L'encéphale

L'encéphale est la partie du système nerveux central située dans la cavité crânienne. Il est composé de trois parties avec le télencéphale (cerveau antérieur, le cerveau), le mésencéphale (cerveau moyen, le tronc cérébral) et le rhombencéphale (cerveau postérieur, le cervelet).

Schéma d'un encéphale :

L'encéphale est composé de plusieurs parties, dont le prosencéphale, le mésencéphale et le rhombencéphale au stade initial.

Généralités

L'encéphale des vertébrés est le centre de contrôle du mouvement, du sommeil, de la faim, de la soif et de presque toutes les activités vitales nécessaires à la survie. Toutes les émotions humaines, telles que l'amour, la haine, la peur, la colère, la joie et la tristesse sont contrôlées par l'encéphale. Il est également chargé de recevoir et d'interpréter les innombrables signaux provenant du corps et de l'extérieur.

Chez les invertébrés bilatéraux, on entend par encéphale une série de noeuds autour de l'oesophage dans la partie la plus antérieure du corps (voir protostomes et hyponeuriens) chez les arthropodes, comprenant les ganglions cérébraux, pleuraux et pédiaux chez les mollusques gastéropodes et les masses supra-oesophagiennes et sous-oesophagiennes chez les mollusques céphalopodes. Ils présentent également des cellules cérébrales bilatérales très archaïques ou simples telles que les vers plats, les Nématodes ou les Hémichordés.

Cependant, il existe des modèles bilatéraux qui présentent très peu de caractéristiques distinctives de la céphalisation, tels que les bivalves ou les bryozoaires. Les invertébrés qui ne sont pas bilatéraux ne possèdent pas d'encéphale, comme les porifères, les Placozoaires (des métazoaires) et les mésozoaires, car ils sont totalement absents du système nerveux, cnidaires, cténophores et échinodermes, car leur système nerveux ne leur permet pas de centraliser ou de céphaliser.

Évolution

On pense que l'existence de primordiums encéphaliques se trouve, au moins, dans l'explosion dite Cambrienne, lorsque nous observons des mollusques et des vers qui, outre un système nerveux périphérique et diffus distribué dans une symétrie radiale, possèdent un ensemble de ganglions neuraux qui régissent plusieurs des activités des organismes de ces animaux primitifs; chez les vers, les Onychophores (vers de velours), les arthropodes et les prochordés, on observe le début de la céphalisation, c'est-à-dire le début de l'organisation d'un groupe de ganglions nerveux gouvernants servant d'interface de coordination entre l'intérieur du corps et l'extérieur.

La localisation céphalique n'a pas été aléatoire : chez les vers primitifs, les arthropodes et les prochordés à corps longiligne et à symétrie bilatérale (celle qui maintient l'Homo sapiens), le système nerveux central est situé à l'avant ou à l'avant depuis est (par exemple, dans un ver) la première partie à entrer en contact intense avec l'environnement; de même, histologiquement, une connexion initiale (embryonnaire) peut être observée entre les cellules dermiques et nerveuses du cerveau, puisque les neurones seraient mutés et évolueraient grâce à une grande spécialisation des cellules dermiques. En prenant une posture droite, les animaux tels que les Primates passent pour avoir le système nerveux central (et sa partie principale : le cerveau) non plus à l'avant de votre corps, mais dans sa partie supérieure (dans les deux cas : votre tête). La corticalisation est également expliquée phylogénétiquement, c'est-à-dire l'apparition et le développement du cortex cérébral du système limbique et son développement progressif dans des domaines de plus en plus complexes de l'architecture neuronale.

Ce développement phylogénétique peut être perçu de manière ontogénique chez chaque embryon d'animal cordé lors de l'observation de ce qu'on appelle la récapitulation de Häckel (théorie de la récapitulation). La structure précurseur du système nerveux est le tube neural, une structure qui apparaît dans la partie externe des embryons dans la phase d'exploration réticulaire gastrique. Ce tube, tout au long de l'embryogenèse, subit une série de modifications qui donnent naissance à la structure mature. Le premier est l'apparition de trois expansions, trois vésicules : le cerveau antérieur, le cerveau moyen et l'encéphale postérieur; sa cavité, remplie de liquide, est un précurseur des ventricules cérébraux. Ensuite, ces trois vésicules donnent lieu à cinq qui, dans leur gain de complexité, subissent une série de pliages qui rendent la structure non linéaire.

