Le cerveau: 10 éléments essentiels à savoir
Author: Sophie Scott
Date: 2025-09-10T22:00:00+00:00
Keywords: Science; Life Sciences; Neuroscience; Health & Fitness; Diseases & Conditions; Nervous System (incl. Brain)
Description: Découvrez une des structures les plus fascinantes de l'univers : le cerveau! Cet organe du corps humain vous intrigue ? Explorez le sujet en dix courts chapitres. Dans cet ouvrage accessible à tous, l'éminente neuroscientifique Sophie Scott vous offre un aperçu de la beauté et de la complexité du cerveau. Vous apprendrez quels hormones et composés chimiques ont un effet sur vos activités quotidiennes, comment fonctionnent les huit (et non cinq) sens, les particularités de cet organe chez certains animaux, et bien plus encore !
Publisher: Éditions Hurtubise

Le cerveau

10 éléments essentiels à savoir

Pre Sophie Scott

Traduit de l’anglais par
Antoine Derouin

Ce livre est dédié
aux brillants cerveaux
de Tom Manly,
de notre fils, Hector,
de ma mère, Christine Scott,
et de mon père, Colin Scott.

Avant-propos

J’adore les cerveaux, le vôtre y compris. C’est indubitablement ce qui m’intéresse le plus chez tout être humain que je rencontre. Qui plus est, j’ai eu la chance d’être au bon endroit au bon moment pour que l’étude des cerveaux devienne mon métier. Pourtant, pendant une grande partie de l’histoire, cet organe n’a pas forcément été bien considéré. Aristote croyait d’ailleurs que le cœur était le siège des sensations et des émotions, le cerveau ne servant simplement qu’à refroidir l’organisme. À sa décharge, il est vrai que nous avons l’impression d’éprouver certaines choses dans notre corps: lorsque je suis heureuse, je le sens dans mon cœur; quand quelque chose ne va pas, je perçois comme un poids au creux de mon estomac. Aujourd’hui, il est clairement acquis que tout ce que nous ressentons, nous le devons à notre cerveau qui interprète ce qui se passe à la fois dans le monde extérieur et dans notre organisme. De plus, nous savons aussi qu’il localise de nombreuses sensations (comme les émotions) dans le corps lui-même.

Si Aristote pensait que le cerveau n’était pas très important, c’était aussi parce que cet organe ne ressent rien quand il est à l’air libre: si vous touchez sa surface (mais n’essayez pas s’il vous plaît!), son propriétaire ne détectera pas ce contact. En vérité, le cerveau n’a aucun moyen de percevoir le monde par lui-même: il recueille en continu des informations par l’intermédiaire de nos organes sensoriels (comme nous le verrons dans ce livre) pour construire sa propre réalité.

Aristote et bien d’autres n’étaient pas très impressionnés par le cerveau parce qu’il est très difficile d’étudier son anatomie. À l’état naturel, il n’est pas très consistant avec sa texture de gelée grise et aqueuse peu engageante. Même si dans les séries policières, il est souvent retiré en entier d’un cadavre et manipulé, il faut en réalité lui faire subir différents traitements pour le solidifier avant de procéder à sa dissection.

Toutefois, tout le monde ne partageait pas l’avis d’Aristote sur le cerveau, et malgré les difficultés liées à son étude, certaines de ses caractéristiques significatives ont été mises en évidence. Vers 500 avant J.-C., Alcméon de Crotone a ainsi découvert le nerf optique et décrit les phosphènes, ces troubles visuels causés par une stimulation de la rétine. Platon a écrit que le cerveau était «la partie la plus divine de notre corps et le maître de tout le reste» (le «reste» étant la poitrine et le foie). Mais les scientifiques qui commençaient à s’accorder sur son fonctionnement s’intéressaient surtout aux ventricules, et non au cerveau proprement dit. Celui-ci flotte à l’intérieur du crâne dans un fluide qui circule dans les cavités séparant les différentes régions cérébrales. Ces cavités, appelées ventricules, étaient alors vus comme le siège des processus mentaux, plutôt que le tissu mou et gélatineux qui les entoure.

Durant les siècles suivants, notre connaissance du cerveau s’est affinée sur bien des aspects: Abu Bakr Muhammad ibn Zakariya al-Razi, médecin, scientifique et philosophe persan, a notamment établi en 900 après J.-C. que les nerfs possédaient des fonctions soit sensorielles soit motrices, et qu’il y avait un lien entre l’emplacement des lésions cérébrales et la nature des symptômes qui en découlaient. Pourtant, la théorie ventriculaire du cerveau a continué de prédominer en Europe: quand Léonard de Vinci a dessiné des croquis du cerveau, il a principalement représenté les ventricules. Ce n’est qu’en 1538 que l’éminent médecin André Vésale a réfuté cette thèse: dès lors, l’idée que le cerveau jouait un rôle fondamental dans les processus mentaux s’est diffusée en Occident.

Par la suite, notre compréhension du cerveau a évolué au même rythme que la technologie. L’invention du microscope a conduit à la découverte des cellules par Robert Hooke en 1665 et à l’hypothèse de Theodor Schwann selon laquelle tous les êtres vivants sont constitués de ces cellules. Pendant longtemps, on a cru que le cerveau n’était pas concerné: certes, il devait bien contenir des cellules, mais qu’était toute cette matière fibreuse qui s’y trouvait également en abondance? C’est alors que le scientifique Camillo Golgi a mis au point une technique de coloration qui lui a permis de constater, en utilisant un microscope, que ces fines fibres étaient reliées aux cellules nerveuses (c’est-à-dire les neurones — nous y reviendrons) et en faisaient partie. Cependant, il croyait que ces prolongements formaient un gigantesque réseau ininterrompu. À l’aide du même procédé de coloration, le neuroscientifique espagnol Santiago Ramón y Cajal a montré que chez les oiseaux, les neurones étaient bien des cellules individuelles plutôt qu’un maillage continu. Cette découverte prouvait que le cerveau était lui aussi composé d’entités cellulaires.

Au cours du XIXe siècle, les importants progrès accomplis en médecine nous ont permis de mieux comprendre comment le cerveau régit notre comportement. Des neurologues allemands et français ont cartographié avec précision les régions de l’hémisphère gauche responsables des fonctions du langage, si bien que nous utilisons encore aujourd’hui leurs travaux sur les aires qu’ils avaient identifiées, même avec nos connaissances actuelles des processus mentaux. Au milieu du XXe siècle, le neurochirurgien Wilder Penfield a mené à Montréal des études sur des cerveaux ouverts de patients opérés pour traiter une épilepsie sévère, et a découvert qu’une légère stimulation électrique de certaines zones cérébrales conduisait à différents types de perceptions ou d’actions.

Vers la fin du siècle dernier, les techniques utilisées en neurosciences ont fait un énorme bond en avant, permettant d’obtenir des images de la structure du cerveau et d’étudier ses fonctions, sans avoir besoin d’opérer ou de mettre en danger des vies humaines. L’imagerie par résonance magnétique (IRM), l’électroencéphalographie (EEG) et la magnétoencéphalographie (MEG) sont désormais des méthodes courantes pour l’exploration clinique comme pour la recherche fondamentale sur le cerveau. Dans ma carrière, j’ai eu le privilège de collaborer avec des patients atteints de lésions cérébrales et d’étudier des cerveaux en utilisant des techniques d’imagerie médicale depuis les années 1990. Aujourd’hui, je reste convaincue que j’exerce le plus beau métier du monde. J’ai appris quelque chose de chaque cerveau que j’ai examiné. Et ce, parce que, comme vous le verrez dans ce livre, le cerveau — le vôtre — est l’une des structures les plus remarquables de l’Univers connu.

1 Pourquoi restons-nous la même personne?

Regardez une photo de vous quand vous étiez bébé: plus rien ou presque de votre corps d’alors n’est là aujourd’hui. Vos cheveux tombent, vos ongles poussent, vos cellules meurent et sont remplacées par de nouvelles. Ce cycle de mort et de régénération de l’organisme amène à l’étonnant constat que tous les dix ans environ, vous bénéficiez d’un corps complètement renouvelé, quoique ce ne soit pas tout à fait exact. Deux types de cellules ne meurent jamais: celles de vos yeux vous accompagnent toute votre vie, tout comme les cellules cérébrales (les neurones) de votre système nerveux central, constitué des nerfs de la colonne vertébrale et du cerveau. C’est assez troublant de se dire qu’à notre naissance, notre cerveau contient déjà quasiment toutes les cellules dont il aura besoin pour son existence entière. Sur cette photo de vous bébé, vous voyez donc quelqu’un qui possède les mêmes neurones que vous, mais un corps totalement différent.

Et ces neurones sont très nombreux. Le cerveau humain en contient à peu près 86 milliards, hautement spécialisés dans les processus mentaux.

Dans votre boîte crânienne, les neurones ne forment pas un ensemble homogène: ils sont au contraire agencés de manière très structurée dans différentes aires cérébrales, selon de vastes réseaux extrêmement élaborés. Quand j’étais étudiante à l’université et que j’ai commencé à étudier le cerveau, la complexité de sa structure me déroutait et me paraissait inutile. Qu’est-ce qui pouvait la justifier? Il m’a fallu du temps pour comprendre que c’est grâce à elle que votre cerveau n’est pas seulement responsable de tout ce que vous faites et apprenez, mais aussi de tout ce que vous ressentez, de tout ce dont vous vous rappelez, de tout ce que vous attendez. En somme, si vous êtes vous, c’est à lui que vous le devez. En effet, toutes vos connaissances, toutes vos compétences, tous vos souvenirs sont encodés dans les réseaux de vos neurones. C’est pourquoi ces milliards de cellules doivent demeurer avec vous toute votre vie. Vous pouvez refabriquer celles de la paroi de votre intestin tous les deux à quatre jours, ou l’ensemble de vos globules rouges tous les quatre mois, tout en restant vous-même: remplacez tous vos neurones, et vous serez une personne complètement différente.

À l’intérieur du cerveau, les neurones s’organisent en réseaux, ils peuvent ainsi se connecter les uns aux autres et communiquer entre eux. Ces propriétés expliquent leur forme atypique, comparée aux autres cellules du corps humain. Cela étant, ces dernières présentent aussi beaucoup de différences entre elles, selon le rôle qu’elles jouent dans l’organisme: une cellule musculaire n’a pas le même aspect ni le même comportement qu’une cellule de la peau, par exemple. Certaines d’entre elles sont très particulières: les cellules ciliées de vos oreilles sont dotées de parties mobiles qui transforment les vibrations en sons; les globules rouges sont plats pour capter facilement l’oxygène et flexibles pour se faufiler dans de minuscules capillaires afin d’apporter cet oxygène à l’ensemble du corps. Mais même parmi cette étrange ménagerie, les neurones sont tout à fait hors normes. Certains ressemblent à des arbres, d’autres à des bleuets avec de longues tiges et des pétales effilés. Ils sont hérissés de filaments qui dépassent du corps cellulaire, parfois longs, parfois courts. Vu leur structure particulière, ils sont en mesure de se lier les uns aux autres et de communiquer entre eux dans de vastes réseaux.

Trois propriétés font en sorte que les neurones échangent des informations au sein de ces réseaux. Premièrement, ils sont capables d’établir des connexions entre eux. Deuxièmement, ils peuvent être activés. Troisièmement, lorsqu’ils sont actifs, ils sont capables de transmettre des messages aux autres neurones auxquels ils sont reliés.

Nous pouvons identifier ces connexions entre neurones en examinant les fines ramifications qui partent des corps cellulaires. Ces ramifications se terminent par de petits renflements, appelés boutons synaptiques, qui s’appuient pratiquement sur les boutons d’autres neurones. Cependant, ces boutons ne se touchent pas tout à fait, il reste un petit espace entre eux: ces zones situées entre deux neurones, appelées synapses, assurent la transmission des informations de l’un à l’autre.

Lorsqu’un neurone est activé, il crée une impulsion électrique qui se propage à l’ensemble de la cellule et à tous ses prolongements: la communication à l’intérieur d’un neurone s’effectue donc au moyen de signaux électriques. Vous connaissez bien l’électricité, que ce soit par le courant alimentant les ampoules et le réfrigérateur de votre logement ou maison, ou par l’électricité statique qui fait dresser vos cheveux sur la tête si vous les frottez avec un ballon. Ces deux types d’électricité reposent sur le mouvement des électrons. Une troisième forme, l’électricité cellulaire, génère des charges électriques par déplacement d’ions (qui sont des atomes ou des molécules portant une charge électrique) à travers les membranes des cellules. Dans nos neurones, une charge électrique est ainsi créée par modification des concentrations d’ions sodium et potassium de part et d’autre de leur membrane.

Le message électrique se déplace extrêmement vite d’une extrémité à l’autre du neurone, par ses courtes extensions (les dendrites) et son long prolongement (l’axone). De petits pores ou trous dans la membrane cellulaire fonctionnent comme des portes: lorsqu’un neurone est activé, ces portes s’ouvrent, permettant aux ions sodium d’entrer. Cela génère une impulsion électrique, appelée potentiel d’action, qui active le neurone qui peut dès lors communiquer avec ses homologues. Toutes les cellules nerveuses ne se trouvant pas dans votre cerveau, c’est grâce à ces impulsions électriques qu’elles véhiculent les informations dans l’ensemble du corps. C’est pourquoi, si vous avez déjà eu le malheur de toucher une clôture électrique, vos muscles se contractent très rapidement, car l’électricité stimule les nerfs périphériques de vos bras et de vos mains (en plus de vous faire très mal).

Alors, de quelle manière les neurones communiquentils entre eux? Cela se passe au niveau des synapses, à savoir les points de jonction entre les neurones. Ces derniers sont activés par des substances chimiques, les neurotransmetteurs, ce qui déclenche un potentiel d’action se propageant dans la cellule. Ces neurotransmetteurs sont produits dans les boutons synaptiques situés à l’extrémité des axones et des dendrites: quand la cellule nerveuse est activée, ils sont libérés dans l’espace situé entre les deux boutons, appelé aussi fente synaptique. Ils traversent la fente jusqu’à l’autre bouton, où ils se fixent à des récepteurs situés en surface et affectent l’activité de la cellule nerveuse suivante. Le neurotransmetteur peut être excitateur, favorisant la naissance d’un potentiel d’action dans cette cellule qui, à son tour, pourra transmettre le signal par l’intermédiaire d’autres synapses. Il peut également être inhibiteur, en s’opposant à la production d’un potentiel d’action. Aux multiples possibilités offertes par l’activation ou l’inhibition des potentiels d’action s’ajoute une grande variété de neurotransmetteurs, chacun étant associé à un système spécifique de neurones. Si des changements surviennent dans ces systèmes, le fonctionnement global du cerveau peut en être affecté.

Pour résumer, les neurones forment des réseaux et sont reliés entre eux par des synapses. À l’intérieur d’un neurone, l’information est transmise par l’intermédiaire de charges électriques. Entre les neurones, l’information est véhiculée par voie chimique.

Avec ces structures interconnectées, votre cerveau fonctionne comme un système de traitement de l’information — pour que vous soyez vous et personne d’autre. Chaque fois que vous apprenez quelque chose ou que vous devenez plus rapide dans l’exécution d’une tâche, ces nouvelles aptitudes sont facilitées par une réorganisation des connexions entre les neurones: certains de ces liens sont renforcés, d’autres atténués, d’autres encore sont créés. Cette neuroplasticité signifie qu’à plus grande échelle, les réseaux de neurones se développent et se modifient, et que votre cerveau peut apprendre et s’adapter. Il reste toujours le vôtre, composé en grande partie des mêmes neurones d’origine, encore qu’il évolue de minute en minute, de jour en jour, d’année en année, principalement grâce à ce processus continu de plasticité et de développement. Et même si ce développement est plus visible au cours des premières années de votre croissance, votre cerveau réorganisera ses connexions et ses réseaux tout au long de votre vie.

Tout comme la forme arborescente des neurones fait penser à certains réseaux naturels qui se ramifient et se divisent (plantes, vaisseaux sanguins, rivières), l’architecture du cerveau ressemble à celle d’autres systèmes où une grande surface est repliée pour tenir dans un espace restreint (poumons, branchies, feuilles d’un arbre). Les neurones ne constituent pas une masse indistincte dans votre crâne: ils sont répartis dans plusieurs structures qui rappellent celle des neurones eux-mêmes. Les corps cellulaires (qui contiennent le noyau de la cellule) sont ainsi regroupés dans de petits amas ou au contraire dans de grandes couches, tandis que les projections axonales forment entre elles des autoroutes de l’information de différentes tailles, qui relient les différents neurones.

Je parlerai de l’anatomie détaillée du cerveau dans les prochains chapitres, mais vous pouvez déjà vous en faire une idée en distinguant le cortex, le cervelet et les structures sous-corticales. Si vous avez l’occasion d’observer un cerveau humain, la grande surface plissée et ridée est le cortex, mot qui signifie «écorce». Cette enveloppe extérieure contient les corps cellulaires de nombreux neurones, leurs axones formant d’épais faisceaux en dessous. Comme ces axones paraissent blancs en raison de leur fine gaine graisseuse, par opposition à la couche dense des corps cellulaires d’aspect grisâtre, on nomme ces deux types de structures cérébrales «substance blanche» et «substance grise», bien qu’elles soient en réalité composées des mêmes neurones.

Le cortex est replié en de multiples crêtes et sillons, afin de maximiser sa surface dans l’espace limité du crâne, sans nécessiter une croissance excessive de la tête. Dépliée, cette surface est d’environ douze centimètres sur douze, soit à peu près la taille d’un torchon. Le cervelet se situe sous le cortex, à l’arrière de la tête: comme ce dernier, il est formé d’une couche de corps cellulaires repliés dans un espace réduit. Les plis sont toutefois différents de ceux du cortex: ils sont plus fins, faisant penser à des fougères. Le cortex et le cervelet sont tous deux constitués d’un hémisphère gauche et d’un hémisphère droit. Sous le cortex se trouvent de petits noyaux de substance grise, reliés au cortex et au reste du cerveau par des faisceaux de substance blanche. Ces noyaux sont disposés symétriquement autour du tronc cérébral, reflétant l’organisation gauche/droite du cortex. Ce tronc cérébral, situé au sommet de la colonne vertébrale, joue un rôle fondamental dans la transmission des données depuis et vers le cerveau. La colonne vertébrale, qui fait également partie du système nerveux central, envoie au tronc cérébral des informations sur l’état de l’organisme et sert de passage aux nerfs qui coordonnent nos mouvements. Un autre ensemble de nerfs, les nerfs crâniens, fournit au tronc cérébral des données sur l’audition, la vue et le goût, tout en contrôlant la respiration, les muscles du visage et la prononciation des sons.

