1. Qu’y avait-il avant les neurosciences ?

A. Hippocrate (460-370 AJC)

• Considéré comme le père de la médecine.
• Il associe pour la première fois les fonctions mentales (pensées, émotions, sentiments) au cerveau.
• Opposition à Aristote, qui croyait que ces fonctions venaient du cœur.

B. La phrénologie de Franz Joseph Gall (XIXe siècle)

• Théorie :
• Le cerveau serait organisé en 35 fonctions spécifiques.
• Chaque fonction serait localisée dans une zone précise du cerveau.
• Plus une zone est utilisée, plus elle grandit, formant une bosse sur le crâne.
• Localisationnisme strict.
• Critique : manque de méthode scientifique.

C. Pierre Flourens (conception holistique)

• Contre la localisation stricte de Gall.
• Il propose une conception globale du fonctionnement cérébral :
• L’ensemble du cerveau travaille ensemble pour chaque fonction.
• C’est l’étendue de la lésion, et non sa localisation, qui détermine les déficits.
• Expériences :
• Il travaille sur des animaux (oiseaux) : même après des lésions cérébrales, les animaux récupèrent leurs fonctions.

D. John Hughlings Jackson (1835-1911)

• Contributions :
• Il observe des patients épileptiques.
• Mise en évidence d’une organisation topographique du cortex : certaines régions cérébrales contrôlent des parties précises du corps.
• Découvertes importantes :
• Représentation ordonnée du corps dans le cortex.
• Observation : des lésions de l’hémisphère droit perturbent la vision visuo-spatiale.

E. Paul Broca (1824-1880) et l’aire de Broca

• En 1861, Paul Broca publie le cas de Louis Victor Leborgne (alias "Tan") :
• Patient capable de comprendre, mais incapable de parler.
• Lésion située dans le lobe frontal gauche (aire de Broca).
• Conclusion : l’aire de Broca est responsable de la production du langage.

F. Carl Wernicke (1848-1905) et l’aire de Wernicke

• Découverte en 1876 :
• Patient capable de parler mais son discours est incompréhensible.
• Lésion située dans le gyrus temporal supérieur gauche.
• Conclusion : aire de Wernicke impliquée dans la compréhension du langage.

G. Gustav Fritsch et Eduard Hitzig

• Expériences sur des chiens :
• Stimulation électrique de certaines zones provoque des mouvements spécifiques.
• Conclusion : existence de régions cérébrales dédiées au contrôle moteur.

H. Korbinian Brodmann (1868-1918)

• Analyse microscopique du cerveau avec des techniques de coloration.
• Classification en 52 aires corticales distinctes selon leur structure cellulaire.
• Appelées aires de Brodmann.

I. Camillo Golgi et Santiago Ramon y Cajal

1. Golgi :

• Développe une méthode de coloration des neurones (imprégnation à l’argent).
• Il pense que le cerveau est une masse continue (syncytium).

1. Cajal (père des neurosciences modernes) :

• Montre que les neurones sont individuels et connectés entre eux.
• Transmission unidirectionnelle : des dendrites vers l’axone.

J. Autres pionniers

• Johannes Purkinje :
• Premier à observer un neurone au microscope.
• Sigmund Freud :
• Étude des cellules nerveuses sur des écrevisses.
• Hermann Helmholtz :
• Mesure de la vitesse de conduction nerveuse.

2. Les niveaux d’analyse des neurosciences

Les neurosciences sont étudiées à plusieurs niveaux :

1. Moléculaire : rôle des molécules dans le fonctionnement cérébral (neurotransmetteurs, synapses).
2. Cellulaire : propriétés des neurones et leur développement.
3. Intégré : étude des systèmes neuronaux (systèmes sensoriels, moteurs).
4. Comportemental : lien entre les neurones et le comportement (ex : rêves, effets des drogues).
5. Cognitif : mécanismes neuronaux des fonctions mentales comme la mémoire, le langage.

2. Le système nerveux périphérique (SNP)

A. Rôle et composition du SNP

• Le SNP est le réseau de nerfs et de ganglions nerveux qui relie le système nerveux central (SNC) à l’ensemble des organes du corps.
• Le SNP permet la transmission des informations sensitives (venant des organes vers le SNC) et des informations motrices (du SNC vers les organes).
• Composition :
• 12 paires de nerfs crâniens : partent de l’encéphale et contrôlent les fonctions sensitives et motrices de la tête et du cou.
• 31 paires de nerfs rachidiens : partent de la moelle épinière et innervent les différentes régions du corps.

