Bonjour à tous amateurs de connaissances !
Cette semaine le thème que nous allons aborder est le cerveau ! Commençons tout de suite avec la question de 
Comment est apparu le cerveau ?
La première apparition du cerveau dans le monde du vivant remonte à il y a près de 600 millions d'années. C'est une sorte de ver, ancêtre des êtres bilatériens, qui a profité en premier de divers caractéristiques que l'on retrouve chez toutes les espèces de cette branche taxonomique. Si vous n'avez pas suivi en cours de SVT au lycée, la taxonomie est une façon de regrouper et de classer les êtres vivants en fonction de leurs caractéristiques, dans des catégories que l'on appelle taxons.
Cette sorte de ver fut donc le premier à bénéficier d'un tube digestif composé d'une bouche d'un intestin et d'un anus, mais également une ébauche du système neuronal que l'on connait aujourd'hui.
Quelles sont les différences entre un système nerveux et un cerveau ?
Sur le petit schéma ci-dessus, on peut déjà comprendre la différence entre le cerveau et le système nerveux.
Le cerveau est le centre névralgique. Il envoie des signaux au système nerveux composé de différentes structures (nerfs, ganglions nerveux entre autres) et reçoit des informations de ces derniers (des sensations par exemple), qui vont lui permettre de construire une réponse.
En envoyant des signaux à travers le système nerveux, le cerveau va pouvoir contrôler les muscles, ainsi que les organes. En recevant des signaux, il va pouvoir les interpréter et créer une réponse (par exemple, toucher une surface brûlante va envoyer un message à votre cerveau, qui sera interprété comme étant un danger potentiel, ce qui va créer une réponse et va l'envoyer à votre main pour la retirer et être donc hors de danger).
Comment sont réparties les directives du cerveau vers le reste du corps ?
De la même façon que j'ai répondu à la question précédente, le cerveau a pour objectif de recevoir les "questions" posées par nos organes (nos sens par exemple) puis d'envoyer des réponses aux différents organes de notre corps.
Bien sur cette organisation, que j'ai simplifié pour vulgariser dans ma réponse ci-dessus, est bien plus complexe. Le cerveau est composé de plusieurs parties qui travaillent à l'unisson pour nous permettre d'interpréter le monde qui nous entoure.
Chaque partie joue un rôle bien spécifique.
Par exemple, le cervelet nous permet d'avoir des mouvements coordonnés, le lobe frontal nous permet de résoudre des problèmes complexes, de penser, mais aussi de percevoir des émotions.
Les réponses générées par le cerveau, pour arriver aux organes cibles, vont emprunter différent chemins, selon le type de réponse.
Lorsque vous marchez par exemple, le cerveau va utiliser la moelle épinière contenue dans votre colonne vertébrale en tant qu'interface. Celle-ci, connectée à des nerfs périphériques va donc permettre d'interagir avec les muscles et donc de pouvoir vous déplacer dans l'espace.
C'est donc de cette façon que chaque directive du cerveau est transmise au reste du corps.
Comment sont rangés nos souvenirs ?
Pour la mémoire, il en existe plusieurs types, chacune stockée dans différentes parties du cerveau. Par exemple, la mémoire procédurale, ou apprentissage moteur, qui nous permet d'acquérir des automatismes moteurs, est stockée dans le cervelet, centre de la coordination des mouvements et de la motricité fine.
Chaque type de mémoire est donc stockée dans la zone du cerveau qui lui est consacrée. Je ne vais malheureusement pas pouvoir faire une liste des types de mémoire, mais pourquoi pas creuser le sujet dans un prochain article spécial sur la mémoire !
Comment les drogues fonctionnent-elles sur notre cerveau ?
Il existe une multitude de drogues, légales, ou non. Déjà, qu'est-ce qu'une drogue ?
Une drogue est un composé chimique, biochimique ou naturel, capable d'altérer une ou plusieurs activités neuronales et/ou de perturber les communications neuronales. La consommation de drogues par l'homme afin de modifier ses fonctions physiologiques ou psychiques, ses réactions physiologiques et ses états de conscience n'est pas récente. Certaines drogues peuvent engendrer une dépendance physique ou psychologique. L'usage de celles-ci peut avoir pour conséquences des perturbations physiques ou mentales. Pour désigner les substances ayant un effet sur le système nerveux, il est plus généralement question de psychotrope.
Source : Wikipédia
J'imagine que 
Les drogues psychotropes ont toutes un effet différent sur le cerveau, ainsi, on ne peut pas généraliser leur fonctionnement. Prenons donc comme exemple deux drogues différentes telles que le cannabis et l'ecstasy.
Bien que ces deux drogues aient un effet psychotrope, leurs mécanismes sont bien loin d'être similaires. En effet, le cannabis est composé de divers cannabinoïdes, dont le THC (ou, Delta-9-tetrahydrocannabinol). Celui-ci va jouer un rôle au niveau des connexions inter-neuronales, plus précisément lors des réactions synaptiques.