Quand je songe à l’incroyable complexité de ce système, j’éprouve un sentiment d’humilité. Il est difficile de concevoir qu’un cerveau comporte 86 milliards de neurones, sans compter les innombrables manières dont ils peuvent se connecter entre eux. Dans le cadre de mon travail, j’utilise beaucoup l’imagerie cérébrale: même la plus petite unité d’image (appelée voxel, l’équivalent 3D du pixel) contient déjà près de 630 000 neurones et encore bien plus de synapses. Tous les neurones sont entourés d’une matrice dense d’environ 85 milliards de cellules de soutien — telles que les cellules gliales, qui nourrissent les neurones et évacuent les déchets cellulaires — et d’un réseau complexe de vaisseaux sanguins. Le cerveau, qui ne représente qu’environ 2% du poids du corps, utilise à peu près 20% de l’oxygène contenu dans le sang: il a donc besoin d’un bon apport sanguin pour fonctionner.

Tous ces éléments sont rassemblés au sein d’une structure tenant parfaitement dans votre crâne. À votre naissance, presque tous vos neurones y étaient déjà: c’est à eux que vous devez le sentiment permanent d’être vous-même, tout au long de votre vie. Si vous observez une photo de vous bébé, ce corps contient un cerveau identique au vôtre, constitué des mêmes neurones. Mais il est en même temps complètement différent, puisqu’il s’est développé durant les premières années de votre existence et continue d’être façonné par vos expériences. Tout ce que vous avez appris en lisant ce premier chapitre l’a même déjà modifié…

2 Comment le cerveau s’est-il formé?

Pourquoi nous faut-il un cerveau? De nombreuses formes de vie n’en ont pas besoin. Les plantes ne possèdent ni cerveau ni système nerveux, et pourtant elles perçoivent leur environnement et y réagissent (bien qu’assez lentement). Les organismes unicellulaires — de minuscules êtres vivants composés d’une seule cellule, comme les amibes — n’en ont pas non plus, ce qui ne les empêche pas d’interagir avec le milieu ambiant, ni de repérer leurs proies (des bactéries, par exemple) en détectant leurs traces chimiques. Ils savent également éviter les prédateurs et ont même montré des capacités d’apprentissage. Mais dès qu’un organisme dépasse la taille d’une cellule et doit pouvoir se déplacer en faisant preuve d’un comportement avancé, un système nerveux et un cerveau deviennent essentiels. Un corps plus volumineux exige en effet une coordination accrue, ce qui a conduit au développement d’un contrôle plus élaboré. L’apparition de comportements plus complexes a également favorisé cette évolution. Or ce contrôle a nécessité un système nerveux et, à terme, un cerveau pour superviser l’ensemble. Les vers nématodes, dont la longueur est d’environ un millimètre, possèdent 302 neurones. Je mesure 1 m 63 et j’ai (avec un peu de chance) quelque 86 milliards de neurones. Tout un écart. Comment le système nerveux a-t-il évolué pour en arriver là?

Pour répondre à cette question (en particulier chez les mammifères), il faut étudier le développement de la vie sur Terre, puisque les premiers êtres unicellulaires détenaient déjà le code génétique qui, des millénaires plus tard, permettra la formation des neurones. Nous devons également nous interroger sur les types d’organismes qui ont besoin d’un système nerveux, voire d’un cerveau.

Il y a environ 3,8 milliards d’années, les premiers signes de vie se sont manifestés sur notre planète, avec l’apparition des cellules: les unités de base du vivant. Les cellules partagent plusieurs caractéristiques fondamentales: elles sont protégées par une membrane cellulaire, elles transforment des nutriments en énergie, et elles sont capables (normalement) de se répliquer. Ces atomes de vie se sont développés dans l’eau, un milieu qui présentait beaucoup d’avantages pour les micro-organismes. En effet, ceux-ci ne risquaient pas de se dessécher, disposaient de nourriture et d’oxygène dissous dans l’eau, et pouvaient envoyer des signaux en libérant leurs propres substances chimiques. Cet environnement aqueux posait néanmoins un problème: comment garantir un milieu stable à l’intérieur de la cellule? Comment éviter que des molécules d’eau y pénètrent en quantité (par osmose) et la fassent éclater? Les cellules ont résolu cette difficulté en s’entourant d’une membrane cellulaire, constituée de molécules de lipides (des graisses).

La membrane cellulaire offre une certaine protection contre les molécules d’eau envahissantes, quoique les cellules aient également acquis la faculté de réguler leur composition chimique en transférant certains ions courants (résultant de la dissolution d’éléments dans l’eau) de l’extérieur vers l’intérieur de la cellule, ou inversement. Ainsi, les niveaux de potassium sont généralement 10 à 30 fois plus élevés dans une cellule qu’au dehors. Cette stratégie est si efficace que toutes les cellules vivantes maintiennent un milieu interne constant grâce à ce processus. Fait incroyable, les gènes responsables de ces canaux ioniques sont antérieurs à tous les fossiles qui ont été découverts: sans cette adaptation très précoce, la vie n’aurait pas été possible sur Terre.

Grâce aux canaux ioniques, les cellules ont pu évoluer pour générer des charges électriques et créer des potentiels d’action. Car en plus de modifier la salinité des liquides, ces ions portent des charges électriques. Si la cellule absorbe des ions potassium et expulse des ions sodium, une différence de potentiel se crée de part et d’autre de la membrane, puisque ces ions portent des charges électriques différentes. Cette différence peut être utilisée pour produire un potentiel d’action: l’impulsion électrique que les neurones utilisent pour transmettre un signal. On constate ainsi qu’avec l’évolution biologique, des processus impliquant la membrane cellulaire, fondamentaux pour les premières formes de vie, ont été exploités par la suite pour générer de l’électricité cellulaire.

Nous avons vu dans le chapitre précédent que si la transmission de l’information à l’intérieur d’un neurone est électrique, la communication entre les neurones est biochimique. À quelle période de l’histoire de l’évolution apparaissent les premiers neurotransmetteurs? Là encore, ils trouvent leur origine dans les organismes unicellulaires. Citons en particulier l’exemple des choanoflagellés, qui peuvent vivre en grandes colonies, formant un tapis sur les rochers. Ces micro-organismes emploient des substances chimiques pour communiquer entre eux, ainsi que pour coordonner leurs recherches de nourriture. Ce type de communication est considéré comme une étape clé dans l’histoire des neurotransmetteurs, car les cellules utilisent ici des signaux chimiques pour synchroniser leurs actions à grande échelle.

En étudiant les gènes liés aux canaux ioniques des membranes cellulaires, à la formation des synapses et à la production des neurotransmetteurs, les scientifiques ont découvert avec étonnement que ces séquences génétiques étaient déjà présentes chez les premiers organismes unicellulaires, bien avant qu’ils ne puissent être d’une quelconque utilité pour les cellules nerveuses. Alors qu’en règle générale, l’évolution biologique repose sur des variations et des mutations génétiques, elle semble plutôt découler ici d’une réaffectation de séquences génétiques existantes. Autrement dit, le développement du cerveau n’est pas dû à l’émergence de séquences génétiques entièrement nouvelles.

Ainsi, il y a 3,8 milliards d’années, apparaissent de minuscules créatures composées d’une seule cellule, qui détiennent déjà le matériel génétique nécessaire pour évoluer vers des cerveaux. Mais on n’en est pas encore là! Dans les archives fossiles, nous trouvons les premiers signes de vie multicellulaire remontant à 900 millions d’années environ, avec des structures comme les éponges, qui sont organisées de la même manière qu’une communauté de choanoflagellés, mais dotées d’un corps. Les éponges de mer sont totalement sessiles (fixées de façon permanente à un support) et ne possèdent pas de système nerveux, malgré qu’elles soient capables de réagir à leur environnement en libérant des substances chimiques dans leur organisme afin de modifier leurs mouvements dans l’eau. Toutefois, ce type de signalisation peut s’avérer imprécis, lent et difficile à maîtriser.

Dès que les animaux dépassent le stade unicellulaire, les premiers systèmes nerveux apparaissent, sous forme de cellules spécifiques dont le rôle est d’envoyer des signaux dans l’ensemble du corps. Nous avons déjà rencontré ces cellules dans le premier chapitre: il s’agit des neurones. Ils sont capables de transmettre des informations grâce à leur forme fine et allongée, mais aussi en raison de leur capacité à se lier les uns aux autres, l’animal arrive ainsi à s’adapter et à modifier son comportement par l’apprentissage.

Selon l’hypothèse la plus crédible, les neurones se sont formés à partir des cellules épithéliales, c’est-à-dire celles qui forment les surfaces du corps (comme votre peau ou la muqueuse de votre bouche). Cette thèse est étayée par la capacité des méduses à produire des potentiels d’action dans leur épithélium, et par le fait que les structures épithéliales et les neurones se développent dans la même région de l’embryon chez la plupart des animaux.

Les premiers êtres vivants pourvus de neurones n’avaient sans doute pas encore de cerveau. Les cténophores sont apparus il y a 730 millions d’années, et les méduses 50 millions d’années plus tard. Les neurones de ces dernières sont répartis dans des réseaux nerveux diffus qui assurent différentes fonctions: par exemple, certains réseaux gèrent les informations sensorielles liées à la lumière et à la gravité, tandis que d’autres coordonnent les mouvements. Les cuboméduses disposent de réseaux neuronaux encore plus complexes, ce qui en fait des chasseuses habiles. Pourtant, elles n’ont pas de cerveau central: même si elles possèdent des réseaux neuronaux structurés et quelques regroupements de corps cellulaires de neurones, il n’y a aucune concentration de ces corps cellulaires qui puisse être assimilée à un cerveau.

Les avis divergent sur la question de savoir si les neurones sont apparus une ou deux fois dans l’histoire du vivant: une fois, chez un ancêtre commun aux méduses et aux cténophores, ou bien deux fois, l’une chez les cténophores et l’autre chez les méduses (et à partir de là, chez tous les animaux).

Dans le règne animal, la symétrie bilatérale est née il y a approximativement 630 millions d’années, les côtés gauche et droit du corps formant des images en miroir par rapport à un axe central. Ce type de structure a très certainement vu le jour chez un organisme s’apparentant à un ver, avant de devenir la norme chez la quasi-totalité de la faune multicellulaire sur Terre, l’être humain y compris. Cette symétrie bilatérale a conduit à la formation d’une tête chez les animaux, dans laquelle le cerveau a commencé à se développer.

L’explosion cambrienne s’est produite il y a 540 millions d’années: d’après les archives fossiles, la mer s’est peuplée d’une incroyable diversité d’espèces animales, dont beaucoup étaient dotées de carapaces, ce qui laisse supposer que la prédation était très courante. On observe des changements dans les traces laissées par ces animaux durant cette période: les formes simples et linéaires initiales évoluent vers des motifs plus complexes, ce qui témoigne de schémas comportementaux plus complexes. Tout cela laisse penser que les systèmes nerveux devenaient nettement plus élaborés.

C’est chez un organisme apparu à peu près à la même époque, Pikaia gracilens, que l’on a observé les premières preuves d’une structure comparable à un cerveau. Le Pikaia était petit (environ cinq centimètres de long), avec un corps plat et une nageoire caudale: il nageait probablement comme une anguille. Même s’il n’avait de tête à proprement parler, il possédait sans doute un cerveau très simple. Pikaia gracilens est aujourd’hui éteint, mais son parent direct encore vivant, Amphioxus, est pourvu d’un système cérébral comportant seulement 20 000 neurones. Pourtant, des études menées sur son cerveau ont mis en évidence une organisation relativement complexe, avec différents types de structures neuronales. Visuellement, l’Amphioxus a l’allure d’un ver aplati — pas très impressionnant, il faut l’admettre —, mais il pourrait bien constituer le point de départ du prodigieux développement des cerveaux.

3 La chimie du cerveau

Il est légitime de s’extasier sur la formidable structure du cerveau humain, avec ces 86 milliards de neurones. Or, cette complexité en cache une autre: celle de sa chimie. Alors que les signaux se propageant le long d’un neurone sont de nature électrique, les communications interneuronales sont assurées par des substances chimiques, les neurotransmetteurs. Ceux-ci sont d’une importance capitale pour tout système nerveux.

Souvenez-vous, lorsqu’un neurone est activé, il libère des substances chimiques dans la fente synaptique. Quand ces substances sont détectées par les récepteurs du neurone suivant, celui-ci s’active à son tour — en envoyant une impulsion électrique — ou au contraire réduit son activité. Les neurones peuvent ainsi exciter ou inhiber d’autres cellules nerveuses. Il existe une grande variété de neurotransmetteurs dans le cerveau et le corps d’un être humain, chacun étant associé à des fonctions spécifiques. Ces neurotransmetteurs sont synthétisés dans les neurones eux-mêmes.

Certains neurotransmetteurs agissent de manière très générale sur le cerveau. Parmi les plus importants et les plus répandus du système nerveux central, deux d’entre eux exercent des effets excitateurs ou inhibiteurs. Le glutamate est le principal neurotransmetteur excitateur: autrement dit, il stimule les neurones. Quand ces derniers modifient leur activité et leurs connexions, ce neurotransmetteur est souvent impliqué, ce qui semble indiquer qu’il est lié au stockage de l’information dans le cerveau. À l’inverse, le gaba (acide gamma-aminobutyrique) est un neurotransmetteur inhibiteur, qui diminue l’excitabilité des neurones.

Le glutamate jouerait un grand rôle dans différentes pathologies neurodégénératives: s’il est en excès, il peut provoquer la mort des neurones par excitotoxicité, un processus complexe incriminé dans les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Quant au gaba, il est utilisé dans des médicaments contre l’épilepsie, un trouble neurologique caractérisé par une activité électrique anormale du cerveau. Grâce à ses effets inhibiteurs, il semble réguler l’état d’excitation de l’ensemble du cerveau; lorsque cet équilibre est perturbé, des crises d’épilepsie peuvent survenir.

D’autres neurotransmetteurs ont des effets plus ciblés, tout en étant associés à des régions cérébrales plus spécifiques. C’est le cas de la dopamine qui possède de multiples fonctions: elle contribue au déclenchement et à la maîtrise des mouvements volontaires, tout comme elle freine la production de lait chez les mammifères. Elle intervient en outre dans le système de récompense (lorsque nous effectuons des actions qui nous apportent une satisfaction, la dopamine génère une sensation de plaisir qui nous motive à réitérer ces comportements), dans notre humeur, ainsi que dans le sommeil et le rêve. Il s’agit d’un neurotransmetteur essentiel, associé à l’attention, à l’apprentissage et à la mémoire de travail. La maladie de Parkinson entraîne un déficit en dopamine, ce qui se traduit chez les personnes atteintes par des difficultés à initier des mouvements, mais également à réagir aux récompenses positives et négatives (les «punitions»). Sans traitement, elles apprennent davantage en étant punies pour de mauvaises réponses qu’en étant récompensées pour des bonnes. Sous l’effet des médicaments (qui reproduisent l’action de la dopamine), elles présentent le schéma inverse, ce qui correspond à un fonctionnement neurologique normal.

Les neurotransmetteurs sont indispensables dans la gestion de nos émotions, notamment la sérotonine qui module différents processus mentaux et cognitifs, ainsi que l’activité neuronale. Selon certains scientifiques, elle régule quasiment tous les comportements humains. Elle joue notamment un rôle dans nos humeurs, nos perceptions, nos expériences de récompense, de rage et de colère, nos habitudes alimentaires, nos souvenirs et notre sexualité. De manière surprenante, la majorité de la sérotonine de notre organisme n’est pas localisée dans notre cerveau. Ses récepteurs sont distribués dans les principaux organes du corps; elle contribue d’ailleurs au bon fonctionnement du cœur et des vaisseaux sanguins, des poumons, du système digestif et de la vessie. Son taux peut être perturbé par certaines affections mentales, dont l’anxiété et la dépression. Les personnes dépressives présentent ainsi un niveau plus faible de tryptophane, une molécule utilisée par le cerveau pour synthétiser la sérotonine. Beaucoup d’antidépresseurs agissent sur le taux de sérotonine, ce qui peut s’avérer efficace chez certains patients (pas tous, malheureusement).

D’autres neurotransmetteurs participent également au contrôle de nos émotions. C’est le cas de la noradrénaline (appelée aussi norépinéphrine), présente dans le cerveau et le système nerveux. Elle est impliquée dans la réaction de lutte ou de fuite face à une menace ou un danger, tant dans le corps que dans le cerveau. Dans le corps, elle est responsable de certains symptômes du stress, notamment la dilatation des pupilles, l’augmentation de la capacité pulmonaire, l’accélération du rythme cardiaque, l’élévation de la pression artérielle et la diminution de l’activité intestinale. Dans le cerveau, elle est associée à la vigilance, l’éveil, l’attention, la motivation, la récompense, ainsi qu’à l’apprentissage et à la mémoire. Plusieurs études montrent en effet qu’une hausse de la noradrénaline peut agir à rebours sur les souvenirs, en rendant les moments de stress et de peur plus marquants et plus détaillés.

Certaines substances chimiques relativement connues sont aussi des neurotransmetteurs. Par exemple, vous avez peut-être déjà pris des antihistaminiques pour lutter contre le rhume des foins et noté que certains d’entre eux vous rendaient somnolent. Ces médicaments bloquent en effet la production de l’histamine, un neurotransmetteur qui régule les fonctions assurant l’équilibre interne du corps, appelé homéostasie. L’histamine intervient aussi dans l’état d’éveil, le contrôle de l’appétit et nos comportements motivés (les actions que nous effectuons en fonction de nos désirs et de nos besoins).

Il n’y a pas que le cerveau qui nécessite des neurotransmetteurs: le fonctionnement de nos systèmes sensoriels et l’activation de nos muscles en dépendent également. L’acétylcholine est un neurotransmetteur qui joue un rôle majeur dans le système moteur, en régulant la stimulation musculaire des motoneurones périphériques (les neurones qui transmettent les signaux de motricité aux muscles). On la retrouve également dans les systèmes de perception, ainsi que dans les mécanismes permettant aux cellules nerveuses de s’adapter et d’apprendre, comme les systèmes de mémoire et les réseaux d’attention.

Il existe d’autres substances chimiques notables qui agissent sur les neurones. L’ocytocine et la vasopressine sont deux neuropeptides — des molécules qui agissent à la fois sur l’activité neuronale et la croissance cellulaire — qui sont respectivement liés au contrôle des contractions pendant l’accouchement et à celui de la miction (action d’uriner); elles sont aussi d’une grande importance dans les comportements sociaux des mammifères. Il est difficile de les étudier chez l’être humain, mais il est désormais prouvé qu’une augmentation des taux d’ocytocine renforce l’attention aux stimuli sociaux. Une hausse de la vasopressine paraît quant à elle améliorer les fonctions cognitives. Les effets de l’ocytocine et de la vasopressine sur le cerveau semblent être relayés par l’amygdale cérébrale, une zone primordiale pour la gestion des émotions, l’apprentissage et le traitement des stimuli sociaux.

