PSYC1000 - La biologie de l’esprit (Cours 6-7)(a2024)(2pp).pdf

2024-09-20 LA BIOLOGIE DE L’ESPRIT PSYC1000 COURS 6-7 AUTOMNE 2024 SOPHIE DROUIN ROUSSEAU 1 Quiz! 2 1 ...

2024-09-20 LA BIOLOGIE DE L’ESPRIT PSYC1000 COURS 6-7 AUTOMNE 2024 SOPHIE DROUIN ROUSSEAU 1 Quiz! 2 1  2024-09-20 COMMUNICATION DÉROULEMENT ANATOMIE DU COURS SPÉCIALISATION ET TRAUMATISME 3 CERVEAU COMMUNICATION MICROSCOPIQUE 4 2  2024-09-20 COMPOSITION DU CERVEAU Le cerveau est essentiellement 3 lbs. de gelée électrique maintenue ensemble très délicatement Délicat ici est la clé… C’est l’organe le plus gras du corps (60% de graisse) et il est composé de 75% d’eau À un moment donné, 20% du sang et de l’oxygène du corps se trouvent dans le cerveau La majorité du cerveau est composée de deux types de cellules Neurones Cellules gliales 5 LE NEURONE La cellule du cerveau que tout le monde connait 86 milliards de neurones dans le cerveau avec 100 billions de connexions entre eux La « connexion » s’appelle une synapse 6 3  2024-09-20 LE NEURONE Composantes d’un neurone: Le corps cellulaire (soma) contient le noyau L’exécutif de la cellule Dendrites (grec pour arbre) Recueillir les informations à partir d’autres cellules Axone Fibre qui transmet les informations recueillies à d’autres cellules Terminaison axonale Où l’information du neurone est diffusée Gaine de myéline Insolation de l’axone qui augmente la vitesse de la transmission 7 LE NEURONE La myélinisation a un effet ÉNORME sur la vitesse de transmission d’un neurone Maximum d’environ 10 m/s (36 km/h) pour les neurones non myélinisés Minimum d’environ 100 m/s (360 km/h) pour les neurones myélinisés Plus un neurone est utile… plus il sera protégé par la gaine! Sa charge devient protégée et le neurone est « rembourré » Même avec cette myélinisation, l’information neuronale est encore 3 millions de fois plus lente que l’électricité! 8 4  2024-09-20 LE NEURONE Jusqu’à récemment, les cellules gliales n’étaient considérées que pour le soutien structurel Les cellules gliales sont là pour garder les neurones à leur place et peuvent détecter/envoyer/moduler les impulsions neurales à d’autres cellules gliales et neurones Créer du liquide céphalorachidien – le coussin du cerveau Agir comme un raccourci entre les neurones Nutrition et entretien des neurones Les cellules gliales forment la barrière hématoencéphalique - la paroi qui empêche les corps étrangers de pénétrer dans le cerveau Le système immunitaire du cerveau 9 LE NEURONE Le rapport gliale/neurone était autrefois considéré comme 10:1. Avec les progrès récents dans l’imagerie cérébrale et la recherche, nous pensons qu’il est plus proche de 1:1 Des différences individuelles s’appliquent...  Le cerveau d’Albert Einstein avait plus de cellules gliales que la Moyenne  Pour l’instant, il ne s’agit que d’une hypothèse… Les cellules gliales dysfonctionnelles pourraient contribuer à la dépression et à la schizophrénie Les cellules gliales détériorées sont corrélées avec la maladie d’Alzheimer 10 5  2024-09-20 LE NEURONE Certaines cellules gliales ont des emplois spécialisés Microglie Enlève les cellules mortes du cerveau Peut être utilisé pour diagnostiquer un accident vasculaire cérébral Oligodendrocytes Fais le travail d’insolation (myélinisation) pour les neurones souvent utilisés Astrocytes Maintien la barrière hématoencéphalique 11 LE NEURONE 12 6  2024-09-20 LE NEURONE La communication L’activité neuronale est divisée en 3 potentiels principaux Potentiel de repos Potentiel d’action (influx nerveux!) Manifestation de l’excitation du neurone, résultat de la stimulation; signal