ont certes permis d'obtenir de nombreuses données sur l'organisation de certaines fonctions cérébrales mais leur extrapolation au cerveau humain reste sujette à caution compte tenu des importantes différences, anatomiques et fonctionnelles entre le cerveau de l'homme et celui des animaux.

Dans ce contexte, la mise au point au cours des années 1990 de techniques d'imagerie numérique tridimensionnelle, permettant d'observer de façon externe chez l'homme vivant l'organisation fonctionnelle de son cerveau, a constitué une véritable révolution. La tomographie par émission de positons (T.E.P.), l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (I.R.M.F.) et la magnétoencéphalographie (M.E.G.) sont désormais à même de fournir des cartes spatio-temporelles des événements électriques et métaboliques en rapport avec les activités mentales.

Imagerie par I.R.M. d'un cerveau humain - crédits : F. Kondratenko/ Shutterstock

Imagerie par I.R.M. d'un cerveau humain

F. Kondratenko/ Shutterstock

Image 3D - crédits : M. Laval-Jeantet

Image 3D

M. Laval-Jeantet

Événements mesurables de l'activité cérébrale

L'exécution d'une fonction cérébrale repose sur une séquence temporelle d'activités de cellules nerveuses, les neurones, agencées en réseau, dans lequel elles sont reliées par des jonctions appelées synapses. Schématiquement, des trains potentiels d'action parcourant des groupes de neurones entraînent la libération de médiateurs chimiques agissant au niveau des synapses comme neurotransmetteurs. Ils se lient à des récepteurs membranaires post-synaptiques, avec modification des potentiels de membrane du neurone en aval, activation traduite par un champ électromagnétique dipolaire. La mise en action d'un réseau neuronal entraîne une consommation locale d'énergie qui rend nécessaire une néosynthèse de l'adénosine triphosphate (ATP) utilisé. Cette synthèse est rendue possible par une augmentation de l'apport en glucose et en oxygène, à la faveur d'un accroissement du débit sanguin régional (D.S.C.R.). Certains mécanismes de couplage entre ces différentes opérations restent à préciser : en particulier la nature des médiateurs de la réponse vasculaire et la raison pour laquelle les augmentations locales de débit sanguin et de consommation de glucose dépassent de loin celles de consommation d'oxygène.

Les techniques d'enregistrement

Certains événements neurophysiologiques affectant le cortex cérébral peuvent être directement observés. C'est le cas en magnéto-encéphalographie, M.E.G. ; ou en électro-encéphalographie, E.E.G. : les modifications locales du champ électromagnétique se propageant à la vitesse de la lumière sont détectables « en temps réel » à la surface du scalp. E.E.G. et M.E.G. sont fondées sur la mesure de ces signaux et possèdent une excellente résolution temporelle (de l'ordre de[...]

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • : professeur de psychiatrie à la faculté de médecine de Créteil (Université Paris-XII), médecin des Hôpitaux de Paris
  • : docteur en médecine, professeur associé au Collège de médecine des Hôpitaux de Paris
  • : chef d'unité à l'Institut Pasteur, directeur de recherche au C.N.R.S.
  • : professeur des Universités, praticien hospitalier, docteur en biomathématiques, ancien élève de l'École nationale supérieure (maths), directeur du groupe d'imagerie neurofonctionnelle (UPRES 2127), directeur scientifique du G.I.P. Cyceron
  • : professeur des Universités, praticien hospitalier à l'université de Paris-XI, directeur de l'Institut de neurobiologie Alfred-Fessard

Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Anatomie cérébrale humaine - crédits : Encyclopædia Universalis France

Anatomie cérébrale humaine

Encyclopædia Universalis France

Cerveau humain - crédits : Dr Flavio Dell'Acqua/ Wellcome ; CC BY 4.0

Cerveau humain

Dr Flavio Dell'Acqua/ Wellcome ; CC BY 4.0

Cerveau basal - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cerveau basal

Encyclopædia Universalis France

Afficher les 9 médias de l'article CERVEAU HUMAIN

Autres références

  • CERVEAU ET LANGAGE ORAL

    • Écrit par Jean-François DÉMONET
    • 2 869 mots
    • 5 médias

    De tous les moyens dont dispose l’être humain pour communiquer avec ses semblables, le langage est le plus efficace. Comme la bipédie, le langage oral est un comportement universel, au développement spontané dans notre espèce et, sauf à être empêchées par la maladie, les prémices de cette fonction peuvent...

  • CERVEAU ET PRODUCTION ÉCRITE

    • Écrit par Marieke LONGCAMP, Jean-Luc VELAY
    • 1 201 mots
    • 1 média

    L’écriture est à la fois langage et motricité. Langage, car pour exprimer des idées il faut choisir les mots, former des phrases grammaticalement correctes, respecter l’orthographe. Motricité, car il faut coordonner finement les mouvements des doigts et du poignet pour tracer ces mots sur le...