Les œstrogènes et la testostérone sont souvent appelés hormones sexuelles, car ils sont responsables du développement des caractéristiques sexuelles pendant la grossesse et l’adolescence. Ces substances agissent également sur le fonctionnement des neurones, encore qu’il soit difficile de différencier leurs effets, car, dans beaucoup d’aires cérébrales, la testostérone est convertie en œstrogène avant d’exercer son action. Les récepteurs des œstrogènes, très présents dans le système nerveux central, influencent l’humeur, les fonctions cognitives, ainsi que le comportement sexuel et l’alimentation. Les œstrogènes ont également des effets protecteurs sur le cerveau, mais leurs niveaux chutent considérablement après la ménopause, ce qui pourrait expliquer pourquoi certaines fonctions cérébrales sont altérées à ce stade.

Le cortisol est une autre hormone qui participe à la réponse de l’organisme en cas de stress. Il est également impliqué dans les cycles de sommeil et le processus de réveil le matin (ce qui pourrait expliquer pourquoi se réveiller très tôt est si pénible). Dans le cerveau, certaines actions du cortisol sont modulées par l’amygdale cérébrale. Ses effets sur le corps sont plus lents à se manifester, mais plus durables que ceux de la noradrénaline. C’est pourquoi il faut éviter de vivre avec un taux élevé de cortisol car, à long terme, ce n’est bon ni pour le cerveau ni pour le reste de l’organisme.

Les endorphines sont d’autres composés chimiques très importants qui peuvent affecter les fonctions cérébrales. Ce sont des neuropeptides présents dans le cerveau et aussi dans le reste du corps. Dans le cerveau, les endorphines bloquent l’activité du gaba (voir page 40), ce qui se traduit par une hausse de la dopamine. Dans le corps, elles réduisent les sensations de douleur, si bien qu’on les surnomme «hormones du bonheur». La libération d’endorphines par les neurones est stimulée par l’exercice, le chant, l’alimentation, la danse et le rire. Selon une théorie, la création de liens sociaux chez les êtres humains s’accompagne également d’une sécrétion d’endorphines, ce qui expliquerait pourquoi nous apprécions particulièrement les activités précédentes quand elles sont vécues en groupe.

J’espère que vous mesurez mieux à présent l’extrême complexité des neurotransmetteurs du cerveau — et ce n’est là qu’un aperçu! Pourtant, on les résume trop souvent à l’une de leurs fonctions: par exemple, on dit que la dopamine est l’hormone du plaisir. Or, s’il est vrai que vous recevez une décharge de dopamine quand vous vivez quelque chose de particulièrement agréable, ce neurotransmetteur nous est tout aussi indispensable pour effectuer des mouvements volontaires. De même, si la sérotonine, l’acétylcholine et la noradrénaline sont souvent associées à la mémoire, chacune d’elles remplit également d’autres rôles caractéristiques. Quand on pense à toutes les connexions possibles entre les 86 milliards de neurones de notre cerveau et quand on sait que chacune d’elles est régulée par différents types de neurotransmetteurs, il serait vraiment peu probable qu’un neurotransmetteur soit lié à une seule fonction.

Pour compléter ce tableau, intéressons-nous à la manière dont notre cerveau réagit aux substances chimiques que nous lui administrons. Toute drogue qui modifie les fonctions cérébrales est considérée comme psychoactive dans une certaine mesure. Beaucoup d’entre elles ne peuvent pas pénétrer dans notre cerveau par la voie du sang en raison de la barrière hématoencéphalique, un réseau serré de cellules qui tapissent les vaisseaux sanguins du cerveau et limitent l’entrée des molécules. En pratique, cette barrière sert à protéger notre système nerveux central et ses neurones hautement spécialisés. Cela signifie donc que les médicaments ou les drogues que nous consommons n’exercent pas forcément leurs effets dans le cerveau lui-même.

L’alcool est une drogue extrêmement répandue: la plupart des civilisations l’ont découvert et utilisé dans des situations très variées, allant des rituels aux célébrations. Comme cette petite molécule est capable de franchir la barrière hématoencéphalique, son action est très rapide. L’alcool produit un certain nombre d’effets complexes sur le cerveau. Il stimule les récepteurs de gaba, qui font partie d’un réseau inhibiteur, ce qui réduit l’activité cérébrale globale. C’est pourquoi l’alcool peut avoir un effet calmant, et même soporifique. C’est d’ailleurs l’un de ses dangers: lorsqu’il est consommé en excès, certains processus vitaux comme la respiration sont perturbés. L’alcool bloque également la libération de glutamate, le neurotransmetteur excitateur, ce qui ralentit les fonctions cérébrales et peut rendre les décisions ou les réactions plus lentes et moins précises. Ces deux effets liés au gaba et au glutamate s’accompagnent d’un comportement plus spontané.

L’ingestion d’alcool entraîne par ailleurs une sécrétion de dopamine, ce qui procure une sensation agréable, quoique ce phénomène tende à s’estomper si la consommation devient régulière, ce qui mène souvent à boire par habitude. L’alcool a un effet stimulant sur le cerveau, provoquant une libération de noradrénaline et d’endorphines. Ce surplus d’endorphines peut procurer un sentiment de bien-être, en agissant comme un analgésique: si, par exemple, vous tombez à la renverse dans la baignoire en essayant d’enlever votre manteau (ce que j’ai fait en fêtant le passage à l’an 2000), vous ne ressentirez rien jusqu’au lendemain. La consommation de boissons alcoolisées se traduit également par une hausse de cortisol qui, comme nous l’avons vu, est une hormone liée à l’éveil et au stress. C’est pourquoi le sommeil qui suit est souvent perturbé et de moins bonne qualité, en dépit des effets sédatifs de l’alcool.

La caféine, présente dans le café et le thé, est probablement la drogue psychoactive la plus consommée au monde. Elle offre un léger effet stimulant, dû au blocage des récepteurs de l’adénosine, un neurotransmetteur qui s’accumule tout au long de la journée et qui a tendance à inhiber les fonctions cérébrales: c’est l’une des raisons pour lesquelles nous commençons à nous sentir fatigués quand le soir arrive. La caféine se lie aux récepteurs de l’adénosine en neutralisant ses effets inhibiteurs, ce qui réduit la sensation de somnolence. En outre, elle aurait avoir une influence bénéfique sur l’attention, peut-être grâce aux interactions entre adénosine et dopamine. Bien que la caféine soit un stimulant modéré, elle cause une forte accoutumance et son sevrage est particulièrement pénible.

Tout produit psychoactif — qu’il s’agisse de substances légales comme l’alcool et la caféine, de drogues illicites comme les amphétamines, ou de médicaments destinés à soigner des troubles psychologiques, psychiatriques ou neurologiques — modifie la chimie de notre cerveau. Ces effets peuvent expliquer l’attrait ou l’efficacité thérapeutique de ces produits, tout en nous invitant aussi à réfléchir attentivement à ce que nous consommons et aux conséquences potentielles sur notre cerveau.

4 Comment percevons-nous notre environnement?

Tout ce que nous savons du monde provient de nos sens, qui fournissent des informations, et de notre cerveau, qui les analyse et les interprète. Celui-ci nous renvoie ce qu’il considère comme la meilleure estimation possible de ce qui nous entoure. Notre environnement regorge d’informations sensorielles, que les êtres vivants sont plus ou moins capables de décoder. Dans ce chapitre, je vous propose un tour d’horizon des sens exclusivement centré sur les mammifères et plus particulièrement sur les humains, mais j’élargirai plus tard ce panorama lorsque nous nous intéresserons aux cerveaux des animaux.

Il est très difficile de parler du cerveau, une structure tridimensionnelle d’une complexité presque absurde. Aussi j’espère que vous me pardonnerez de recourir à toute une série d’analogies. L’une d’elles consiste à fermer votre main droite (ou gauche), avec le poignet à la verticale: en ayant en face de vous la partie visible du pouce, votre poing droit (ou gauche) ressemble alors à votre hémisphère gauche (ou droit). Les doigts repliés forment le lobe frontal, le pouce, le lobe temporal et l’arrière de la main le lobe pariétal. Si on imagine que votre main se termine à la jonction avec le poignet, c’est là que se trouve le lobe occipital, tout à l’arrière de la main.

Tous nos sens dépendent d’organes ou de récepteurs spécifiques qui convertissent certains types d’informations en signaux électriques, puis les envoient au cerveau pour qu’il les traite. Selon la nature de l’information, les systèmes de perception peuvent être très différents.

Le goût

Le goût fait partie avec l’odorat de ce qu’on appelle les sens chimiques, car tous deux reposent sur la détection de molécules physiques par nos récepteurs. Quand vous sentez ou goûtez quelque chose, vous analysez une infime partie de cette substance: vous interagissez donc directement avec le monde extérieur au lieu de l’observer — une réalité qui peut se révéler troublante quand on y réfléchit. Le goût et l’odorat sont les sens les plus anciens dans l’histoire de l’évolution: les organismes unicellulaires sont en effet capables de déceler les composés chimiques que leurs congénères libèrent pour communiquer. Comme ces micro-organismes sont apparus dans des milieux aquatiques, ces substances se diffusent dans un environnement liquide. Cela reste vrai pour le goût: dans notre bouche, la salive fournit le liquide nécessaire à la perception des saveurs.

Notre système gustatif est assez rudimentaire. Nous ne sommes sensibles qu’à cinq saveurs de base: le salé, le sucré, l’acide, l’amer et l’umami (le goût savoureux). Celles-ci sont détectées par deux types de récepteurs situés sur notre langue, dans nos papilles gustatives. Les récepteurs du salé et de l’acide sont des canaux ioniques relativement simples, peu différents de ceux des éponges de mer. Les saveurs du sucré, de l’amer et de l’umami sont perçues par des récepteurs plus complexes, mais qui n’analysent qu’une seule caractéristique de la substance ingérée. Si vous êtes amateur de piment, vous serez peut-être surpris d’apprendre que nous n’avons pas de capteurs propres pour le détecter: son effet irritant est identifié par des récepteurs de la douleur présents dans la bouche.

Les récepteurs des papilles gustatives envoient des informations de nature électrique par le biais du nerf facial (nerf crânien VII) et du nerf glossopharyngien (nerf crânien IX). Ces nerfs remontent jusqu’au cerveau en passant par une série de petits relais, logés dans le tronc cérébral et le thalamus, puis atteignent le cortex gustatif. Ce dernier, ainsi nommé parce qu’il est le premier point du cortex à recevoir ces informations gustatives, se situe à l’intérieur de l’insula et de l’opercule frontal. Si vous reformez un poing avec votre main, où le pouce représente le lobe temporal, l’insula correspond à la zone de votre pouce en contact avec l’index, tandis que l’opercule frontal est situé sous l’articulation à la base de l’index.

Arrivées à ce point, les informations gustatives sont intégrées aux informations olfactives qui nous parviennent en parallèle. Le goût que nous percevons est donc en réalité une combinaison des données captées par nos récepteurs gustatifs et de ce que nous sentons quand nous mangeons ou buvons. Si vous êtes enrhumé, vous remarquerez d’ailleurs peut-être que les aliments vous semblent fades, car un nez bouché vous empêche d’utiliser l’odorat pour rehausser le goût.

L’odorat

Les odeurs que nous percevons sont dues au déplacement de molécules dans l’atmosphère. Comme déjà évoqué, les sens chimiques sont apparus dans l’eau, puis l’odorat s’est considérablement développé dès que les animaux ont colonisé la terre ferme, où les molécules odorantes sont véhiculées par l’air. Nous disposons d’environ 400 sortes de récepteurs olfactifs dans la muqueuse de notre nez, soit beaucoup plus que de récepteurs gustatifs. Ce sont des cellules avec de fines extensions ressemblant à des cils, qui sont sensibles à certaines molécules. Si nos récepteurs olfactifs détectent ces molécules, nous sentons une odeur, qui est en réalité constituée d’un grand nombre de composés chimiques. Tous ces récepteurs — nous en possédons beaucoup, des centaines de milliers de chaque sorte — sont reliés au nerf olfactif. Chez les humains, ce nerf pénètre directement dans le cortex par de petits trous dans le crâne, en contournant le tronc cérébral et le thalamus. Il arrive directement dans le bulbe olfactif, logé à l’avant du cerveau, en bas (sous l’ongle de l’index dans l’analogie poing-cerveau). De là, il transmet ses informations au cortex gustatif voisin, afin qu’elles soient intégrées aux données gustatives.

Je me demande parfois si cette absence de traitement spécifique de l’odorat par le cerveau humain est la raison pour laquelle nous pouvons être très sensibles aux odeurs, tout en éprouvant des difficultés à en décrire une en particulier. Je peux essayer de décrire en quoi le son d’une flûte diffère de celui d’un piano, mais j’aurais beaucoup plus de mal à expliquer pourquoi l’odeur du café n’est pas celle d’une rose. Cela reflète sans doute le peu d’importance de l’odorat chez les humains, alors que les autres mammifères vivent dans un monde d’odeurs et leur réservent de grandes régions de leur cerveau. Pour nous et les autres primates, l’ouïe et la vue sont devenues prépondérantes, ce qui s’est traduit par une grande réduction des zones traitant les odeurs dans notre cerveau, combinée à un appauvrissement du vocabulaire olfactif. Il est d’ailleurs frappant de constater que les personnes se formant pour devenir œnologues ou experts en thés apprennent à distinguer beaucoup plus d’odeurs et de saveurs que le commun des mortels.

La vue

D’une certaine manière, la vue est aussi un sens chimique, puisque nos yeux détectent la lumière à l’aide de capteurs chimiques qui transforment l’énergie lumineuse en impulsions électriques, afin de les envoyer au cerveau par le nerf optique. Il existe deux types de récepteurs, les cônes et les bâtonnets, qui tapissent la rétine à l’arrière de l’œil. Les cônes, densément regroupés dans la fovéa (la zone de la rétine située dans l’axe visuel de l’œil), perçoivent mieux les couleurs. Les bâtonnets, concentrés dans les zones extérieures de la rétine, détectent les formes et les mouvements.

La rétine est une structure qui a peu changé au cours de l’évolution: on la retrouve chez la plupart des vertébrés et chez certains mollusques. Compte tenu de la façon dont elle se développe dans l’embryon, on pense qu’elle faisait partie initialement du système nerveux central (donc du cerveau) avant de migrer pour s’intégrer à l’œil. Les informations captées par la rétine sont encodées dans le nerf optique de manière à conserver la disposition spatiale du monde visuel qui nous entoure. Cette disposition demeure intacte jusqu’au cortex, avec quelques particularités toutefois: tout d’abord, avant d’atteindre le relais du thalamus, ces informations en provenance des deux yeux transitent par le chiasma optique, situé devant le tronc cérébral. À cet endroit, certaines d’entre elles se croisent: toutes celles relatives à la moitié droite du champ de vision sont envoyées à l’hémisphère gauche du cerveau, et inversement. Ainsi, lorsque vous percevez votre environnement, votre système visuel réassemble les deux moitiés de ce champ pour former une image cohérente.

Les informations visuelles sont ensuite transmises au cortex visuel primaire où elles sont représentées de manière non linéaire: une proportion beaucoup plus grande du cortex est dédiée à la fovéa qu’aux zones périphériques de la rétine. C’est dans la fovéa que la vision des détails est la plus précise, alors qu’en périphérie — les bords de notre champ visuel —, la résolution est très faible et la restitution des couleurs médiocre. Bien entendu, mes yeux ne le perçoivent pas ainsi. Quand je suis assise à mon bureau, j’ai le sentiment de vivre une expérience visuelle riche et détaillée. Mon champ de vision ressemble un peu à un écran de cinéma et je peux diriger mon regard où je veux. Pourtant, en réalité, les détails visuels qui me sont offerts à chaque instant sont extrêmement limités: si je fixe quelque chose, les seules informations précises dont je dispose concernent la petite zone sur laquelle porte mon regard. Au moment où j’écris ces lignes, je n’ai pas l’impression que les bords de mon champ de vision soient flous, sans formes ni couleurs, et pourtant c’est bien le cas.

Si notre champ visuel nous semble détaillé et complet, c’est essentiellement parce que nous bougeons nos yeux en permanence. Absolument tout le temps, deux à trois fois par seconde. Je ne parle pas des mouvements oculaires que l’on effectue quand on suit du regard un objet animé, comme une voiture qui passe. Je veux parler des sauts et des bonds que font nos yeux quand nous regardons simplement quelque chose. Ces mouvements périodiques sont si fréquents que nous ne nous en rendons même pas compte, malgré que nous les utilisions constamment pour interpréter notre environnement visuel.

Une fois que les informations visuelles parviennent au cortex, elles font l’objet d’un traitement très complexe. Certains réseaux de neurones extraient des données relatives à notre environnement, en classant les objets, reconnaissant les visages et décodant le sens des mots. Ces réseaux s’étendent vers l’avant, le long de la partie inférieure du lobe temporal. D’autres circuits remontent dans le lobe pariétal et coordonnent les informations visuelles entrantes avec les mouvements de notre corps, pour nous aider par exemple à descendre un escalier ou à mettre une clé dans une serrure. Et, bien sûr, nous utilisons ces informations pour guider les mouvements de nos propres yeux. Je reviendrai sur ces relations entre perception et action dans le chapitre suivant.

L’ouïe

Les sons que nous percevons correspondent à une forme particulière de vibrations, comme celles que nous ressentons sous nos pieds lorsqu’une rame de métro passe en dessous. Ces vibrations sont principalement causées par les molécules d’air qui nous entourent. Le rôle du système auditif est de les convertir en impulsions électriques, ce que font nos oreilles (et celles de tous les autres mammifères) en une série d’étapes. Quand quelque chose émet un son, les molécules d’air voisines vibrent, et lorsque ces vibrations atteignent nos oreilles, elles font bouger notre tympan, une fine membrane tendue qui sépare l’oreille externe de l’oreille moyenne. Derrière le tympan, on note la présence de trois os minuscules, appelés osselets, formant un petit pont qui transmet les oscillations à travers l’oreille interne jusqu’à la cochlée. Cette dernière, une structure enroulée en spirale, est remplie d’un liquide que déplacent les vibrations relayées par les osselets. Ces mouvements font alors bouger des cellules spécifiques, les cellules ciliées, vers le haut et vers le bas. Ces cellules possèdent de longs prolongements semblables à des cils, qui se courbent quand elles se déplacent, ce qui déclenche un signal électrique dirigé vers le nerf auditif. C’est assez fou de penser au nombre d’éléments physiques mobiles que contiennent nos oreilles, juste pour transmettre un son à notre cerveau. C’est pourquoi il est courant d’endommager son audition si on est exposé à des sons trop forts, car l’un de ces éléments peut s’user, voire se fracturer — et c’est ce qui se produit parfois.

