La définition de Cerveau

Le cerveau désigne la masse nerveuse contenue dans la boîte crânienne. Il est enveloppée, avec le cervelet et le tronc cérébral, par les méninges. Aussi, dans le langage scientifique, le terme d'encéphale lui est souvent préféré.

L'histoire de l'étude du cerveau

Jusqu'au XVIIIe siècle, l'étude du cerveau reste strictement anatomique. Ce n'est qu'au XIXe, avec Paul Broca, que les théories fonctionnelles et localisationnistes apparaissent. Ainsi, au cours de ce siècle, l'approche morphologique véritable se développe. Durant cette période, l'apport de l'histologie est également décisif pour la description du cerveau.
Enfin, le début du XXe siècle marque l'âge d'or des localisations cérébrales, même si d'autres théories plus globalisantes se sont auparavant succédé. Aujourd'hui, l'apport des techniques neurobiologiques et électrophysiologiques, ainsi que des techniques d'imagerie cérébrale, permet une description très précise.

La description générale du cerveau

Le poids du cerveau adulte est d'environ 1 450 g. Il est composé de cellules nerveuses (ou neurones). Il en compte entre 10 et 100 milliards. À l'état frais, on distingue deux substances caractéristiques de couleur différente:

• Une substance blanche: elle est composée d'axones recouverts d'une couche isolante (ou gaine de myéline).
• Une substance grise: il s'agit du corps cellulaire et des axones non myélinisés. Ils se retrouve en surface, et forment ainsi le cortex cérébral.

Le système protecteur du cerveau

Le cerveau est protégé par diverses structures. Les parois osseuses du crâne et les méninges en constituent les structures externes. Le liquide céphalo-rachidien circule dans les espaces sous-arachnoïdiens et dans les cavités cérébrales internes. Les cavités cérébrales internes (ou ventricules) sont au nombre de quatre: deux ventricules latéraux sont reliés par le trou de Monro au troisième ventricule, qui communique lui-même avec le quatrième ventricule par l'aqueduc de Sylvius.
La barrière hémato-encéphalique est un processus biologique qui permet le passage des substances nutritives du milieu sanguin au liquide céphalo-rachidien et empêche la diffusion de certains produits nocifs.

Les différentes parties du cerveau

Le cerveau est divisé en trois parties:

• Le cerveau antérieur: il comprend le télencéphale (composé du néocortex, des noyaux gris de la base et du système limbique) e
t le diencéphale (constitué par le thalamus, l'épithalamus et l'hypothalamus).
• Le cerveau moyen: il est composé du mésencéphale.
• Le cerveau postérieur: il est formé par le métencéphale et par le myélencéphale.

L'embryologie

À partir de l'ectoblaste, la plaque neurale se forme avant de constituer le tube neural. Celui-ci s'épaissit pour former, dans sa partie antérieure, l'encéphale. Le cerveau se constitue alors à partir de trois renflements:

• La vésicule cérébrale antérieure: elle deviendra le télencéphale. Celui-ci constitue à son tour les hémisphères cérébraux.
• La vésicule cérébrale moyenne: elle deviendra le cerveau moyen.
• La vésicule cérébrale postérieure: elle constituera le myélencéphale et le métencéphale.

Les structures cérébrales spécifiques

Le cerveau se décompose en quatre principales structures:

• Le métencéphale (ou cerveau moyen): c'est une surface proéminente avec, dans sa partie externe, la protubérance annulaire. Le mésencéphale est constitué des pédoncules cérébraux, et comprend, dans sa partie dorsale, des relais visuels importants, c'est-à-dire les deux tubercules quadrijumeaux supérieurs et les deux inférieurs. La partie interne du mésencéphale contient, parmi d'autres noyaux, la formation réticulée impliquée dans la vigilance, l'éveil et le sommeil.
  
