Une équipe de chercheurs américains a cartographié le cortex cérébral en régions distinctes de 180. de shutterstock.com Pankaj Sah, L'Université du Queensland

Dans les grandes nouvelles pour les neurosciences, une équipe de chercheurs américains a récemment cartographié la couche externe du cerveau humain, le cortex cérébral, en régions distinctes 180.

Utilisation des données d'imagerie du Projet de connectome humain - une initiative menée par le gouvernement des États-Unis pour cartographier les connexions structurelles et fonctionnelles du cerveau - des neuroscientifiques ont analysé le cerveau de jeunes adultes en bonne santé de 210. Le résultat est un atlas moderne du cerveau humain, dont les zones 97 n'ont jamais été décrites auparavant.

Le cortex cérébral est la couche externe repliée qui donne au cerveau son aspect ridé caractéristique. Il est divisé en hémisphères gauche et droit.

Le cortex somatosensoriel primaire est la principale région responsable de notre sens du toucher. Wikimedia Commons / BodyParts3D - modifié, CC BY-SA

Nous savons que des régions spécifiques du cortex sont responsables de différents rôles. Le cortex somatosensoriel primaire, situé sur un sillon vertical vers le centre du cerveau, est la principale région responsable de notre sens du toucher, par exemple.

La plupart de nos connaissances sur l'architecture détaillée du cerveau proviennent d'études sur des rongeurs. Bien que les cerveaux de rats, de souris et de primates (États-Unis) soient pour la plupart similaires par leur structure, ils présentent des différences distinctes.

Contrairement aux rongeurs, les humains ont un cortex préfrontal important, qui est responsable des fonctions exécutives supérieures telles que la prise de décision. Nous communiquons également par le biais de la langue et, à ce titre, nous disposons de zones de traitement spécifiques chargées à la fois de créer et de comprendre le discours.

La phrénologie a postulé que les traits de personnalité étaient situés dans des parties spécifiques du cerveau. Wikimedia Commons

Améliorations techniques incluant imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) - qui mesure l'activité cérébrale en détectant les modifications du débit sanguin - nous ont permis d'imager des cerveaux vivants en temps réel avec des détails sans précédent.

L'objectif séculaire des neurosciences

La cartographie du cerveau est un objectif des siècles, remontant à la discipline pseudo-scientifique de la phrénologie du 19e siècle, selon laquelle les traits de personnalité étaient situés dans des parties spécifiques du cerveau.

Les promoteurs mesureraient le crâne sur une zone cérébrale correspondante pour déterminer, par exemple, à quel point une personne était consciencieuse, bienveillante ou combative.

Il y a plus d'un siècle, l'anatomiste allemand Korbinian Brodmann a classé le cerveau en zones spécifiques en fonction de la structure et de l'organisation des cellules dans chaque région. Jusqu'à présent, c'était la carte des régions du cerveau largement acceptée, connue sous le nom de régions de Brodmann.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé une combinaison de différentes images IRM pour cartographier les zones du cerveau dont la structure et la fonction sont distinctes. Ils ont examiné la structure physique, telle que l'épaisseur du cortex, les zones activées lors de certaines tâches et si cette activité était coordonnée avec celle d'autres régions.

Certaines zones étaient principalement associées à une seule fonction, telle que le traitement visuel ou le mouvement. Mais de nombreux domaines n'étaient pas. En fait, les scientifiques ont découvert que des réseaux de régions sont activés même lorsque le cerveau est au repos - en l'absence de tâche explicite.

Une carte cérébrale détaillée - et alors?

Le cerveau nouvellement cartographié est un repère pour les neurosciences. Un atlas cérébral mis à jour permettra de mieux comprendre comment le cerveau contrôle le comportement et comment les troubles dans certaines régions contribuent aux maladies du cerveau.

Jusqu'à présent, la version de Brodmann était la carte des régions du cerveau largement acceptée. Wikimedia Commons

Alors que les atlas cérébraux de rongeurs proviennent de souches d'animaux consanguins dont l'anatomie cérébrale varie peu, les variations individuelles chez l'homme sont courantes. Il existe des différences entre l'anatomie des hémisphères des cerveaux gauche et droit, sans parler des différences anatomiques entre individus de différents âges et sexes.

Par exemple, un étude récente de personnes 1,400 L’hippocampe gauche, une zone associée à la mémoire, était généralement plus grande chez les hommes que chez les femmes.

En raison de cette variation, il a toujours été difficile de comparer les résultats d'études d'imagerie cérébrale distinctes et de s'assurer que les analyses montrent une activité dans la même région cérébrale. Mais maintenant, les divisions les plus fines des régions du cerveau permettent de meilleures comparaisons.

La carte cérébrale a également des applications pratiques pour la neurochirurgie. Actuellement, les chirurgiens utilisent un système de coordonnées stéréotaxiques (3D) pour déterminer et opérer sur des régions spécifiques du cerveau. Mais ce n'est pas idéal car les régions du cerveau diffèrent d'une personne à l'autre. L'algorithme utilisé pour créer le nouvel atlas peut maintenant être utilisé pour personnaliser des cartes individuelles afin de mieux guider la chirurgie.

Autre catégorisation

Il est probable que le cerveau soit davantage compartimenté dans encore plus de régions que le 180 déjà décrit. À mesure que la technologie d'imagerie s'améliorera, nous pourrions découvrir d'autres sous-régions distinctes spécialisées dans leur constitution ou leur activité.

Mais les chercheurs pensent également que certaines des zones nouvellement cartographiées pourraient ultérieurement se révéler être des sous-zones, citant le cortex somatosensoriel primaire à titre d'exemple. Ce cortex est formé de ce qu'on appelle des sous-zones somatotopiques, qui sont des régions du cerveau qui correspondent point par point à des récepteurs sensoriels situés à différentes parties du corps.

Et différents groupes commencent à cartographier l'architecture génomique de différentes régions du cerveau. Ensemble, ces nouvelles découvertes vont aboutir à une carte détaillée de l’ensemble du cerveau humain.

Pankaj Sah, Directeur - Queensland Brain Institute, L'Université du Queensland, Cette pièce a été co-écrite par Donna Lu, rédactrice scientifique du Queensland Brain Institute.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.