  • CERVEAU ET NOMBRES

    • Écrit par Mauro PESENTI
    • 980 mots

    La cognition numérique est l'ensemble des processus permettant à l'être humain de quantifier des objets ou des événements, de reconnaître un nombre, d'accéder à sa signification quantitative ou encyclopédique, ou de résoudre des problèmes arithmétiques. Pour comprendre comment ces compétences...

  • CERVEAU ET FONCTIONNEMENT EXÉCUTIF

    • Écrit par Fabienne COLLETTE
    • 1 081 mots

    Le fonctionnement exécutif renvoie à un ensemble de processus cognitifs dont le rôle principal est de faciliter l’adaptation de la personne aux situations nouvelles et/ou complexes, en particulier lorsque les habiletés cognitives « surapprises » ne sont plus suffisantes. L’identification des substrats...

  • CERVEAU ET GESTES

    • Écrit par Didier LE GALL, François OSIURAK
    • 916 mots
    • 1 média

    Notre cerveau possède deux systèmes d’action qui se distinguent selon la nature des gestes à réaliser : des gestes utiles pour atteindre et saisir des objets versus des gestes dédiés à l’utilisation d’objets comme outils.

  • CERVEAU ET BILINGUISME

    • Écrit par Jean-Marie ANNONI
    • 804 mots
    • 1 média

    On sait, depuis les découvertes de Paul Broca en 1861 et de Carl Wernicke en 1874, et des recherches successives, que le système langagier chez le droitier monolingue repose essentiellement sur un réseau fronto-temporo-pariétal gauche. Ce constat est vrai pour plus de 90 p. 100 des sujets droitiers...

  • CERVEAU ET ÉMOTION

    • Écrit par Patrik VUILLEUMIER
    • 1 618 mots
    • 1 média

    L’étude des mécanismes cérébraux des émotions, chez l’homme et l’animal, a explosé au début du xxie siècle, après avoir été souvent ignorée par les neurosciences comparativement à d’autres processus mentaux ou comportementaux, notamment en raison d’une définition des émotions souvent centrée...

  • CERVEAU ET MUSIQUE

    • Écrit par Séverine SAMSON
    • 1 030 mots

    Identifier les zones du cerveau qui traitent la musique et préciser leur rôle respectif dans la perception, la mémoire, les émotions et la pratique musicale font l’objet de nombreux travaux en neuroscience de la musique. C’est à partir de l’observation des patients présentant des lésions cérébrales...

  • MÉMOIRE ÉPISODIQUE ET CERVEAU

    • Écrit par Béatrice DESGRANGES
    • 1 178 mots
    • 1 média

    Les premières connaissances sur les structures cérébrales impliquées dans la mémoire épisodique proviennent de la neuropsychologie lésionnelle. Le rôle clé de l'hippocampe, au sein du circuit de Papez (qui comprend aussi les corps mamillaires et le thalamus), est bien établi, notamment grâce à...

  • VISUALISATION DE L'ACTIVITÉ DU CERVEAU

    • Écrit par Jean-Gaël BARBARA
    • 6 293 mots
    • 5 médias

    Comment voir ce qui se passe dans le cerveau, lorsque nous ressentons, pensons ou agissons ? Jusqu’au début des années 1950, on devait se contenter des enregistrements de l’activité électrique du cerveau, comme les tracés d’électroencéphalographie. Depuis cette époque, de considérables progrès technologiques...

  • ACALCULIES

    • Écrit par Mauro PESENTI
    • 985 mots
    L'acalculie est observée à la suite d'atteintes cérébrales diverses (traumatisme crânien, accident vasculaire cérébral, tumeur, maladie dégénérative, altération métabolique) chez environ 60 p. 100 des patients en cas de lésion touchant l'hémisphère gauche et environ 15 p. 100 en cas de lésion droite....

  • ALEXIES

    • Écrit par Marie-Pierre de PARTZ
    • 1 658 mots
    ...Les dyslexies acquises de l’adulte présentent un intérêt non négligeable pour la recherche en neurosciences, qui s’intéresse entre autres aux soubassements neuronaux de l’activité de lecture. Différentes techniques d’imagerie cérébrale permettent d’identifier les circuits cérébraux activés...

  • ALZHEIMER MALADIE D'

    • Écrit par Nathalie CARTIER-LACAVE
    • 1 871 mots
    Lamaladie se caractérise par une atrophie cérébrale diffuse prédominant dans les régions pariéto-occipitales du cerveau et respectant les zones de projection. Cette atrophie s'accompagne de lésions histopathologiques caractéristiques : extracellulaires, les plaques séniles, et intracellulaires, la...

  • AMNÉSIE

    • Écrit par Francis EUSTACHE
    • 1 108 mots

    Les amnésies constituent un terme générique qui s’applique à de multiples situations pathologiques : une maladie neurodégénérative, comme la maladie d’Alzheimer, un traumatisme crânien, les conséquences de lésions focales de diverses origines, comme une pathologie infectieuse, vasculaire, tumorale,...

  • Afficher les 135 références

Voir aussi

Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

Rejoignez-nous

Inscrivez-vous à notre newsletter