Je suis sûr que vous avez déjà entendu dire que le cerveau produit naturellement des cannabinoïdes (L'anandamide). Bon, c'est relativement vrai, mais ce ne sont pas des molécules psychotropes. En fait c'est plutôt des molécules qui vont se charger de transmettre des informations entre deux neurones (cette zone s'appelle une synapse). Le THC, lorsque vous en consommez, va venir prendre la place réservée aux molécules d'anandamide, ce qui va perturber le signal nerveux, et donc créer les effets que tout le monde connaît déjà plus ou moins. Yeux rouges, sensation de faim, perte de mémoire. Cependant ces effets peuvent varier d'une personne à une autre.
L'ecstasy elle, a une toute autre action sur l'organisme. La molécule en question, nommée 3,4-méthylènedioxy-méthamphétamine, ou MDMA pour les intimes, va activer massivement votre système sérotoninergique, ce qui aura pour effet de booster la production d'hormones telles que la sérotonine, la dopamine, la noradrénaline, ainsi qu'indirectement, l'ocytocine. Toute ces hormones entre autres sont responsables des sensations de plaisir, physiques et émotionnels, et c'est donc l'effet recherché par les utilisateurs de cette substance.
On voit donc bien que ces deux drogues n'ont absolument pas le même effet sur notre cerveau !
Que fait notre cerveau quand on meurt ?
J'en avais parlé brievement dans mon premier article FAQ sur la conscience, mais il n'y a pas de réelle définition scientifique de la mort. Par exemple si notre coeur s'arrête de battre mais que notre cerveau fonctionne toujours, peut on dire qu'on est mort ?
Et inversement, si notre état de conscience est altéré et que nous ne parvenons plus à être conscient, mais que nos organes continuent de fonctionner, peut on dire qu'on est mort ?
On a également pu voir des personnes qui vivaient presque normalement alors qu'elles n'avaient qu'une moitié de cerveau fonctionnelle, donc, quelle partie du cerveau doit être atteinte pour dire qu'une personne est définitivement morte ?
Pour quand même apporter un élément de réponse. Certaines personnes rapportent des expériences de mort imminentes (ou EMI), lors d'une mort clinique. Lorsqu'elles "reviennent à la vie", elles disent parfois qu'elles ont ressenti une sensation étrange, comme si elles sortaient de leurs corps.
Certains scientifiques pensent qu'une partie spécifique du cerveau (appelée carrefour temporo-pariétal), lorsqu'elle est altérée peut produire des sensations de sortie du corps. D'autres théorisent également qu'un surplus de dioxyde de carbone (CO2) dans le sang peut affecter la vision, et combiné avec un manque d'oxygène, on peut très facilement percevoir des hallucinations.
Cependant, il n'existe guère de certitudes concernant ce sujet, et l'activité du cerveau lors d'un état de mort clinique reste encore très mystérieuse.
A quel âge le cerveau termine-t-il son développement ?
Le cerveau humain met beaucoup de temps à se développer, en comparaison avec d'autres espèces. Il nous faut environ 16 ans avant que le cerveau termine sa croissance en terme de taille. Cependant, on ne vous le dira certainement jamais assez, ce n'est pas la taille qui compte !
(Je ne pensais pas écrire une phrase comme ça un jour lorsque j'ai commencé sur Steemit...)
En effet, même après que le cerveau ait atteint sa taille finale, il continue d'évoluer lorsqu'on apprend. Il s'organise de mieux en mieux dans les domaines que l'on répète le plus, et permet donc de faire un meilleur usage de ses capacités en modifiant son fonctionnement.
De ce fait on peut dire que le cerveau ne s'arrête jamais vraiment de se développer !
Comment l'hypnose agit sur le cerveau ?
Ah l'hypnose... Très peu de scientifiques se sont réellement penchés sur l'effet de l'hypnose sur notre cerveau. On sait décrire et expliquer comment faire entrer une personne en état d'hypnose, on sait décrire l'état d'hypnose, mais on ignore encore beaucoup de choses sur ce domaine malheureusement. J'ai mis un lien vers un podcast de 53 minutes très intéressant dans la section Pour aller plus loin à la fin de ce post si ce sujet vous intéresse, il est plutôt compliqué à expliquer.
Utilisons-nous notre cerveau de la bonne façon ?
Il est vrai qu'on ne nous apprend pas à apprendre. Parfois lorsqu'on veut apprendre quelque chose, on se rend compte à quel point une stratégie d'apprentissage est essentielle.
Une branche de la psychologie concerne la méta-cognition. La méta-cognition, c'est la connaissance de la connaissance. On connait certains procédés sur le fonctionnement de nos connaissances, de nos cognitions, et on peut donc apprendre comment elles fonctionnent pour pouvoir mieux les utiliser.