Nous avons vu comment le sens de la vue permet de conserver l’agencement spatial des informations visuelles. L’ouïe, elle, conserve la «tonotopie», c’est-à-dire l’organisation des sons en fréquences, des plus basses aux plus élevées. La tonotopie est d’abord captée par la cochlée, puis préservée tout au long de son chemin jusqu’au cortex auditif, le son suivant un parcours complexe pour arriver dans cette zone corticale. Les informations auditives sont traitées dans différents noyaux du tronc cérébral, avant d’atteindre le relais du thalamus qui les centralise vers le cortex auditif. Ces noyaux semblent essentiels pour nous permettre, par exemple, de localiser l’origine d’un son: comme nous n’avons que deux oreilles, nous devons déterminer la position spatiale du son en comparant les informations sonores reçues par chacune d’elles. Et ce n’est pas tout: les noyaux trient également les sons provenant de diverses sources, ce qui est très utile, car nous entendons rarement des sons sans bruit de fond.

Le cortex auditif primaire se trouve au sommet du lobe temporal: dans notre métaphore du poing, il se situe dans la pliure du pouce avec la base de la main. Tout comme pour le système visuel, une fois que le son est traité par l’aire auditive primaire, il est dirigé vers différents réseaux neuronaux. L’un d’eux, qui descend le long du lobe temporal, est lié à la reconnaissance de divers sons comme ceux associés aux mots ou aux bruits courants (par exemple, une chasse d’eau ou un claquement de porte). Ce réseau semble jouer un rôle majeur au sein du système global du langage lorsque nous interprétons ce qui nous est dit.

Un autre réseau de neurones remonte à l’arrière vers le lobe pariétal, en contribuant à la localisation spatiale des sons et à la production de nos propres émissions sonores, comme lorsque nous parlons, chantons ou jouons d’un instrument de musique.

La somesthésie (le toucher)

Les récepteurs tactiles sont disséminés dans notre peau et dans nos muqueuses. Le toucher comporte plusieurs types de sensations, chacune associée à des récepteurs spécifiques.

L’une de ces sensations est la pression, que nous ressentons quand quelque chose appuie sur notre peau, ce qui déforme les mécanorécepteurs cutanés. Un peu comme les cellules ciliées, ces récepteurs doivent être déplacés pour envoyer un signal au cerveau. La sensation de pression est très importante: elle peut m’indiquer que j’ai appuyé sur une touche de mon ordinateur ou que je suis toujours assise sur mon tabouret. Il existe différentes sortes de mécanorécepteurs, selon le type de peau où ils sont localisés. Généralement, on distingue deux catégories de peau humaine: la peau glabre (comme celle des paumes et des doigts de la main, de la plante des pieds et des lèvres) et la peau velue (comme celle de nos bras).

Parmi ces mécanorécepteurs, les disques de Merkel offrent un niveau très précis de détail dans l’espace: situés notamment au bout des doigts, ils sont très efficaces pour reconnaître les contours et les formes (par exemple lorsque vous essayez de trouver vos clés en fouillant dans votre poche). Ils peuvent ainsi identifier différentes textures quand vous passez vos doigts sur des surfaces.

Les corpuscules tactiles sont des récepteurs localisés à l’extrémité des doigts et sur les lèvres, qui sont très sensibles au toucher léger. Ils réagissent beaucoup plus rapidement que les disques de Merkel. Vous remarquerez d’ailleurs que la peau glabre couvre les parties du corps qui nous servent à sonder notre environnement, comme nos mains et nos lèvres.

Présents dans le reste de la peau, les corpuscules de Pacini sont des récepteurs qui ne détectent que d’importantes différences de texture, comme le rugueux et le lisse. Ils réagissent également au toucher, mais de manière imprécise, car ils ne restituent pas très bien les informations spatiales. Si vous fermez les yeux et demandez à un ami de vous toucher le dos, vous aurez beaucoup de mal à déterminer combien de doigts il utilise, alors que si vous faites l’expérience sur vos lèvres, ce sera beaucoup plus facile.

Ces différentes sensations perçues par notre peau (glabre et velue), y compris celles provenant des récepteurs de la douleur et de la température, sont dirigées vers la moelle épinière, puis traitées dans le tronc cérébral et le relais du thalamus, avant d’être transmises au cortex somatosensoriel primaire. Si l’on revient à notre cerveau-poing, il s’agit d’une bande de substance grise située dans le cortex pariétal, s’étendant de la pliure de l’index au niveau de la base de la main jusqu’à l’articulation de la première phalange. Cette zone comporte une «carte» du corps humain, qui lie chaque sensation à l’endroit précis où elle a été ressentie. Cependant, cette représentation ne respecte pas la taille des différentes régions corporelles et privilégie celles d’une plus grande sensibilité tactile. Ainsi, le visage, les lèvres, la langue et les mains y occupent plus d’espace que le dos et les jambes.

La proprioception

On entend souvent dire que nous avons cinq sens, mais en réalité les êtres humains en possèdent au moins huit: ces autres sens sont peut-être plus discrets, mais ils n’en demeurent pas moins extrêmement importants. Parfois classée avec la somesthésie, la proprioception est la perception de la position des différentes parties du corps. Si vous fermez les yeux et touchez votre nez avec votre index, c’est la proprioception qui aide votre cerveau à guider votre doigt au bon endroit. Ce sens repose sur des récepteurs situés dans nos articulations et nos tendons: s’il est altéré, certaines tâches qui nous paraissent «faciles» comme s’habiller peuvent se révéler très ardues.

L’équilibre

Notre sens de l’équilibre nous permet de nous déplacer dans notre environnement, en coordonnant notre sensation de mouvement avec nos propres actions. Dans notre oreille interne, les cavités du système vestibulaire interprètent nos mouvements corporels grâce à leur sensibilité à la gravité et aux accélérations linéaire et angulaire. Elles sont remplies d’un liquide dans lequel baignent de minuscules concrétions reliées à des cils (de même aspect que les cellules ciliées). Si nous commençons à bouger, à changer de direction ou de vitesse, ces pierres se déplacent dans le liquide et courbent les cils, ce qui envoie un signal au cerveau par le nerf vestibulaire. Il nous reste encore beaucoup à apprendre sur le chemin emprunté par ce signal, bien qu’il soit probable qu’il passe par l’insula. Cette dernière est adjacente au cortex auditif, mais se trouve à l’intérieur du lobe temporal, alors que les aires auditives se situent à l’extérieur. L’un des rôles essentiels de cette voie vestibulaire est d’interagir avec la maîtrise des mouvements oculaires: quand il y a un décalage entre ces deux réseaux, nous pouvons ressentir un profond malaise (comme dans le cas du mal des transports).

L’intéroception

Ce sens transmet au cerveau des informations relatives à l’état interne du corps, notamment au rythme cardiaque, aux systèmes respiratoire et génito-urinaire, à l’appareil digestif et aux mécanismes de thermorégulation. Ces informations ne sont pas dirigées vers une aire unique du cerveau, mais transmises à différentes régions corticales. Cette caractéristique propre à ce système sensoriel montre que le cerveau peut traiter des données intéroceptives de multiples façons.

5 Interagir avec le monde

Lorsque nous interagissons avec notre environnement, nous exécutons des mouvements: nous bougeons nos mains, nos jambes, notre bouche. Nous haussons les sourcils, remuons les orteils. Tous ces mouvements sont rendus possibles grâce à un système organisé et hiérarchique présent dans notre cerveau, qui contrôle et coordonne les actions effectuées par nos muscles squelettiques (à différencier des muscles de notre cœur ou de notre appareil digestif). Quel que soit le type de contrôle moteur impliqué — et il y en a plusieurs —, le processus se solde toujours par la stimulation des muscles par la jonction neuromusculaire. Il existe deux types de neurones moteurs ou motoneurones: les motoneurones inférieurs, qui projettent leurs extensions vers les muscles depuis le tronc cérébral et la moelle épinière, et les motoneurones supérieurs, qui relient le reste du cerveau aux nerfs crâniens et aux motoneurones inférieurs. C’est peut-être incroyable, mais lorsque vous bougez vos orteils, deux neurones suffisent pour établir la connexion entre votre cerveau et cette zone de votre pied.

Intéressons-nous d’abord aux motoneurones inférieurs qui stimulent nos muscles pour les faire bouger. Ils fonctionnent comme des organes sensoriels à l’envers: les impulsions électriques qui passent par ces neurones activent les synapses au niveau des jonctions neuromusculaires, provoquant ainsi le mouvement du muscle. Mais comment ce message parvient-il au muscle pour le faire bouger?

Notre cerveau et notre système nerveux maîtrisent nos mouvements selon quatre grands mécanismes. Le plus simple est celui des réflexes involontaires. Par exemple, si un médecin frappe l’avant de votre genou avec un petit marteau et que votre jambe se soulève, il s’agit d’un réflexe involontaire, contrôlé uniquement par les neurones sensoriels, les motoneurones inférieurs et la moelle épinière. La percussion du genou étire le tendon, ce qui déclenche l’envoi d’un signal aux corps cellulaires de la moelle épinière. En retour, ceux-ci transmettent un message aux muscles autour du genou pour qu’ils se contractent afin de compenser l’étirement. Les motoneurones supérieurs et le cerveau ne sont donc pas du tout impliqués dans ce processus. Certains réflexes involontaires sont pris en charge par les motoneurones inférieurs du tronc cérébral, comme le rétrécissement des pupilles en cas de forte luminosité, ou le réflexe nauséeux, causé par un contact avec le palais mou. Les comportements automatiques comme la marche dépendent de ces réflexes de la moelle épinière et du tronc cérébral.

Le deuxième système moteur est constitué des motoneurones supérieurs, dont les corps cellulaires se trouvent dans le tronc cérébral et le cortex. Ces neurones projettent leurs axones vers les motoneurones inférieurs puis vers les muscles. Les motoneurones supérieurs du tronc cérébral jouent un rôle clé dans le contrôle de notre posture et de notre orientation dans l’environnement, en fonction des informations fournies par nos yeux, nos oreilles, nos organes vestibulaires (équilibre) et les systèmes internes de notre corps. Par exemple, quand vous entendez un grand bruit et que vous vous tournez dans sa direction, ce sont les motoneurones supérieurs du tronc cérébral qui coordonnent cette action.

Les motoneurones supérieurs du cortex sont associés à des comportements plus complexes, tels que les mouvements volontaires et certaines séquences de mouvements élaborés. Dans le cortex moteur primaire, les corps cellulaires des motoneurones supérieurs sont répartis sur une «carte» du corps. Celle-ci est située juste devant la représentation somatosensorielle du corps (voir page 62), allant du pli intérieur de la main vers la paume, si l’on reprend notre analogie cerveau-poing. Là non plus, cette carte ne respecte pas les proportions corporelles: plus le contrôle que nous exerçons sur une partie du corps est précis, plus la zone du cortex moteur primaire qui lui est dédiée est importante. Ainsi, cette représentation accorde plus de place au visage, à la lèvre inférieure, à la langue et aux mains, qu’aux orteils, aux genoux et aux épaules.

Le cortex prémoteur (situé juste devant le cortex moteur primaire) contient également des neurones connectés aux motoneurones supérieurs: c’est pourquoi ces deux régions sont essentielles à la coordination des mouvements complexes. Stimulez une région du cortex moteur primaire et vous déclencherez les mouvements d’un seul groupe musculaire, comme la contraction d’un doigt ou d’une jambe. Stimulez le cortex prémoteur et il en résultera des séquences de mouvements complexes, ou au contraire une incapacité totale de bouger, parfois sans que l’individu ne s’en rende compte. Ces phénomènes semblent indiquer que le cortex prémoteur intervient dans la planification et la maîtrise de mouvements élaborés, et peut-être aussi dans la prise de conscience de leur exécution.

Il existe deux autres systèmes importants qui régissent notre motricité et communiquent directement avec les motoneurones supérieurs pour moduler leur fonctionnement. L’un d’eux implique le cervelet, une région du cerveau située à l’arrière, sous le cortex visuel. Cette zone envoie des signaux aux motoneurones supérieurs, détectant les erreurs dans les actions et les rectifiant automatiquement. Cette capacité de correction rend le cervelet primordial dans le cadre de l’apprentissage moteur.

Les ganglions de la base représentent le quatrième système moteur du cerveau. Il s’agit de petits noyaux de substance grise formant un anneau autour du tronc cérébral et du thalamus, qui contribuent au déclenchement des actions volontaires au niveau des motoneurones supérieurs et à la suppression des actions inappropriées. Par exemple, si vous prenez une casserole dont le manche est brûlant, votre première réaction serait de la laisser tomber, or, si cette action s’avère encore plus dangereuse (par exemple, si la casserole est pleine d’eau bouillante), c’est grâce aux neurones moteurs supérieurs et aux ganglions de la base que vous ne la lâcherez pas.

Lorsque nous interagissons avec notre environnement, nous utilisons des informations sensorielles pour guider nos actions. Si vous subissez une anesthésie dentaire et que votre mâchoire est engourdie, il vous est difficile de parler car, en temps normal, vous vous servez des sensations éprouvées dans votre bouche pour vous aider à articuler. Le système moteur s’appuie en effet beaucoup sur ces données sensorielles, qui partent des régions du cerveau liées à la perception (comme les cortex visuel, auditif et somatosensoriel) pour alimenter le cortex moteur primaire.

Ce qui singularise la motricité des primates, c’est qu’ils disposent non seulement d’un système plus perfectionné pour contrôler leurs actions, mais qu’en plus la part volontaire de ce contrôle est plus développée. Ce système atteint son niveau de complexité maximal chez les humains. Il est intéressant de se demander dans quelle mesure l’évolution de certaines structures comme les mains est corrélée à l’évolution de leur contrôle neuronal. Lorsque je vais au zoo pour observer les singes-écureuils, je remarque que leurs mains ressemblent assez aux nôtres (à part l’échelle), malgré qu’ils ne puissent pas bouger leurs doigts isolément. Cela ne leur pose pas de problème, compte tenu des usages qu’ils en font, comme saisir une branche. Chez les chimpanzés, on voit apparaître une prise plus précise, avec l’emploi de l’index et du pouce pour manipuler les objets. Cependant, seuls les humains sont capables d’utiliser la préhension avec force, nous rendant ainsi capables de manier une aiguille à coudre, un stylo ou un outil de découpe. Cette faculté est en partie due à notre anatomie — nos pouces sont plus allongés que ceux des autres primates —, mais également à l’évolution du contrôle neuronal de nos mains. Ainsi, c’est grâce à son corps exceptionnel et à la précision avec laquelle son cerveau le dirige que l’être humain a accompli tant d’exploits.

6 Exploration du cerveau humain

Nous avons vu comment les informations parviennent au cerveau et comment nous interagissons avec notre environnement. Ici, nous allons nous intéresser aux intermédiaires, c’est-à-dire aux différents systèmes qui interviennent entre la perception et l’action, et qui contribuent à la grande adaptabilité du cerveau humain.

Le cortex associatif

Outre les aires corticales sensorielles et motrices déjà évoquées, notre cerveau comporte également ce qu’on appelle des aires associatives. Ces régions, qui forment le cortex associatif, ne sont pas directement impliquées dans le traitement des stimuli sensoriels entrants ni dans les commandes motrices sortantes, mais semblent plutôt servir à associer, analyser et intégrer ces informations. Comparé aux autres primates, notre cortex associatif est bien plus développé, ce qui laisse penser que notre cerveau possède une plus grande capacité de traitement de l’information avant de passer à l’action.

Chez les humains, le cortex associatif recouvre la majeure partie du cortex, à l’exception des cortex sensoriel primaire, moteur primaire et prémoteur. Les aires corticales associatives reçoivent des informations provenant des cortex sensoriel et moteur, qu’elles intègrent et décortiquent pour générer des pensées et des comportements plus complexes. Les aires du cortex associatif établissent des liens avec les hippocampes, les ganglions de la base et le cervelet, le thalamus, et d’autres aires associatives. Les plus grandes aires associatives occupent les lobes temporaux, frontaux et pariétaux.

Le cortex associatif: les lobes temporaux

Le lobe temporal semble être très important dans la reconnaissance des objets. Si nous reprenons notre représentation du cerveau en forme de poing, ce lobe correspond au pouce. Les informations auditives arrivent dans le haut du lobe temporal, et les informations visuelles dans le bas, en provenance du lobe occipital situé à l’arrière du cerveau. Dans le lobe temporal supérieur, les mots prononcés sont reconnus; dans les régions du lobe temporal inférieur, situées à la base du cerveau, des aires analysent différents types d’informations visuelles, en faisant la distinction entre les visages et les objets, ou entre les mots écrits et les visages.

L’un des principaux rôles du lobe temporal est d’affiner et de coordonner les informations visuelles et auditives. Ainsi, à l’avant de cette région cérébrale, des aires réagissent de manière similaire à des informations transmises par la vue ou l’ouïe (par exemple, le langage écrit ou parlé). La démence sémantique est une maladie neurodégénérative qui touche d’abord l’avant des lobes temporaux; son premier symptôme est souvent une incapacité à comprendre le sens des mots. Les patients atteints peuvent encore entendre les sons et utiliser les objets correctement: ils ne comprennent peut-être plus ce que veut dire «confiture», mais ils savent qu’il faut l’étaler sur du pain et non sur des cheveux. Au fur et à mesure que la maladie progresse et que d’autres zones du lobe temporal sont affectées, ils commettent plus d’erreurs en parlant et éprouvent des difficultés à répéter les mots.

Les fonctions du lobe temporal diffèrent de manière significative d’un hémisphère cérébral à l’autre. Ainsi, les processus relatifs au langage, comme la lecture et la compréhension de la parole, se situent principalement dans le lobe temporal gauche, tandis que le lobe temporal droit est associé au traitement des informations non verbales, relatives aux visages, au regard, aux voix et à la musique. Les individus atteints de démence sémantique commencent généralement par présenter des lésions à l’avant du lobe temporal gauche. Ceux dont la maladie démarre dans le lobe temporal droit ont tendance à manifester des changements de personnalité, peut-être en raison de leur difficulté à comprendre la signification sociale des voix et des visages.

Le cortex associatif: les lobes frontaux

Les lobes frontaux occupent tout l’avant du cerveau, ce qui correspond aux doigts repliés de la main dans notre analogie «coup de poing». Ce lobe commence à l’arrière par la bande de cortex moteur primaire; ensuite, plus à l’avant, voici le cortex prémoteur, qui contient des aires spécialisées dans le contrôle des mains, des yeux, de la respiration et de l’articulation nécessaire à la parole. Il existe d’importantes asymétries dans ces régions cérébrales: ainsi, le cortex moteur primaire gauche régit la partie droite du corps, et vice versa. Par conséquent, si un côté du cortex primaire est endommagé, de graves problèmes de motricité peuvent survenir sur le côté opposé du corps. De même, l’asymétrie relative au langage dans les lobes temporaux s’observe également ici, les régions prémotrices associées à la production des mots parlés et écrits se trouvant le plus souvent dans l’hémisphère gauche.

