L'existence de relations entre cerveau et pensée a alimenté de nombreuses querelles philosophiques, et ce en raison de l'absence de techniques d'observation du fonctionnement normal de cet organe. A la fin du 19e siècle, physiologistes et neurochirurgiens ont établi que les fonctions cognitives généraient des modifications localisées de la circulation sanguine cérébrale, et que des stimulations ou des lésions du cortex pouvaient provoquer une interruption ou un trouble de leur exécution. Jusqu'aux années 1980, cette dernière approche - la neuropsychologie - a constitué la méthode expérimentale prédominante pour l'étude des relations entres structures et fonctions cérébrales. Elle est cependant limitée parce qu'elle tente d'inférer le fonctionnement du cerveau normal à partir de l'observation de dysfonctionnements de cerveaux lésés. Dans ce contexte, la mise au point au cours des années 1990 de techniques d'imagerie numérique tridimensionnelle permettant d'observer de façon externe chez l'homme vivant l'organisation fonctionnelle de son cerveau, constitue une véritable révolution. La tomographie par émission de positons, l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et la magnétoencéphalographie sont désormais à même de fournir des cartes spatio-temporelles des événements électriques et métaboliques qui sous-tendent les activités mentales. Ces nouvelles approches des fonctions cognitives ont déjà fourni de nombreux résultats en démontrant que les activités cognitives avaient pour base une modulation d'activité neuronale. Elles devraient également permettre dans l'avenir une nouvelle approche des dysfonctionnements cognitifs apparaissant au détours des maladies neurologiques et psychiatriques.
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, fonction cognitive, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, magnétoencéphalographie, neurone, neuropsychologie, neuroscience, pensée, sciences cognitives, système nerveux, tomographie

La nature des relations entre cerveau et pensée a alimenté de nombreuses querelles philosophiques depuis plus de deux millénaires. C'est à la fin du 19ème siècle que des neurochirurgiens établirent que les fonctions cognitives modifient localement la circulation sanguine cérébrale (Roy et Sherrington, 1890), et que des lésions du cortex provoquent leur dysfonctionnement (Broca, 1863). Cette dernière approche, appelée neuropsychologie, a été jusqu'aux années 1980 la méthode expérimentale de référence pour l'étude des relations entres structures et fonctions cérébrales, tout en étant fondamentalement inadaptée à l'étude du fonctionnement cérébral normal. Dans ce contexte, la mise au point dans les années 1990 de techniques d'imagerie de l'organisation fonctionnelle du cerveau humain, constitue une véritable révolution. Leur avènement découle d'avancées majeures de la fin du 20ème siècle dans les domaines de la détection de rayonnements et de l'informatique. Ces techniques, dites de neuroimagerie cognitive, sont la tomographie par émission de positons (TEP), l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMF) et la magnéto-électro-encéphalographie (MEEG). Une fonction cognitive est en effet une séquence temporelle d'activités neuronales, électriques et neurochimiques, distribuées en réseau, et engendrant des variations locales à la fois du champ électro-magnétique, du métabolisme énergétique, et du débit sanguin cérébral (DSC). Les modifications locales du champ électromagnétique sont directement observables à la milliseconde près, "en temps réel ", à la surface du scalp (MEEG). L'observation des événements neurochimiques, métaboliques et hémodynamiques nécessitent le recours à un marqueur de ces évènements dont la concentration en chaque endroit du cerveau doit être détectable de l'extérieur. En IRMF, le marqueur est la désoxy-hémoglobine (dHb), une molécule normalement présente dans les globules rouges du sang veineux, et dont la concentration varie avec le débit de sang local et donc avec l'activité mentale. Chez un sujet placé au sein d'un champ magnétique intense, la dHb peut être détectée par voie externe car elle est paramagnétique : sa présence engendre dans son voisinage une faible perturbation du champ magnétique que les appareils d'IRM sont capables de cartographier avec une précision millimétrique. La fusion des données d'EEG-MEG d'une part, et de TEP-IRMF d'autre part va permettre à terme l'obtention de véritables cartes cérébrales spatio-temporelles des activités mentales. Les méthodes de neuroimagerie ont déjà fourni de nombreux résultats concernant des bases neurales des fonctions cognitives, et vont permettre une approche nouvelle du vieillissement cérébral et des dysfonctionnements cognitifs. Elles constituent, pour les neurobiologistes, les psychologues, les spécialistes d'intelligence artificielle, mais également les philosophes, une rupture épistémologique dans la quête de la nature et de l'organisation de nos pensées.
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, conscience, imagerie, mémoire, pensée, système cérébral, tomographie

