Gerald M. Edelman (1929-) Portrait du cerveau : une jungle dans la tête

Gerald M. Edelman (1929-)

Portrait du cerveau : une jungle dans la tête

Le cerveau compte parmi les objets les plus compliqués de l'univers et il constitue certainement l'une des structures les plus remarquables qui soient apparues au cours de l'évolution. Même avant l'avènement des neurosciences modernes, on savait que le cerveau est nécessaire à la perception, aux sentiments et aux pensées. Ce qui est moins évident, c'est l'association causale de la conscience avec certains processus cérébraux et pas d'autres.

En tant qu'objet et que système, le cerveau humain est particulier - ses connexions, sa dynamique, son mode de fonctionnement et sa relation avec le corps et le monde ne ressemblent à rien de ce que la science a pu rencontrer. Voilà pourquoi faire le portrait du cerveau est un extraordinaire défi. Même si nous sommes encore loin de pouvoir découvrir tout ce portrait, une vue partielle vaut mieux que rien, surtout si cela nous donne des informations utiles pour créer une théorie de la conscience.

Le cerveau humain adulte pèse environ 1,5 kilogramme et contient environ cent milliards de cellules nerveuses ou neurones. La structure la plus récente par son évolution, le cortex, contient environ trente milliards de neurones et un million de milliards de connexions ou synapses. Si nous comptions une synapse par seconde, nous mettrions trente-deux millions d'années pour les compter toutes. Si nous envisageons le nombre de circuits neuronaux possibles, nous nous retrouvons avec des nombres astronomiques : dix, suivi d'au moins un million de zéros. (Il y a dix, suivi de soixante-dix-neuf fois zéro particules dans l'univers connu.) […] Les neurones, qui prennent beaucoup de formes différentes, ont des projections arborescentes qu'on appelle « dendrites », lesquelles servent à recevoir les connexions synaptiques. Ils ont aussi une projection plus longue, appelée « axone », par laquelle passent les connexions synaptiques avec les dendrites ou le corps cellulaire des autres neurones. Personne n'a fait le compte exact des différents types de neurones contenus dans le cerveau, mais une estimation grossière de cinquante n'est sans doute pas excessive. La longueur et les structures de branchement des dendrites et des axones des différents types de neurones ne varient pas à l'infini, mais, à l'intérieur d'un même type, aucune cellule ne ressemble à une autre.

La caractéristique essentielle des structures neuronales au niveau microscopique, c'est leur densité et leur étendue. Le corps d'un neurone mesure environ cinquante microns au maximum (millièmes de millimètre) de diamètre, mais ses axones peuvent aller jusqu'au mètre de longueur. Dans un tissu comme celui du cortex cérébral, les neurones sont d'une extraordinaire densité ; si on les colorait tous grâce à ce qu'on appelle la « coloration de Golgi », qu'on utilise pour les visualiser au microscope, la section microscopique colorée serait noire tachetée. (En réalité, l'utilité de cette coloration classique repose sur le fait qu'elle n'affecte qu'une petite fraction de cellules dans une aire donnée, ce qui permet de les distinguer individuellement.) Dispersées au milieu des neurones, on trouve des cellules non neuronales, dites gliales, qui sous-tendent et nourrissent les cellules nerveuses sans être directement impliquées dans les signaux. À certains endroits, les cellules gliales sont plus nombreuses que les neurones. Autre trait important : la quantité de sang qui nourrit cette jungle. Le cerveau, qui est l'organe du corps qui a la plus forte activité métabolique, reçoit l'oxygène et le glucose dont il a besoin par l'intermédiaire de grosses artères qui se déversent dans un réseau capillaire très dense. La régulation de la circulation sanguine est sensible même au niveau de neurones isolés, et l'activité synaptique est très liée à la circulation sanguine et à l'oxygénation. Les techniques modernes visant à donner une image de l'activité cérébrale des sujets vivants reposent sur les variations de la circulation sanguine et de l'oxygénation.

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