• La genèse du cerveau de l'homme.

              Plusieurs personnes m'ont demandé des renseignements sur la formation du cerveau chez l'embryon. Je vais donc vous donner quelques informations sur ce sujet.

              Pendant les quinze premiers jours de la gestation, l'ovule fécondée se multiplie, mais reste relativement indifférenciée. Entre les 7ème et 10ème jours, elle se fixe sur la paroi de l'utérus et continue à se développer ainsi que le placenta qui la nourrit.
              La troisième semaine de développement débute par une réorganisation cellulaire importante, des marqueurs chimiques d'origine génétique dirigeant une première différenciation en trois types de cellules qui vont conduire à la formation d'une part des poumons, des intestins et du foie, d'autre part  des os, des muscles, du système vasculaire, des reins et des organes reproducteur et enfin  “ l'ectoderme ” , qui donnera naissance à la peau et au systèmes nerveux central et périphérique.

              Durant cette troisième semaine on voit apparaître au milieu du foetus, ce qu'on appelle une plaque neurale, qui se “fend” dans le sens de la longueur et se ferme peu à peu. (figure 1), la tête se formant ensuite autour du haut de la plaque qui sera le cerveau, alors que le reste de la plaque donnera naissance au système nerveux périphérique. (figure 2).

              

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

              Au début de la quatrième semaine le haut de cette plaque se divise en cinq parties qui donneront peu à peu naissance aux diverses parties importantes du cerveau que j'ai décrites dans d'autres articles. (figure 3). Le cortex deviendra la couche extérieure du cerveau, qui pense, maîtrise le langage, perçoit et commande notre motricité. Le cerveau émotionnel sous-jacent régira sentiments et émotions, le thalamus coordonne nos sensations et perceptions, et le corps calleux fait communiquer les deux hémisphères droit et gauche.
        
              La photo (figure 4) montre l'extrémité supérieure d'un embryon de 4 semaines qui pèse environ 2 grammes et a quelques millimètres de large et 2 cm de long environ, et sur lequel on voit bien l'ébauche du cerveau et autour ce qui deviendra la tête

              Les premiers neurones se forment à la fin de la 4ème semaine. Dès le 33ème jour, on constate un développement différencié de la moelle épinière et du cerveau. Entre le 2ème et le 5ème mois, la formation des neurones atteint son maximum; elle s'achève quelques mois après la naissance. Par la suite nous ne fabriquerons plus de neurones, mais au contraire, nous en perdrons en vieillissant.
              Les centres du cerveau essentiels à la vie végétative se forment en premier
              La première ébauche du cortex apparaît après six semaines de gestation
              Il va peu à peu se former 100 milliards de neurones dans notre cerveau qui en moyenne vont avoir 10 000 connexions chacun, ce qui représente (10 puissance 15) synapses (les connexions entre axones et dendrites, à prédominance chimique) avec des densités jusqu'à 250 000 synapses par millimètre cube. C'est un énorme chiffre !
              Ce sont ces innombrables synapses et connexions qui sont la base du fonctionnement de notre cerveau, car tout ce qui est “pensée”, perception, réflexion, décision, mémoire, sentiments, se résume en des réseaux de connexions.

              La plupart des neurones vont migrer sur des distances appréciables à l'échelle de l'embryon, de quelques millimètres, pour atteindre la zone qui leur est dévolue où ils pourront se différencier et avoir une fonction déterminée. Ils font ce déplacement en “rampant” le long d'un réseau particulier de cellules de soutien, (comme sur une autoroute), guidés par des “marqueurs chimiques” que l'on appelle “facteurs de croissance”.
              Puis les axones vont “pousser” comme les bourgeons et les tiges d'une plante, et se diriger vers les “cibles” que sont les dendrites d'une certaine population de neurones nécessaires à la bonne marche de cette fonction. Les axones vont continuer à se diriger vers les dendrites cibles à quelques fractions de millimètre près, attirés ou repoussés par des "sémaphores" chimiques et aidés par un réseau de “cellules de soutien” et des "colles" temporaires“, puis il y a jonction avec une dendrite avec formation d'une synapse, grâce à "molécules de reconnaissance", et enfin un signal chimique d'arrêt de croissance des axones. Toutefois ces dernières jonctions se font de façon aléatoire.
              Les premiers contacts synaptiques simples apparaissent vers la dixième semaine mais ne sont vraiment généralisés qu'au cours du cinquième mois de gestation. Durant le septième mois, le développement synaptique se fait de manière extensive dans toutes les régions du cerveau. Les synapses continuent de se former à un taux très rapide après la naissance et atteignent leur densité maximale entre six et douze mois après la naissance.