B. Les deux divisions fonctionnelles du SNP

1. Le système nerveux somatique (SNS)

• Rôle :
• Commande les mouvements volontaires des muscles striés squelettiques.
• Il permet à l’organisme de s’adapter à son environnement extérieur.
• Nerfs impliqués :
• Nerfs efférents : transportent les influx moteurs qui partent du SNC pour activer les muscles.
• Nerfs afférents : collectent les informations sensorielles (toucher, douleur, température) et les acheminent vers le SNC.

Le système nerveux contrôlé par la volonté.

2. Le système nerveux autonome (SNA)

• Rôle :
• Contrôle les fonctions vitales involontaires (digestion, respiration, circulation sanguine, sécrétions hormonales).
• Assure le maintien de l’homéostasie, c’est-à-dire la stabilité interne de l’organisme malgré les changements externes.
• Deux sous-systèmes antagonistes :
• Système nerveux sympathique : prépare l’organisme à la réaction d’urgence (stress, fuite, combat).
• Effets :
• Accélération du rythme cardiaque.
• Dilatation des pupilles.
• Augmentation de la respiration et du débit sanguin vers les muscles.
• Libération de glucose par le foie pour fournir de l’énergie rapide.
• Système nerveux parasympathique : favorise le repos et la récupération.
• Effets :
• Ralentissement du rythme cardiaque.
• Contraction des pupilles.
• Stimulation de la digestion et des fonctions d’excrétion.
• Relâchement des sphincters pour faciliter l’élimination des déchets.
• Balance entre sympathique et parasympathique : permet de maintenir l’équilibre des fonctions vitales selon les besoins de l’organisme.

3. Le système nerveux central (SNC)

• Le SNC est le centre de commande du corps humain.
• Il est responsable de :
• La perception des informations.
• Le traitement des données sensorielles et motrices.
• L’émission des réponses adaptées sous forme d’influx nerveux.
• Composants principaux :
• Encéphale : constitué du cerveau, du tronc cérébral et du cervelet.
• Moelle épinière : située dans la colonne vertébrale, elle achemine les informations entre le cerveau et le reste du corps.

A. Protection du SNC

1. Les méninges

• Les méninges sont trois couches de tissu protecteur qui entourent le SNC :
• Dure-mère : la couche la plus externe, épaisse et résistante, qui protège contre les chocs.
• Arachnoïde : la couche intermédiaire, fine et en forme de toile d’araignée.
• Pie-mère : la couche interne, directement accolée au cerveau et riche en vaisseaux sanguins.

2. Le liquide céphalorachidien (LCR)

• Le LCR circule dans l’espace sous-arachnoïdien et remplit les ventricules cérébraux.
• Fonctions :
• Protection mécanique : amortit les chocs et protège le cerveau contre les traumatismes.
• Apport nutritif : transporte les nutriments aux cellules nerveuses.
• Élimination des déchets : évacue les déchets métaboliques.

B. L’encéphale

1. Le cortex cérébral

a) Organisation générale

• Le cortex cérébral est la couche externe de l’encéphale.
• Il est plissé en gyrus (replis) et sillons (creux) pour augmenter sa surface.
• Il mesure environ 1,5 à 4,5 mm d’épaisseur et contient environ 80 % des neurones du cerveau.

b) Les hémisphères cérébraux

• Deux hémisphères :
• Hémisphère droit (HD) : spécialisé dans les traitements visuo-spatiaux, la reconnaissance des visages, et l’interprétation des émotions (prosodie, pragmatique).
• Hémisphère gauche (HG) : spécialisé dans les fonctions langagières et analytiques (compréhension et production du langage).
• Communication interhémisphérique :
• Assurée par le corps calleux, un épais faisceau de fibres nerveuses.
• Permet l’échange d’informations entre les deux hémisphères.

c) Les lobes cérébraux et leurs fonctions

Lobe occipital :

• Localisation : arrière du cerveau.
• Fonction : traitement des informations visuelles.
• Cortex visuel primaire (V1) : reçoit les signaux visuels des yeux.
• Voie ventrale :
• Projette vers le lobe temporal.
• Fonction : reconnaissance des formes, objets, couleurs, et des visages (spécifiquement HD).
• Voie dorsale :
• Projette vers le lobe pariétal.
• Fonction : localisation et analyse spatiale des objets.

