Comment fonctionne le cerveau, de quoi est-il composé, quelles en sont les parties et quel est le rôle des différentes structures qui composent le cerveau ? Comprenez le fonctionnement du cerveau et sa composition à travers notre article.
Qu’est-ce que le cerveau ?
Le cerveau est un organe complexe qui contrôle la pensée, la mémoire, les émotions, le toucher, la motricité, la vision, la respiration, la température, la faim et tous les processus qui régissent notre corps. Ensemble, le cerveau et la moelle épinière qui le prolonge constituent le système nerveux central.
De quoi est fait le cerveau ?
Pesant environ 1,5 kg chez l’adulte moyen, le cerveau est composé d’environ 60 % de graisse. Les 40 % restants sont une combinaison d’eau, de protéines, de glucides et de sels. Le cerveau lui-même n’est pas un muscle. Il contient des vaisseaux sanguins et des nerfs, y compris des neurones et des cellules gliales.
Qu’est-ce que la matière grise et la matière blanche ?
La matière grise ou substance grise et la matière blanche ou substance blanche sont deux régions différentes du système nerveux central. Dans le cerveau, la matière grise désigne la partie extérieure, plus sombre, tandis que la matière blanche décrit la partie intérieure, plus claire, située en dessous. Dans la moelle épinière, cet ordre est inversé : la matière blanche se trouve à l’extérieur, et la matière grise à l’intérieur.
La matière grise est principalement composée de somas de neurones (les corps cellulaires centraux ronds), et la matière blanche est surtout constituée d’axones (les longues tiges qui relient les neurones entre eux) enveloppés de myéline (une couche protectrice). La composition différente des parties des neurones explique pourquoi les deux apparaissent comme des teintes distinctes sur certains scanners.
Chaque région joue un rôle différent. La matière grise est principalement responsable du traitement et de l’interprétation des informations, tandis que la matière blanche transmet ces informations aux autres parties du système nerveux.
Comment fonctionne le cerveau ?
Le cerveau envoie et reçoit des signaux chimiques et électriques dans tout le corps. Différents signaux contrôlent différents processus, et notre cerveau les interprète. Certains nous font ressentir la fatigue, par exemple, tandis que d’autres nous font ressentir la douleur.
Certains messages sont conservés dans le cerveau, tandis que d’autres sont relayés par la colonne vertébrale et le vaste réseau de nerfs du corps jusqu’aux extrémités distantes. Pour ce faire, le système nerveux central s’appuie sur des milliards de neurones (cellules nerveuses).
Les principales parties du cerveau et leurs fonctions
Le cerveau peut être divisé en trois parties : le cerveau, le tronc cérébral et le cervelet.
Cerveau
Le cerveau (avant du cerveau) est composé de matière grise (le cortex cérébral) et de matière blanche en son centre. Partie la plus volumineuse du cerveau, le cerveau initie et coordonne les mouvements et régule la température. D’autres zones du cerveau permettent la parole, le jugement, la réflexion et le raisonnement, la résolution de problèmes, les émotions et l’apprentissage. D’autres fonctions concernent la vision, l’audition, le toucher et d’autres sens.
Cortex cérébral
Cortex signifie « écorce » en latin et décrit l’enveloppe externe de matière grise du cerveau. Le cortex a une grande surface en raison de ses plis, et représente environ la moitié du poids du cerveau.
Le cortex cérébral est divisé en deux moitiés ou hémisphères. Il est recouvert de crêtes et de plis. Les deux moitiés se rejoignent au niveau d’un grand et profond sillon (la fissure inter-hémisphérique, également appelée scissure longitudinale) qui s’étend de l’avant à l’arrière de la tête. L’hémisphère droit contrôle le côté gauche du corps, et l’hémisphère gauche contrôle le côté droit du corps. Les deux moitiés communiquent l’une avec l’autre par une grande structure en forme de C de matière blanche et de voies nerveuses appelée corps calleux. Le corps calleux se trouve au centre du cerveau.
Tronc cérébral
Le tronc cérébral (milieu du cerveau) relie le cerveau à la moelle épinière. Le tronc cérébral comprend le mésencéphale, le pont (ou pont de Varole) et la moelle épinière.
Le mésencéphale
Le mésencéphale est une structure très complexe, composée de différents groupes de neurones (noyaux et colliculus), de voies nerveuses et d’autres structures. Ces caractéristiques facilitent diverses fonctions, de l’audition et du mouvement au calcul des réponses et aux changements environnementaux. Le mésencéphale contient également la substantia nigra (substance noire ou locus niger), une zone affectée par la maladie de Parkinson, riche en neurones dopaminergiques, et une partie des ganglions de la base, qui permettent le mouvement et la coordination.