Après un rappel de l'anatomie cérébrale sur une coupe sagittale médiane de cerveau isolé au 5ème mois, et un rappel des particularités techniques de l'examen échographique du cerveau foetal (symétrie des coupes), une description détaillée des différents niveaux de coupe est réalisée dans les 3 plans de l'espace: axial transverse, frontal et sagittal, à 23 sem. d'aménorrhée. Pour chaque niveau, les coupes échographiques sont couplées: coupe dynamique et coupe anatomique correspondante sur cerveau isolé. Ensuite est effectuée la description de l'évolution des principaux marqueurs de l'anatomie cérébrale foetale aux 1er,2ème et 3ème trimestres. [Programme mis en ligne dans le cadre du partenariat UMVF / Médiathèque centrale de la CIDMEF] ****** Origine [n° catalogue DCAM : V176] [n° catalogue CIDMEF : V338]
Mot(s) clés libre(s) : anatomi, cerveau, diagnostic anténatal, échographie, foetus

L'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet depuis une vingtaine d'année de produire des images de l'anatomie ‘statique' du cerveau, c'est-à-dire des coupes virtuelles montrant les détails des structures cérébrales (matière grise, matière blanche) avec une précision millimétrique. Cette imagerie ‘anatomique' est utilisée par les radiologues pour la détection et la localisation de lésions cérébrales. Plus récemment, l'IRM est aussi devenue ‘fonctionnelle' (IRMf), montrant l'activité des différentes structures qui composent notre cerveau. L'imagerie neurofonctionnelle par IRMf repose sur deux concepts fondamentaux. Le premier, soupçonné depuis l'Antiquité mais clairement mis en évidence au siècle dernier par les travaux du chirurgien français Paul Broca, est que le cerveau n'est pas un organe homogène, mais que chaque région est plus ou moins spécialisée dans sa fonction. Le deuxième, suggéré par l'anglais Sherrington à la fin du siècle dernier, est que les régions cérébrales actives à un moment donné voient leur débit sanguin augmenter. C'est cette augmentation locale et transitoire de débit sanguin, et non directement l'activité des neurones, qui peut être détectée par l'IRMf et par la caméra à émission de positons (autre méthode d'imagerie neurofonctionnelle). En pratique, il suffit donc d'acquérir des images représentant le débit sanguin en chaque point de notre cerveau quand il exécute une tâche particulière (motrice, sensorielle, cognitive,...) et dans une condition de référence neutre. A l'aide d'un traitement informatique de ces images, on peut extraire les régions cérébrales pour lesquelles le débit sanguin a changé entre la condition de contrôle et l'exécution de la tâche et en déduire que ces régions ont participé à cette tâche. Ces régions sont reportées en couleurs sur l'anatomie cérébrale sous-jacente. Bien que l'imagerie neurofonctionnelle, aujourd'hui, ne permette pas de descendre à l'échelle des neurones, les exemples rassemblés dans ces pages tendent à montrer que les circuits cérébraux utilisés par l'activité de ‘pensée' sont communs avec ceux utilisés par des processus de perception ou d'action réels. Ce résultat n'est pas surprenant a priori, si on considère que certaines formes de pensée (créer et voir une image mentale, imaginer une musique, inventer une histoire, évoquer des souvenirs...) ne sont autres que des simulations ou reproductions internes d'évènements que nous avons vécus ou que nous pourrions vivre. Au delà de l'identification des régions impliquées dans les processus cognitifs, des travaux en cours laissent présager qu'un jour nous pourrions peut-être même avoir accès en partie à la nature de l'information traitée par les différentes régions de notre cerveau, et donc, d'une certaine manière, à une petite fraction du contenu de nos pensées...
Mot(s) clés libre(s) : anatomie cérébrale, Broca, cerveau, fonction cognitive, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, language, matière blanche, matière grise, motricité, neuroimagerie, neurone, neuroscience, pensée, région cérébrale, She