Lobe temporal :

• Localisation : sur les côtés des hémisphères.
• Fonctions :
• Cortex auditif primaire (aire 41) : réception et traitement des sons.
• Gyrus fusiforme :
• Droit : reconnaissance des visages (prosopagnosie en cas de lésion).
• Gauche : reconnaissance des mots, couleurs, et objets.
• Aire de Wernicke (HG) : compréhension du langage parlé et écrit.

Lobe pariétal :

• Localisation : partie supérieure du cerveau.
• Fonctions :
• Fonction spatiale (lobule pariétal supérieur, aire 7) : perception et analyse des positions dans l’espace.
• Gyrus post-central :
• Rôle : sensibilité somesthésique (toucher, pression, douleur, température).
• Homonculus sensitif : représentation topographique des zones du corps sur le cortex.
• Langage :
• Gyrus angulaire → traitement sémantique des mots.
• Gyrus supramarginal → traitement phonologique.

Lobe frontal :

• Localisation : partie antérieure du cerveau.
• Fonctions :
• Fonctions exécutives (cortex préfrontal) : planification, organisation, mémoire de travail, inhibition.
• Motricité :
• Cortex moteur primaire (gyrus précentral) : contrôle des mouvements volontaires.
• Aire prémotrice : planification des gestes et coordination des mouvements.
• Aire de Broca (HG) : production du langage.

Les structures sous-corticales :

A. Le système limbique

• Le système limbique est un ensemble de structures profondes situées sous le cortex.
• Rôle : impliqué dans :
• Les émotions (peur, plaisir, colère).
• La mémoire (formation des souvenirs à long terme).
• La motivation et la régulation de comportements instinctifs.
• Composants principaux :
• Hippocampe :
• Structure en forme de "cheval de mer" située dans le lobe temporal.
• Rôle : formation de la mémoire explicite (événements, faits).
• Impliqué dans la mémoire à long terme.
• Lésion : amnésie antérograde (incapacité à former de nouveaux souvenirs).
• Amygdales cérébrales:
• Structure en forme d’amande, située près de l’hippocampe.
• Rôle : centre de contrôle des émotions.
• Spécialement impliquée dans la peur et les réactions de survie (combat, fuite).
• Participe à la reconnaissance des émotions chez autrui (via les expressions faciales).
• Lésion : absence de réaction de peur ou d’émotions.
• Gyrus cingulaire :
• Situé autour du corps calleux.
• Rôle : régulation des comportements émotionnels et de l’attention.
• Hypothalamus :
• Structure centrale située sous le thalamus.
• Rôle : régule les fonctions vitales comme :
• L’homéostasie (équilibre interne).
• La faim, la soif et la température corporelle.
• La libération d’hormones en lien avec l’hypophyse.
• Fornix :
• Faisceau d’axones reliant l’hippocampe à d’autres structures limbiques.

B. Le thalamus

• Structure clé du cerveau souvent comparée à une « console de mixage ».

Rôle principal :

• Relayer et coordonner les informations sensorielles et motrices entre différentes régions du cerveau.

Fonctions :

1- Relais sensoriel :

• Relaye les informations sensorielles (visuelles, auditives, gustatives, tactiles) vers le cortex cérébral.

2- Relais moteur :

• Transmet les influx moteurs en provenance des ganglions de la base et du cervelet vers les régions motrices du cortex.

3- Coordination cérébrale :

• Permet une communication efficace entre différentes parties du cerveau, en tenant chaque région informée de l’activité des autres.

C. Les ganglions de la base (noyaux gris centraux)

• Les ganglions de la base sont un groupe de noyaux neuronaux profonds.
• Rôle principal :
• Contrôle et régulation des mouvements volontaires.
• Coordination des mouvements automatiques et rythmés.
• Impliqués dans l’apprentissage moteur et les habitudes.
• Structures principales :
• Noyau caudé.
• Putamen.
• Globus pallidus.
• Dysfonctionnements : impliqués dans des maladies comme la maladie de Parkinson (tremblements, rigidité, lenteur des mouvements) et la chorée de Huntington (mouvements involontaires).