Situé encore plus à l’avant du cerveau, le cortex préfrontal semble jouer un grand rôle dans l’intégration des informations et la planification, ainsi que dans l’inhibition des réponses inappropriées. Les patients ayant subi des lésions dans cette région cérébrale — par exemple, après avoir été projetés en avant lors d’un accident de la route — se rétablissent bien en général, en conservant un quotient intellectuel et un langage normaux. Toutefois, quand ils rentrent à leur domicile ou reprennent le travail, ils peuvent faire preuve de schémas décisionnels inhabituels ou de comportements décalés. Certains font ainsi des choix financiers désastreux ou adoptent un langage décomplexé. Nos grands lobes frontaux sont également impliqués dans ce que l’on nomme le «comportement exploratoire», c’est-à-dire l’insatiable curiosité des humains (et des autres primates) pour tout ce qui est nouveau et fascinant.

Le cortex associatif: les lobes pariétaux

Les lobes pariétaux sont situés derrière les lobes frontaux, à l’arrière du cerveau. Abritant le cortex somatosensoriel, ils sont reliés aux aires visuelles et auditives. Ces lobes paraissent essentiels dans la représentation de notre corps dans l’espace, dans le passage de la sensation à l’action, ainsi que dans l’attention que nous portons à notre environnement. Ainsi, une lésion du cortex pariétal droit à la suite d’un accident vasculaire cérébral peut conduire à une «négligence gauche»: dans ce cas, les patients ne prêtent plus attention aux choses situées du côté gauche, bien qu’elles continuent à les voir et les entendre (ce qui signifie que les informations visuelles et auditives parviennent toujours à leur cerveau). Il s’agit d’un trouble assez déroutant, car les personnes souffrant de négligence gauche peuvent ne pas répondre à quelqu’un qui leur parle du côté gauche, ou ne pas manger les aliments placés sur le côté gauche de leur assiette. Lorsqu’on leur demande de reproduire l’image d’un visage, elles n’en dessinent souvent que le côté droit. De manière intéressante, ce trouble pourrait venir en partie du fait que les lobes pariétaux gauche et droit possèdent chacun un système attentionnel. Le système de l’hémisphère gauche dirige notre attention sur le côté droit de notre environnement, en se focalisant, par exemple, sur les actions réalisées avec la main dominante. Or le système attentionnel de l’hémisphère droit paraît beaucoup plus diffus, orienté vers tout ce qui nous entoure. Si ce dernier est endommagé, le système attentionnel de l’hémisphère gauche prend le dessus, en concentrant systématiquement notre attention sur le côté droit. Ainsi, la «négligence gauche» s’apparenterait davantage à une «hyperattention droite».

Le cortex cingulaire

Le cortex cingulaire s’étend le long de la partie médiane du cerveau au-dessus du corps calleux, qui est un large faisceau de substance blanche constituant la principale voie de communication entre les deux hémisphères. Ce cortex intervient dans de nombreux processus. Sa partie frontale, le cortex cingulaire antérieur, qui se loge juste derrière les lobes frontaux, participe aux tâches exigeant une grande attention, comme la détection d’erreurs ou l’effort à fournir pour faire abstraction d’informations perturbatrices. Cette zone cérébrale est également associée à la production de sons émotionnels: si vous faites tomber une poêle sur votre pied et que vous poussez un cri de douleur, le cortex cingulaire antérieur y est pour quelque chose.

L’insula

Si nous revenons à notre modèle cerveau-poing, l’insula se situe à l’endroit où votre pouce touche la paume de la main et l’index. Comme le cortex cingulaire, cette zone joue un rôle clé dans un large éventail de processus cérébraux, tout particulièrement dans le traitement de l’intéroception, de la douleur et du sentiment d’identité. Sa partie antérieure gauche contribue également au contrôle de l’articulation lorsque nous parlons à haute voix.

L’hippocampe

Le lobe temporal, formé par le pouce selon l’analogie cerveau-poing, renferme des structures cérébrales très importantes, notamment l’hippocampe (qui doit son nom à sa forme) placé dans sa partie médiane. Cette zone est essentielle pour la navigation spatiale et la mémoire. Les recherches montrent que certaines cellules de l’hippocampe cartographient notre position dans un espace donné (cellules de lieu) et qu’elles interagissent avec les cellules du cortex entorhinal voisin qui cartographient nos déplacements dans l’espace (cellules de grille). C’est sur cette base neuronale que les mammifères se repèrent dans leur environnement. On a ainsi constaté que les chauffeurs de taxi londoniens ayant suivi une formation intensive de plusieurs années pour mieux s’orienter dans la capitale britannique présentent des zones plus étendues dans l’hippocampe que les conducteurs de bus circulant sur des itinéraires préétablis. Cette structure cérébrale intervient également dans notre aptitude à former des souvenirs. Tout au long de la journée, nous en enregistrons de nouveaux dans l’hippocampe puis, quand nous dormons, ces nouvelles informations sont intégrées dans les régions cérébrales adjacentes. Il y a tout lieu de penser que ce que nous appelons les rêves, qui surviennent à des stades spécifiques du sommeil, sont des manifestations de ce processus de consolidation des souvenirs: ils traduisent les efforts du cerveau pour organiser et donner du sens aux données collectées. C’est aussi la raison pour laquelle nous assimilons avec plus de facilité de nouvelles informations si nous avons pu «dormir dessus», car ce que nous avons appris dans la journée sera ajouté à nos connaissances et souvenirs existants durant notre sommeil. Malheureusement, les hippocampes font souvent partie des premières zones affectées par la maladie d’Alzheimer, ce qui explique probablement pourquoi les personnes atteintes présentent des difficultés croissantes à former de nouveaux souvenirs et à s’orienter.

L’amygdale cérébrale

L’amygdale cérébrale est située à l’avant de l’hippocampe, dans chaque lobe temporal. Elle participe de manière déterminante au traitement des émotions, à la formation des souvenirs affectifs et à la perception des visages. Ainsi, il n’est pas rare que les patients dont l’amygdale cérébrale est endommagée aient du mal à reconnaître les visages de personnes qu’ils connaissent pourtant déjà (on parle alors de cécité faciale). Cette zone du cerveau intervient également dans notre capacité à tirer des leçons de nos expériences et à réagir rapidement à des stimuli menaçants pour l’organisme. En effet, les personnes dont l’amygdale cérébrale présente des lésions peuvent vous dire ce qui leur ferait peur, mais identifient difficilement un visage marqué par l’effroi.

L’hypothalamus

Situé juste sous le thalamus, l’hypothalamus est une petite structure cérébrale qui contient une quinzaine de minuscules noyaux. Il régit la température corporelle, le cycle veille-sommeil, la libération de l’ocytocine et de la vasopressine, la libération de l’hormone de croissance, la faim et la satiété, ainsi que la fréquence cardiaque et la pression artérielle. L’hypothalamus joue donc un rôle primordial dans le maintien de l’équilibre entre corps et cerveau.

Le tronc cérébral

Nous avons déjà vu que le tronc cérébral, situé au sommet de la colonne vertébrale, comporte de nombreux noyaux qui envoient des informations au cerveau ou en reçoivent. Il contient également des structures essentielles à notre conscience, à la régulation de la respiration et au contrôle des vomissements. Comme le cerveau flotte dans notre crâne qui est un espace clos, tout ce qui augmente la pression à l’intérieur, à cause par exemple d’un œdème cérébral ou d’une hémorragie causée par la rupture d’une artère, est susceptible de le comprimer et de le déformer. Dans ce cas, c’est souvent le tronc cérébral, forcé de se déplacer vers le bas sous l’effet de la pression accrue, qui manifeste des signes cliniques. C’est pourquoi il est important de surveiller les vomissements et les altérations de la conscience après un traumatisme crânien, car ils peuvent être les signes d’une compression du tronc cérébral.

Nous avons vu au cours de ce chapitre et des deux précédents à quel point le cerveau humain est extrêmement complexe sur le plan anatomique. Mais un gros cerveau peut présenter des risques, tout comme un cerveau simple peut se révéler très efficace. Lors d’une conférence en Floride, certains de mes collègues ont profité de leur temps libre pour aller se promener à vélo. Sur leur route, ils sont tombés sur un alligator mort, ce qui les a beaucoup intrigués. Leurs gros cerveaux curieux les ont poussés à descendre de leurs bicyclettes pour aller voir le reptile de plus près. Ils s’en sont approchés encore et encore, puis lui ont jeté des pierres en s’en approchant encore davantage. C’est une fois qu’ils étaient tout près de lui que l’alligator avec son petit cerveau, bien loin d’être mort, a bondi et les a pourchassés sur une grande distance, au point qu’ils ont eu trop peur pour retourner à leurs vélos. La taille ne fait donc pas tout!

7 Les cerveaux des animaux

Jusqu’ici, ce livre a adopté un point de vue volontairement centré sur l’être humain. C’est oublier que l’évolution a également façonné le cerveau de tous les animaux. Dans ce chapitre, j’aimerais donc m’intéresser à certains d’entre eux: comment leur cerveau est-il lié à leur corps? Comment perçoivent-ils leur environnement? Quel est leur comportement?

Les alligators

Puisque j’ai refermé le chapitre précédent avec un alligator plus rusé qu’une bande de neuroscientifiques, commençons par cet animal. Le zoo de Londres possède un crâne d’alligator: une épaisse plaque d’os d’environ 40 cm de long, avec des trous pour les yeux et les narines, des dents terrifiantes et, tout à l’arrière, un minuscule orifice dans lequel je peux à peine glisser la première phalange de l’index. Cet espace contenait pourtant tout le cerveau de l’animal. Malgré la taille relativement petite de leur boîte crânienne, les alligators font preuve de compétences remarquables: ce sont des prédateurs de premier ordre qui trônent au sommet de la chaîne alimentaire. Ce sont en outre des animaux très doués en communication vocale, qui utilisent toute une batterie de sons pour interagir avec leurs congénères. On peut même les dresser à reconnaître leur nom (bien que je ne sois pas convaincue qu’ils feraient de bons animaux de compagnie). Les alligators savent donc faire beaucoup de choses avec leur minuscule cerveau!

Ce cerveau comporte certaines structures familières: on y retrouve des éléments du tronc cérébral, un thalamus, un petit cervelet, un minuscule cortex cérébral et une aire olfactive assez étendue. C’est cohérent avec leur excellent sens de l’odorat: ils peuvent détecter l’odeur d’un animal mort à plus de six kilomètres. Leur vue, en revanche, n’est pas exceptionnelle, encore qu’ils soient capables de voir sous l’eau. Ils peuvent entendre, même si les oreilles des reptiles sont sensibles à une gamme de sons plus restreinte que celle des mammifères.

Les pieuvres

L’être humain et la pieuvre partagent un ancêtre commun, remontant au moins à 700 millions d’années dans l’histoire du vivant. Les pieuvres font partie de l’ordre des mollusques, tout comme les palourdes et les escargots. Ces céphalopodes — c’est le nom de leur classe, qui comprend également les calmars et les seiches — se sont libérés de leur coquille en développant un système nerveux remarquable et très varié selon les espèces, associé à des réponses comportementales complexes, dont celle d’un prédateur redoutable. Il a même été dit que si nous voulions un jour communiquer avec une intelligence extraterrestre, nous pourrions commencer par étudier le cerveau et le comportement des pieuvres. L’évolution de leur système nerveux a suivi en effet une tout autre trajectoire que celle des vertébrés, donnant lieu à des différences anatomiques et physiologiques absolument fascinantes.

Les humains et les autres vertébrés ont un cerveau contenu dans un crâne, qui communique avec le corps par l’intermédiaire de la colonne vertébrale. Pour leur part, les pieuvres possèdent environ 500 millions de neurones (bien plus que n’importe quel autre invertébré) et neuf cerveaux. Elles sont pourvues d’un cerveau central, qui entoure leur bouche (comme tous les mollusques), et de huit autres cerveaux situés à la base de leurs huit tentacules. Ces cerveaux annexes leur permettent d’actionner si nécessaire leurs huit bras de manière indépendante, ainsi que d’analyser les informations collectées par ces bras, qui peuvent percevoir le toucher, le goût et peut-être même des stimuli visuels. Grâce à cette structure cérébrale élaborée, complétée par la grande plasticité de leur corps, ces céphalopodes font preuve d’une incroyable flexibilité cognitive et physique, les rendant aptes à résoudre des problèmes ardus et à explorer leur environnement de façon approfondie. De nombreuses études font en outre état d’interactions sociales entre les pieuvres et les humains, incluant des comportements tactiles et ludiques, de sorte que nous sommes peut-être aussi intéressants pour elles qu’elles le sont pour nous.

Les insectes et les crustacés

On pourrait être tenté de considérer les cerveaux des invertébrés comme moins intéressants, bien que Darwin ait déclaré que le cerveau d’une fourmi était «un des plus merveilleux atomes de matière qu’on puisse concevoir»: il donne lieu en effet à des comportements d’une grande complexité chez un animal pourtant minuscule. Parmi ces invertébrés, penchons-nous sur le cas de la crevette-mante. Ce grand crustacé qui vit dans des trous est un prédateur quelque peu effrayant, qui écrase ses proies ou les transperce. Les crevettes-mantes sont d’une force phénoménale: on en a même vu certaines briser les parois en verre d’un aquarium. Elles possèdent de plus un système visuel très perfectionné. Il existe beaucoup d’animaux, notamment les insectes, les céphalopodes, les reptiles et les oiseaux, qui sont sensibles à la polarisation linéaire de la lumière — la direction dans laquelle oscille le champ électrique des ondes lumineuses —, or, la crevette-mante est la seule à pouvoir détecter la lumière polarisée circulaire — dont le champ électrique décrit un mouvement hélicoïdal. En témoigne la configuration très élaborée de ses yeux, mais aussi de son corps: la crevette-mante est l’unique animal dont la surface réfléchit la lumière se propageant selon une polarisation circulaire. Cette particularité lui sert probablement à détecter d’autres crevettes-mantes — peut-être dans le but d’éviter des affrontements! En examinant leur système nerveux, on a constaté que ces espèces se distinguent également des autres crustacés par la présence de groupes de cellules nerveuses, appelés mushroom bodies ou corps pédonculés. Observées jusqu’ici dans le cerveau de certains insectes, ces structures jouent un rôle important dans l’apprentissage et la mémoire à court terme. Cette découverte remet en cause l’idée communément admise que ces mushroom bodies sont apparus chez les insectes après la divergence de leur lignée avec celle des crustacés, il y a environ 480 millions d’années. Leur présence chez les crevettes-mantes laisse supposer qu’ils sont antérieurs à cette division, ou bien qu’il y a eu une convergence évolutive chez les crevettes-mantes et quelques autres crustacés — tels les bernard-l’ermite qui montrent également des comportements complexes, dus aux longues distances qu’ils doivent parcourir pour chasser. Chez les insectes, les mushroom bodies sont étroitement liés à l’odorat, un sens fondamental pour ces invertébrés dont les réactions sont souvent influencées par des phéromones (substances chimiques émises par la plupart des animaux).

Les requins

Les requins sont des vertébrés extrêmement anciens, au comportement bien plus subtil que celui dépeint dans le film Les dents de la mer. Leur cerveau partage certaines caractéristiques avec le nôtre: une structure semblable à un tronc cérébral qui coordonne les sensations et les actions, un cervelet, ainsi qu’un bulbe olfactif relativement grand et développé. Les requins se fient beaucoup à leur odorat pour chasser, leur vision pouvant être limitée. Ils fournissent également un exemple intéressant du rapport existant entre la taille du cerveau et l’investissement maternel. Chez tous les animaux, on a en effet constaté que les espèces où la femelle consacre davantage de temps à s’occuper de sa progéniture ont tendance à avoir des cerveaux plus gros. Ainsi, les requins ovipares, qui n’assurent aucun soin maternel après la ponte, présentent un cerveau plus réduit que leurs homologues vivipares. Le cerveau de ces derniers est non seulement plus volumineux, mais aussi plus complexe, avec un prosencéphale (appelé aussi cerveau antérieur) qui constitue une version primitive des structures corticales caractéristiques des mammifères. On précise cependant que les mères requins vivipares ne s’occupent pas pour autant de leurs petits après leur naissance: leur rôle maternel se limite à les porter durant la gestation. Les grands requins blancs femelles sont gravides pendant onze mois!

Les oiseaux

Comme les alligators, les oiseaux sont des sauropsidés, mais leur cerveau est plus élaboré que celui des reptiles. D’abord, il est proportionnellement plus grand, par rapport à la taille de leur corps. Ensuite, les oiseaux présentent un cortex cérébral et un cervelet plus développés. De plus, comparé aux reptiles, une partie plus importante de leur cerveau est dédiée au traitement visuel, tandis que les aires olfactives sont plus petites, ce qui veut sans doute dire que l’odorat est moins important pour ces animaux. Quelques espèces d’oiseaux ont un cervelet vraiment volumineux: chez les perroquets, cette spécificité serait liée à leur capacité à manipuler des objets avec leurs griffes et leur bec, tandis que chez les colibris, elle traduit probablement le fait qu’ils puissent voler sur place et stabiliser leur regard tout en butinant.

Certains oiseaux, notamment les perroquets et les passereaux, excellent également dans l’apprentissage et la reproduction de sons. Les jeunes passereaux, à l’instar des nourrissons humains, acquièrent leur répertoire vocal en écoutant leurs aînés durant leur croissance. Toutefois, à la différence de ces espèces, l’homme est capable d’enrichir son registre sonore tout au long de sa vie. Cette faculté est très rare dans la nature: quel que soit le milieu dans lequel grandira un alligator, cet animal émettra toujours les mêmes sons. Outre certaines espèces d’oiseaux et les êtres humains, l’apprentissage vocal s’observe également chez les phoques, les baleines, les dauphins, les chauves-souris et les éléphants, et il existe peut-être même chez les chèvres et les souris. Il y aurait une forte composante génétique dans cette capacité à acquérir des sons, car on retrouve le même gène (FOXP2) chez la plupart de ces animaux. Chez les oiseaux, ce gène ne s’exprime pas dans les mêmes aires cérébrales que chez les humains, même s’il est probablement responsable de l’apprentissage vocal dans les deux cas, malgré leurs grandes différences en termes d’évolution.

