Cerveau: Faits, Fonctions & anatomie
Le cerveau humain est le centre de commande pour le système nerveux humain. Il reçoit les commentaires des organes sensoriels et envoie la sortie vers les muscles. Le cerveau humain a la même structure de base que d'autres cerveaux de mammifères, mais est plus grande par rapport à la taille du corps que les autres cerveaux.
Faits sur le cerveau humain
• Le cerveau humain est le plus grand cerveau de tous les vertébrés par rapport à la taille du corps
• Il pèse environ 3,3 lbs. (1,5 kg)
• Le cerveau représente environ 2 pour cent du poids du corps d'un être humain
• Le cerveau représente 85 pour cent du poids du cerveau
• Il contient environ 86 milliards de cellules nerveuses (neurones) - la «matière grise»
• Il contient des milliards de fibres nerveuses (axones et dendrites) - la «matière blanche»
• Ces neurones sont reliés par des milliers de milliards de connexions, ou synapses
Anatomie du cerveau humain
La plus grande partie du cerveau humain est le cerveau, qui est divisé en deux hémisphères. Se trouve sous le tronc cérébral, et derrière qui se trouve le cervelet. La couche la plus externe du cerveau est le cortex cérébral, qui se compose de quatre lobes: le lobe frontal, le lobe pariétal, le lobe temporal et le lobe occipital.
Comme tous les cerveaux de vertébrés, le cerveau humain se développe à partir de trois sections connues sous le prosencéphale, le mésencéphale et le cerveau postérieur. Chacune d'entre elles contient des cavités remplies de liquide appelées ventricules. Le prosencéphale se développe dans le cerveau et les structures sous-jacentes; le mésencéphale devient une partie du tronc cérébral; et le cerveau postérieur donne naissance à des régions du tronc cérébral et le cervelet.
Le cortex cérébral est considérablement agrandi dans les cerveaux humains, et est considéré comme le siège de la pensée complexe. Le traitement visuel a lieu dans le lobe occipital, près de l'arrière du crâne. Le lobe temporal traite le son et la langue, et comprend l'hippocampe et l'amygdale, qui jouent un rôle dans la mémoire et l'émotion, respectivement. Le lobe pariétal intègre l'entrée de différents sens et est important pour l'orientation spatiale et la navigation.
Le tronc cérébral se connecte à la moelle épinière et se compose des Bulbe rachidien, pons et mésencéphale. Les principales fonctions du tronc cérébral comprennent: la transmission d’informations entre le cerveau et le corps; fournir certains des nerfs crâniens au visage et à la tête; et l'exécution des fonctions critiques dans le contrôle du cœur, la respiration et la conscience.
Entre le cerveau et le tronc cérébral se trouvent le thalamus et hypothalamus. Le thalamus relaie les signaux sensoriels et moteurs du cortex et est impliqué dans la régulation de la conscience, le sommeil et la vigilance. L'hypothalamus relie le système nerveux du système endocrinien, - où les hormones sont produites - par l’intermédiaire de l'hypophyse.
Le cervelet se trouve sous le cerveau et a des fonctions importantes dans le contrôle moteur. Il joue un rôle dans la coordination et l'équilibre, et peut également avoir des fonctions cognitives.
Les humains contre d'autres animaux
Les principales différences entre les cerveaux humains et des animaux est leur taille, a déclaré Eric Hollande, un neurochirurgien et le cancer biologiste au cancer Fred Hutchinson Research Center et l'Université de Washington, à Seattle. Les humains ont également plus de neurones par unité de volume que les autres animaux, et la seule façon de le faire avec la structure en couches du cerveau est de faire des plis dans la couche externe, ou le cortex, la Hollande a dit
"L'un cerveau plus compliqué obtient, plus gyri et sillons, ou sur les collines et les vallées ondulées, il a", a déclaré Hollande. D'autres animaux intelligents, tels que les singes et les dauphins, ont aussi ces plis dans leur cortex, alors que les souris ont des cerveaux lisses, dit-il.