D. La moelle épinière

• Structure allongée située dans la colonne vertébrale.
• Rôles :
• Assure la transmission des influx nerveux entre le cerveau et les organes.
• Participe aux réflexes grâce aux arc réflexes.

Les Neurones

Les neurones sont les unités de base de la signalisation nerveuse, permettant la circulation et le traitement des informations dans le système nerveux.

Structure et Fonctionnement :

1- Structure d’un neurone :

• Dendrites : Reçoivent l’influx nerveux.
• Corps cellulaire : Contient le noyau et traite l’information.
• Axone : Transmet l’influx nerveux jusqu’à son extrémité.
• Boutons synaptiques : Zones de communication avec d’autres neurones.

2- Mode de communication :

• Au sein du neurone : Transmission électrique (influx nerveux).
• Entre neurones (synapses) : Transmission chimique via les neurotransmetteurs.

Rôles des Neurones :

• Recevoir, traiter, et transmettre les informations nerveuses.
• Constituer la substance grise et la substance blanche dans le cerveau.

Substances du Cerveau :

1. Substance grise :

• Contient : Corps cellulaires, dendrites, et une partie des axones.
• Localisation :
• Cortex cérébral (épaisseur de 1,5 à 4 mm).
• Centre de la moelle épinière.
• Fonction : Siège des traitements cognitifs et moteurs.

1. Substance blanche :

• Contient : Axones myélinisés (gaine de myéline).
• Fonction :
• Accélérer la conduction de l’influx nerveux.
• Établir des connexions entre groupes de neurones.

Autres Cellules du Système Nerveux :

• Cellules gliales :
• Rôles :
• Soutien et protection des neurones.
• Maintien de l’homéostasie.
• Production de myéline.
• Nutrition, oxygénation, et élimination des déchets.
• Lutte contre les pathogènes.

Le Tronc Cérébral

Le tronc cérébral est la partie la plus ancienne du cerveau, parfois appelé « cerveau reptilien ». Il connecte le cerveau, le cervelet et la moelle épinière et joue un rôle essentiel dans les fonctions vitales.

Rôles et Fonctions :

1- Régulation des fonctions vitales :

• Contrôle du rythme cardiaque.
• Régulation de la respiration.

2- Région de passage :

• Permet le transit des voies sensitives et motrices entre le cerveau, le cervelet et la moelle épinière.

3- Centre de contrôle :

• Gestion de la douleur.

4- Nerfs crâniens :

• Zone d’émergence de la majorité des nerfs crâniens (qui gèrent les fonctions sensitives et motrices du visage et de la tête).

Composition :

1- Bulbe rachidien :

• Régule les fonctions autonomes vitales (respiration, fréquence cardiaque, pression artérielle).

2- Protubérance annulaire (ou pont) :

• Sert de relais entre le cervelet et le cerveau.
• Impliquée dans la régulation du sommeil et de la respiration.

3- Formation réticulée :

• Contrôle l’état de veille et de sommeil.
• Impliquée dans l’attention et le tonus musculaire.

4- Mésencéphale :

• Coordonne les réflexes visuels et auditifs.
• Participe à la motricité et à la gestion de la douleur.

Le Cervelet

Le cervelet (signifiant étymologiquement « petit cerveau ») est une grosse structure nerveuse qui surplombe le tronc cérébral. Comme les hémisphères cérébraux, il est composé de sillons et de circonvolutions.

Rôles :

1- Motricité :

• Apprentissage moteur : Stocke des séquences de mouvements apprises.
• Coordination : Ajuste et harmonise les mouvements produits ailleurs dans le cerveau pour les rendre fluides et harmonieux.
• Tonus musculaire : Contrôle la tension musculaire pour libérer les muscles chargés de réaliser les mouvements.
• Mouvements volontaires : Coordonne ces mouvements grâce à ses connexions avec le cortex.

2- Posture et équilibre :

• Maintient l’équilibre.
• Grâce à ses connexions avec la moelle épinière, influence l’activité musculaire pour ajuster la posture.

3- Traitement sensoriel :

• Participe à l’analyse des signaux visuels liés aux mouvements.
• Calcule la vitesse de déplacement pour ajuster la commande motrice (exemple : attraper une balle en vol).

4- Cognition et émotions :

• Impliqué dans le langage, l’attention, la mémoire, et les émotions.
• Des lésions peuvent entraîner des réactions émotionnelles imprécises (ex. rires ou pleurs excessifs).