Voir aussi enképhaline. Pour l'homme, voir aussi l'archencéphale.

Parties de l'encéphale

Dans l'embryon de quatre semaines après la fermeture du tube neural et la conformation de la crête neurale, le développement des trois vésicules encéphaliques primaires commence :

• Cerveau antérieur qui est divisé en :
  • Télencéphale :
    • cortex cérébral comprenant : lobe occipital (vision), lobe pariétal (organes sensoriels et kinesthésiques), lobe temporal (odeur auditive et proche de l'hippocampe), lobe frontal (jugement, perception et aire motrice). Les lobes frontaux, pariétaux et temporaux sont responsables de l'apprentissage et tout le cortex est responsable du langage.
    • Striatum (corps strié).
    • Rhinencéphale.
  • diencéphale :
    • épithalamus : Contient la glande pinéale, productrice de mélatonine.
    • thalamus : zone de contrôle maximal des sensations.
    • Subthalamus (noyau sous-thalamique) : Le sous-thalamus est la structure diencéphale située entre le mésencéphale, le thalamus et l'hypothalamus. Il est situé à côté du côté interne de la capsule interne.
    • Hypothalamus : comprenant : chiasma optique, tuber cinereum, tubercules mammaires et hypophyse postérieure qui sécrètent deux hormones : oxytocine et vasopressine; c'est le centre régulateur des émotions (système limbique) et le contrôle physique.
• Mésencéphale (cerveau moyen) : Il a les tubercules quadrilatères qui sont quatre, deux supérieurs ou antérieurs liés à la vision et deux plus bas ou plus tard liés aux phénomènes auditifs et qui filtrent les informations entre rhombencéphale et cerveau antérieur.
• Rhombencéphale : une partie du cerveau qui entoure le quatrième ventricule cérébral; il est composé d'un myélencéphale et d'un cerveau moyen. Il est situé dans la partie immédiatement supérieure de la moelle épinière et est formé de trois structures : le bulbe, la protubérance annulaire ou les ponts et le cervelet. Il contient également le quatrième ventricule :
  • métencéphale :
    • Cervelet : contrôle des mouvements, de l'énergie musculaire, de la posture.
    • Pont de protubérance ou pont de Varole.
  • Cerveau moyen :
    • bulbe rachidien (medulla oblongue) : Contrôle des fonctions de base telles que la circulation du sang dans le coeur et la respiration.

Le prosencéphale (cerveau antérieur) est la plus grande partie du cerveau. Elle est divisée vue de l'extérieur en deux hémisphères (gauche et droite) et se caractérise par sa surface à plis irréguliers appelés convolutions ou spires cérébrales, plus accentuées chez l'homme que chez tout autre (sauf cas particuliers tels que les dauphins) et entre elles Lignes irrégulières appelées fissures. Le cerveau, comme toutes les parties du système nerveux central, contient une substance blanche et une substance grise. Ce dernier se trouve en moindre quantité et est celui qui forme le cortex cérébral.

Le cerveau, à son tour, par convention et en faisant attention à certaines limites marquées par certaines des fissures, est divisé en lobes : frontal, pariétal, temporal, insulaire et occipital. Le pons (pont trésencéphalique) fait également partie de l'encéphale; Le pons est en dessous du bulbe et intervient dans la programmation des impulsions d'un hémisphère à l'autre. Les activités involontaires sont contrôlées dans le tronc cérébral, tel que les toux, vomissements, éternuements, etc. Le cervelet intervient dans la coordination des mouvements du corps.

La moelle allongée du bulbe rachidien est une extension de la moelle épinière et est l'organe qui établit une communication directe entre le cerveau et la moelle. Au même niveau de la médullaire, les nerfs provenant des hémisphères cérébraux se croisent, de sorte que ceux provenant de l'hémisphère droit iront au côté gauche du corps et vice versa. Cela explique pourquoi une personne qui subit une blessure dans l'hémisphère gauche souffre d'une paralysie du côté droit du corps.

