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Puissance et complexité

Les fonctions du cerveau

lundi 15 avril 2002

Notre cerveau est une puissance extrêmement complexe dont nous commençons à peine à appréhender le fonctionnement. Il n’est pas question ici d’en expliquer toutes les arcanes, la science elle même ne le peut pas aujourd’hui, mais simplement de s’arrêter sur ses plus grandes facultés.

La motricité

Il y a fort longtemps que l’on sait que c’est le cerveau qui commande la motricité. Gallien, au IIème siècle après Jésus Christ, le premier, observa que les nerfs moteurs remontaient jusqu’au cerveau. Mais il a fallu attendre le XXème siècle pour commencer à pouvoir analyser un processus comme celui de la marche.

Le fait de marcher qui nous semble si naturel et que l’on exécute sans même y penser est en fait une opération très complexe. Sur une simple motivation volontaire se déclenche en moins d’1/10 ème de seconde une quantité fabuleuse d’opérations que nous ne contrôlons pas de façon consciente (c’est heureux car nous n’aurions plus le temps de faire quoique ce soit d’autre si tant est que nous réussissions à maîtriser le moindre mouvement de cette manière.)

Aujourd’hui encore malgré la puissance de la technologie moderne on ne sait pas la reproduire dans sa légèreté, sa fluidité, ce que tous les petits d’hommes savent faire vers l’âge de 1 an. La marche bipède est si complexe que dans l’histoire de l’évolution elle n’est devenu un caractère acquis qu’au pris d’un grossissement important du cerveau.

Très schématiquement on pourrait dire qu’en terme de motricité notre système nerveux se divise en deux. D’un côté, le système moteur pyramidal qui assure toute la motricité volontaire, et de l’autre, le système moteur extra-pyramidal, qui, lui, assure toutes les fonctions motrices de coordination semi-volontaire, et semi-automatique des mouvements associés. Si le système extrapyramidal est indépendant du système volontaire, pour qu’il y ait une motricité normale il faut que les deux systèmes fonctionnent en parfaite osmose. La maladie de Parkinson, par exemple, provient de la défaillance d’un centre du système moteur extra-pyramidal, le pallidum dans les noyaux striés du diencéphale.

Le fait de porter la main devant sa bouche quand on baille est typiquement l’expression du système pyramidal, c’est un geste volontaire, même s’il est exécuté sans que l’on y prête attention. Ce geste est l’expression d’une habitude culturelle déterminée qui pourra être différent dans une autre culture.

Le bâillement, quand à lui, est typiquement l’expression du système extra-pyramidal dans ce qu’il a d’irrésistible, de non reproductible, de spontané. On sait aujourd’hui que l’aire pyramidale dans le cerveau se situe dans une circonvolution frontale des deux hémisphères, tandis que les centres de l’aire extra-pyramidale, très nombreux se répartissent sur l’ensemble des lobes.

La perception

Par les organes des sens, les yeux, les oreilles, la bouche, le nez, les mains, les pieds et l’ensemble de la peau, l’individu perçoit des informations du monde extérieur.

Percevoir un objet est une opération extrêmement complexe qui mobilise de nombreuses régions du cerveau en un temps très court, de l’ordre du 1/1000 ème de seconde. La forme, la couleur, la matière, l’orientation dans l’espace, la dimension apparente, le mouvement activent des groupes de neurones distincts dont les informations simultanées font émerger un concept.

Voir

Les nouvelles techniques d’imageries médicales ont permis de découvrir la complexité de l’acte de la vision en permettant, par exemple, de repérer les régions du cerveau mobilisées lors de l’accomplissement d’une tâche visuelle. A cette occasion, les scientifiques ont pu se rendre compte que si les aires visuelles primaires du singe arboricole occupent proportionnellement une place plus importante de l’ensemble du cortex que chez l’homme, quatre fois plus en réalité, la surface du cortex cérébral mise en jeu lors de l’accomplissement de tâches visuelles chez l’homme est beaucoup plus importante que chez toutes les autres espèces. Ce qui pourrait se traduire par ceci : si notre acuité visuelle est moindre, notre analyse des informations visuelles est considérablement plus importante.

Les informations de perception sont transmises au cerveau de bas en haut, cerveau reptilien, cerveau limbique et enfin néocortex. ce cheminement permet de comprendre une partie de la complexité des mécanismes de réponses que nous renvoyons aux stimuli extérieurs.
Chaque perception a son aire dans le cerveau, aujourd’hui assez précisément déterminée, il y a les aires visuelles, auditives, olfactives, gustatives, les aires des mains etc. Elles sont réparties symétriquement dans les deux hémisphères, toutefois, et c’est là une donnée qui nous fait entrer au coeur de notre sujet, un même stimulus va être analysé différemment dans chacun des hémisphères. Les données visuelles, par exemple, ne seront pas analysées de la même façon à gauche qu’à droite.