Connexions du cervelet :

• Connecté au cortex cérébral : Aires motrices, somatosensorielles et pariétales postérieures.
• Relié à la moelle épinière pour ajuster la posture.
• Connecté au pont (ou protubérance annulaire) du tronc cérébral.

Pathologies associées :

1- Chez les enfants autistes :

• Retards cognitifs parfois liés à un développement insuffisant de certaines parties du cervelet.

2- Lésions cérébelleuses :

• Altérations de la mémoire de travail.
• Difficultés dans la planification et la flexibilité mentale.
• Problèmes d’élocution et diminution de la créativité linguistique.
• Réactions émotionnelles inappropriées ou excessives.

Partie 1 : Le développement du cerveau

1. Les Indicateurs Généraux du Développement

1.1 Le Poids du Cerveau

• Le poids du cerveau humain est un indicateur de maturation.
• Développement rapide dans les premiers mois :
• À la naissance : environ 400g (un quart de celui d’un adulte).
• À 1 an : le cerveau double de volume.
• À 3 ans : le cerveau a triplé de poids et pèse environ 1kg100.
• Chez l’adulte : 1kg300-1kg400.
• Prénatalement :
• L’augmentation de poids est due à la multiplication des neurones et à la structure même du cerveau.

1.2 La Structure du Cerveau

• À la naissance : le cerveau humain comporte environ 100 milliards de neurones.
• La majorité de la croissance cérébrale est postnatale.
• Après la naissance, la croissance est marquée par :
• L’augmentation de la taille et du nombre de prolongements neuronaux (dendrites et axones, entourés de gaine de myéline).

2. Le Développement Cérébral

Le développement cérébral possède trois propriétés principales :

1. Il est hiérarchisé.
2. Il procède pas par pas.
3. Il suit des stades de développement.

2.1 Il est Hiérarchisé

• Les premières régions à maturer sont celles du cervelet et du tronc cérébral :
• Elles permettent des fonctions vitales telles que respirer, crier, dormir, reconnaître l’odeur et la voix maternelles, téter, et effectuer des mouvements élémentaires (bras, jambes, mains).
• Ensuite, la maturation progresse de l’arrière du cerveau (aires postérieures) vers l’avant (lobes frontaux).
• Les lobes frontaux, qui contrôlent des fonctions comme la prise de décision, ne sont complètement myélinisés qu’à l’âge adulte.
• L’enfant développe progressivement :
• Attention, réaction, relations sociales, mouvement volontaire, parole, et représentation symbolique.

2.2 Il Procède Pas par Pas

• Le développement cérébral suit un processus en plusieurs étapes :
• 24-25 semaines de gestation :
• Fin de la période de génération neuronale.
• Développement du tronc cérébral et du cervelet.
• Petite enfance :
• Développement des dendrites, des synapses, et myélinisation des régions postérieures.
• 7-10 ans et adolescence :
• Développement des lobes frontaux et des régions du système limbique.

2.3 Cette Maturation Suit des Stades de Développement

• Génétiquement prédéterminée, cette maturation suit des processus distincts qui se chevauchent partiellement.
• Influence de l’environnement :
• Bien que la maturation suive un ordre, l’expérience et les facteurs environnementaux jouent également un rôle.
• Les processus se manifestent par :
• Des phases de croissance (« additif »).
• Des phases de régression ou d’élimination.

3. Les processus de croissance et de régression

3.1 Les phases initiales du développement

Chez l’embryon, la croissance du système nerveux passe par quatre phases principales :

1- Prolifération ou neurogenèse (5e à 20e semaine de gestation) :

• Naissance du cortex.
• Vrai "Big Bang neuronal" : 3 000 cellules nerveuses produites par seconde, totalisant environ 100 milliards.
• La neurogenèse s’arrête définitivement sauf dans certaines régions (ex. hippocampe).
• Les cellules nerveuses restent regroupées dans la partie centrale du futur cortex.

2- Migration (milieu de la neurogenèse) :

• Les neurones migrent du tube neural (centre) vers la périphérie du futur cortex.
• Les cellules gliales servent de "tuteurs" ou "rails" pour guider les neurones.
• Le lieu de chaque neurone est prédéterminé.

