La belle histoire du cerveau

Des premières observations faites par l’homme préhistorique, aux développements actuels de l’intelligence artificielle, cet ouvrage, rédigé par un neuroscientifique rigoureux et passionné de vulgarisation scientifique, offre un panorama complet de la recherche cérébrale à travers l’histoire, en rendant compte des découvertes les plus récentes. Le style choisi, évitant toute formalisation, divertira et intéressera tout lecteur fasciné par la complexité de cet organe encore méconnu.

Sommaire

Première partie. Du Big-bang à l’homo sapiens (23 fiches)

Donner des repères concernant l’évolution de la vie, du système nerveux et plus particulièrement du cerveau (phylogénèse et ontogénèse) tout en posant les définitions nécessaires à la compréhension de l’ouvrage.

L’origine de la vie. La classification des êtres vivants. Les vertébrés. Les mammifères. Les singes. Le vocabulaire : le cerveau, le cervelet, la moelle épinière et les nerfs. L’évolution du système nerveux dans le règne animal. Évolution du cerveau des hominidés. Techniques de mesure du cerveau. Modifications structurelles du cerveau. L’australopithèque chasse en s’attaquant à la tête et utilise des outils. Les premières trépanations. Modification du cerveau entre l’australopithèque et l’homo sapiens. Le cerveau du fœtus à la naissance. Le cortex de l’homme. Les structures sous corticales. Les structures cérébrales gérant le sommeil, la vigilance et les attentions. Les structures cérébrales en charge des perceptions. Le cerveau et la motricité. Les modifications cérébrales déterminées par les apprentissages. Les structures cérébrales où sont stockées les mémoires. Cerveau et langages. Motivations, émotions et cerveau.

Deuxième partie. Des conceptions du cerveau de l’australopithèque à la cartographie cérébrale (31 fiches)

Dans l’Égypte ancienne, l’âme est dans le cœur, dans la Grèce antique, le cerveau devient le centre des sensations, dans la Rome Antique les fonctions cérébrales sont associées aux cavités du cerveau, la Renaissance assimile le cerveau à une machine tandis qu’au siècle des lumières on découvre l’électricité cérébrale.

Dans l’ancienne Egypte le corps est assimilé au Nil (-1000 à -500 av JC). Le cœur est le centre de l’âme. Premières dissections de blessés à la tête. Dans la Grèce antique (-800 à -500 av JC) le cœur reste le centre de l’âme. Le bâton d’Asclépios (esculape romain) caducée. Serment d’Hippocrate, le cerveau est le centre des sensations. Hippocrate et la théorie des humeurs. La Rome Antique et les premières localisations cérébrales (I^er au IV^e siècle). Précis d’anatomie de Galien, les commandes motrices partent des ventricules. Les nerfs sensitifs émergent du cerveau, les moteurs émergent du cervelet. Description de la chaine sympathique et des ganglions afférents. Le siège de l’âme et de l’intelligence n’est plus le cœur mais le cerveau. Cartographies cérébrales. Au Moyen Âge pas d’évolution : l’église interdit les dissections. Les écritures saintes contiennent ce qui est nécessaire à la compréhension de la vie. À la renaissance, approche mécaniste du cerveau et plus généralement de l’homme (XIII^e- XVII^e). Mise en cause de l’enseignement de Galien. Dissection de cadavres par Léonard de Vinci. Dessins d’anatomie proposés par Léonard de Vinci. Les esprits animaux circulent le long des nerfs en partant des ventricules. Descartes : le cerveau est une machine qui permet de percevoir, de se souvenir et de se déplacer. Descartes décrit les actions réflexes qui se déclenchent sans intervention de l’esprit. Le sommeil correspond à un état sans circulation des esprits animaux. Développement de l’étude anatomique du cerveau. Mise en correspondances entre les lésions cérébrales et les pertes de mémoire. Au siècle des Lumières, découverte de l’électricité animale et développement de la cartographie cérébrale (XVIII^e- XIX^e). Jusqu’au milieu du XVIII^e siècle les esprits animaux circulent le long des nerfs, pour Willis, les nerfs secrètent un mélange de sang et de fluides nerveux tandis que selon Newton, l’influx nerveux se propage par vibrations. Développement de l’électrothérapie pour soigner les maux de tête ou la goutte. Mise en évidence de la conduction électrique des nerfs expérience de Galvani. L’électricité circule même dans le cerveau. Mesure de l’électricité par le galvanomètre de Dubois-Reymond. Gall estime que le volume du cerveau est un indicateur des capacités mentales. Discussion entre les partisans des localisations et ceux de l’unité du cerveau.

Troisième partie. Des localisations cérébrales à l’intelligence artificielle (64 fiches)

De la fin du XIX^e siècle au XXI^e siècle, développement de la cartographie cérébrale, de la mise au point du microscope permettant la description des neurones, de la transmission synaptique, de l’imagerie cérébrale et de ses conséquences en terminant par l’intelligence artificielle.

À la fin du XIX^e siècle, l’autopsie de patient aphasiques permet de localiser les zones du langage. Découverte de l’hétérogénéité des hémisphères cérébraux. Rôle de chacun des hémisphères. Distinction entre système sympathique et parasympathique. Développement des localisations cérébrales. Analyse et description du cortex moteur et pré moteur. Analyse et description des sensations motrices. Rôle du cortex frontal. Développement de la neurochirurgie. Mise en correspondance entre pathologie et lésions du cerveau. Charcot développe l’hypnose. Freud assiste aux séances d’hypnoses de Charcot. La fondation de la psychanalyse. Les successeurs de Freud. Publication d’un Atlas des centres cérébraux et de leurs fonctions. Mise au point du microscope. Les systèmes de coloration. Description du neurone. Chronologie de l’étude des neurones. Découverte des cellules gliales. La transmission neuronale se fait par étincelles. Au début du XX^e siècle, découverte des synapses et de la transmission chimique. Description des synapses. Découvertes des neuromédiateurs. L’acétylcholine. Les catécholamines. Les types de transmissions : activation, inhibition, modulations. Neuromodulateurs. Implications des neurotransmetteurs dans les troubles psychiatriques. Cartes précises des cortex et de leurs fonctions. Cartes des structures sous corticales et de leurs fonctions. À la fin du XX^e siècle et au début du XXI^e siècle, développement de l’imagerie cérébrale. Scanner. IRMf. Utilisation permettant de suivre l’activité cérébrale durant la réalisation d’une tâche. Les IRM de demain. Apport de l’IRM à la connaissance du cerveau. Découverte de la neurogénèse. Lieux où se développe la neurogénèse. Découverte et localisation des neurones miroirs. Le génie génétique. Neurosciences cognitives. Intelligence artificielle, principe. Les neurones formels. Organisation des couches neuronales. Intelligence artificielle, applications. Développement de l’Intelligence artificielle. Les limites de l’intelligence artificielle. Cerveau et intelligence artificielle.