Certaines personnes ont réussi à utiliser une technique qu'on appelle le palais mental. Grosso modo, c'est une façon de mémoriser une très grande quantité de données pendant une très longue période de temps.
D'ailleurs cette technique très intéressante fera certainement l'objet d'un de mes prochains articles ;)
Que sait-on sur le langage utilisé pour communiquer avec notre cerveau ?
On sait comment notre cerveau communique avec les différents organes cibles. Nous avons vu précédemment dans cet article quel chemin utilise le cerveau pour envoyer son message (à travers les multiples connexions nerveuses partant de la colonne vertébrale), mais qu'est-ce qui est envoyé concrètement ? Sur quel support est envoyé l'information ?
Lorsque le cerveau émet un signal à un muscle par exemple, cela va en quelque sorte activer un neurone, qui va envoyer une impulsion que l'on appelle influx nerveux. Celle si se produit grâce à un transport de molécules partant du "début" du nerf (partie qu'on appelle dendrites) jusqu'à la fin du nerf, à travers la partie longue et tubulaire qu'on appelle "axone".
Nous avons vu lorsqu'on s'est intéressé à l'effet du cannabis sur nos synapses, que certaines molécules transitent entre deux neurones (dans les synapses). Ainsi, ces molécules, de neurone en neurone, de synapse en synapse, peuvent transiter et donc être le support pour les informations envoyées par notre cerveau. C'est ce qu'on appelle un courant électrochimique (bien que très différent du courant électrique que l'on connait tous).
De plus les nerfs peuvent eux aussi produire un influx nerveux si ils sont stimulés, ce qui permet au cerveau de recevoir des informations sur notre environnement.
C'est donc de cette façon que le cerveau communique avec les différents organes.
De quelle manière les informations émises par notre cerveau peuvent-elles être captées ?
Nous avons vu pour la question précédente que les informations sont envoyées à travers des impulsions électrochimiques (l'influx nerveux), générées soit par un stimuli externe, soit par le cerveau.
Donc, en théorie il serait possible "d'intercepter" ces signaux pour pouvoir les interpréter. Mais comment y parvenir ?
C'est le défi relevé par les constructeurs de prothèses du corps ces dernières années. Ils ont développé des techniques pour capter les influx nerveux en fixant une multitude d'électrodes pour "lire" les messages nerveux du cerveau envoyé vers les terminaisons nerveuses en cours de route.
Grâce à cela, il est donc possible d'interpréter un signal spécifique envoyé par le cerveau qui déclenchera une action programmée sur un micro ordinateur, comme par exemple bouger le pouce de la prothèse. Cependant cette branche reste pour l'instant très limitée. Il est encore difficile d'interpréter par exemple les signaux des nerfs optiques, ou encore des sens comme le toucher ou l'odorat.
Que sait-on sur les ondes qu'émet notre cerveau ?
Lorsque notre cerveau effectue une activité, les neurones s'organisent d'une façon bien particulière et spécifique à chaque tâche. Cette organisation produit une oscillation électromagnétique grâce à l'activité électrochimique du cerveau. Ces oscillations sont ce qu'on appelle des rythmes cérébraux.
Chaque activité possède donc son propre rythme cérébral, exprimé en hertz. Bien sur on ne les connait pas toutes, et elles varient d'une personne à une autre, mais on sait par exemple qu'un rythme cérébral d'une fréquence comprise entre 8,5 Hz et 12 Hz correspond à un état de calme, relaxé.
Il serait donc possible d'exploiter ces informations émises par le cerveau pour contrôler des objets "par la pensée". Par exemple, Mattel, un constructeur de jouets, a présenté au CES 2009 un jouet appelé Mindflex, que vous pouvez contrôler par la pensée. Il s'agit simplement d'une balle que vous pouvez "faire léviter" grâce à un mécanisme activé par vos ondes cérébrales.
Et voilà c'est terminé pour aujourd'hui ! J'espère que vous avez apprécié cette lecture et que vous avez appris pleins de choses !
Comme promis j'ai partagé la récompense de cet article avec les différents commentateurs. Elle vous sera donc versée automatiquement sur votre compte dans 7 jours.
Le sujet de cette semaine sera : Les innés et les acquis !
Pour aller plus loin :
- Évolution du cerveau, Wikipédia
- Anatomie du cerveau et du système nerveux, Fédération pour la Recherche sur le Cerveau
- Mémoire, Cerveau, Wikibooks
- L'action du cannabis sur le cerveau
- Maturation, développement, plasticité et apprentissage, Fondation la main à la pâte, coopération scientifique pour l'éducation à la science
- Comment l'hypnose agit-elle sur le cerveau ?, France Culture, avec la participation de Jean-Marc Benhaiem, et Marcel Chatel
- Capter les informations nerveuses et les traduire en mouvements
