Neurosciences cognitives : comprendre le comportement de l'esprit

Traditionnellement, l'objectif des neurosciences est de comprendre le fonctionnement du système nerveux. . Cette discipline cherche à comprendre comment le cerveau est organisé sur le plan fonctionnel et structurel. Ces derniers temps, cependant, nous sommes allés plus loin, nous ne voulons pas seulement savoir comment fonctionne le cerveau mais aussi les répercussions que cela a sur notre comportement, nos pensées et émotions .

L'objectif de relier le cerveau à l'esprit est une tâche des neurosciences cognitives c'est-à-dire une discipline qui combine les neurosciences et la psychologie cognitive. Cette dernière porte sur l’étude de fonctions supérieures comme la mémoire, le langage ou l’attention. L’objectif principal des neurosciences cognitives est donc de relier le fonctionnement du cerveau à nos capacités cognitives et à nos comportements.

Le développement de nouvelles techniques a été d'une grande aide dans ce domaine afin de réaliser des études expérimentales. Les études de neuro-imagerie ont facilité la tâche de relier les structures concrètes à différentes fonctions en utilisant un outil très utile à cet effet : l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. En outre .

La naissance des neurosciences

On ne peut pas parler de la naissance des neurosciences sans la nommer Partir celui qui a formulé la théorie des neurones. Ses contributions aux problèmes de développement, de dégénérescence et de régénération du système nerveux sont toujours d'actualité et sont toujours enseignées dans les facultés. S’il fallait donner une date de naissance aux neurosciences, ce serait au 19ème siècle.

Avec le développement du microscope et des techniques expérimentales telles que la fixation et la coloration des tissus ou l'étude des structures du système nerveux et de leur fonctionnalité, cette discipline a commencé à se développer. Cependant, les neurosciences ont reçu des contributions dans de nombreux domaines d’étude qui nous ont aidé à mieux comprendre le fonctionnement du cerveau. On peut donc dire que les découvertes neuroscientifiques ultérieures sont multidisciplinaires .

Ils ont reçu une grande contribution de l’anatomie qui s’occupe de localiser chaque partie de l’organisme. De la physiologie plus axée sur la compréhension du fonctionnement de notre corps. De la pharmacologie avec des substances étrangères à notre organisme, en observant les répercussions de celles-ci sur l'organisme et en biochimie à l'aide de substances sécrétées par l'organisme comme les neurotransmetteurs.

La psychologie a également apporté une contribution importante aux neurosciences à travers la théorie du comportement et de la pensée. Au fil des années, la vision est passée d'une perspective localisatrice dans laquelle on pensait que chaque zone du cerveau avait une fonction concrète à une perspective plus fonctionnelle dans laquelle le but est de comprendre le fonctionnement global du cerveau.

Neurosciences cognitives

Les neurosciences englobent un très large spectre de sciences. De la recherche fondamentale à la recherche appliquée qui fonctionne avec la répercussion de mécanismes dépendants du comportement. Au sein des neurosciences, il existe des neurosciences cognitives qui cherchent à découvrir comment fonctionnent des fonctions supérieures telles que le langage, la mémoire ou la prise de décision.

Les neurosciences cognitives ont pour objectif principal l'étude des représentations nerveuses des actes mentaux . Elle se concentre sur les substrats neuronaux des processus mentaux, c’est-à-dire quelles répercussions ce qui se passe dans le cerveau a-t-il sur notre comportement et notre pensée ? Ils ont été identifiés

Ce sont les zones d'association qui n'ont pas de fonction spécifique qui sont chargées d'interpréter, d'intégrer et de coordonner les fonctions sensorielles et motrices. Ils seraient responsables de fonctions mentales supérieures. Les zones cérébrales qui régissent les fonctions de mémoire, de pensée, d’émotion, de conscience et de personnalité sont beaucoup plus difficiles à localiser.

La mémoire est liée à l'hippocampe qui est situé au centre du cerveau. Concernant les émotions, on sait que le système limbique contrôle la soif et la faim (hypothalamus), l'agressivité (l'amygdale) et les émotions en général. C’est dans le cortex que sont intégrées les capacités cognitives, lieu où se trouve notre capacité à être conscient, à établir des relations et à mener des raisonnements complexes.