3- Différentiation :

• Les cellules se spécialisent en différents types neuronaux.
• Une fois à leur destination, elles établissent des connexions grâce à la croissance axonale.

4- Croissance axonale :

• Permet aux neurones d’établir des connexions via leur "cône terminal".
• Les connexions sont précises grâce à des marqueurs chimiques spécifiques.

5- Mort neuronale (apoptose) :

• Phénomène régressif se produisant à la 20e semaine de gestation.
• Plus de 50 % des neurones créés sont éliminés.
• Ce processus permet de renforcer les connexions efficaces.

3.2 Croissance dendritique et synaptogenèse

• Après la période prénatale, la croissance concerne les prolongements et la taille des neurones :
• Arborisation dendritique
• Myélinisation des axones
• Entre 3 mois et 2 ans, forte croissance dendritique dans les zones corticales.
• La synaptogenèse atteint un maximum vers 2 ans.
• À 16 ans, 50 % des synapses initiales sont éliminées, renforçant les plus efficaces.

3.3 La myélinogenèse

• Les axones s’entourent d’une gaine de myéline (substance graisseuse).
• Cette gaine détermine la vitesse de l’influx électrique.
• Chaque région suit un cycle myélinogénétique spécifique :
• Les régions sous-corticales (tronc cérébral, noyaux gris) sont les premières à se développer.
• Les fibres auditives sous-thalamiques mûrissent précocement, favorisant les habilités linguistiques.
• Les fibres auditives post-thalamiques continuent leur développement pendant l’enfance.
• Le corps calleux et les aires associatives (ex. gyrus angulaire) se développent tardivement.

3.4 L’élagage

• Réduction sélective des synapses et prolongements :
• Phase de redondance transitoire où les neurones établissent un excès de connexions.
• Les circuits fonctionnels sont consolidés, tandis que les autres disparaissent.
• L’élagage favorise les apprentissages et la plasticité cérébrale.

____________________________

Le développement cérébral repose sur deux processus opposés :

• Processus de croissance (ou additifs) :
• Neurogenèse
• Croissance axonale
• Croissance dendritique
• Synaptogenèse
• Myélinogenèse
• Processus de régression (ou d’élimination) :
• Mort neuronale (apoptose)
• Élagage synaptique

____________________________

4.Périodes critiques et plasticité cérébrale (influence de l'environnement et de l'expérience / de la pratique)

4.1 Périodes critiques et apprentissages

• Certaines périodes critiques sont essentielles pour que certains apprentissages aient lieu.
• Exemples :
• Perception des phonèmes de la langue maternelle :
• Fenêtre critique : entre le 6e et le 12e mois de vie.
• Les bébés japonais de moins de 4 mois peuvent distinguer /r/ et /l/, mais perdent cette capacité vers 1 an.
• Les circuits neuronaux se spécialisent pour les sons de la langue maternelle, les autres sons étant éliminés.
• Apprentissage = restriction des capacités initiales : « Apprendre, c’est éliminer ! ».

4.2. Plasticité cérébrale

• Le cerveau peut se modifier en fonction de l’apprentissage et de l’expérience :
• Bébés : capacités de plasticité très prononcées.
• Adultes : la plasticité persiste.
• La plasticité cérébrale repose sur :
• La stabilisation des connexions utilisées.
• L’élimination des connexions inutiles.

Exemples d’études sur la plasticité cérébrale

1- Musiciens :

• Pianistes ayant commencé à 6 ans montrent un épaississement du cortex cérébral dans les zones :
• Motricité des mains.
• Audition.
• L’épaississement est proportionnel à la pratique.

2- Chauffeurs de taxi londoniens :

• L’hippocampe droit (mémoire spatiale) est plus développé.
• La taille est proportionnelle aux années d’expérience.

3- Jongleurs :

• Après 3 mois d’apprentissage, épaississement des zones occipito-pariétales (vision et coordination).
• Entraîment cessé : ces zones rétrécissent.

Conclusion

• La plasticité cérébrale est une caractéristique fondamentale :
• À la naissance : réseaux neuronaux très plastiques.
• Petite enfance : période cruciale pour les développements physiques, cognitifs, linguistiques, sociaux et émotionnels.
• Apprentissages répétés :
• Créent des connexions neuronales renforcées.
• Les sentiers de communication deviennent plus efficaces, facilitant l’automatisation des tâches.