Les humains ont également les plus grands lobes frontaux de tout animal, Hollande dit. Les lobes frontaux sont associés à des fonctions de plus haut niveau tels que la maîtrise de soi, la planification, la logique et la pensée abstraite - essentiellement, «les choses qui nous rendent particulièrement humaine," a-t-il dit.
Cerveau gauche vs. Cerveau droit
Le cerveau humain est divisé en deux hémisphères gauches et droit, reliés par un faisceau de fibres nerveuses appelé le corps calleux. Les hémisphères sont fortement, mais pas entièrement, symétrique. Le cerveau gauche contrôle tous les muscles sur le côté droit du corps; et le cerveau droit contrôle le côté gauche. Un hémisphère peut être légèrement dominant, comme gaucher ou droitier.
Les notions populaires sur "cerveau gauche" et "qualités du cerveau droit» sont des généralisations qui ne sont pas bien étayées par des preuves. Pourtant, il existe des différences importantes entre ces domaines. Le cerveau gauche contient des régions impliquées dans le discours et la langue (l'aire de Broca et de Wernicke région), et est également associée à un calcul mathématique et la recherche d'information, la Hollande a dit. Le cerveau droit joue un rôle dans le traitement visuel et auditif, les compétences spatiales et la capacité artistique - des choses plus instinctives ou créatives, la Hollande a dit - même si ces fonctions impliquent les deux hémisphères. "Tout le monde utilise les deux moitiés tout le temps», dit-il.
Initiative BRAIN
En Avril 2013, le président Barack Obama a annoncé un grand défi scientifique connu sous le nom Initiative BRAIN, court pour Brain Research grâce à l’avancement neurotechnologies innovantes. L'effort $ 100 millions-plus a pour but de développer de nouvelles technologies permettant de produire une image dynamique du cerveau humain, à partir du niveau des cellules individuelles à des circuits complexes.
Comme d'autres grands efforts scientifiques tels que le projet du génome humain, mais il est cher, il est généralement utile de l'investissement, la Hollande a dit. Les scientifiques espèrent que la compréhension accrue conduira à de nouvelles façons de traiter, guérir et prévenir les troubles du cerveau.
Le projet contient des membres de plusieurs organismes gouvernementaux, y compris le National Institutes of Health (NIH), la National Science Foundation (NSF), et de la Défense Advanced Research Projects Agency (DARPA), ainsi que des organismes de recherche privés, dont l'Institut Allen pour la science du cerveau à Seattle, Washington, et l'Institut médical Howard Hughes à Chevy Chase, Maryland.
En Mars 2013, les bailleurs de fonds du projet ont présenté leurs objectifs dans la revue Science. En Septembre 2014, le NIH a annoncé 46 millions $ en subventions de l'Initiative de BRAIN. Les membres de l'industrie se sont engagés 30 millions $ pour soutenir l'effort, et de grandes fondations et les universités ont également convenu d'appliquer plus de 240 millions $ de leurs propres recherches vers les objectifs de l'Initiative de BRAIN.
Lorsque le projet a été annoncé, le président Obama a convoqué une commission pour évaluer les questions éthiques impliquées dans la recherche sur le cerveau. En mai 2014, la Commission a publié la première moitié de son rapport, appelant à l’éthique à intégrer au début et explicitement dans la recherche en neurosciences. En Mars 2015, la commission a publié la deuxième moitié du rapport, qui a porté sur des questions d'amélioration cognitive, le consentement éclairé et les neurosciences et le système juridique.
Certains chercheurs remettent en question ce que l'initiative permettra d'atteindre. Les partisans du projet soutiennent qu'il fournira la pièce manquante dans la façon dont le cerveau fonctionne à un niveau compris entre celui des neurones individuels et l'ensemble du cerveau, tandis que les opposants affirment que le projet manque d’objectifs clairs et peut siphonner financement loin des autres recherches.