Les éléphants

Les éléphants sont des animaux très vocaux, qui émettent une gamme extraordinaire de sons (et qui apprennent à en produire de nouveaux), essentiellement pour communiquer avec leurs semblables. Ils sont pourvus d’une trompe, qui est en fait une extension de leur lèvre supérieure, comportant des narines. Cette trompe extrêmement mobile et flexible s’est développée au fil du temps pour leur permettre de fouiller le sol en quête de nourriture, mais ils s’en servent aussi constamment pour explorer leur environnement, comme le ferait un être humain avec ses mains ou une souris avec ses moustaches. De la même manière que nous nous tenons la main, ces mammifères utilisent également leur trompe pour établir un contact, exprimer leur affection ou se guider mutuellement. Ces interactions vocales et tactiles sont d’une grande importance: les éléphants vivent en groupes sociaux structurés, où ils apprennent à identifier les alliances et les rivalités existantes avec d’autres troupeaux, de même qu’à mémoriser des informations précises sur leur environnement (comme l’emplacement des points d’eau). Toutes ces connaissances de nature sociale et spatiale sont cruciales pour la survie de leurs communautés.

Si l’on examine leur cerveau, les éléphants d’Afrique ont trois fois plus de neurones que nous, dont une proportion étonnamment élevée (97,5%) dans le cervelet. Cette particularité est peut-être due à la coordination nécessaire pour gérer un corps aussi massif (trois fois plus grand que le nôtre), ainsi qu’au contrôle de leur trompe. Le tronc cérébral de ces pachydermes présente également certaines spécificités, sans doute liées à leurs facultés motrices et à la complexité de leurs vocalisations. Les éléphants peuvent entendre une gamme de sons plus étendue que les humains, notamment dans les très basses fréquences. Ils communiquent à l’aide de ces sons graves, pouvant se transmettre sur de grandes distances dans l’air, mais ils les perçoivent aussi dans le sol par l’intermédiaire de leurs pieds. Les noyaux de leur tronc cérébral sont plus élaborés, ce qui pourrait refléter leur capacité à intégrer les sons détectés par leurs oreilles et leurs pieds. Enfin, ces animaux possèdent des lobes temporaux très volumineux, caractéristique cohérente avec leur vaste connaissance des relations entre individus, cette région cérébrale jouant un rôle central dans la perception des signaux sociaux (comme les vocalisations).

Les chauves-souris

À l’autre extrémité du spectre des mammifères question de taille, on trouve les chauves-souris, de petites créatures volantes. Une grande partie d’entre elles chassent dans l’obscurité en plein vol: pour détecter leurs proies (telles que des insectes) et les obstacles (comme les arbres et les murs), elles ne se servent pas de leur vue, mais de leur ouïe. La plupart des chauves-souris utilisent en effet l’écholocation: elles émettent en permanence des sons aigus et analysent les échos pour savoir ce qui se trouve dans leur périmètre. Les recherches menées sur leur cerveau ont montré que ces espèces possèdent des colliculi inférieurs plus développés, ce sont de petites masses arrondies logées dans la voie auditive, derniers relais de cette voie avant les thalamus. Chez les êtres humains, l’un des rôles du colliculus inférieur est de rassembler et comparer les informations sonores captées par nos deux oreilles, afin que notre cerveau puisse déterminer d’où vient le son. Pour cela, il prend en compte le volume sonore perçu par chaque oreille, ainsi que l’infime décalage entre les temps d’arrivée du son dans l’une et dans l’autre. Pour une chauve-souris, qui doit effectuer cette analyse en vol et très rapidement, un colliculus inférieur plus grand peut être très utile. On notera d’ailleurs que celles qui ne chassent pas par écholocation, comme les espèces frugivores, ne présentent pas cette augmentation de taille.

À titre d’information, savez-vous que les humains sont aussi capables d’écholocation? Si vous claquez des doigts dans deux environnements très différents, par exemple dans une voiture et dans une grande salle, vous remarquerez que les sons ne sont pas du tout les mêmes en raison des échos. Imaginez maintenant qu’il vous faille utiliser constamment ce claquement, produit par vos doigts ou votre bouche, pour vous orienter! Certains aveugles emploient pourtant cette méthode pour explorer leur environnement. Des études sur leur cerveau ont établi que les aires cérébrales impliquées sont les mêmes que celles associées au traitement des images chez les personnes voyantes — un autre bel exemple de plasticité neuronale.

Les ornithorynques

L’ornithorynque est un monotrème, c’est-à-dire un mammifère qui pond des œufs. Cette espèce semi-aquatique possède des pattes antérieures palmées, une fourrure dense et, chez les mâles, des aiguillons venimeux sur les membres postérieurs. Elle s’est séparée des autres mammifères il y a environ 166 millions d’années. Son cerveau possède deux hémisphères cérébraux, comme les marsupiaux et les autres mammifères, mais ces hémisphères ne sont pas reliés par un corps calleux. Cet animal chasse sous l’eau, ce qui soulève la question de savoir comment il s’oriente, étant donné qu’il ferme les yeux et les narines quand il plonge. Il possède un bec, ressemblant à celui d’un canard, qui renferme des mécanorécepteurs comparables à ceux de notre peau (voir page 62). Ces récepteurs permettent à l’ornithorynque de détecter les vibrations de l’eau causées par le mouvement de proies potentielles. Son bec comporte également deux types d’électrorécepteurs, capables de déceler l’activité électrique produite par les contractions musculaires des proies. En nageant, l’ornithorynque oscille la tête d’un côté et de l’autre, afin de recueillir des informations sensorielles l’aidant à localiser ses cibles. Une part conséquente de son cerveau est dévolue à l’analyse des données transmises par son bec, qu’il utilise aussi pour extraire de la nourriture du fond des rivières.

Les chiens

Pour observer de quelle manière évolue le cerveau, les chiens constituent un excellent sujet de recherche. Ces animaux ont été les premiers à être domestiqués par l’homme, vraisemblablement il y a plus de 15 000 ans. Ils descendent des loups qui, comme les humains, sont des mammifères très sociaux chassant en groupe. Pour mieux comprendre comment ces loups sont devenus des chiens, une étude à long terme est menée depuis 1958 en Sibérie, portant sur des élevages sélectifs de renards argentés. Les scientifiques russes élèvent séparément des renards qui ne supportent pas le contact humain et d’autres qui l’acceptent sans problème. Cette méthode a rapidement donné naissance à deux types de renards: des renards agressifs d’une part, et des renards «domestiqués» d’autre part, qui ont adopté des comportements canins, remuant la queue et léchant les humains en signe d’affection. Une analyse récente de leur cerveau a montré que ces animaux apprivoisés possèdent davantage de substance grise que les renards sauvages, surtout dans le cortex préfrontal, de l’amygdale cérébrale, de l’hippocampe et du cervelet. Fait surprenant, cet accroissement de substance grise a été également constaté chez les renards élevés pour être agressifs. Ces résultats semblent indiquer que tout processus de sélection visant à modifier le comportement des renards envers les humains entraîne une augmentation de leur masse cérébrale, en particulier dans les régions associées au contrôle de l’action, à la mémoire et aux émotions.

Aujourd’hui, beaucoup d’études s’intéressent aux cerveaux des chiens domestiques. L’une d’elles, qui a comparé plusieurs races élevées dans un but précis, a révélé des différences significatives du point de vue neurologique: le cerveau des chiens de chasse n’est pas le même que celui des chiens de garde ou des chiens de berger. Par ailleurs, si l’on examine l’activité cérébrale de ces animaux, on remarque des points communs notables avec celle des humains: les chiens domestiques réagissent aux intonations de nos voix dans des aires cérébrales semblables aux nôtres, et ils sont sensibles aux personnes qui leur sont familières dans des aires visuelles analogues. Peut-être que les similitudes entre leurs cerveaux et les nôtres ont facilité leur domestication.

8 Comment notre cerveau évolue-t-il avec l’âge?

Nous avons vu dans le premier chapitre que nous possédons environ 86 milliards de neurones, que nous naissons avec la grande majorité d’entre eux, et qu’ils se développent au cours de la gestation. C’est pourquoi les nouveau-nés humains possèdent un cerveau énorme, comparé aux autres mammifères. Pourtant, ils viennent au monde dès que possible, car ils représentent une charge métabolique importante pour leur mère. En outre, s’ils grandissaient encore, ils ne pourraient plus être expulsés par le bassin féminin, dont la largeur est limitée en raison de notre bipédie. D’ailleurs, ces gros cerveaux rendent déjà l’accouchement difficile et dangereux pour les femmes, bien plus que pour la majorité des mammifères qui nous sont proches.

Les bébés humains ont donc un cerveau plutôt volumineux, et qui grossit très rapidement, quadruplant de volume entre zéro et six ans, âge où il atteint environ 90% de sa taille définitive. Si nous possédons déjà à la naissance presque tous nos neurones, qu’est-ce qui motive cette croissance? Elle résulte de changements complexes se produisant à l’intérieur du cerveau.

Dans le premier chapitre, nous avons découvert de quoi se compose un neurone: un corps cellulaire, un long prolongement (l’axone), et des extensions plus courtes et ramifiées (les dendrites) partant du corps cellulaire ou de l’extrémité de l’axone. L’axone permet au neurone de se connecter à d’autres neurones éloignés, tandis que les dendrites assurent les connexions avec les neurones voisins. Pour rappel, on nomme ces connexions des synapses. Les changements qui surviennent dans le cerveau — liés à l’apprentissage et à la maturation — se manifestent principalement au niveau des connexions entre les neurones: certaines se renforcent, tandis que de nouvelles se forment entre les dendrites. Les axones sont protégés par une fine couche lipidique, appelée myéline, ce qui donne aux impulsions électriques véhiculant les informations la possibilité de se propager rapidement le long des fibres. Comme les dendrites, ces gaines de myéline sont microscopiques, mais étant donné que le renforcement et la formation de connexions concernent 86 milliards de neurones, le cerveau continue de changer de forme et de taille.

S’il existe déjà beaucoup de connexions entre les neurones à la naissance, d’autres se créent massivement durant la petite enfance: c’est ce que l’on nomme l’exubérance synaptique. Par la suite, jusqu’au début de la puberté, une bonne partie de ces connexions seront éliminées, d’abord rapidement, puis plus lentement: c’est l’élagage synaptique. Ainsi, le développement cérébral chez l’enfant consiste non seulement à établir les connexions neuronales nécessaires, mais aussi à éliminer celles qui sont superflues. Ce mécanisme semble en accord avec ce que nous savons de l’apprentissage chez les nouveau-nés. Par exemple, il est prouvé que les nourrissons sont bien plus sensibles aux caractéristiques sonores de la voix humaine que les adultes. Puis lorsqu’ils commencent à apprendre la ou les langues qu’ils entendent, ils deviennent plus réceptifs aux sons propres à ce langage qu’aux autres (les sonorités variant considérablement d’une langue à l’autre). Ainsi, le recul de la sensibilité à certains sons est peut-être lié à la disparition des connexions synaptiques qui la rendaient possible.

Durant l’adolescence, une architecture synaptique proche de celle de l’adulte se dessine, quoique cette évolution ne se manifeste pas de manière uniforme dans l’ensemble du cerveau. Les aires cérébrales associées au traitement sensoriel accèdent à cette maturité en premier, et le cortex préfrontal en dernier: en effet, même à l’âge de 18 ans, ce dernier n’est pas encore complètement formé. Nous ne comprenons pas encore pleinement les liens entre l’exubérance et l’élagage synaptiques, ni leurs conséquences sur le développement du cerveau et l’expérience individuelle, mais il est clair qu’en termes de connectivité cérébrale, la maturité n’est pas atteinte à 18 ans.

Les gaines de myéline de nos neurones se forment au fur et à mesure que notre cerveau se développe: quand nous venons au monde, ils ne sont pas encore tous recouverts. Chez l’être humain, ce processus de myélinisation se déclenche dans les aires cérébrales visuelles quelques mois avant la naissance et se poursuit dans d’autres aires sensorielles au cours de la première année de vie. Puis il s’étend à d’autres systèmes corticaux et sous-corticaux jusqu’au milieu de la vingtaine.

La myélinisation a été explicitement reliée au développement des compétences cognitives chez les enfants et les adolescents, car elle augmente considérablement la vitesse et l’efficacité des fonctions neuronales. Elle progresse dans le cerveau de l’arrière vers l’avant, du cortex visuel au cortex préfrontal, ce qui signifie que les régions frontales et préfrontales poursuivent leur myélinisation jusqu’à ce que nous atteignions 25 ans environ. Par conséquent, avant cet âge, les connexions avec les lobes frontaux ne sont pas encore totalement myélinisées comme dans un cerveau adulte parvenu à maturité. Cette myélinisation incomplète influence probablement les comportements et les expériences associés à ces régions, comme la prise de décision et les capacités de jugement.

On pourrait penser que le développement du cerveau durant l’enfance et l’adolescence s’effectue de manière relativement linéaire. Pourtant, ce n’est pas le cas de la formation des connexions synaptiques, ni de la myélinisation. Si l’on examine en détail la structure cérébrale depuis la naissance jusqu’à l’âge de 18 ans, on constate que la proportion des substances blanche et grise n’évolue pas de façon régulière. Ce phénomène pourrait être lié en partie à la progression inégale de la myélinisation dans le cerveau, ainsi qu’à la perte de certaines cellules par mort cellulaire. Une étude récente a révélé que, si le volume du cerveau augmente tout au long de l’adolescence, celui de la substance grise est à son maximum pendant l’enfance. Ce dernier diminue ensuite (en proportion) chez l’adolescent, tandis que celui de la substance blanche augmente: la structure cérébrale subit donc encore des changements majeurs durant cette période. Au niveau des aires cérébrales, le cortex continue à s’amincir au cours de l’adolescence; les réductions les plus significatives concernent les lobes pariétaux, tandis que les régions temporales et préfrontales montrent une réduction moins marquée, voire une croissance.

Là encore, ce modèle particulier de développement indiquerait que notre cerveau n’atteint sa pleine maturité qu’à partir de la vingtaine. Chez l’adolescent, ce processus de maturation ne suit pas le même schéma dans les lobes frontaux et temporaux que dans les régions pariétales et visuelles. En outre, comme nous l’avons déjà vu, ces lobes frontaux sont les derniers à être entièrement myélinisés. Ces régions sont associées à des mécanismes complexes de contrôle cognitif, les «processus métacognitifs». Ceux-ci nous permettent de planifier notre comportement, de contrôler nos réponses, d’adapter notre conduite en fonction des contextes et des exigences, et d’anticiper les conséquences de nos actions. Chez l’adolescent, le manque de connectivité et de fonctions matures dans les lobes frontaux se traduit par une hausse de l’impulsivité, une plus grande prise de risque, ainsi qu’une plus grande sensibilité aux opinions et aux comportements des camarades.

On pourrait croire qu’une fois passée la vingtaine, puis que notre cerveau a atteint sa maturité anatomique, il commence doucement à se détériorer avec l’âge. Pourtant, ce n’est pas tout à fait exact: nos expériences personnelles continuent de le transformer en profondeur, comme nous le verrons dans le chapitre suivant. Tout ce que nous apprenons, chaque nouveau souvenir, chaque compétence acquise: tout cela se traduit par des changements dans notre structure cérébrale. Si l’être humain témoigne d’une pareille inventivité et d’une telle adaptabilité, c’est grâce à la capacité de transformation de son cerveau. À l’état mature, celui-ci demeure en perpétuelle évolution.

Cependant, nous avançons inévitablement vers la vieillesse. Que savons-nous de l’anatomie d’un cerveau qui vieillit? Chez des individus sains de 63 à 75 ans, les techniques d’imagerie cérébrale ont mis en évidence des changements marquants liés à l’âge, en particulier une diminution des volumes des substances grise et blanche. En revanche, le volume du liquide cérébrospinal, dans lequel baigne le cerveau, augmente à mesure que ce dernier rétrécit. En examinant les régions cérébrales de ces individus, on a constaté que dans cette tranche d’âge, l’atrophie de la substance grise apparaît surtout au niveau des cortex primaires, notamment dans les cortex auditif, visuel, somatosensoriel et moteur. Des taux d’atrophie élevés ont été également observés dans le cortex pariétal, le cortex orbitofrontal et les hippocampes. Ces résultats sont intéressants, car ils reflètent, dans une certaine mesure, la progression spatiale du développement du cerveau pendant la petite enfance et l’enfance. Le cortex préfrontal est en effet l’ultime région à acquérir sa structure définitive, et aussi l’une des dernières à subir les effets du vieillissement. Dans beaucoup d’aires, les changements survenant avec l’âge sont minimes, alors que dans d’autres — comme dans les ganglions de la base —, ils sont plus visibles.

Pour conclure, si des termes comme «taux d’atrophie» vous inquiètent, sachez que ce taux ne dépasse pas 0,83% par an, et que dans une grande partie du cerveau, les effets de la vieillesse sont bien moins visibles. Vous pouvez donc être rassuré!

9 Pourquoi notre cerveau est-il unique?

Votre cerveau est différent du mien et de celui de toute autre personne, tant par les détails de son anatomie que par les informations qu’il a encodées, ou par certains aspects de son fonctionnement. En effet, nos cerveaux sont affectés par nos expériences et par certaines de nos caractéristiques innées: notre patrimoine génétique.

Le sexe biologique

Le sexe biologique constitue un premier facteur d’influence sur le cerveau humain. Contrairement au corps, l’examen d’un cerveau ne permet pas de déterminer l’identité sexuelle de son propriétaire, mais les cerveaux masculins sont en moyenne plus gros que les cerveaux féminins, par rapport à la taille des individus. En revanche, les cerveaux féminins présentent généralement une couche de substance grise un peu plus épaisse que leurs pendants masculins, ce qui se traduit par un pourcentage plus élevé de substance grise par rapport à la substance blanche chez la plupart des femmes. Vous vous souvenez peut-être que cette substance grise forme la surface du cerveau humain et qu’elle contient les corps cellulaires des neurones, tandis que la substance blanche est constituée des longs prolongements neuronaux, qui relient les différentes aires cérébrales. Chez les femmes, une proportion plus importante de substance grise pourrait indiquer que, malgré un volume souvent plus petit, leur cerveau optimise l’espace disponible pour y intégrer une quantité équivalente de tissu cérébral, essentiel au traitement des informations. Bien sûr, cela ne nous dit pas pourquoi les cerveaux masculins sont plus gros: si le but n’est pas d’offrir une plus grande capacité de traitement, il faut chercher une autre explication. Gardons aussi à l’esprit que les cerveaux humains sont extrêmement gourmands sur le plan métabolique — et donc plus encore la plupart des cerveaux masculins. En outre, comme nous l’avons vu dans le chapitre 1, ils consomment environ 20% de l’oxygène circulant dans le sang, en raison de leur taille volumineuse et de l’énergie considérable dont ils ont besoin pour assurer le fonctionnement des neurones. Rappelez-vous aussi, ces gros cerveaux augmentent considérablement les risques liés à l’accouchement: environ 800 femmes meurent chaque jour dans le monde pendant la grossesse ou lors de la délivrance. Nos cerveaux — qu’ils soient féminins ou masculins — nous coûtent donc très cher et doivent justifier ce coût par leurs fonctions mentales avancées.