L’expression

A chaque niveau de son traitement l’information peut être stoppée et traitée directement sous forme de réponse, d’expression.
Elle est instinctive et réflexe au niveau reptilien, c’est la fuite ou l’agression, et elle est émotionnelle au niveau limbique, ce sont les cris, le rire, les pleurs.

Lorsqu’elle arrive au néocortex, l’information, qui peut avoir été enrichie de connotations données au passage par les instances limbiques et reptiliennes, va pouvoir, notamment par la mise en oeuvre des lobes pré-frontaux, différer la réponse et l’adapter au mieux aux modifications de l’environnement.
C’est la capacité de réflexion.
A ce niveau la réponse aux stimuli extérieurs devient consciente et pourra susciter un comportement moteur ou / et une réponse verbale.

Cette capacité de réflexion est une donnée spécifique de l’être humain qui est vraisemblablement venue la dernière dans l’évolution. En effet homo habilis avait toute les capacités de notre cerveau à l’exception du cortex pré-frontal appelé aussi néo-néocortex. C’est, sans doute, cette insuffisance des lobes pré-frontaux, qui jouent un rôle déterminant dans les tâches gnosiques, conceptuelles, dans la concentration, la motivation, la création, qui explique le million d’années qui sépare homo habilis d’homo Sapiens Sapiens.
Un million d’années à rester pratiquement au même niveau d’évolution, avant que n’apparaisse une transformation génétique, un petit coup de pouce vers plus de complexité, une nécessité pour la survie et le développement de l’espèce. Devenu un caractère acquis chez quelques uns, elle se transmet génétiquement et ceux qui en bénéficient deviennent rapidement dominant au sein du groupe. Un million d’années pour que se développent les aires pré-frontales, nous verrons bientôt que ça valait le coup d’attendre !

S’il n’y a pas véritablement dans le cerveau un centre de synthèse, une sorte d’aire de la pensée, la lésion des aires pré-frontales déshumanise de façon dramatique les patients qui en sont atteints.

L’intelligence

Grâce au langage et à la faculté de penser qui en découle l’individu peut, en dehors de tout stimulus extérieur, créer des abstractions, c’est-à-dire tirer de ses perceptions de l’extérieur des images du monde complexes.

L’intelligence, c’est cette capacité du cerveau à mettre de l’ordre dans le chaos des informations du monde qu’il perçoit et de leur donner un sens. Inter legere veut dire lier ensemble, et c’est bien en ce qu’elle relie des informations apparemment disparates pour en faire un nouvel ensemble cohérent que l’apparition de l’intelligence a permis à l’espèce humaine de faire un tel bond dans l’évolution.

pour cela le cerveau doit pouvoir stocker les informations qu’il reçoit ainsi que les réponses qu’il apporte : c’est la mémoire.

La mémoire

La science sait encore très peu de chose de la mémoire humaine. Les recherches récentes sur ce sujet on largement remis en question des a priori anciens.
Il n’y a pas, par exemple, dans le cerveau un centre unique de la mémoire. Il semble plutôt qu’elle soit diffusée par fragments dans tout le cerveau.
Les nouvelles techniques d’imageries médicales ont d’ailleurs permis de localiser aujourd’hui à la périphérie des principales aires sensitives et motrices, des groupements de neurones dédiés aux opérations cognitives, et à des opérations psychiques relatives à cette faculté particulière.

Que d’événements dans un seul moment de mémoire. Visuels, auditifs, olfactifs, gustatifs, tactiles, émotionnels, chacun se décomposant en de multiples facettes. La vue, par exemple, va traiter séparément les couleurs, les mouvements, les lumières, la position dans l’espace. Chaque facette d’un moment de mémoire semble être stockée à proximité du centre qui lui est dédié. Cela ressemble à un véritable puzzle, qui doit être reconstitué pour que le souvenir nous apparaisse construit comme un tout.
Il semble aujourd’hui que ce soient les lobes pré frontaux, le néo-néocortex, qui assurent la fonction de rappel de la mémoire. Cela ne veut pas dire que les informations diffuses dans le cerveau sont assemblées à cet endroit, mais plutôt que ce centre va faire rejouer simultanément l’ensemble des éléments du souvenir. Contrairement à ce que l’on croit couramment la mémoire d’un événement ne serait pas le rappel de la photographie d’un moment que notre cerveau aurait stockée à un endroit précis, mais plutôt la mobilisation simultanée de tous les instants de mémoire, disséminés dans le cerveau, qui composent l’événement afin de le rejouer, de façon virtuelle, dans sa totalité.
La mémoire et plus largement l’ensemble des mécanismes de la pensée, sont les grands sujets de la recherche scientifique de cette fin de siècle. De nouveaux outils d’investigation, devraient permettre des découvertes majeures dans ce domaine dans les prochaines années.