Une conférence du cycle "le magnétisme aujourd’hui : du pigeon voyageur à la spintronique" Le cerveau de cristal: apport du magnétisme à l'imagerie cérébraleDenis Le BihanDirecteur de Neurospin, Membre de l’Académie des sciences, CEA Saclay
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, imagerie médicale, Magnétisme

Les neurosciences vivent une période nouvelle et particulièrement fructueuse dans leurs rapports avec la physique et les mathématiques. En neurobiologie, ainsi que dans d'autres corpus du savoir, a dominé jusqu'ici une conception causale héritée de la mécanique de Newton selon laquelle le fonctionnement du cerveau obéirait aux seules lois du déterminisme classique. La notion de « câblage » anatomique et celle d'arc réflexe illustrent bien ce schéma traditionnel du tout ou rien qui a conduit a trop souvent exclure du champ de notre réflexion, la variabilité et le caractère imprévisible, pourtant évidents, de nombre de faits expérimentaux. Nous montrerons à l'aide de quelques exemples que cette situation se modifie rapidement et que les « interfaces » entre les différentes disciplines souvent invoquées en vain dans le passé, deviennent une réalité. Un matériel expérimental privilégié a été celui d'un neurone qui commende la réaction de fuite chez les poissons. Véritable « cerveau dans le cerveau », il permet d'étudier tous les mécanismes de la communication neuronale qui ont été identifiés chez toutes les espèces, y compris les Primates. À son niveau, la transmission de la communication entre les neurones est loin d'être garantie, elle obéit au contraire aux lois du hasard : comme si chaque synapse jouait aux dés le fait qu'elle relaie ou non un message après chaque influx. Ce caractère probabiliste confère à la communication nerveuse et par conséquent aux comportements qu'elle sous-tend, une « liberté » dont la valeur adaptative est fondamentale. Elle intervient de plus dans certains processus de mémorisation et d'apprentissage. L'étude de phénomènes électriques communs également à tous les neurones, à l'aide de la dynamique non linéaire mise au point par les physiciens, a d'autre part suggéré que l'apparence stochastique de ces processus cache en fait un ordre sous-jacent, celui du chaos déterministe. Le terme « déterministe » signifiant que la dynamique en cause obéit bien à des lois mais, que l'évolution des phénomènes concernés est imprévisible du fait de leur sensibilité à toute perturbation. Cette découverte qui remet en cause bien des idées reçues, offre des perspectives inattendues pour qui veut comprendre la nature des états internes du cerveau ou encore dans une perspective thérapeutique de certaines affections neurologiques.
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, chaos, communication neuronale, neurobiologie, neuromédiation, neuroscience, probabilité

Colloque La représentation du vivant : du cerveau au comportementSession La représentation du cerveau par les neurosciences Henry Kennedy, à l'aide de représentations graphiques, analyse le développement du cortex chez le primate. Quels sont les mécanismes qui assurent les spécifications des aires corticales ? Quelles aires corticales pour quelles fonctions ? Si les scientifiques disposent aujourd'hui de nombreux résultats expérimentaux sur le fonctionnement et l'anatomie du cerveau, les tentatives de modélisation restent peu nombreuses. En effet, nos connaissances en neurosciences, purement qualitatives et descriptives, n'offrent pas la possibilité de construire des modèles prédictifs. La complexité du vivant, pour Henry Kennedy, c'est l'interaction entre le génétique et l'environnementEquipe technique Directeur de la production: Christophe Porlier, Responsable des moyens techniques: Francis Ouedraogo, Réalisation : Service commun audiovisuel et multimédia, Exploitation : Julien Lopez, Cadre:Mathias Chassagneux, Son: Xavier comméat, Montage-Encodage-Diffusion Web:Jean-Claude Troncard
Mot(s) clés libre(s) : Cerveau -- Physiologie, Cortex cérébral – Dévéloppement, Primates, Théories du vivant

