Thread by @astropierre

A-t-on vraiment le cerveau qui correspond à notre organisme ?

Curieuse question, mais vous allez voir que le cerveau humain occupe, tout de même, une place curieusement particulière dans le règne animal, je vous montre ça dans ce thread à dérouler ci-dessous...

1/26
⬇️⬇️⬇️

2/n

La recherche permet aujourd'hui d'étudier mieux que jamais le cerveau et les connexions entre les neurones.

Mais la manière dont tout cela donne naissance à nos capacités cognitives reste encore un mystère (bien qu'on dispose de nombreuses pistes très prometteuses).

3/n

S’il y a une chose qui distingue le cerveau humain de celui des autres primates — et même de celui de certains parents humains aujourd'hui éteints — c’est sa taille.

4/n

Chez la plupart des animaux, la taille du cerveau est étroitement liée à la taille du corps. Mais les humains sont une exception intéressante à cette règle.

En effet, notre cerveau est beaucoup plus gros que ce que l'on pourrait attendre, compte tenu de notre taille.

5/n

Voici quelques cerveaux d’animaux classés selon leur taille.
Au premier regard, rien ne semble très surprenant.

6/n

Les chercheurs utilisent un ratio appelé quotient d’encéphalisation (QE) pour quantifier le rapport entre la masse du cerveau et ce à quoi on pourrait s’attendre compte tenu de la taille de son corps.

Il vaut 1 si ce rapport répond aux attentes.

7/n

Voici les mêmes cerveaux mis à l'échelle en fonction de leur EQ (taille réelle en pointillées).

Le cerveau de la souris est deux fois plus petit que prévu pour sa taille corporelle. Le cerveau humain quant à lui, est plus de SEPT FOIS plus grand que prévu.

8/n

Bien que le cerveau humain ait grossi au cours de l'évolution, il ne l’a pas fait de manière uniforme.

Une région particulièrement agrandie est le cortex, qui effectue la planification, le raisonnement, le langage et de nombreux autres comportements où les humains excellent

9/n

D’autres zones, comme le cervelet (zone à l’arrière du cerveau densément peuplée de neurones qui aide à conduire les mouvements et la planification) ont aussi augmenté de volume.

Ou le cortex préfrontal qui a une structure similaire chez les chimpanzés, bien que plus gros.

10/n

Mais certains animaux dont le cerveau se développe différemment de celui des mammifères, comme les corbeaux, peuvent aussi apprendre ou se souvenir de manière impressionnante.

La taille du cerveau à elle seule ne peut pas expliquer la cognition humaine ou animale.

11/n

Les moyens techniques mis à la disposition de la recherche permettent aujourd'hui d'étudier ces différences entre les cerveaux des animaux de manière bien plus fine qu'avant.

12/n

L’année dernière, des scientifiques ont catalogué l’ensemble du cerveau de la souris, trouvant 5 300 types de cellules différentes.

L’atlas du cerveau humain n’est pas terminé. Il comprend, pour l'instant, plus de 3 300 types de cellules.

13/n

L’impression générale, lorsqu’on compare les types de cellules du cerveau humain à ceux d’autres espèces, est que l’architecture cellulaire de base est remarquablement conservée jusqu’à ce que l’on en arrive aux détails les plus fins.

Ils sont en réalité très similaires.

14/n

La plupart des régions du cerveau humain diffèrent de celles des primates et des souris par les types de cellules qui y apparaissent et dans la façon dont ces cellules expriment leurs gènes.

Ce ne sont pas les ingrédients qui sont différents, mais la recette.

15/n

Les mêmes types de cellules peuvent également avoir une apparence différente selon les espèces.

Par rapport au chimpanzé, les neurones humains sont + longs et établissent + de connexions entre eux.

Les couches corticales dans lesquelles ils se développent sont + épaisses.

16/n

Une étude récente a comparé 1,6 million de connexions entre plus de 2 000 cellules cérébrales, dans des échantillons de cerveaux de souris, de macaque et d’humain prélevés dans le cortex.

Résultat :

17/n

Le schéma de câblage humain, ou « connectome », comportait 2,5 fois plus d’interneurones (une classe de cellules qui atténuent l’activité neuronale et contrôlent l’excitation) que celui de la souris.

Et ces cellules établissaient dix fois plus de connexions entre elles.

18/n

Les résultats des études sur le connectome sont corroborés par des travaux génétiques. Lorsque l’on compare l’expression des gènes entre espèces, on constate que de nombreuses différences sont liées à la manière dont les connexions entre les neurones se font.

19/n

Quelques centaines de gènes ont ainsi montré des schémas d’expression propres aux humains.

Souvent, ces spécialisations sont liées à la construction/signalisation des synapses. Et elles étaient souvent observées dans des cellules non neuronales (astrocytes, microglie)

20/n

Le rythme de développement du cerveau varie aussi beaucoup selon les espèces, mais il est incroyablement long chez les humains.

Le cerveau de la souris, par exemple, est complètement développé à seulement 5 % de la durée de vie de l’animal.

21/n

Le cerveau des macaques/chimpanzés est complètement développé environ au 1/3 de la durée de vie de l’animal.

Le cerveau humain prend beaucoup plus de temps pour grandir, mûrir & affiner ses connexions : environ 30 ans, soit près de la moitié de notre durée de vie moyenne.

22/n

Ce rythme lent pourrait aider les humains à développer davantage de neurones et favoriser davantage de diversité et de complexité.

Il donne également au cerveau plus de temps pour s’adapter à son environnement.

23/n

Chez les humains, les progéniteurs neuronaux (cellules qui donnent naissance aux neurones) ont plus de potentiel.

Ils peuvent devenir plus d’un grand type de neurone, alors que chez les rongeurs, un type de progéniteur a tendance à se développer en un seul type de neurone

24/n

Nos capacités spéciales ont aussi des inconvénients :
Les cerveaux humains subissent des changements + radicaux que les autres primates.
En partie parce que nous vivons + longtemps, mais même les cerveaux des grands singes ne semblent pas changer autant que nous avec l’âge.

25/n

Il y a encore beaucoup à découvrir sur la façon dont le cerveau modèle la sociabilité et l'intelligence des espèces animales (dont les humains).

Génétique, biologie cellulaire, neurologie, il reste bien des choses à découvrir....

26/26

Ce fil est tiré de cette très intéressante page web de Nature sur le cerveau.
S'y trouvent de très belle infographies et toutes les sources des études citées :

nature.com/immersive/d415…