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Des cellules cérébrales étonnantes : savez-vous combien de milliards de neurones il y a dans le cerveau ?
Le cerveau est le centre du système nerveux de tous les vertébrés et de la plupart des invertébrés. Cet organe important est principalement responsable de la perception, de la pensée et de l'action. Selon les dernières recherches, il existe environ 14 à 16 milliards de neurones dans le cortex cérébral humain, tandis que le nombre de neurones dans le cervelet est estimé entre 55 et 70 milliards. Cet article vous plongera dans le monde étonnant de ces neurones et examinera la grande quantité d’informations dont nous ne disposons pas encore.
Le développement du cerveau commence au stade embryonnaire et peut être divisé en cerveau antérieur, mésencéphale et cerveau postérieur.
La forme et la taille du cerveau varient considérablement d'une espèce à l'autre. Chez les vertébrés, le cerveau antérieur est le cerveau le plus développé, tandis que d'autres parties telles que le cerveau moyen et le cerveau postérieur sont relativement plus petites. Chez certains vertébrés aquatiques ou semi-aquatiques, les tailles de ces trois parties restent similaires jusqu'à l'âge adulte, mais chez les quadrupèdes terrestres, le cerveau antérieur devient plus grand et le cerveau postérieur développe une structure bien connue : le cervelet. Ces changements étonnants rendent l’évolution du cerveau pleine de mystères, ce qui nous amène à une question fondamentale sur la fonction et le comportement neuronaux.
La manière dont les neurones coopèrent reste un casse-tête dans les neurosciences actuelles.
Les scientifiques découvrent progressivement les mystères du cerveau en analysant les fonctions des neurones. Chaque neurone est connecté à des milliers d'autres neurones via des synapses et communique des informations via des dendrites et des axones. Ces signaux sont transmis sous forme d'impulsions électrochimiques, appelées potentiels d'action, et se propagent le long de l'axone à des vitesses de 1 à 100 mètres par seconde. Une transmission aussi rapide permet au cerveau de réagir rapidement aux changements de l’environnement.
Différentes synapses ont de multiples fonctions, certaines sont excitatrices et d'autres inhibatrices. Notamment, de nombreuses synapses présentent une variabilité, ce qui signifie que leur force change en fonction des modèles de signaux qui les traversent. On pense que cette propriété est le principal mécanisme d’apprentissage et de mémoire du cerveau. Sur la base de notre compréhension de ces structures subtiles, comment pouvons-nous révéler davantage les mécanismes biologiques à l’origine de ces changements dynamiques ?
Les neurones ont la capacité d'envoyer des signaux à des cellules cibles spécifiques et constituent la principale unité fonctionnelle du cerveau.
En plus des neurones, les cellules de soutien ou cellules gliales jouent également un rôle important dans le cerveau. Ces cellules sont responsables du soutien structurel, du soutien métabolique et de l’orientation du développement neuronal. En fait, les cellules gliales sont même plus nombreuses que les neurones, ce qui leur confère un rôle essentiel dans le fonctionnement du cerveau. Alors, quels sont les rôles de ces cellules que nous n’avons pas encore explorés ?
L'évolution du cerveau montre l'évolution des simples animaux multicellulaires aux différents vertébrés d'aujourd'hui. Il y a environ 700 à 650 millions d'années, tous les animaux bilatériens remontent à un ancêtre commun. Au cours de ce processus, à mesure que la forme biologique divergeait, la forme et la complexité du cerveau également. Les premiers vertébrés ressemblaient peut-être à des poissons sans mâchoires modernes et, au fil du temps, des vertébrés à mâchoires, des tétrapodes et finalement des mammifères ont émergé et ont développé des structures cérébrales plus complexes.
Chaque type de vertébré a sa propre structure et fonction cérébrale spécifiques.
Au cours du processus d'évolution, les systèmes nerveux des animaux se sont également développés vers une plus grande complexité. Les invertébrés, tels que les insectes et les céphalopodes, possèdent des structures cérébrales relativement complexes qui démontrent leurs modèles comportementaux avancés. La recherche montre que même dans les systèmes nerveux les plus simples, comme les vers, les scientifiques peuvent retracer les connexions entre les neurones, ce qui fournit une richesse de données pour la recherche neurobiologique.
Dans le contexte humain, le lobe préfrontal du cerveau contrôle les fonctions exécutives, une partie sous-développée chez les autres animaux. De nombreux problèmes neurologiques sont également étroitement liés au dysfonctionnement de cette partie. Cela a incité à poursuivre les recherches sur les effets des maladies et des lésions cérébrales. Combien d’inconnues devons-nous encore résoudre dans ce processus ?
Dans l'ensemble, la structure et la fonction du cerveau constituent l'un des domaines de recherche les plus fascinants en neurosciences. Même si nous comprenons déjà le fonctionnement fondamental des neurones, la façon dont ils coopèrent dans des millions de combinaisons reste un objectif que les scientifiques s’efforcent de poursuivre. Le cerveau fonctionne davantage comme un ordinateur biologique dans la nature. La manière de stocker et de traiter efficacement les informations dans l’environnement est l’un des principaux sujets de nos recherches futures. Avez-vous déjà réfléchi à la façon dont la technologie future changera notre compréhension du cerveau ?