Le QI

Les capacités cognitives globales, souvent appelées QI (quotient intellectuel), diffèrent également selon les êtres humains. Une étude récente portant sur des milliers d’individus au Royaume-Uni a montré qu’il existe des corrélations significatives entre le QI et la structure du cerveau. Celles-ci ont été observées dans des régions cérébrales très diverses, notamment dans l’insula, les lobes frontaux, les parties antérieure et supérieure des lobes temporaux, les hippocampes, les aires visuelles et les thalamus. Il serait tentant d’en déduire que ces régions sont à l’origine de l’intelligence, mais nous ignorons en réalité de quelle manière elles se sont développées: est-ce la structure du cerveau qui détermine l’intelligence, ou l’inverse? Grâce aux recherches en génétique, nous savons que le QI est en partie héréditaire, encore qu’il soit également affecté par l’environnement et les expériences, des facteurs qui ont probablement une incidence sur l’anatomie cérébrale. D’ailleurs, il est à noter que les conclusions de cette étude britannique étaient beaucoup plus nettes dans le cas des participants âgés, ce qui indiquerait que le vécu a joué un rôle dans les résultats.

La personnalité

La personnalité varie également beaucoup d’un être humain à l’autre. Vous avez peut-être déjà passé des tests de personnalité pour le travail ou le plaisir: le modèle très fiable des Big Five identifie cinq traits fondamentaux, à savoir l’ouverture d’esprit, la conscience, l’extraversion, le neuroticisme (l’inverse de la stabilité émotionnelle) et l’amabilité. Mais jusqu’à présent, il reste difficile d’associer ces cinq grandes caractéristiques à des aires cérébrales spécifiques. Cependant, des recherches portant sur la connectivité fonctionnelle du cerveau (c’est-à-dire sur la façon dont interagissent les différentes régions cérébrales) ont mis en évidence certaines particularités en rapport avec des traits de caractère. À ce jour, nous savons que la personnalité distingue fortement les individus, quoique nous n’ayons pas encore véritablement déterminé comment relier ce constat à la structure et au fonctionnement du cerveau.

La manualité

L’être humain a ceci de particulier qu’il peut non seulement contrôler avec précision ses mains extrêmement mobiles, mais qu’il montre également une nette préférence pour l’une d’elles lorsqu’il doit s’en servir. C’est ce que l’on appelle la manualité, et pour la grande majorité des individus (93% environ), la main favorite est la droite. Une telle répartition est rarement observée chez les animaux, qui peuvent afficher une préférence individuelle pour une main (ou une pince), mais pas cette prédominance de la droite pour toute l’espèce. On s’est beaucoup demandé s’il existait des différences sur le plan cérébral entre les adultes gauchers et droitiers. Si rien de très probant n’a été découvert en ce qui a trait au cortex, certaines disparités semblent exister dans les ganglions de la base. Ces régions jouant un rôle central dans le contrôle moteur, il est probable que ces éventuelles différences entre gauchers et droitiers soient plutôt liées à la gestion des mouvements qu’à des processus cognitifs.

Nous avons vu que chaque cerveau est unique, reflétant le patrimoine génétique de son propriétaire. Le chapitre précédent nous a aussi montré qu’il n’est pas «prêt à l’emploi» et qu’il doit passer par une longue phase de développement au cours de l’enfance et de l’adolescence. Dans ce contexte, comment est-il influencé par l’environnement culturel dans lequel nous grandissons ainsi que par les expériences qui marquent notre existence?

Le langage parlé

Quand nous écoutons quelqu’un parler, une activation se produit dans notre hémisphère gauche, correspondant à la perception des différents éléments de la parole: les sons, les informations syntaxiques et les informations sémantiques. Cette activation se manifeste dans les régions du lobe temporal gauche et s’étend aux aires frontales responsables de la maîtrise de la production orale, ainsi qu’au réseau plus vaste des aires cérébrales relatives au langage. L’hémisphère droit est également sollicité, souvent en lien avec d’autres types d’informations sur le locuteur, comme son identité et l’intonation de sa voix. Si l’individu parle en mandarin par exemple, l’intonation de sa voix joue un grand rôle dans ce qu’il dit, car le mandarin est ce qu’on appelle une langue tonale. Ainsi, le mot mandarin «ma» peut être prononcé de cinq manières différentes, avec cinq intonations différentes et cinq significations totalement différentes. Si nous écoutons quelqu’un parler en mandarin et que nous comprenons cette langue, nos lobes temporaux gauche et droit présentent une activation comparable, sans doute parce qu’ils doivent intégrer l’analyse de l’intonation dans les systèmes de langage de l’hémisphère gauche.

Étonnamment, quand une personne malentendante utilisant la langue des signes voit quelqu’un en train de signer, son cortex visuel s’active, bien qu’on observe ensuite les mêmes processus d’activation dans le lobe temporal gauche que chez une personne entendante écoutant un discours. Les langues des signes et les langues orales se ressemblent donc beaucoup dans le cerveau.

La lecture

L’homme moderne est apparu entre 100 000 et 200 000 ans avant notre ère. Cependant, les humains ne lisent et n’écrivent que depuis 6 000 ans environ, et notre cerveau ne s’est probablement pas encore adapté à cette compétence. Contrairement au langage parlé, que les bébés apprennent sans intervention extérieure, l’apprentissage de la lecture nécessite habituellement un enseignement formel. Mais arrivés à l’âge adulte, la plupart des individus qui savent lire peuvent le faire de manière automatique, sans aucun effort. Les chercheurs estiment que l’apprentissage de la lecture modifie les réponses neuronales dans les réseaux cérébraux existants, en activant souvent les aires associées au langage et à la reconnaissance des visages. Ainsi, chez des enfants qui apprennent à lire l’anglais et d’autres le chinois, deux systèmes d’écriture pourtant très différents, on relève des changements similaires dans leur cortex visuel à mesure que leur cerveau progresse dans la compréhension des signes écrits.

Les systèmes de lecture diffèrent également selon les langues. Ainsi, l’italien est un système d’écriture dit transparent, où les lettres correspondent toujours aux mêmes sons, alors que l’anglais est dit irrégulier ou opaque, les mêmes lettres pouvant être prononcées de différentes façons (par exemple, comparez les sons associés à la suite de lettres «ough» dans «through», «tough», «though» et «thought»). Ces distinctions entre les langues se retrouvent au niveau cérébral lorsqu’elles sont lues. Les personnes qui lisent de l’italien présentent une activation dans leur lobe temporal, tout comme celles qui lisent de l’anglais, alors qu’on détecte en plus chez ces dernières une plus grande activité dans les aires frontales liées à la production de la parole. Autrement dit, les lecteurs d’anglais doivent fournir plus d’efforts pour associer les lettres aux sons des mots.

Enfin, de la même manière que les langues des signes ressemblent beaucoup aux langues orales dans le cerveau, quand un lecteur de braille lit un texte avec ses doigts, son cortex somatosensoriel s’active, puis cette activation atteint les aires visuelles dédiées à l’analyse des textes écrits. Cela révèle donc une grande similitude entre les mécanismes cérébraux impliqués dans la lecture visuelle et ceux intervenant dans la lecture tactile.

Les cerveaux bilingues

Nous sommes nombreux à parler plus d’une langue: de quelle manière cela affecte-t-il notre cerveau? Cette question paraît simple, mais il n’est pas facile d’y répondre, car l’apprentissage d’une deuxième langue (ou en tout cas d’une nouvelle) ne se fait pas au même âge ni pour les mêmes raisons selon les individus — et, bien sûr, les langues elles-mêmes changent. D’après la plupart des définitions du bilinguisme, je suis bilingue, car je parle français; cependant, mes compétences dans cette langue n’ont rien à voir avec celles d’un enfant qui a grandi dans un milieu où l’on parle à la fois anglais et français. En tout cas, d’après une synthèse récente de diverses études, les effets du bilinguisme (ou du multilinguisme) sur le cerveau sont nombreux, notamment dans les lobes frontaux, le cortex cingulaire antérieur, le lobule pariétal inférieur gauche et les aires sous-corticales. Ce qui est intéressant, c’est que si certaines de ces aires sont associées au traitement du langage parlé (par exemple, les lobes pariétaux inférieurs), ces effets s’étendent également au-delà, jusqu’aux lobes frontaux et au cortex cingulaire antérieur. Ces résultats corroborent l’hypothèse qu’un individu bilingue passant d’une langue à l’autre se montre plus performant dans l’accomplissement de tâches attentionnelles. Par ailleurs, cette synthèse a montré que les langues parlées par une personne multilingue partagent les mêmes régions cérébrales: elles ne sont pas traitées séparément.

La maîtrise de plusieurs langues est parfois perçue comme un moyen de se prémunir contre les formes de démence (en plus d’être une compétence précieuse en soi). Malheureusement, ce n’est pas si simple et le fait d’être multilingue ne réduit probablement pas le risque de développer ce type de maladie. Il faut également souligner qu’à l’échelle mondiale, le multilinguisme est courant: la majorité des peuples parlent plusieurs langues. Ce sont les environnements fortement monolingues, comme le Royaume-Uni, qui font exception. Par conséquent, il ne faut pas considérer le multilinguisme comme un avantage, mais plutôt comme la norme chez les êtres humains.

La musique

L’apprentissage d’un instrument de musique a-t-il des répercussions sur notre cerveau? L’expertise musicale implique d’apprendre à lire une partition, à exécuter de nouvelles actions complexes et à écouter les sons que nous ou d’autres produisons. Toutes ces compétences induisent des changements dans le cerveau des musiciens. On constate notamment que ces derniers possèdent plus de substance grise dans le cortex auditif primaire, ce qui pourrait refléter de plus grandes capacités d’écoute, ainsi que dans les régions du lobe frontal associées aux fonctions exécutives. On en observe également davantage dans les hippocampes, participant aux processus de mémoire, dans le gyrus lingual, lié à la lecture des partitions musicales, et dans le cortex somatosensoriel primaire, responsable du contrôle sensorimoteur. De même, si on s’intéresse au fonctionnement de leur cerveau, les musiciens témoignent d’une activité cérébrale très différente des autres lorsqu’ils écoutent de la musique. Toutefois, comme dans le cas de l’étude sur le QI mentionnée précédemment, nous ne pouvons pas savoir avec certitude si ces résultats mettent en évidence les effets de l’apprentissage musical ou bien au contraire une prédisposition du cerveau conduisant les individus à s’intéresser à la musique. Il faut également préciser que pour un enfant, la possibilité d’apprendre à jouer d’un instrument dépend fortement de son environnement social.

La neurodiversité

Une dernière façon dont les êtres humains se distinguent les uns des autres renvoie à l’idée qu’il existe des différences fondamentales dans le développement de nos cerveaux: c’est ce qu’on nomme la «neurodiversité». Plus généralement, ce concept permet de décrire les cerveaux qui diffèrent de la «norme».

Parler de la neurodiversité nécessiterait d’écrire un livre entier, car le développement cérébral peut suivre une multitude de trajectoires qui affectent les individus de diverses manières. Par exemple, dans le cas de la dyslexie, les enfants peuvent rencontrer de graves difficultés pour apprendre à lire et à écrire. Dans le cas de l’autisme, ils peuvent avoir du mal à comprendre les interactions sociales et à communiquer. D’après ce que l’on sait actuellement sur le plan neurologique, ces neurodiversités sont souvent liées à des différences quant à la connectivité du cerveau. Ainsi, chez les personnes dyslexiques, les réseaux de perception et de production de la parole sont interconnectés de façon très différente — or l’apprentissage de la lecture repose largement sur ces réseaux. Il se peut qu’en réponse, leur cerveau adopte une solution de rechange pour résoudre le problème de la lecture, en empruntant une autre voie. C’est pourquoi la lecture et l’orthographe demeurent des activités exigeantes et sujettes aux erreurs pour la plupart des dyslexiques. Le cerveau des personnes autistes présente également des différences anatomiques marquées, notamment une amygdale cérébrale plus petite, une diminution de la substance grise dans la partie inférieure du lobe temporal et un épaississement du cortex frontal. L’âge semble avoir un effet important sur cette configuration, les différences les plus visibles s’observant autour de l’adolescence.

Bien sûr, nous avons tous un cerveau qui reflète notre âge, notre sexe biologique, notre éducation, les langues que nous parlons, la musique que nous jouons et la façon dont nous nous situons sur les différentes échelles de la neurodiversité. Et tous ces paramètres peuvent interagir, comme dans le cas de mon père, qui appartenait à la génération où les enseignants forçaient les enfants gauchers à écrire de la main droite. Il a dû quitter l’école à 14 ans pour commencer à travailler. En conséquence, il s’est battu toute sa vie avec l’écriture. Son cerveau d’adulte aurait été probablement très différent s’il avait eu la possibilité d’écrire de la main gauche et d’aller à l’université. Par ailleurs, c’était un passionné de lecture et un musicien accompli, des compétences que son cerveau avait aussi intégrées. Et cela est vrai pour chacun d’entre nous. La meilleure chose qui puisse arriver à notre cerveau est sans doute de lui donner le plus d’occasions possible de se développer et de s’épanouir.

10 Qu’est-ce qui est bon ou mauvais pour notre cerveau?

Le cerveau est un organe volumineux et très complexe, qui peut malheureusement subir divers types de dommages. En général, les symptômes observés sont typiques des aires cérébrales affectées, mais la guérison dépendra de toute façon de la gravité des lésions.

Notre cerveau consomme une bonne partie de l’oxygène qui circule dans nos globules rouges car, comme nous l’avons vu au chapitre précédent, il utilise beaucoup d’énergie pour maintenir les neurones en état de veille et prêts à fonctionner. En conséquence, il est extrêmement dépendant de la santé de notre système cardiovasculaire, à savoir notre cœur et nos vaisseaux sanguins. Dans nos sociétés occidentales, la cause la plus fréquente de lésions au cerveau est ainsi due à un mauvais approvisionnement en sang. Lorsqu’il y a une interruption soudaine de ce flux sanguin, on parle alors d’accident vasculaire cérébral (AVC) ou d’attaque cérébrale.

Les accidents vasculaires cérébraux présentent trois grandes caractéristiques. Premièrement, leurs symptômes apparaissent brutalement, sous des formes variées comme des troubles de l’élocution ou encore une faiblesse dans le bras. Deuxièmement, le moment le plus critique se situe généralement au début de l’attaque (ou très peu de temps après). Troisièmement, si la personne victime d’un AVC survit, ses séquelles ont souvent tendance à s’estomper à long terme. Certaines fonctions cérébrales peuvent être rétablies, car le cerveau se réorganise autour de la zone endommagée.

Il existe deux types d’accidents vasculaires cérébraux. Celui dit ischémique se produit lorsque certaines régions du cerveau ne sont pas suffisamment irriguées pour maintenir les cellules en vie. Ce dysfonctionnement peut être dû au rétrécissement progressif d’un vaisseau sanguin jusqu’à sa fermeture complète, ou bien à son obstruction soudaine, par exemple en raison d’un caillot de sang. Ce phénomène de rétrécissement, qui constitue la cause la plus fréquente des attaques cérébrales, peut se solder par un AVC relativement brutal, souvent au cours du sommeil ou peu après le réveil (car notre pression artérielle diminue quand nous dormons, ce qui peut amener les vaisseaux à se rétrécir encore davantage).

Les deux causes de l’AVC ischémique privent le cerveau d’oxygène, ce qui conduit à la mort des cellules situées au cœur des aires cérébrales touchées. Dans les régions proches du foyer de l’AVC, certaines cellules peuvent être également fragilisées par ce manque d’oxygène, mais s’en remettent en modifiant leur activité. En parallèle, le cerveau mobilise sa neuroplasticité pour réorganiser ses connexions autour de la lésion. Ces deux mécanismes jouent un rôle clé dans la récupération après un AVC.

Le niveau de gravité de ces attaques cérébrales est très variable. Si un vaisseau sanguin majeur est bouché, les conséquences sur le cerveau peuvent se révéler dramatiques et étendues. À l’inverse, si la privation d’oxygène est de courte durée, elle peut ne pas entraîner de lésions cérébrales. C’est le cas des accidents ischémiques transitoires (AIT), qui sont de brefs épisodes de troubles neurologiques très localisés (comme une perte de sensation dans les doigts), suivis d’une récupération complète. Les AIT ne sont pas graves en soi, mais ils doivent être pris en charge, car ils peuvent signaler un risque accru d’accident vasculaire cérébral chez le patient.

Le deuxième type d’AVC est l’accident vasculaire cérébral hémorragique, qui survient lorsqu’un vaisseau sanguin du cerveau se rompt. La rupture peut être soudaine, mais ses effets se font parfois sentir sur plusieurs heures, aggravant d’autant l’AVC. Ces attaques, qui concernent souvent des individus très actifs, ne sont pas forcément précédées de signes avant-coureurs, quoiqu’on relève parfois de violents maux de tête, des vomissements ou une perte de connaissance. Les AVC hémorragiques peuvent être dus à une hypertension artérielle et des zones de fragilité dans les parois des vaisseaux sanguins, ou se déclencher à la suite d’un traumatisme crânien. Ils sont souvent plus graves que les AVC ischémiques, mais là aussi, si la victime de ce type d’attaque en réchappe, une certaine récupération est possible.

Les tumeurs du cerveau — une croissance anormale de ses cellules — représentent une pathologie moins fréquente. Elles peuvent être bénignes ou malignes, bien que dans les deux cas, elles soient susceptibles de l’endommager. En effet, étant logé dans le crâne, un espace fermé et rigide, le cerveau voit sa pression augmenter à mesure que la tumeur grossit, ce qui peut comprimer et déformer son tissu. Cette dernière risque en outre d’entraver la circulation sanguine dans les vaisseaux qui irriguent les différentes aires cérébrales. Ces tumeurs provoquent des lésions spécifiques, qui donnent lieu à des symptômes comme une faiblesse musculaire dans les bras ou les jambes, ou des crises d’épilepsie.

Les traumatismes crâniens constituent une autre cause de lésions cérébrales, relativement courante. Ceux dits ouverts (quand le cerveau est perforé ou mis à nu par la blessure) sont évidemment très graves, mais ceux dits fermés (quand l’impact n’entraîne pas de fracture) peuvent l’être tout autant. Dans certains cas, les traumatismes crâniens fermés occasionnent des saignements internes (c’est-à-dire un accident vasculaire cérébral hémorragique), ainsi que des lésions sévères et persistantes. Cela, parce que le cerveau flotte dans le liquide cérébrospinal: des rotations ou des chocs soudains à la tête peuvent le déplacer, par exemple en le faisant tourner autour du tronc cérébral, ce qui risque d’endommager ce dernier. Il est parfois aussi projeté contre l’intérieur du crâne, pouvant abîmer le tissu cérébral par cisaillement et torsion. Les traumatismes crâniens fermés peuvent donc causer des lésions diffuses au cerveau, et par là même des changements durables dans le comportement, comme des difficultés à comprendre les propos d’autrui, ou à contrôler ses actions et ses émotions.