Le pont
Le pont est à l’origine de quatre des douze nerfs crâniens, qui permettent une série d’activités telles que la production de larmes, la mastication, le clignement des yeux, la focalisation de la vision, l’équilibre, l’audition et l’expression faciale. La protubérance dorsale constitue le lien entre le mésencéphale et la moelle épinière.
La moelle allongée
Située au bas du tronc cérébral, la moelle allongée est l’endroit où le cerveau rencontre la moelle épinière. La moelle est essentielle à la survie. Les fonctions de la moelle régulent de nombreuses activités corporelles, notamment le rythme cardiaque, la respiration, le flux sanguin et les niveaux d’oxygène et de dioxyde de carbone. La moelle produit des activités réflexes telles que les éternuements, les vomissements, la toux et la déglutition.
La moelle épinière s’étend de la partie inférieure de la moelle à travers une grande ouverture située à la base du crâne. Soutenue par les vertèbres, la moelle épinière transporte les messages vers et depuis le cerveau et le reste du corps.
Le cervelet
Le cervelet (« petit cerveau ») est une partie du cerveau, de la taille d’un poing, située à l’arrière de la tête, sous les lobes temporal et occipital et au-dessus du tronc cérébral. Comme le cortex cérébral, il possède deux hémisphères. La partie externe contient des neurones et la zone interne communique avec le cortex cérébral. Sa fonction est de coordonner les mouvements musculaires volontaires et de maintenir la posture, l’équilibre et la stabilité. De nouvelles études explorent les rôles du cervelet dans la pensée, les émotions et le comportement social.
Les enveloppes du cerveau : Les méninges
Il existe trois couches de revêtement protecteur appelées méninges entourent le cerveau et la moelle épinière.
La couche la plus externe, la dure-mère, est épaisse et résistante. Elle comprend deux couches : Le périoste de la dure-mère tapisse le dôme interne du crâne et la couche méningée se trouve en dessous. Les espaces entre les couches permettent le passage des veines et des artères qui alimentent le cerveau en sang.
L’arachnoïde est une fine couche de tissu conjonctif, semblable à une toile, qui ne contient ni nerfs ni vaisseaux sanguins. Le liquide céphalo-rachidien se trouve sous l’arachnoïde. Ce liquide recouvre l’ensemble du système nerveux central (cerveau et moelle épinière) et circule en permanence autour de ces structures pour éliminer les impuretés.
La pie-mère est une fine membrane qui épouse la surface du cerveau et suit ses contours. La pie-mère est riche en veines et en artères.
Les lobes du cerveau et ce qu’ils contrôlent
Chaque hémisphère cérébral (partie du cerveau) comporte quatre sections, appelées lobes : frontal, pariétal, temporal et occipital. Chaque lobe contrôle des fonctions spécifiques.
Le lobe frontal
Le plus grand lobe du cerveau, situé à l’avant de la tête, le lobe frontal est impliqué dans les caractéristiques de la personnalité, la prise de décision et le mouvement. La reconnaissance des odeurs implique généralement des parties du lobe frontal. Le lobe frontal contient l’aire de Broca, qui est associée à la capacité d’élocution.
Le lobe pariétal
Partie médiane du cerveau, le lobe pariétal aide une personne à identifier les objets et à comprendre les relations spatiales, ce qui permet de comparer la perception de son corps par rapport aux autres objets qui nous entourent. Le lobe pariétal est également impliqué dans l’interprétation de la douleur et du toucher du corps. Le lobe pariétal abrite l’aire de Wernicke, qui aide le cerveau à comprendre le langage parlé.
Le lobe occipital
Le lobe occipital est la partie arrière du cerveau qui est impliquée dans la vision.
Le lobe temporal
Les côtés du cerveau, les lobes temporaux sont impliqués dans la mémoire à court terme, la parole, le rythme musical et un certain degré de reconnaissance des odeurs.
Les structures profondes du cerveau
La glande pituitaire
La glande pituitaire ou hypophyse est une structure de la taille d’un pois située dans le cerveau, derrière l’arête du nez. L’hypophyse régit le fonctionnement des autres glandes du corps, en régulant le flux d’hormones provenant de la thyroïde, des glandes surrénales, des ovaires et des testicules. Elle reçoit des signaux chimiques de l’hypothalamus par l’intermédiaire de son pédoncule et de son approvisionnement en sang.
L’hypothalamus
L’hypothalamus est situé au-dessus de l’hypophyse et lui envoie des messages chimiques qui contrôlent son fonctionnement. Il régule la température corporelle, synchronise les rythmes de sommeil, contrôle la faim et la soif et joue également un rôle dans certains aspects de la mémoire et des émotions.
L’amygdale
Petite structure en forme d’amande, l’amygdale est située sous chaque moitié (hémisphère) du cerveau. Incluses dans le système limbique, les amygdales régulent les émotions et la mémoire et sont associées au système de récompense du cerveau, au stress et à la réaction de combat ou de fuite lorsqu’une personne perçoit une menace. L’amygdale est le noyau de la survie chez l’homme.