Structure cellulaire

Malgré le grand nombre d'espèces animales dans lesquelles l'encéphale peut être trouvé, il existe un grand nombre de caractéristiques communes dans sa configuration cellulaire, structurelle et fonctionnelle. Au niveau cellulaire, le cerveau est composé de deux classes de cellules : les neurones et les cellules gliales. Il convient de noter que les cellules gliales ont une abondance dix fois supérieure à celle des neurones; de plus, leurs types, divers, exercent des fonctions structurelles, métaboliques, isolantes et modulatrices de la croissance ou du développement. Les neurones se connectent les uns aux autres pour former des circuits neuronaux similaires (mais pas identiques) aux circuits électriques synthétiques. Le cerveau est divisé en sections séparées dans l'espace, sur le plan de la composition et sur le plan fonctionnel. Chez les mammifères, ces parties sont le télencéphale, le diencéphale, le cervelet et le tronc cérébral. Ces sections peuvent être divisées en hémisphères, lobes, manteaux, zones, etc.

La caractéristique qui définit le potentiel des neurones est que, contrairement à la glie, ils sont capables d'envoyer des signaux sur de longues distances. Cette transmission se fait par son axone, un type de neurite long et mince; le signal est reçu par un autre neurone par l'un de ses dendrites. La base physique de la transmission de l'influx nerveux est électrochimique : à travers la membrane plasmique des neurones, un flux sélectif d'ions intervient, provoquant la propagation dans une seule direction d'une différence de potentiel, dont la présence et la fréquence transportent l'information. Maintenant, ce potentiel d'action peut être transmis d'un neurone à un autre par une synapse électrique (c'est-à-dire permettre à la différence potentielle de se déplacer comme dans un circuit conventionnel) ou, bien plus souvent, par des jonctions spécialisées appelé synapses. 6 Un neurone typique a quelques milliers de synapses, bien que certains types aient un nombre beaucoup plus petit. Ainsi, lorsqu'un influx nerveux atteint le bouton synaptique (la fin de l'axone), la libération de neurotransmetteurs spécifiques qui transportent le signal vers la dendrite du neurone suivant, qui à son tour transmet le signal signal à travers un potentiel d'action et ainsi de suite. La réception du neurotransmetteur est réalisée par le biais de récepteurs biochimiques présents dans la membrane de la cellule réceptrice. Cette cellule réceptrice est généralement un neurone dans le cerveau, mais lorsque l'axone quitte le système nerveux central, sa cible est généralement une fibre musculaire, une cellule de glande ou toute autre cellule effectrice. Or, dans le cas où la cellule accepteur se trouve dans le système nerveux central, elle peut agir comme un neurone activant (c.-à-d. qu'elle augmente le signal excitateur reçu) ou inhibitrice (c.-à-d. cela diminue la fréquence des potentiels d'action lors de la transmission de son signal).

En ce qui concerne la masse, les axones en sont le principal composant. Dans certains cas, les axones de groupes de neurones suivent des voies articulaires. Dans d'autres, chaque axone est recouvert de plusieurs couches de membrane appelées myéline et est produit par les cellules gliales. De cette manière, la matière grise est considérée comme riche en cellules neuronales et en matière blanche comme la partie riche en axones (c.-à-d. les fibres nerveuses).

Au niveau de la structure histologique, les préparations à l'encéphale sont généralement faites avec des taches d'argent (c.-à-d. qu'elles utilisent des sels d'argent tels que le chromate d'argent), telles que celles développées par Camilo Golgi et Santiago Ramón et Cajal. Étant donné que le tissu cortical présente une grande abondance de cellules neuronales et que la coloration à l'argent ne fait que marquer une fraction des cellules présentes, ces techniques ont permis d'étudier des types de cellules spécifiques. Cependant, l'abondance des interconnexions entre les neurones a donné lieu à différentes hypothèses sur l'organisation, comme celle qui suggérait que les neurones constituaient un réseau continu (soutenu par Camilo Golgi) et que les neurones étaient des entités individuelles (suggéré par Cajal, qui s'est avéré correct et qui reçoit le nom de "doctrine du neurone").

Neurotransmission

La transmission de l'information dans le cerveau ainsi que ses afférences sont produites par l'activité de substances appelées neurotransmetteurs, substances susceptibles de provoquer la transmission de l'impulsion nerveuse. Ces neurotransmetteurs sont reçus dans les dendrites et sont émis dans les axones. Le cerveau utilise l'énergie biochimique du métabolisme cellulaire pour déclencher des réactions neuronales.

