Le Cerveau en lumières , livre ebook

Odile Jacob - Etienne Hirsch , Bernard Poulain

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276 pages

Français

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Extrait

Description

Mieux comprendre les relations de notre cerveau avec nos sens, nos comportements, notre cognition ou encore notre conscience est un défi majeur pour appréhender le monde de demain. Qu’elles aient pour but l’approfondissement des connaissances fondamentales ou qu’elles soient à visée applicative, les recherches actuelles visent notamment à élucider les mécanismes du fonctionnement du cerveau et à comprendre comment cet organe plastique est modelé tout au long de la vie par ses interactions avec l’environnement. Réunis autour d’Etienne Hirsch et de Bernard Poulain, une trentaine de spécialistes dressent un état des lieux des connaissances actuelles sur le cerveau et décrivent les nouveaux défis que les chercheurs devront relever au cours des vingt années à venir et leurs applications dans les grands domaines de la médecine, de la santé, mais aussi des apprentissages, des technologies ou encore du vivre-ensemble. Etienne Hirsch est neurobiologiste. Il est directeur de recherche au CNRS, directeur de l’Institut thématique « Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie » de l’Inserm et de l’Alliance pour les sciences de la vie et de la santé (AVIESAN), responsable de l’équipe « Thérapeutique expérimentale de la maladie de Parkinson » à l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (ICM) et président du Comité recherche du plan national maladies neurodégénératives. Bernard Poulain est neurobiologiste. Il est directeur de recherche au CNRS à Strasbourg, directeur adjoint scientifique de l’Institut des sciences biologiques du CNRS (Paris) et, enfin, directeur de l’Institut thématique multi-organismes « Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie » de l’Alliance pour les sciences de la vie et de la santé (AVIESAN). Avec Christian Barillot, Karim Benchenane, Olivier Bertrand, Olivier Blin, François Cabestaing, Martine Cador, Frédéric Canini, Raja Chatila, Hervé Chneiweiss, Michel Clanet, Jean-Christophe Corvol, Ghislaine Dehaene-Lambertz, Aziz El-Amraoui , Valentina Emiliani, Francis Eustache, Philippe Faure, Afsaneh Gaillard, Paolo Giacobini, Jean-Antoine Girault, Pierre Gressens, Olivier Houdé, Pascal Huguet, Étienne Koechlin, Marie-Odile Krebs, Marion Leboyer, Catherine Lubetzki, Guillaume Masson, François Mauguière, Grégory Ninot, Serge Picaud, Jean-Philippe Pin, Laurent Pradier, Frédéric Saudou, Catherine Tallon-Baudry, Mickael Tanter, Bertrand Thirion, Marie-Laure Welter.

Sujets

Science

Neuroscience

Sciences et techniques

Life Sciences

Informations

Publié par	Odile Jacob
Date de parution	19 juin 2019
Nombre de lectures	11
EAN13	9782738148452
Langue	Français

Informations légales : prix de location à la page 0,1050€. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

Extrait

© O DILE J ACOB , JUIN 2019 15, RUE S OUFFLOT , 75005 P ARIS
www.odilejacob.fr
ISBN : 978-2-7381-4845-2
Le code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 122-5 et 3 a, d'une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l'usage du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d'autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d'exemple et d'illustration, « toute représentation ou réproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (art. L. 122-4). Cette représentation ou reproduction donc une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété intellectuelle.
Composition numérique réalisée par Facompo
Ce livre est dédié à tous les acteurs de la recherche sur le cerveau et tout particulièrement à notre collègue et amie, Marie-Louise Kemel, neurophysiologiste spécialiste des ganglions de la base.
EN PRÉAMBULE
Notre rêve collectif