  
• Le cerveau antérieur: il est composé du diencéphale et du télencéphale. Dans le diencéphale, il faut distinguer le thalamus, l'épithalamus et l'hypothalamus.
  Le thalamus comprend plusieurs noyaux qui peuvent être regroupés selon leurs projections ou leurs fonctions. Le premier type de noyaux constitue le relais de toutes les voies conduisant vers les aires corticales appropriées. Le deuxième type de noyaux est constitué de structures d'association qui se projettent sur des aires corticales spécifiques, associatives, sans recevoir de projection sensorielle. Le troisième groupe de noyaux est formé de noyaux thalamiques intrinsèques. Ceux-ci reçoivent leurs projections d'autres noyaux thalamiques sur lesquels ils se projettent à leur tour. Ils sont également en liaison avec la formation réticulée.
  L'épithalamus est composé essentiellement de l'épiphyse. Il semble jouer un rôle important dans les processus de régularisation des rythmes circadiens.
  L'hypothalamus est constitué par une série de noyaux, sous le thalamus. Ces noyaux ont une action prépondérante dans l'activité végétative et endocrinienne de l'organisme et sont impliqués dans la faim, la soif, la régulation thermique et les comportements émotionnels.
  
  
• Le télencéphale: il se divise en trois parties: les noyaux gris de la base, le système limbique et le néocortex.
  Les noyaux gris de la base forment, avec le thalamus, les noyaux gris centraux du cerveau et occupent presque toute la partie interne des hémisphères. On distingue le noyau caudé, le noyau lenticulaire, le noyau amygdalien ainsi que les corps de Luys, locus niger, substance noire et noyaux rouges. Ces noyaux sont liés à la plupart des structures du cerveau. Ils semblent impliqués dans l'activité motrice extrapyramidale et potentiellement dans les processus mnésiques.
  Le système limbique est composé de plusieurs structures reliées entre elles (corps mamillaires, cortex cingulaire, hippocampe, etc...). Ces structures seraient impliquées dans la mémoire et dans les relations émotionnelles.
  Le néocortex est une partie du cerveau qui comprend un très grand nombre de scissures. Il n'existe pas chez l'animal et constitue chez l'homme le cortex cérébral. Les hémisphères cérébraux sont séparés l'un de l'autre par la scissure interhémisphérique. Celle-ci se termine sur une structure de fibres blanches liant les deux hémisphères: le corps calleux. Les autres scissures, à dimension plus restreinte et variable, délimitent les lobes et les circonvolutions.

Les différents lobes cérébraux

Les lobes du cerveau sont au nombre de cinq:

• le lobe frontal,
• le lobe pariétal,
• le lobe temporal,
• le lobe de l'insula,
• le lobe occipital.

L'exploration du cerveau

L'exploration du cerveau humain est essentiellement constituée par:

• Les techniques électrophysiologiques: l'électroencéphalogramme permet d'enregistrer l'activité électrique cérébrale à partir d'électrodes appliquées sur le scalp. Il localise, du fait de leur activité électrique anormale, des zones pathologiques et diagnostique également une maladie épileptique.
  L'électrocorticographie est un enregistrement de l'activité électrique cérébrale effectué au moyen d'électrodes appliquées directement sur le cortex, au cours d'une craniotomie. Elle permet une exploration privilégiée du cortex cérébral et s'avère très utile dans certains cas d'épilepsie à localisation complexe.
  La stéréoencéphalographie permet l'enregistrement de l'activité électrique cérébrale à l'aide d'électrodes implantées en profondeur par des techniques stéréotaxiques. Cette méthode est employée dans l'étude de l'épilepsie et des mouvements anormaux. Les potentiels évoqués mesurent les réponses électriques données par le système nerveux, face à des stimulus externes spécifiques qui peuvent être visuels, auditifs ou somatosensitifs. Cette technique permet de diagnostiquer un obstacle sur une voie sensorielle ou une sclérose en plaques débutante.
  
  
• Les techniques d'imagerie cérébrale: la radiographie permet d'apprécier les différentes structures osseuses du crâne et de faire le diagnostic d'éventuelles lésions osseuses.
  La tomographie est un procédé radiologique qui étudie le crâne par tranches ou sections successives. Cette technique permette de dépister avec une haute précision la majorité des lésions cérébrales organiques.
  L'angiographie explore les artères cérébrales et a été progressivement remplacée par le scanner. Son intérêt réside principalement dans le dépistage des lésions vasculaires.
  
  
• Les techniques nucléaires: la radio-isotopie cérébrale permet, à l'aide d'un traceur radioactif, d'établir une cartographie cérébrale. Elle étudie le flot sanguin et détecte des lésions intracérébrales.
  Les appareils à positons permettent d'étudier le débit cérébral et le métabolisme cellulaire.