Chaque neurone appartient à une région métabolique responsable de compenser la carence ou l'excès de charges dans d'autres neurones. On peut dire que le processus est terminé lorsque la région touchée cesse d'être active. Lorsque l'activation d'une région entraîne l'activation d'une région différente, on peut dire qu'il y a eu un échange biomoléculaire entre les deux régions. Tous les résultats et réactions de déclenchement sont transmis par les neurotransmetteurs, et la portée de cette réaction peut être immédiate (affecte directement d'autres neurones appartenant à la même région de processus), locale (affecte une autre région de processus autre que la première) et / ou global (affecte l'ensemble du système nerveux).

Étant donné la nature de l'électricité dans le cerveau, il a été convenu de l'appeler bioélectricité. Le comportement de l'électricité est essentiellement le même dans les conducteurs de cuivre et dans les axones neuronaux, bien que ce qui porte la charge dans le système nerveux est ce qui différencie le fonctionnement entre les deux systèmes de conduction électrique. Dans le cas du système nerveux, il est porté par le neurotransmetteur.

Un neurotransmetteur est une molécule dans l'état de transition, avec un déficit ou un excédent de charges. Cet état de transition vous offre un temps de stabilité maximal de quelques vibrations moléculaires. Pendant ce temps, la molécule doit être couplée au récepteur postsynaptique approprié, sinon elle se dégrade et reste comme résidu dans le liquide céphalo-rachidien. Les astrocytes sont responsables du nettoyage de ce liquide à partir de ces déchets, ce qui permet de ne pas interférer avec les futures neurotransmissions.

L'épuisement somatique du neurone survient au moment où la production de vésicules avec les neurotransmetteurs est inférieure aux vésicules présynaptiques utilisées, atteignant des potentiels d'action mais sans disposer de vésicules pour continuer le processus. Ces cas surviennent très fréquemment dans les processus d'apprentissage, où le neurone doit investir beaucoup dans les neurotransmetteurs, de sorte qu'il peut y avoir une réception optimale par certaines dendrites proches et spécialisées dans le traitement de ces informations. Les potentiels d'action non transmis produisent des ions calcium dans le milieu, en le saturant avec cet ion, ce qui est capable de faciliter la conduction électrique. Élevant les indices de cet ion, le potentiel électrique est plus susceptible de sauter dans une dendrite proche et, grâce aux forces électrostatiques, d'améliorer la proximité entre axone-dendrite, diminuant la résistance et les ions calcium nécessaires dans le liquide céphalo-rachidien.

De cette manière, le schéma de fonctionnement serait le suivant : le neurone A demande le paquet d'énergie, le neurone B reçoit le stimulus. Le neurone B traite le paquet énergétique, le neurone B émet un paquet énergétique avec une charge électrique. L'emballage est transmis par le corps de l'axone grâce à l'enrobage lipidique de la myéline et est acheminé jusqu'à la dendrite du neurone A, qui a l'habitude de recevoir de tels emballages. Le triaxon du neurone B libère le paquet et le neurone A le décompose et ainsi de suite.

Neuroplasticité

La neuroplasticité est le processus de modification de l'organisation neuronale du cerveau résultant de l'expérience. Le concept repose sur la capacité de modifier l'activité des neurones et a été décrit en tant que tel par le neuroscientifique polonais Jerzy Konorski. La possibilité de modifier le nombre de synapses, de connexions neurone-neurone, voire du nombre de cellules, donne lieu à une neuroplasticité. Historiquement, les neurosciences ont conçu au cours du 20^ème siècle un schéma statique des structures les plus anciennes du cerveau ainsi que du néocortex. Cependant, on sait maintenant que les connexions cérébrales varient tout au long de la vie adulte, tout comme la génération de nouveaux neurones dans des domaines liés à la gestion de la mémoire (hippocampe, gyrus denté). Ce dynamisme dans certaines régions du cerveau de l'adulte répond à des stimuli externes et atteint même d'autres parties du cerveau, comme le cervelet.

Selon les connaissances scientifiques de la neuroplasticité, les processus mentaux (l'acte de penser, l'apprentissage) sont capables de modifier le schéma d'activation cérébrale dans les zones néocorticales. Ainsi, le cerveau n'est pas une structure immuable, mais répond à l'expérience de vie de l'individu. Le psychiatre canadien Norman Doidge a défini ce changement dans le paradigme des neurosciences comme étant "l'une des découvertes les plus extraordinaires du 20^ème siècle".