              En fait le cerveau ne commence à fonctionner de façon encore très partielle qu'après 13 à 14 semaines; c'est la raison pour laquelle les limites de l'avortement légal ont été fixées à 12 semaines. Mais le cerveau ne sera capable d'entretenir la vie de l'embryon (notamment l'hypothalamus), qu'au de la de 4 mois de gestation. Le foetus ne sera viable que vers 5 mois, avec toutefois des probabilités non négligeables de dommages, en cas d'accouchement prématuré.

              Je vous ai donc décrit le plus simplement possible, un processus chimique très complexe de formation des réseaux de neurones et surtout de la croissance de leurs prolongements (axones) sous l'effet de marqueurs chimiques spécialisés. Ces marqueurs sont commandés par notre patrimoine génétique.
              Il y a donc une part d'hérédité dans la formation de notre cerveau, puisque nos gènes proviennent de nos parents, mais ce processus chimique d'expression des gènes a une certaine autonomie et donc il y a aussi une part d'influence génétique qui peut être autre que l'hérédité.
              Cette influence génétique donne naissance à des centres qui, bien qu'ayant la même fonction, ne sont pas identiques d'un individu à l'autre. Cela se traduit par des qualités et des déficiences différentes de fonctionnement et surtout par des possibilités différentes : c'est la partie génétique de nos “préférences cérébrales” dont je vous parle parfois.
              Mais un facteur supplémentaire d'incertitude intervient : les marqueurs chimiques amènent l'axone jusqu'à une très faible distance de sa cible (quelques centièmes de millimètre), c'est à dire dans une population de neurones ayant des fonctions précises,mais à partir de là, les connexions se font “au hasard” et donc sans contrôle génétique.
              C'est pour cela que les cerveaux de deux “vrais” jumeaux (monozygotes, c'est à dire issus de la même ovule), bien que très ressemblants, sont malgré tout  différents car les connexions ne sont pas identiques.
              Nos cerveaux sont donc tous différents, mais jusqu'à la naissance nous n'avons pas de pouvoir sur leur formation. C'est cela la partie innée. (dans laquelle il y a une parte héréditaire, une partie gébétique et une partie aléatoire).
              Mais après la naissance, notre action sur la formation de notre cerveau est immense.

              En effet pendant surtout les deux premières années de notre vie de bébé, mais encore par la suite, certaines connexions vont évoluer et pourront changer de destination jusqu'à l'âge adulte.
              Au départ nous avons un nombre de synapses très superflu pour un fonctionnement correct du cerveau. La façon dont nos allons utiliser notre cerveau va influer sur son contenu
              Les connexions les plus utilisées vont  se renforcer et les autres disparaître, façonnant ainsi des réseaux de neurones uniques à chaque individu. Il y aura même disparitions de certains neurones inutilisés
              En formant une multitude de synapses dans la phase précoce de son développement, le cerveau peut ensuite sélectionner les combinaisons qui fonctionnent le mieux pour perfectionner ses circuits.
              La phase d'élimination sélective des synapses débute quelques mois après la naissance  et va amener une diminution de 60 % des synapses lorsque le cerveau devient celui d'un adulte mature.
              En outre une gaine isolante de myéline se forme autour des nerfs et augmente considérablement la vitesse du signal d'influx nerveux et donc la vitesse de réacrion et le rendement du fonctionnement du cerveau. La myélinisation du cortex commence juste après la naissance et se poursuit jusqu'à environ 18 ans, bien que certaines régions du cerveau soient complètement myélinisées bien avant.

              Les neurones du cortex conservent aussi durant toute la vie une grande plasticité. car ils peuvent modifier l'intensité et la durabilité de connexions entre neurones en fonction de ce que nous apprenons à faire ou de ce que nous mémorisons. S'il n'en nétait pas ainsi, nous ne pourrions plus rien faire après 30 ans environ.
              Cette capacité de modifier l'efficacité des connexions synaptiques est beaucoup moins marquée dans les régions cérébrales plus primitives comme le le cerveau central, l'hypothalamus notamment et le tronc cérébral.

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