Dans nos sociétés occidentales, les traumatismes crâniens sont courants au sein de deux populations très différentes: les jeunes adultes de sexe masculin et les personnes âgées. Chez les premiers, l’origine la plus fréquente de ces traumatismes est l’accident de la route, tandis que c’est la chute chez les aînés. En effet, l’être humain a la particularité de marcher debout, selon une démarche qui est une forme de chute contrôlée. Tant que nous sommes jeunes, l’instabilité de cette locomotion bipède ne nous pose pas de problème particulier, car notre cerveau et notre corps la gèrent facilement, or en vieillissant, les changements qui s’opèrent dans notre organisme sur les plans cérébral et musculaire peuvent rendre notre équilibre moins assuré.

Les maladies neuro-évolutives sont une autre cause de lésions au cerveau, caractérisées par une détérioration progressive du fonctionnement des cellules nerveuses et une atrophie du tissu cérébral, due à la perte de neurones. Elles regroupent des pathologies très diverses, comme les différents types de démence, qui affectent principalement les fonctions cognitives, ou encore la sclérose en plaques et la maladie de Parkinson, qui touchent les fonctions motrices. La maladie d’Alzheimer est la forme de démence la plus répandue, touchant environ les deux tiers des patients concernés (même si beaucoup d’entre eux ne reçoivent pas de diagnostic formel). Elle se caractérise notamment par une accumulation de protéines dans les neurones, ce qui peut altérer leur fonctionnement. Les premiers symptômes, souvent assez légers, se manifestent généralement par des troubles de la mémoire, liés à des lésions de l’hippocampe et des aires cérébrales voisines. L’évolution de la maladie d’Alzheimer varie considérablement en fonction des zones du cerveau qui sont affectées: les personnes atteintes peuvent éprouver de multiples problèmes dans leurs activités quotidiennes et nécessiter des soins constants. Le premier facteur de risque de cette pathologie est l’âge, la maladie devenant beaucoup plus fréquente après 80 ans; le deuxième est le sexe, les femmes étant plus exposées que les hommes.

La maladie de Pick, également appelée démence frontotemporale, ressemble à la maladie d’Alzheimer, mais elle est beaucoup moins courante. Elle commence le plus souvent par une atrophie focale des lobes temporaux ou frontaux. Selon la région cérébrale atteinte, elle peut se traduire par des difficultés de compréhension du langage, ou des changements de comportement ou de personnalité. Cette pathologie survient plus tôt que la maladie d’Alzheimer, touchant plus d’hommes que de femmes.

La démence vasculaire, relativement fréquente, résulte généralement de multiples petits AVC. Elle évolue souvent par paliers, chaque AVC entraînant une détérioration suivie parfois d’améliorations fonctionnelles.

D’autres pathologies neuro-évolutives sont liées à des altérations des ganglions de la base, comme la maladie de Parkinson et la chorée de Huntington. La maladie de Parkinson se manifeste principalement par des problèmes de motricité: difficultés à initier des actions, mouvements très lents, tremblements, rigidité des muscles, incapacités à produire des expressions faciales… La chorée de Huntington est une maladie héréditaire qui se caractérise par des changements d’humeur, un état dépressif et des troubles moteurs.

Quand on songe à tous les dysfonctionnements possibles de notre cerveau, il y a de quoi être préoccupé. On peut l’être également en pensant aux personnes qui vivent avec ces lésions cérébrales et à leur entourage: leurs familles, le personnel soignant. Beaucoup d’entre elles doivent affronter des situations très difficiles. Cependant, tout n’est pas si sombre: lorsque l’Italie a rendu le port du casque obligatoire pour les conducteurs de motos et de cyclomoteurs en 2000, le nombre d’accidents n’a pas diminué, en revanche celui des traumatismes crâniens a chuté de 66%. Certains traitements de la maladie de Parkinson peuvent s’avérer très efficaces, et des travaux particulièrement prometteurs testent actuellement des méthodes génétiques pour soigner la chorée de Huntington. Les individus atteints de la maladie d’Alzheimer souffrent énormément, mais ils parviennent encore à apprécier des musiques familières, qui semblent leur permettre d’accéder à des émotions et des souvenirs par des voies restées intactes. Par ailleurs, il est possible de renforcer sa santé cérébrale grâce à différentes mesures susceptibles d’offrir des effets préventifs ou neuroprotecteurs.

Activité physique

Les recherches scientifiques menées au cours de la dernière décennie ont montré qu’une activité physique modérée et régulière a des vertus neuroprotectrices notables sur la structure cérébrale. En effet, tout ce qui peut améliorer notre condition cardiovasculaire sera bénéfique pour notre cerveau, puisqu’il est très dépendant de notre cœur et de nos vaisseaux sanguins qui le fournissent en oxygène. Peut-être qu’après avoir lu ces lignes, vous avez maintenant envie de jeter ce livre par la fenêtre, car vous en avez assez des gens qui vous disent qu’il est bon de faire de l’exercice. Toutefois, gardez en tête que l’activité physique n’est pas l’apanage des grands sportifs et que chaque effort compte, quel que soit votre niveau. Ainsi, même s’il est peu probable que je participe un jour à un marathon, je peux toujours sortir pour faire ce qui pourrait bien être le jogging le plus lent de l’histoire: cela comptera quand même. En fait, chaque pas fait une différence. Dans mon cas, je considère l’exercice physique quotidien comme un moyen d’améliorer mon humeur à court terme (merci les endorphines) et ma santé cérébrale à long terme. Une pratique sportive modérée réduit le risque de déclencher un AVC et d’être atteint par une forme de démence. Et il n’est jamais trop tard pour commencer.

J’ai indiqué à plusieurs reprises que nous naissons avec presque tous les neurones que nous n’aurons jamais. Jusqu’à il n’y a pas si longtemps, on croyait d’ailleurs que nous n’étions pas capables d’en créer de nouveaux dans notre système nerveux central. Par contre, il existe aujourd’hui des preuves solides (du moins chez les rats) que c’est possible dans l’hippocampe, et ce, grâce à l’activité physique. Ainsi, faire de l’exercice pourrait même augmenter le nombre de vos neurones! Ici, je tiens à préciser que vous devez choisir une activité qui vous convienne et consulter votre médecin généraliste avant de vous lancer, si vous n’avez pas fait de sport depuis un certain temps.

D’autres facteurs peuvent avoir au contraire des effets négatifs sur le système cardiovasculaire, notamment le tabagisme, une consommation excessive d’alcool et un surpoids. (Vous avez mon entière permission pour lancer le livre à travers la pièce. Le ramasser comptera comme de l’exercice!)

Alimentation équilibrée

Vous vous souvenez que tous les neurotransmetteurs utilisés par votre cerveau sont synthétisés directement dans sa structure. Cette chimie cérébrale fait souvent l’objet d’articles prétendant pouvoir la modifier grâce à des «régimes dopamine» et d’autres méthodes. En réalité, une alimentation saine et équilibrée vous apportera tous les nutriments nécessaires à la fabrication de ces précieux neurotransmetteurs. La règle «Mangez des produits simples. Pas trop. Surtout des végétaux» constitue un excellent point de départ.

Entraînement cognitif

Vous avez probablement entendu parler de l’entraînement cognitif, cette idée selon laquelle les jeux de réflexion, les tests sur ordinateur et toute autre activité demandant un effort mental sont bénéfiques pour le cerveau. Cela ne peut certainement pas lui nuire et vous progresserez sans aucun doute dans la pratique de ces exercices, ce qui est déjà gratifiant. Donc si vous appréciez ce genre de divertissement, ne vous en privez pas! En revanche, il n’y a pas de preuve formelle que faire des mots croisés, par exemple, améliore vos capacités cognitives dans d’autres domaines que celui des jeux de lettres.

Pourtant, nous avons vu au chapitre 9 que des activités comme l’apprentissage de la musique ou de la lecture ont des incidences tangibles sur la structure et le fonctionnement du cerveau. Ce qui les distingue de l’entraînement cognitif, c’est probablement le temps considérable qui leur est dédié. Si un enfant apprend plus facilement une langue qu’un adulte, c’est en partie parce qu’il peut y consacrer un très grand nombre d’heures — un luxe qui devient plus rare avec l’âge. Il est à noter que les utilisateurs assidus de jeux vidéo obtiennent souvent de meilleurs résultats aux tests d’attention visuelle. Ces performances s’expliquent par le type de compétences requises par ces jeux et le temps considérable que les joueurs y mettent.

Contacts sociaux et aides auditives

La solitude est très nuisible à notre santé physique et mentale. Les humains sont en effet des primates sociaux: la taille et la connectivité de nos réseaux ont un lien direct avec nos maladies, nos troubles psychologiques et même notre espérance de vie. Cela est dû notamment au soutien fonctionnel que peuvent nous apporter nos amis, de même qu’aux effets positifs des relations sociales sur notre équilibre nerveux. Discuter et rire avec d’autres personnes augmentent le taux des endorphines, tout en réduisant ceux d’adrénaline et de cortisol, ce qui nous rend plus heureux et plus détendus. En outre, les échanges sociaux stimulent notre cerveau.

Ces observations nous permettent de mieux comprendre pourquoi la perte d’audition non traitée à l’âge adulte constitue le principal facteur de risque évitable de démence: l’utilisation d’aides auditives réduit en effet ce risque de près de 10%. Une baisse de l’ouïe survient fréquemment en vieillissant, mais si elle n’est pas corrigée, elle peut rendre les interactions sociales malaisées, car entendre les autres devient plus difficile. À terme, cette situation peut pousser les individus atteints de surdité à vouloir s’isoler. Or c’est précisément ce repli sur soi qui semble placer le cerveau dans une position plus vulnérable. Quand l’audition diminue avec l’âge, il faut parfois un certain temps pour s’habituer aux prothèses auditives, et certaines personnes y sont très réticentes par amour-propre. Cependant, tout comme l’exercice physique, nous devrions considérer ces appareils comme des moyens efficaces de protéger notre cerveau. Si vous commencez à perdre l’ouïe, faites-vous tester: s’il vous faut des aides auditives, faites-les adapter à vos besoins et continuez à parler aux autres. C’est vraiment bon pour votre cerveau.

Dans ce livre, j’ai essayé de vous donner un aperçu de la beauté et de la complexité des cerveaux, sur lesquels nous en apprenons toujours davantage. Les progrès réalisés en neurosciences nous aident à mieux comprendre leur diversité et nous éclairent sur la manière dont l’évolution a façonné ces différences, conjointement aux transformations corporelles et comportementales. La génétique a permis d’identifier certains gènes très anciens à l’origine de notre système nerveux, essentiels pour sa structure et son fonctionnement. Nous devenons de plus en plus compétents dans l’étude des merveilles de notre cerveau, avec à la clé beaucoup d’avantages potentiels pour chacun de nous. Nous savons mieux comment le protéger et le soigner. Et il y a encore tant à découvrir sur ces fascinants cerveaux si complexes. Où allez-vous mener le vôtre?

Remerciements

Je voudrais remercier toutes les personnes qui ont eu la gentillesse de partager leur cerveau avec moi, en particulier DR et SE, qui ont été si gentils, patients et généreux. Je souhaiterais également remercier tous les scientifiques avec lesquels j’ai travaillé, notamment Andy Calder, Andy Young, Paul Burgess, Alex Leff, David Sharp, Jane Warren, Jenny Crinion, Carolyn McGettigan, Zarinah Agnew, Narly Golestani, Charlotte Jacquemot, Disa Sauter, Patti Adank, Frank Eisner, Jonas Obleser, Sam Evans, Sinead Chen, Sophie Meekings, Cesar Lima, Nadine Lavan, Kyle Jasmin, Ceci Cai, Alexis Mcintyre, Addison Billings et Caz Niven. Je tiens également à remercier John Mellerio, de l’université Polytechnic of Central London, qui a fait de son mieux pour m’enseigner le fonctionnement du cerveau. Je remercie Alex Griffin de m’avoir fait remarquer que nos orteils ne sont qu’à deux neurones de notre cerveau. Je remercie également Will Eaves pour ses conseils en matière d’écriture et ses encouragements, mais aussi pour sa compagnie (c’est mon formidable partenaire de balado, nous formons ensemble The Neuromantics! À écouter sur toutes les plateformes). Je souhaite aussi remercier Duncan Wisbey, David Arnold et Harry Yeff pour l’intérêt exceptionnel de leurs cerveaux. Je remercie Will Francis et mon éditeur, George Brooker, pour avoir rendu ce projet possible. Enfin, je voudrais remercier Geraint Rees de m’avoir autorisée à reprendre son histoire d’alligator (qui ne l’a pas dévoré, heureusement).

Le cerveau: 10 éléments essentiels à savoir

Copyright © 2025, Éditions Hurtubise inc. pour l’édition en langue française au Canada

Copyright © 2025, Éditions Quanto pour la traduction en langue française, une marque des Presses polytechniques universitaires romandes, Lausanne

Copyright © Sophie Scott, 2022

Titre original de cet ouvrage:

The Brain: 10 Things You Should Know

Les Éditions Hurtubise bénéficient du soutien financier du gouvernement du Canada par l’entremise du Fonds du livre du Canada (FLC) et du gouvernement du Québec par l’entremise du programme de crédit d’impôt pour l’édition de livres.

Traduction française: Antoine Derouin

Adaptation de la couverture: Julien Bourque

Illustrations de couverture: Man_Half-tube/Istock, Anasta/
shutterstock

Illustrations de l’intérieur: VladisChern/shutterstock, Valerii_M/
shutterstock, heavypred/Istock, andipantzIstock

Adaptation numérique: Studio C1C4

Publié pour la première fois en Grande-Bretagne en 2022 par Seven Dials,
une marque de The Orion Publishing Group Ltd (Hachette UK Company)

ISBN: 978-2-89851-334-3 (version imprimée)

ISBN: 978-2-89851-335-0 (version numérique PDF)

ISBN: 978-2-89851-336-7 (version numérique ePub)

Dépôt légal: 3e trimestre 2025

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Diffusion-distribution au Canada:

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Tous droits réservés
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À propos de l’auteure

Sophie Scott est une chercheuse britannique en neurosciences cognitives, directrice de l’Institut de neurosciences cognitives de l’University College de Londres. Commandeur de l’Ordre de l’Empire britannique, membre de la British Academy et membre de l’Academy of Medical Sciences, elle étudie le cerveau humain depuis les années 1990 et a publié plus de 130 articles révisés par des pairs. Ses recherches portent sur les mécanismes neuronaux de la communication vocale humaine, comme la voix, la parole et le rire. Elle a été la conférencière de Noël de la Royal Institution en 2017 et a reçu le prix Michael Faraday de la Royal Society en 2021.

La collection «La science en bref»

- L’espace,
Becky Smethurst, 2025

- Les dinosaures,
Dean Lomax, 2025

- Le cerveau,
Sophie Scott, 2025

- Les arbres,
Carolyn Fry, 2025

Les 10 éléments essentiels à savoir sur de vastes sujets!

À propos des Éditions Hurtubise

Fondées en 1960 par Claude Hurtubise, les Éditions Hurtubise, alors Hurtubise HMH, ont développé parallèlement les secteurs littéraire et scolaire. Aujourd’hui la ligne éditoriale de la maison indépendante, membre du groupe HMH, est davantage littéraire, autant pour la jeunesse (12 ans et plus) que pour les lecteurs adultes, auxquels ouvrages se greffent les livres de référence de la collection Bescherelle. Le catalogue littéraire des Éditions Hurtubise est l’un des plus prestigieux parmi les éditeurs francophones du pays, tant en essais qu’en fiction, avec environ 800 titres au catalogue.

Avec Leméac Éditeur, les Éditions Hurtubise sont également propriétaires de la Bibliothèque québécoise, qui se consacre à l’édition et la réédition au format poche de textes littéraires (fictions et essais); une maison d’édition qui comprend aujourd’hui un catalogue de plus de 200 titres.

Par ailleurs, les Éditions Hurtubise sont également très actives sur le plan international comme en fait foi les nombreuses cessions de droits d’une douzaine de titres différents par an, qui permettent à nos auteurs québécois de connaître un rayonnement accru et de rejoindre de nouveaux lecteurs.

Il est également important de noter que notre groupe, via la société Distribution HMH, se charge lui-même de sa diffusion et de sa distribution en librairie. Le travail pour la vente dans les grandes surfaces est quant à lui assumé par la Socadis, partenaire important des Éditions Hurtubise depuis plus de dix ans et avec lequel nous sommes en contact sur une base quotidienne.

Découvrez l’ensemble de nos titres et les nouveautés
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Table of Contents

- Titre
- Dédicace
- Avant-propos

- 1 – Pourquoi restons-nous la même personne?

- Regardez une photo de vous quand vous étiez bébé

- 2 – Comment le cerveau s’est-il formé?

- Pourquoi nous faut-il un cerveau?

- 3 – La chimie du cerveau

- Il est légitime de s’extasier sur la formidable structure du cerveau humain

- 4 – Comment percevons-nous notre environnement?

- Tout ce que nous savons du monde provient de nos sens

- Le goût
- L’odorat
- La vue
- L’ouïe
- La somesthésie (le toucher)
- La proprioception
- L’équilibre
- L’intéroception

- 5 – Interagir avec le monde

- Lorsque nous interagissons avec notre environnement

- 6 – Exploration du cerveau humain

- Nous avons vu comment les informations parviennent au cerveau et comment nous

- Le cortex associatif
- Le cortex associatif: les lobes temporaux
- Le cortex associatif: les lobes frontaux
- Le cortex associatif: les lobes pariétaux
- Le cortex cingulaire
- L’insula
- L’hippocampe
- L’amygdale cérébrale
- L’hypothalamus
- Le tronc cérébral

- 7 – Les cerveaux des animaux

- Jusqu’ici, ce livre a adopté un point de vue volontairement centré sur

- Les alligators
- Les pieuvres
- Les insectes et les crustacés
- Les requins
- Les oiseaux
- Les éléphants
- Les chauves-souris
- Les ornithorynques
- Les chiens

- 8 – Comment notre cerveau évolue-t-il avec l’âge?

- Nous avons vu dans le premier chapitre que nous possédons environ 86

- 9 – Pourquoi notre cerveau est-il unique?

- Votre cerveau est différent du mien et de celui de toute autre

- Le sexe biologique
- Le QI
- La personnalité
- La manualité
- Le langage parlé
- La lecture
- Les cerveaux bilingues
- La musique
- La neurodiversité

- 10 – Qu’est-ce qui est bon ou mauvais pour notre cerveau?

- Le cerveau est un organe volumineux et très complexe

- Activité physique
- Alimentation équilibrée
- Entraînement cognitif
- Contacts sociaux et aides auditives

- Remerciements
- Crédits
- À propos de l’auteure
- La collection «La science en bref»
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