Avons-nous tous le même cerveau ?

Par Test Symbiose 6Biocalendrier de l'Avent, Biocalendrier de l'Avent 2020
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Au 19ème siècle, les sciences du vivant connaissent un essor considérable grâce notamment aux développements de la physiologie, de l’embryologie ou encore de l’évolutionnisme. Ces disciplines, modifiant ainsi la vision de l’homme sur le vivant et sa diversité, ont longtemps été utilisées comme arguments pour justifier les inégalités entre les différentes classes sociales, les sexes ou les races. Des pratiques telles que la craniométrie consistant à prendre les mesures du crâne sont soutenues par des médecins influents, dont Paul Broca, pour expliquer une prétendue infériorité intellectuelle de la femme. Cette idée que le cerveau masculin serait plus gros donc plus performant a persisté jusqu’au développement de l’imagerie fonctionnelle, mettant tous les êtres humains sur un même piédestal en termes de physiologie et d’évolution. Mais les différences de capacités cognitives entre individus de notre espèce nous amènent à nous demander : avons-nous tous réellement le même cerveau ?

Cet organe fascinant qui contrôle notre conscient et notre inconscient pèse en moyenne un kilo et demi chez un adulte et est peuplé de deux cents milliards de cellules irriguées par près de cent kilomètres de vaisseaux sanguins. En l’étudiant anatomiquement on distingue différentes structures localisées dans des régions bien déterminées telles que le cervelet ou l’hippocampe. Composé de deux hémisphères reliés par un important faisceau d’axones appelé corps calleux, notre cerveau possède de nombreuses structures nerveuses remplissant des fonctions particulières. Grâce à l’IRM et à la micro-stimulation électrique de zones précises, les médecins et chercheurs sont parvenus au fil du temps à cartographier le cerveau en associant régions cérébrales et fonctions : on retrouve alors le lobe frontal, temporal, pariétal et occipital composés respectivement d’une aire olfactive, auditive, sensitive et visuelle. Pour citer le neuroscientifique français Hervé Chneiweiss : « nos cerveaux sont à peu près identiques mais tout réside dans cet à peu près », car même si nous possédons effectivement tous les mêmes structures cérébrales et le même fonctionnement de notre système nerveux, l’anatomie du cerveau humain est plus complexe qu’un simple modèle localisationniste.

Hugues Duffau, un neurochirurgien exerçant à Montpellier, prône un modèle dit connectomique où les neurones sont assemblés en réseaux permettant de relayer les informations liées à une fonction particulière. Il est réputé mondialement pour ses opérations à cerveau ouvert avec phase de conscience, durant lesquelles il stimule électriquement les zones tumorales de ses patients. Secondé par des orthophonistes et psychiatres, il réalise en moyenne 125 opérations par an consistant à retirer des tumeurs cérébrales parfois jugées intouchables par le corps médical, et compte 90% de ses patients toujours en vie. En 2014, il prouve ainsi que l’aire de Broca, n’est pas celle du langage comme cela est ancrée depuis 1861 dans la conscience scientifique, car après l’ablation de cette zone chez certains patients, la parole reste conservée de manière intacte.

Ceci est possible grâce à la plasticité cérébrale, c’est à dire à la capacité de notre cerveau de pouvoir remodeler ses connexions synaptiques en dehors de sa région initiale. La géographie fonctionnelle de notre cerveau se modifie donc tout au long de notre vie suite à la variation de la conformation des neurones. Il est donc nécessaire avant chaque opération de ce type d’établir une cartographie personnelle des réseaux neuronaux d’un patient d’une précision sans faille. Le docteur Duffau appuie ses recherches avec le cas d’une patiente russe parlant cinq langues couramment à qui il annonça qu’elle ne pourrait conserver que trois langues et lui demanda de choisir celles qui feraient l’objet d’une ablation. Elle perdit uniquement l’usage de l’espagnol et de l’italien comme convenu en pré-opération.

Certaines régions cérébrales peuvent donc être hautement spécialisées, comme l’aire de Broca, mais cela n’enlève pas le fait que le cerveau est un organe très plastique et que d’autres régions cérébrales peuvent sous-tendre dans certaines conditions ces fonctions par déplacement de réseaux neuronaux.

La différence de l’anatomie de notre cerveau ne dépend pas seulement de la présence de tumeur, elle est aussi fonction de l’environnement et des expériences vécues. Prenons l’exemple de la mémoire chez deux sujets sains.

La mémoire est la capacité d’un individu à transformer un événement en trace mnésique, la conserver à court terme ou à long terme grâce à l’apprentissage afin de pouvoir la restituer. Ces trois fonctions sont distribuées au sein d’un réseau neuronal décrit par la théorie des assemblées de neurones de Hebb : quand deux cellules proches sont excitées en même temps, la force synaptique entre elles va augmenter. Lors d’un apprentissage, la trace mnésique va donc persister et être répétée dans ce réseau et conduire à un renforcement du système par des modifications progressives cellulaires ou biochimiques.

Mais d’un individu à l’autre les événements de vie sont différents, un pianiste utilisera plus sa mémoire de savoir-faire physique et un étudiant sa mémoire déclarative de connaissances. Rappelons que l’anatomie structurale du cerveau humain est commune à tous les individus Homo sapiens, mais les différences de l’anatomie fonctionnelle est propre à chacun. Ce sont ces réseaux neuronaux qui diffèrent par la relation synaptique des cellules qui les composent, influencé par l’environnement dans lequel nous évoluons, faisant de chaque cerveau un organe unique.

Article écrit par Manel Berkemal

Bibliographie :