L’hippocampe
Organe incurvé en forme d’hippocampe situé sur la face inférieure de chaque lobe temporal, l’hippocampe fait partie d’une structure plus vaste appelée formation hippocampique. Il soutient la mémoire, l’apprentissage, la navigation et la perception de l’espace. Il reçoit des informations du cortex cérébral.
La glande pinéale
La glande pinéale a une forme de pomme de pin (d’où l’adjectif pinéale). Elle est située en arrière du troisième ventricule. La glande pinéale réagit à la lumière et à l’obscurité et sécrète de la mélatonine, qui régule les rythmes circadiens et le cycle veille-sommeil.
Les ventricules et le liquide céphalo-rachidien
Dans le cerveau se trouvent quatre zones ouvertes avec des passages entre elles. Elles s’ouvrent également sur le canal rachidien central et la zone située sous la couche arachnoïde des méninges.
Les ventricules fabriquent le liquide céphalo-rachidien, un liquide aqueux qui circule dans et autour des ventricules et de la moelle épinière, et entre les méninges. Le liquide céphalo-rachidien entoure et amortit la moelle épinière et le cerveau, élimine les déchets et les impuretés et fournit des nutriments.
Les nerfs crâniens
À l’intérieur du crâne (le dôme du crâne), on trouve 12 nerfs, appelés nerfs crâniens :
| Nerf crânien 1 | Le nerf olfactif permet le développement de l’odorat |
| Nerf crânien 2 | Le nerf optique régit la vue |
| Nerf crânien 3 | Le nerf oculomoteur contrôle la réponse de la pupille et d’autres mouvements de l’œil. Il est issu de la zone du tronc cérébral où le mésencéphale rencontre le pont de Varole. |
| Nerf crânien 4 | Le nerf trochléaire contrôle les muscles de l’œil. Il émerge de la partie arrière du cerveau moyen du tronc cérébral |
| Nerf crânien 5 | Le nerf trijumeau est le plus grand et le plus complexe des nerfs crâniens, avec une fonction à la fois sensorielle et motrice. Il prend naissance dans le pont et transmet les sensations du cuir chevelu, des dents, de la mâchoire, des sinus, des parties de la bouche et du visage au cerveau, permet la fonction des muscles masticateurs, etc. |
| Nerf crânien 6 | Le nerf abducens innerve certains des muscles de l’œil |
| Nerf crânien 7 | Le nerf facial assure les mouvements du visage, le goût et les fonctions glandulaires |
| Nerf crânien 8 | Le nerf vestibulocochléaire facilite l’équilibre et l’audition |
| Nerf crânien 9 | Le nerf glossopharyngien permet le goût, les mouvements de l’oreille et de la gorge, et a de nombreuses autres fonctions |
| Nerf crânien 10 | Le nerf vague permet la sensation autour de l’oreille et du système digestif et contrôle l’activité motrice du cœur, de la gorge et du système digestif |
| Nerf crânien 11 | Le nerf accessoire innerve des muscles spécifiques de la tête, du cou et de l’épaule |
| Nerf crânien 12 | Le nerf hypoglosse fournit une activité motrice à la langue |
Les deux premiers nerfs prennent naissance dans le cerveau, et les dix autres nerfs crâniens émergent du tronc cérébral, qui comprend comme nous l’avons vu trois parties : le mésencéphale, le pont et la moelle allongée.
JeRetiens propose, du reste, des moyens mnémotechniques pour retenir les douze paires de nerfs crâniens.
Comment le cerveau est irrigué
Deux ensembles de vaisseaux sanguins fournissent du sang et de l’oxygène au cerveau : les artères vertébrales et les artères carotides.
Les artères carotides externes s’étendent sur les côtés du cou et c’est là que l’on peut sentir notre pouls lorsque nous touchons cette zone du bout des doigts. Les artères carotides internes se ramifient dans le crâne et font circuler le sang vers la partie antérieure du cerveau.
Les artères vertébrales suivent la colonne vertébrale dans le crâne, où elles se rejoignent au niveau du tronc cérébral et forment l’artère basilaire, qui fournit du sang aux parties arrières du cerveau.
Le cercle de Willis est une boucle de vaisseaux sanguins située près de la partie inférieure du cerveau qui relie les principales artères, fait circuler le sang de l’avant du cerveau vers l’arrière et aide les systèmes artériels à communiquer entre eux.
Crédits : les images « les parties du cerveau », « les structures du cerveau » et « le système circulatoire (ou irrigation) du cerveau » ont été téléchargées gratuitement grâce à l’offre d’essai de la banque d’images iStock,, ensuite modifiées, complétées et enfin annotées par l’équipe de JeRetiens.
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Merci vraiment