Description à venir Voir les autres programmes du jubilé André Calas : a-Jubilé André Calas - présentation b-Jubilé André Calas - Andrée Tixier-Vidal c-Jubilé André Calas - Alain Trembleau d-Jubilé André Calas - Bennis e-Jubilé André Calas - Gérard Alonso f-Jubilé André Calas - Olivier Kah g-Jubilé André Calas - Yves Tillet h-Jubilé André Calas - Olivier Bosler i-Jubilé André Calas - Mikhail Ugrumov j-Jubilé André Calas - Massimiliano Beltrano k-Jubilé André Calas - Marc Landry l-Jubilé André Calas - Brigitte Oteniente m-Jubilé André Calas - André Calas
Mot(s) clés libre(s) : cerveau., GnRH, neuroendocrinologie des poissons, reproduction, stéroïdes

Conférence du 4 février par Michel Jouvet. Le sommeil de l'homme est l'aboutissement d'une très longue évolution phylogénétique qui a intégré les mécanismes suivants : 1) L'"invention" chez les êtres pluricellulaires de mécanismes "d'homéostasie prédictive". Ces mécanismes sont commandés par une horloge interne, d'à peu près 24 heures (circadienne). 2) Des processus d'économie d'énergie : inactivité, repos et sommeil, permettent en effet de réduire la consommation d'énergie et de nourriture. Dans certaines niches écologiques, un processus saisonnier, l'hibernation, remplace l'alternance quotidienne du sommeil en réduisant considérablement la consommation d'énergie par diminution de la température corporelle jusqu'à 1 à 2°C. 3) Des processus d'homéothermie avec les oiseaux, le sommeil sert également à protéger et préparer un nouvel état survenant avec une périodicité ultradienne, le sommeil paradoxal (SP) ou sommeil avec mouvements rapides oculaires, qui est chez l'homme le substratum neurobiologique de l'activité onirique. Nous passerons d'abord en revue l'apparition et l'évolution de ces mécanismes au cours de l'évolution phylogénétique, avant de montrer comment on en retrouve les traces au niveau du sommeil d'un sujet humain.
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, horloge, rythme biologique, santé, sommeil

Conscience et cerveau font aujourd'hui bon ménage. Il n'en a pas toujours été ainsi. A une longue période d'indifférence, suivie d'un temps d'hostilité affichée, fait suite aujourd'hui une idylle grosse de promesses mais riche d'obscurité, de confusions et d'illusions. Le nombre de livres publiés par des philosophes, psychologues, neurobiologistes, physiciens ou mathématiciens (et j'en passe), le nombre de colloques ou de numéros spéciaux de revues consacrés aux relations entre cerveau et conscience est simplement confondant. Cet engouement vient, pour une grande part, des recherches sur le cerveau lui-même. Il vient surtout de la mise en évidence de dissociations spectaculaires entre ce qu'un patient, souffrant d'une lésion cérébrale circonscrite, est capable de réaliser, sans en avoir la moindre idée, grâce à des capacités de percevoir, de mémoriser, de choisir et arranger l'information pertinente pour réaliser un geste, saisir un objet, éviter un obstacle, être ému par un visage familier. Autant de comportements qu'il exécute sans savoir comment, mais dont il aurait été pleinement conscient sans sa lésion cérébrale. On peut aller jusqu'à dire que toutes les compétences cognitives, y compris les compétences sémantiques, peuvent être, jusqu'à un certain point, réalisées sans que le sujet en ait conscience. Cette forme de conscience constitue ce que certains auteurs appèlent le problème facile de la conscience, en ce sens qu'une explication en termes de fonctionnement cérébral ne pose pas de problèmes insurmontables. Il n'en va peut-être pas de même de la conscience au sens d'expérience subjective, strictement privée et toujours faite à la première personne ; cet aspect de la conscience constituerait, en revanche, un véritable défi à toute explication scientifique. Nous nous proposons de passer en revue un certain nombre d'arguments, pris notamment dans le domaine de la perception visuelle, qui établissent des corrélations fortes entre le fonctionnement de régions cérébrales localisées et la conscience que nous avons de ce que nous voyons et de ce que nous ressentons lorsque nous voyons.
Mot(s) clés libre(s) : cerveau, cognition, conscience, psychophysiologie