Cerveau et émotions

Les émotions sont l’une des caractéristiques essentielles de l’expérience humaine normale, nous les ressentons tous. Toutes les émotions s'expriment à travers des changements moteurs viscéraux et des réponses motrices et somatiques stéréotypées, en particulier les mouvements des muscles du visage. Traditionnellement, les émotions étaient attribuées au système limbique, cette théorie est toujours en vogue aujourd’hui mais d’autres régions du cerveau sont impliquées.

Les autres domaines auxquels s'étend le processus émotionnel sont les amygdale

Les noyaux viscéraux et les moteurs somatiques coordonnent l'expression du comportement émotionnel . Les émotions et l’activation du système nerveux autonome sont intimement liées les unes aux autres. Ressentir tout type d’émotion comme la peur ou la surprise serait impossible sans ressentir une augmentation du rythme cardiaque, des sueurs, des tremblements… Cela fait partie de la richesse des émotions.

Attribuer l’expression émotionnelle aux structures cérébrales lui confère son naturel inné. Les émotions sont un outil adaptatif qui informe les autres de notre état d’esprit . L'homogénéité des expressions de joie, de tristesse, de colère a été démontrée... dans différentes cultures. C’est l’une de nos façons de communiquer et de ressentir de l’empathie envers les autres.

La mémoire : la réserve du cerveau

La mémoire est un processus psychologique fondamental qui fait allusion à code le stockage et la récupération des informations apprises . L'importance de la mémoire dans notre vie quotidienne a donné lieu à diverses recherches sur ce sujet. Un autre thème central de nombreuses études est l’oubli puisque de nombreuses pathologies provoquent une amnésie qui perturbe gravement la vie quotidienne.

La raison pour laquelle la mémoire est un sujet si important est qu’elle représente une grande partie de notre identité. D'un autre côté, même si l'oubli au sens pathologique nous inquiète, nous savons que le cerveau a besoin de se débarrasser des informations inutiles pour recevoir

Les connexions neuronales changent selon leur utilisation ou leur non-utilisation . Lorsque nous retenons des informations qui ne sont pas utilisées, les connexions neuronales s’affaiblissent jusqu’à disparaître. De même, lorsque nous apprenons quelque chose de nouveau, nous créons de nouvelles connexions. Tous ces apprentissages que nous pouvons associer à d’autres notions ou événements de la vie seront plus faciles à retenir.

Les connaissances en matière de mémoire ont augmenté suite à une étude sur des personnes souffrant d'amnésie très spécifique. Cela a permis d’en apprendre davantage sur la mémoire à court terme et la consolidation de la mémoire déclarative. Le célèbre H.M. cas a souligné l'importance de l'hippocampe dans l'établissement de nouveaux souvenirs. La mémoire des capacités motrices est cependant contrôlée par le cervelet, le cortex moteur primaire et les noyaux gris centraux.

Langue e

Le langage est l’une des compétences qui nous différencie du reste du règne animal. La capacité de communiquer avec une telle précision et le grand nombre de façons dont nous disposons pour exprimer nos pensées et nos sentiments rendent le la langue notre outil de communication le plus riche et le plus utile . Cette caractéristique unique de notre espèce a suscité de nombreuses recherches.

Les succès de la culture humaine reposent en partie sur la langue qui permet une communication précise . La capacité de langage dépend de l'intégrité des différentes zones spécialisées des cortex associatifs dans les lobes temporaux et frontaux. Chez la plupart des gens, les fonctions principales du langage se situent dans l’hémisphère droit.

L'hémisphère droit s'occuperait du contenu émotionnel de langage. Des lésions spécifiques de régions cérébrales peuvent compromettre les fonctions essentielles du langage, provoquant finalement une aphasie. Les aphasies peuvent avoir des caractéristiques très différentes, vous pouvez avoir des difficultés à la fois dans l'articulation et dans la production ou la compréhension du langage.

