mardi, 5 novembre 2019
L’humain découvre la grammaire de base de son système nerveux
On poursuit cette semaine cette série de billets de blog automnaux en lien avec le cours «Notre cerveau à tous les niveaux» donné en collaboration avec l’UPop Montréal au café Les Oubliettes. Comme je le fais pour chaque séance, j’ai mis le pdf du Power Point de la séance d’il y a deux semaines au bas de la page L’école des profs de mon site ou directement en suivant ce lien. Pour le Facebook Live de cette deuxième séance elle demeure disponible pour visionnement ici. Et comme je l’ai expliqué dans un billet antérieur, je vais soulever aujourd’hui quelques questions générales qui seront abordées mercredi le 13 novembre prochain lors de notre troisième séance intitulée « L’humain découvre la grammaire de base de son système nerveux ».
On va commencer par raconter comment s’est constituée la « théorie du neurone » au début du XXe siècle avec ce personnage important, considéré parfois comme le père des neurosciences modernes, le neuroanatomiste espagnol Ramon y Cajal. J’avais d’ailleurs déjà raconté cette histoire ici, en parlant d’abord de l’opposition entre les conceptions de Cajal, qui voyait les neurones comme des entités individuelles avec leur « personnalité » propre, et Camilio Golgi qui adhérait plutôt à la conception de l’époque qui était de considérer le système neveux comme formant un maillage continu. J’avais rappelé comment la théorie du neurone de Cajal avait fini par s’imposer, mais en rappelant aussi comment des découvertes récentes sur les synapses électriques chez les vertébrés supérieurs indiquent que Golgi n’avait pas tout à fait tort non plus. Et je concluais que, comme souvent en biologie, on peut dire que ce n’était pas l’un OU l’autre, mais bien l’un ET l’autre qui avait raison. J’irai d’ailleurs en ce sens pour les trois autres points principaux de la théorie du neurone que l’on relativisera ainsi à la fin de la prochaine séance.
Par le passé, j’ai plusieurs fois utilisé cette approche historique avec la théorie du neurone pour présenter l’abc de l’anatomie et de la physiologie de ceux-ci. Et c’est ce que je m’apprêtais à faire un peu automatiquement pour cette troisième séance de « Notre cerveau à tous les niveaux ». Mais il y a tant de façons de raconter cette histoire de notre système nerveux que j’ai décidé d’en essayer une autre qui s’inscrit encore plus dans le récit chronologie de cette Big History commencée il y a deux semaines avec le Big Bang et qui va nous amener jusqu’aux sociétés et à la conscience humaine !
Il s’agira donc, après cette introduction tirée de l’histoire des neurosciences, de revenir à une présentation plus développementale de la grammaire neuronale. Autrement dit, expliquer comment se forment les neurones dans l’embryon, puis comment ils se développent chez le bébé puis l’enfant, l’adolescent et l’adulte humain. Sans entrer dans les détails archi-complexes de la façon dont s’effectue cette chorégraphie étonnante, nous en exposerons néanmoins les principales étapes qui nous permettrons d’aborder naturellement la spécificité neuronale par rapport aux autres cellules de notre corps au destin différent.
On commencera ainsi par l’indissociable duo que forment dès les premières phases du développement les neurones et les cellules gliales. Ces dernières, historiquement sous-estimées parce que sous-étudiées par rapport aux neurones, ont dévoilé au cours des dernières décennies leur apport riche et complexe à la computation neuronale comme l’indiquent les quelques exemples suivants déjà traités dans ce blogue :
Les cellules gliales sont aussi sensibles à notre environnement
La synapse tripartite mise à mal
La cote des cellules gliales en hausse, celle des neurones miroirs en baisse
Neurones inhibiteurs : plus qu’un simple frein
Des péricytes qui font le travail attribué aux astrocytes ?
On verra aussi comment le neurone déploie ses dendrites et comment son axone va s’allonger et s’orienter pour trouver sa cible, ces prolongements propres aux neurones étant ce qui leur permet, anatomiquement, de se relier les uns aux autres pour former des réseaux. Encore ici, quelques billets de blogues anciens sur cette question :
Les mille et un visages du neurone
Richesse et complexité structurale du neurone
Les avancées spectaculaires de la microscopie à deux photons et de l’imagerie au calcium
On abordera ensuite la conduction électrique (ou électrochimique) qui va permettre la communication rapide d’un neurone à l’autre grâce au phénomène de l’influx nerveux (ou potentiel d’action). Car très tôt dans la vie d’un humain c’est l’interaction avec l’environnement, et donc l’activité nerveuse dans les circuits sollicités, qui va aider les voies nerveuses à se préciser et à se stabiliser. Des liens autour de ce phénomène :
Des neurones aux propriétés étonnantes
Pourquoi notre cerveau est-il si énergivore ?
Le “coming out” de la synapse électrique
Autant la conduction électrique de l’influx nerveux le long de l’axone est un phénomène tout ou rien rapide et sans perte de signal, autant il manque cependant de souplesse pour rendre compte des prodigieuses capacités d’adaptation de notre système neveux. Pour cela, il faudra introduire l’autre aspect de la communication neuronale : la transmission chimique au niveau de la synapse qui, elle, va permettre cette souplesse en modifiant constamment l’efficacité des connexions entre les neurones. Et c’est ainsi que chaque neurone devient un intégrateur de tous les signaux qu’il reçoit et qu’il modifie en permanence sa sensibilité à ces signaux en fonction de l’histoire des stimulations ou inhibitions reçues précédemment. C’est ce qui est étudié par ce qu’on appelle les neurosciences computationnelles présentés dans ces deux billets :
Trois découvertes des années 1950 à la base des neurosciences computationnelles
Des capacités d’intégration neuronale bien plus complexes qu’on le croyait depuis des décennies ?
Voilà donc un peu du contenu qui sera abordé à la séance du 13 novembre prochain, avec en plus la question de l’élimination ou de l’élagage important que subissent les connexions nerveuses durant le développement et celle des (grandes) différences entre le cerveau et l’ordinateur dont je donnerai possiblement un aperçu ici la semaine prochaine.
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