par Bernard Poulain et Etienne Hirsch

Comprendre le fonctionnement du cerveau et la relation qui lie ce fonctionnement à nos comportements, notre cognition et notre conscience est un défi majeur pour la recherche d’hier, d’aujourd’hui et de demain. C’est répondre à une soif de connaissance essentielle, comme celle qui nous pousse à vouloir connaître l’origine de l’univers ou de la vie. C’est comprendre ce qui fait notre unicité, nos limites, c’est répondre à l’injonction delphique « Connais-toi toi-même ». C’est aussi une connaissance indispensable au progrès de l’approche thérapeutique des nombreuses maladies qui l’affectent.
La recherche sur le cerveau, qu’elle ait pour but l’approfondissement de connaissances fondamentales ou qu’elle soit à visée applicative, s’attaque à l’un des défis les plus complexes abordé par les sciences du vivant et les sciences médicales. Cette recherche relève des neurosciences biologiques et cognitives, de la psychologie et de bien d’autres disciplines encore. Il s’agit, par exemple, de comprendre comment le cerveau régule notre physiologie, commande nos mouvements, prend à chaque instant des décisions, interprète ce que perçoivent nos organes des sens, apprend, construit des représentations du monde qui nous environne, nous fait ressentir des émotions et nous permet d’avoir une pensée symbolique, d’avoir conscience d’être, d’interagir avec nos semblables par le langage, de décoder leurs intentions. C’est aussi vouloir comprendre comment le fonctionnement de cet organe plastique est constamment modelé tout au long de la vie (des stades embryonnaires jusqu’à la vieillesse) par ses interactions avec le corps et le monde extérieur, au gré de nos apprentissages et de nos expériences individuelles et sociales. Il s’agit donc d’intégrer la complexité inhérente à toutes les échelles de l’organisation du système nerveux pour comprendre les bases neurales des fonctions cognitives supérieures, des comportements et des interactions sociales. Cela implique non seulement d’aborder des aspects biologiques fondamentaux (génomes et hérédité, structure des protéines, métabolisme, compartimentation et dynamique cellulaire, interactions cellulaires, anatomie, physiologie, développement, plasticité, vieillissement), mais aussi des aspects spécifiques du cerveau (code neural, représentation sensorielle, mémoire, comportement), voire de l’être humain, y compris dans sa dimension sociale (conscience, pensée, langage, manipulation des symboles, relations avec autrui…).
Les découvertes de la recherche sur le cerveau irriguent un tissu important de petites entreprises (start-up) ou de grandes compagnies qui les valorisent. Il ne s’agit pas uniquement de médicaments. Il peut s’agir de marqueurs biologiques utilisés à des fins cliniques (marqueurs moléculaires ou comportementaux), de prothèses sensorielles, de logiciels de remédiation cognitive. Comprendre comment sont codées et traitées les informations par notre cerveau (décryptage du code neural) ouvre la porte à la création de nouvelles technologies bio-inspirées qui aboutiront à de nouveaux paradigmes informatiques ou à des applications en robotique.
Dans les pages qui suivent, tous ces aspects de la recherche sur le cerveau seront abordés. Mais, bien entendu, nous ne saurions prétendre à l’exhaustivité, ni même à la plus totale exactitude, et l’ouvrage que vous tenez entre les mains n’est pas un nouveau traité de neurosciences, de cognition ou de psychologie. L’ambition qui nous anime est de faire un point sur ce que l’on sait déjà et ce que l’on ne sait pas bien encore, et d’apporter un peu de lumière sur les grandes évolutions de la recherche sur le cerveau, en multipliant les éclairages. La recherche dans les décennies à venir poursuivra son incessant travail de construction de nouvelles connaissances et de déconstruction de certains des savoirs que nous pensions bien établis.
Ce livre est le fruit de la synthèse d’une réflexion collective menée dans le cadre de l’Alliance nationale pour les sciences de la vie et de la santé (AVIESAN). Son point de départ était une véritable gageure : « Comment voyez-vous la recherche en neurosciences dans vingt ans ? » Pour répondre à une telle question, un groupe pilote (formé par Olivier Bertrand, Frédéric Canini, Jean-Antoine Girault, Catherine Lubetzki, Laurent Pradier et Bertrand Thirion) a débroussaillé la question en identifiant 14 domaines à approfondir plus particulièrement. Ce fut l’objet d’un atelier de prospective qui a réuni plus de 80 chercheuses et chercheurs, jeunes et plus seniors, tous très actifs dans le domaine des neurosciences fondamentales biologiques et cognitives, médicales et cliniques, et dans d’autres domaines disciplinaires comme les mathématiques et la robotique, pour partager leurs réflexions.
Le fonctionnement et les dysfonctionnements du cerveau, du système nerveux en général et des organes des sens mobilisent à eux seuls plus de 20 % des forces de la recherche française dans le domaine des sciences du vivant et de la santé. Cet ouvrage reflète ce qui est au cœur des motivations des quelque 5 000 acteurs de cette recherche – chercheurs et enseignants-chercheurs, médecins, ingénieurs, techniciens, personnels de soin, postdoctorants, doctorants, étudiants. Ce sont là des forces considérables qui forment plus de 630 équipes labellisées par les universités et les différents organismes, auxquelles s’ajoutent une centaine d’autres spécialisées dans la recherche clinique. Nous ne saurions donc clore ce préambule sans leur exprimer toute notre gratitude pour leur dévouement envers ce rêve qui nous anime, ainsi qu’à l’ensemble des collègues qui ont participé aux réflexions exprimées dans cet ouvrage et, plus particulièrement, à tous les rédacteurs des chapitres qui le composent.
PREMIÈRE PARTIE
L’état des connaissances
Le cerveau et son fonctionnement, tout comme la relation entre ce fonctionnement et l’esprit humain, sont des questions centrales pour les chercheurs et les penseurs. De notre point de vue, esprit et fonctionnement cérébral sont liés de façon causale. Nous nous proposons ici de dresser un panorama de l’état actuel de notre savoir sur le cerveau, en abordant l’incroyable diversité des cellules (neurones, cellules gliales, etc.) qui le composent, comment elles sont connectées entre elles au sein de réseaux de neurones par des centaines de milliards de synapses, comment se construit le cerveau, comment les activités de millions de neurones permettent de coder, transférer, traiter des informations… L’exploration du fonctionnement du cerveau se poursuit dans cette première section en abordant d’autres échelles de complexité comme les mécanismes à la base de nos comportements, de la cognition ou encore de notre conscience. Bien sûr, le cerveau peut connaître des accidents de développement, être lésé, voire mal fonctionner. Il en résulte de nombreuses pathologies que, pour des raisons de commodité, nous avons séparées en maladies neurologiques, désordres psychiatriques ou maladies des organes des sens. Toutes ont un point commun : leur cause est liée à un dysfonctionnement du cerveau en réponse à des altérations, parfois microscopiques (une lésion cellulaire, une atteinte synaptique) ou globales comme une perturbation du fonctionnement du réseau neuronal. Cette section ouvre de prodigieuses perspectives non seulement en matière d’interventions thérapeutiques, mais aussi, plus globalement, concernant notre meilleure compréhension des mystères du cerveau.
CHAPITRE 1
Voyage au cœur du système nerveux