Ni le langage ni la pensée ne s'appuient sur un seul espace concret mais plutôt sur une association de structures différentes. . Notre cerveau fonctionne de manière si organisée et complexe que lorsque nous pensons ou parlons, il établit de multiples associations entre les tâches qu'il effectue. Nos connaissances antérieures influenceront les nouvelles connaissances dans un système de rétroaction.

De grandes découvertes en neurosciences

Décrire toutes les études pertinentes en neurosciences serait une tâche compliquée et très vaste. Les découvertes suivantes ont bouleversé certaines idées du passé sur le fonctionnement de notre cerveau et ont donné lieu à de nouvelles études. Voici une sélection de quelques études expérimentales importantes parmi les milliers de travaux existants :

Neurogenèse(Eriksson 1998). Jusqu'en 1998, on pensait que la neurogenèse ne se produisait qu'au cours du développement du système nerveux et qu'après cette période, les neurones mouraient sans être à nouveau produits. Cependant, grâce aux expériences d'Erikkson, il a été possible de constater que la neurogenèse se produit également au cours de la vieillesse. Le cerveau est plus plastique et malléable qu’on ne le pensait auparavant. Contact durant la petite enfance et développement cognitif et émotionnel(Lupien 2000). Dans cette étude, l'importance du contact physique de l'enfant durant sa petite enfance a été démontrée. La découverte des neurones miroirs(Rizzolatti 2004). Ce qui a déclenché cette étude, c’est la capacité des nouveau-nés à imiter les gestes des autres. Cela a conduit à la découverte de neurones miroirs Réserve cognitive(Petersen 2009). La découverte de la réserve cognitive a été très pertinente ces dernières années. Selon cette théorie, le cerveau est capable de compenser les blessures. Divers facteurs influencent cette capacité, comme l'âge de la scolarité, le travail effectué, les habitudes de lecture ou le cercle social. Une réserve cognitive élevée peut compenser les dommages causés par des maladies telles que la maladie d'Alzheimer.

L'avenir des neurosciences : projet sur le cerveau humain

Le Human Brain Project est un projet financé par l'Union européenne qui vise à construire une infrastructure basée sur les technologies de l'information et de la communication (TIC). Cette infrastructure vise à mettre une base de données dans le domaine des neurosciences à la disposition de tous les scientifiques du monde. Développe six plates-formes basées sur les TIC :

Neuro-informatique: donnera accès aux données des études neuroscientifiques réalisées partout dans le monde. Simulation cérébrale: Intégrera les informations dans des modèles informatiques unifiés pour effectuer des tests qui ne seraient pas possibles en personne. Calcul à haut débit: Il fournira la technologie de superinformatique interactive dont les neuroscientifiques ont besoin pour la modélisation et les simulations de données. Orthographe neuro-informatique: Il transformera des modèles cérébraux en dispositifs matériels en testant leurs applications. Neuro-robotique: permettra aux chercheurs en neurosciences et en industrie d'expérimenter des robots virtuels contrôlés par des modèles cérébraux développés dans le projet.

Ce projet a débuté en octobre 2013 et aura une durée estimée à 10 ans. Les données collectées dans cette énorme base de données pourront faciliter le travail des recherches futures. Les progrès des nouvelles technologies permettent aux scientifiques de mieux comprendre le cerveau même si la recherche fondamentale a encore de nombreux doutes à résoudre dans ce domaine passionnant.

Bibliographie

Eriksson P.S. Perfilieva E. Bjork-Eriksson T. Alborn A. M. Nordborg C. Peterson D.A. GAGE F. Neurogenesis in the Adult Human Hippocals Nature Medicine.4(11) 1998 1313–1

Kandell E.R. Schwartz J.H. et Jessell T.M. Principes des neurosciences Milan CEA

Lupien S.J. King S. Meaney M.J. McEwen B.S. Les niveaux d’hormones de stress de l’enfant sont en corrélation avec le statut socio-économique de la mère et l’état dépressif Biological Psychiatry 2000 48 976–980.

Purves Augustine Fitzpatrick Hall Lamantia McNamara et Williams.

Rizzolatti G. Craighero L. Le système miroir-neurone. Revue annuelle des neurosciences 2004 27 169-192.

Stern Y. Réserve cognitive Neuropsychologia 2007 47(10) 2015-2028.