5. Le cerveau des adolescents

5.1. Réorganisation du cerveau

• Entre 12 et 25 ans, le cerveau subit une réorganisation massive.
• Cette réorganisation est due à :
• Une myélinisation progressive des axones.
• Une complexification des connexions dendritiques.
• Un élagage des connexions inutiles, qui amincit le cortex (« substance grise »).
• Ce processus permet l’émergence de la pensée consciente et du raisonnement complexe.
• La maturation progresse de l’arrière vers l’avant du cerveau, allant des fonctions comportementales de base (vision, mouvement, réaction de peur) au cortex préfrontal (pensée abstraite, fonctions exécutives).

5.2. Développement à deux vitesses

• Le cerveau adolescent est comme « coupé en deux » :
• Système limbique : très mature. Rôle dans les habiletés sociales, le décodage des émotions et les comportements d’autrui.
• Cortex préfrontal : encore immature. Impliqué dans le contrôle des émotions, le raisonnement et la réflexion.
• Les adolescents sont souvent impulsifs et préfèrent la compagnie de leurs pairs, étant plus sensibles à l’ocytocine(hormone liée aux contacts sociaux positifs).

5.3. Câblages neuronaux et vitesse de conduction

• De nouveaux câblages neuronaux se forment, reliant des aires éloignées du cerveau.
• La vitesse de conduction de l’influx électrique augmente.
• Cependant, le cerveau adolescent est moins efficace que celui de l’adulte pour la pensée critique et la remise en question des postulats.

5.4. Sensibilité au système de récompense

• Le striatum ventral droit :
• Très actif à la puberté.
• Principalement connecté au système limbique (amygdale, hippocampe).
• Cible de la dopamine, modulateur de l’impulsivité.
• Régule le système de récompense, ce qui explique les comportements risqués mais gratifiants.
• Cortex préfrontal : en cours de maturation, il peine à réguler les émotions et les impulsions.

5.5. Myélinisation et flexibilité

• La myélinisation des zones frontales se poursuit jusque dans la vingtaine.
• La myéline :
• Augmente la vitesse de transmission de l’information.
• Réduit la capacité à former de nouvelles connexions, rendant les apprentissages plus difficiles.

5.6. Modifications des autres zones

• Corps calleux :
• Épaississement, améliorant la transmission d’information entre les hémisphères.

• Hippocampe et zones frontales :
• Liens renforcés, facilitant l’intégration de la mémoire et des expériences dans les décisions.

• Glande pinéale :
• Produit la mélatonine plus tard dans la journée, expliquant les coucher tardifs et le manque de sommeil chez les adolescents.

5.7. En bref

• L’adolescence est une période de maturation cérébrale inachevée, expliquant les particularités comportementales, cognitives et émotionnelles des adolescents.
• Le cerveau adolescent n’utilise pas les mêmes mécanismes que celui de l’adulte pour gérer les émotions, les cognitions et les comportements.
• Cette période constitue également une fenêtre d’opportunité, grâce à la plasticité cérébrale encore présente.

PARTIE 2 : MÉMOIRES ET APPRENTISSAGES

La mémoire est un processus complexe impliquant plusieurs structures cérébrales. D’un point de vue cérébral, l'hippocampe joue un rôle primordial dans la mémorisation de certaines informations, notamment au niveau de la mémoire à long terme et de la mémoire épisodique. Cependant, l'hippocampe n'est pas la seule structure impliquée. En effet, la mémoire se traduit par un circuit complexe mais concret, localisant les différentes zones utilisées lors de son activation.

Le circuit de Papez schématise la mémoire à long terme. Ce circuit désigne un ensemble de connexions entre l'hippocampe, le cortex cingulaire et le thalamus, et joue un rôle clé dans la formation des souvenirs.

Les mécanismes de la mémoire se décomposent en deux étapes distinctes :

1. Mémoire à court terme ou mémoire immédiate (traitée principalement dans les lobes frontaux). Il s'agit de la période d'enregistrement permettant de traiter l'information reçue.
2. Mémoire à long terme, schématisée par le circuit de Papez, qui assure la consolidation de l’information reçue. Ce processus concorde avec une modification physique durable des structures synaptiques.

L'apprentissage, influencé par divers facteurs environnementaux, peut être défini comme une modification relativement permanente de nos réseaux neuronaux.