par Jean-Antoine Girault et Olivier Bertrand

Le cerveau humain est, dit-on, l’objet le plus complexe que nous connaissions. De son fonctionnement résultent les facultés remarquables qui sont les nôtres : la conscience, les émotions, l’intelligence, la perception du monde et les possibilités d’agir. Comment fonctionne cet organe extraordinaire, de 1,2 à 1,5 kilo, qui ne représente que 2 % du poids du corps, mais qui, au repos, consomme 20 % de son énergie ? Pour lever toute ambiguïté, disons d’emblée que, lorsque nous faisons référence au cerveau, nous incluons l’ensemble du système nerveux et des organes des sens qui en sont indissociables. Les scientifiques étudient le système nerveux depuis le XIX e siècle, et le progrès des connaissances dans ce domaine, comme dans beaucoup d’autres, a connu une accélération considérable depuis une cinquantaine d’années. Malgré ces progrès stupéfiants, nous ne sommes qu’au début de l’exploration du fonctionnement cérébral et de ses dysfonctionnements, dont il ne faut pas sous-estimer la complexité : les neuroscientifiques ne sont pas près d’être au chômage.
Depuis le début de l’étude scientifique du cerveau, deux voies d’approches bien distinctes ont été prises pour aborder son fonctionnement. Il y a eu, d’une part, l’approche que l’on pourrait qualifier de biologique, s’attachant à caractériser la compositi