50. NEUROSCIENCE

Le Cerveau et le Cervelet.

Résumé : L'imagerie à haute résolution montre que le cervelet humain représente 80% de la surface du cortex. Les résultats montrent qu'avec le développement du comportement humain et de la cognition, cette zone du cerveau peut s'étendre

Source: Université d'État de San Diego

Quand on dit que quelqu'un a l'esprit vif, c'est peut-être en partie grâce à notre cervelet élargi qui distingue le cerveau humain de celui des singes macaques, par exemple.

Parfois appelé par sa traduction latine le « petit cerveau », le cervelet est situé près du tronc cérébral et se trouve sous le cortex dans le cerveau postérieur. Cependant, de nouvelles recherches à l'Université d'État de San Diego remettent en question la « petite » terminologie.

Le cervelet joue un rôle polyvalent, contribuant à nos cinq sens ainsi qu'à la douleur, aux mouvements, à la pensée et aux émotions.

Il s'agit essentiellement d'une feuille plate de l'épaisseur d'une crêpe, froissée en centaines de plis pour la faire rentrer dans un volume compact d'environ un huitième du volume du cortex cérébral. Pour cette raison, la surface du cervelet était considérée comme considérablement plus petite que celle du cortex cérébral.

En utilisant une machine IRM 9,4 Tesla à très haut champ pour scanner le cerveau et un logiciel personnalisé pour traiter les images résultantes, un expert en neuroimagerie du SDSU a découvert que les plis serrés contiennent en fait une surface égale à 80% de la surface du cortex cérébral. En comparaison, le cervelet du macaque fait environ 30% de la taille de son cortex.

«Le fait qu'il ait une si grande superficie témoigne de l'évolution des comportements et de la cognition spécifiquement humains», a déclaré Martin Sereno, professeur de psychologie, neuroscientifique cognitif et directeur du SDSU MRI Imaging Center. « Il s'est tellement développé que les modèles de pliage sont très complexes .»

Des informations sans précédent

En collaboration avec des experts en imagerie et en cervelet du Royaume-Uni, des Pays-Bas et du Canada, Sereno a utilisé un logiciel libre et personnalisé FreeSurfer qu'il a initialement développé avec des collègues à l'Université de Californie à San Diego pour reconstruire par ordinateur la surface pliée du cervelet. Le logiciel déplie et aplatit également le cortex cérébelleux afin de le visualiser au niveau de chaque folia individuel - ou pli en forme de feuille mince.

Un pionnier de l'imagerie cérébrale qui a exploité l'IRM fonctionnelle pour découvrir des cartes visuelles dans le cerveau, Sereno a découvert que lorsque le cervelet est complètement déplié, il forme une étrange « crêpe » de quatre pouces de large sur trois pieds de long. Les résultats ont été publiés cette semaine dans une étude dans PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

« Jusqu'à présent, nous n'avions que des modèles bruts de ce à quoi cela ressemblait », a déclaré Sereno. « Nous avons maintenant une carte complète ou une représentation de surface du cervelet, tout comme les villes, les comtés et les États.»

Pièces de puzzle

Des recherches antérieures ont découvert que s'il y avait de nombreuses similitudes entre le cortex et le cervelet, il y avait une différence clé. Dans le cortex cérébral, des régions représentant différentes parties du corps sont disposées à peu près comme dans le corps réel : juxtaposées et ordonnées. Mais dans le cervelet, ils étaient placés de manière plus aléatoire.

« Vous obtenez un petit morceau de la lèvre, à côté d'un morceau de l'épaule ou du visage, comme des pièces de puzzle enchevêtrées », a expliqué Sereno.

Le cervelet joue un rôle polyvalent, contribuant à nos cinq sens ainsi qu'à la douleur, aux mouvements, à la pensée et aux émotions. L'image est créditée à SDSU.

Ces parties du cervelet sont donc configurées pour recueillir et coordonner les informations provenant de parties disparates du corps.

Il est intriguant de penser qu'il pourrait y avoir des analogues de « somatotopie fracturée » dans les parties cognitives du cervelet qui pourraient aider à soutenir des fonctions cognitives très complexes et sophistiquées, telles que le langage ou le raisonnement abstrait, a déclaré Sereno.

« Lorsque vous pensez à la cognition nécessaire pour rédiger un article scientifique ou expliquer un concept, vous devez extraire des informations provenant de nombreuses sources différentes. Et c'est ainsi que le cervelet est mis en place.

Jusqu'à présent, on pensait que le cervelet était principalement impliqué dans des fonctions de base comme le mouvement, mais son expansion au fil du temps et ses nouvelles entrées provenant des zones corticales impliquées dans la cognition suggèrent qu'il peut également traiter des concepts avancés comme les équations mathématiques.

« Maintenant que nous disposons de la première carte de base haute résolution du cervelet humain, il existe de nombreuses possibilités pour les chercheurs de commencer à remplir ce qui sera certainement une courtepointe complexe d'entrées, provenant de nombreuses parties différentes du cortex cérébral plus en détail que jamais. avant », a déclaré Sereno.

Par exemple, il existe des preuves récentes que les personnes qui souffrent de lésions du cervelet ont du mal à traiter leurs émotions.

Aout 2020