Vascularisation

L'encéphale reçoit du sang de deux paires de gros vaisseaux sanguins, à savoir les artères carotides internes et les artères vertébrales. Ces quatre grands vaisseaux artériels s'anastomosent à la base du crâne, formant une structure artérielle unique : le cercle artériel cérébral également appelé polygone de Willis.

Les artères carotides internes proviennent des artères du cou et sont celles qui nourrissent le cerveau antérieur.

Les artères vertébrales, issues des artères du thorax, forment le tronc basilaire. Le système basilaire alimente le tronc cérébral, le cervelet, le lobe occipital du cerveau et certaines parties du thalamus.

Le système vasculaire encéphalique transporte l'oxygène, les nutriments et d'autres substances importantes vers le cerveau pour assurer son bon fonctionnement. Cependant, le passage des substances à l'intérieur du cerveau est limité par la barrière hémato-encéphalique.

L'encéphale utilise environ 20 % de l'oxygène absorbé par les poumons et pour son bon fonctionnement, il est nécessaire de maintenir un apport constant de sang. Le tissu cérébral privé d'oxygène pendant moins d'une minute peut entraîner une perte de conscience. Le tissu cérébral privé de sang pendant environ 5 minutes risque de subir des dommages permanents.

Pathologie

L'encéphale, avec le coeur, est l'un des deux organes les plus importants du corps humain. Une perte de fonctionnalité de l'un de ces deux organes entraîne la mort. D'un autre côté, les dommages au cerveau entraînent des pertes de transaction neurochimiques, ce qui rend difficile l'expression de caractéristiques comportementales nécessitant intelligence, mémoire et contrôle du corps. Dans la plupart des cas, ces dommages sont généralement dus à des inflammations, des oedèmes ou des impacts sur la tête. Les accidents cérébrovasculaires causés par le blocage des vaisseaux sanguins du cerveau sont également une cause majeure de décès et de lésions cérébrales.

D'autres problèmes encéphaliques peuvent être mieux classés comme maladies que comme dommages. Les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose latérale amyotrophique et la maladie de Huntington sont causées par la mort progressive de neurones individuels et seuls leurs symptômes peuvent actuellement être traités. Les maladies mentales telles que la dépression clinique, la schizophrénie et le trouble bipolaire ont une base biologique théorique dans le cerveau et sont généralement traitées par thérapie psychiatrique.

Certaines maladies infectieuses affectant le cerveau sont causées par des virus ou des bactéries. L'infection des méninges peut entraîner une méningite; l'encéphale, une encéphalite, si les deux tissus affectent une méningo-encéphalite. L'encéphalopathie spongiforme bovine, également appelée maladie de la vache folle, est une maladie mortelle chez les bovins et est associée aux prions. Il a également été vérifié que la sclérose en plaques, la maladie de Parkinson et la maladie de Lyme, ainsi que l'encéphalopathie et l'encéphalomyélite, ont des causes virales ou bactériennes.

Certains troubles du cerveau sont congénitaux. La maladie de Tay-Sachs, le syndrome de l'X fragile, le syndrome de délétion 22q13, le syndrome de Down et le syndrome de Tourette sont associés à des erreurs génétiques ou chromosomiques.

Il existe également des affections associées à des troubles cérébraux, qui ne sont pas visibles à l'oeil nu. Les troubles du spectre autistique en sont un exemple.

En rapport avec "encéphale"

• archencéphale

  

  Un archencéphale est le cerveau antérieur primitif de l'embryon précoce. Il est aussi appelé l'encéphale de l'homme parce qu'il est supérieur...

• diencéphale

  

  Le diencéphale est la partie caudale (postérieure) du cerveau antérieur, contenant l'épithalamus, le thalamus, l'hypothalamus, le thalamus ventral...

• mésencéphale

  

  Le mésencéphale est une partie de l'encéphale des vertébrés située entre le diencéphale et le métencéphale.

• métencéphale

  

  Le métencéphale est la partie embryonnaire du cerveau postérieur. Il se différencie en pont et en cervelet et contient une partie du quatrième ventricule.