électrique se déplacant le long de l’axone Potentiel gradué Transmission ou blocage de l’information 13 LE NEURONE La communication 1. Potentiel de repos À l’intérieur de la cellule, vous avez: Ions protéines (A-) qui ne peuvent pas traverser les parois cellulaires Concentration élevée d’ions potassium (K+) qui peuvent se déplacer librement dans les deux sens de la membrane À l’extérieur de la cellule, vous avez : Concentration élevée d’ions chlore (Cl-) qui peuvent à peine ruisseler à travers la membrane Concentration élevée d’ions sodium (Na+) qui peuvent à peine ruisseler à travers la membrane La charge de repos à l’intérieur du neurone est négative -70 mV La pompe pousse plus de sodium (Na+) qu’elle ne laisse entrer de potassium (K+) 14 7  2024-09-20 LE NEURONE La communication Potentiel de repos – Polarisation de la membrane 15 LE NEURONE La communication 2. Potentiel d’action Lorsque le neurone devient stimulé, l’information se propage au long de l’axone! C’est ce qu’on appelle le potentiel d’action En dehors du neurone, les ions Na+ se précipitent pour faire passer le neurone de -70 mV à +30 mV Dépolarisation Cette réaction se produit dans une chaine et agit comme une vague pour tirer l’information à travers le neurone. 16 8  2024-09-20 LE NEURONE La communication 2. Potentiel d’action Une fois que l’information a passé, Na+ est renvoyé vers l’extérieur pour rendre l’intérieur négatif à nouveau Repolarisation Après le feu du neurone, il y a une période réfractaire où le neurone ne peut rien faire Non seulement Na+ est abattu, il en va de même pour K+ Hyperpolarisation (période réfractaire) Les cellules déclenchent une règle du tout ou rien. Soit il s’allume, soit il ne le fait pas. Il doit passer le seuil à -55 mV pour transmettre le message Si le seuil est dépassé, l’information commence le trajet sans aucune chance de s’arrêter, il se déclenchera quoi qu’il arrive! 17 LE NEURONE La communication 3. Potentiel gradué Les neurones qui communiquent peuvent être utilisés pour transmettre des informations OU bloquer la transmission de l’information Si la somme de l’excitation est supérieure aux à l’inhibition le potentiel d’action du neurone peut avoir lieu Si le contraire est vrai, l’information s’arrête là! 18 9  2024-09-20 LE NEURONE La communication 3. Potentiel gradué 19 LE NEURONE Transmission synaptique L’information doit trouver un moyen d’être transmise d’un neurone à l’autre Une fois aux bornes d’axone, l’impulsion électrique est transformée en produits chimiques appelés neurotransmetteurs ⚬ Semblable à l’électricité devenant un média Les neurotransmetteurs sont libérés dans la synapse où le deuxième neurone est les dendrites transforment tout cela en électricité une fois de plus! Le neurone 1 émet, le neurone 2 capture Le neurone 1 peut recapturer l’excès Certains neurotransmetteurs peuvent bloquer d’autres de faire quoi que ce soit 20 10  2024-09-20 LE NEURONE Neurotransmetteurs notables et ce qu’ils affectent: ACh: moteur et mémoire Dopamine: centre de récompense Noradrénaline: excitation et vigilance Sérotonine: sommeil et humeur GABA: stress et anxiété Endorphine: soulagement de la douleur 21 LE NEURONE Transmission synaptique Un déséquilibre (trop ou pas assez dans le neurone 1, le neurone 2 ou la synapse) peut entrainer des problèmes plus importants ⚬ De nombreuses pathologies sont associées à un déséquilibre des neurotransmetteurs Le déséquilibre chimique est réel. Les médicaments peuvent affecter la recapture / ajouter des inhibiteurs pour essayer de retrouver cet équilibre Les neurotransmetteurs peuvent arrêter la production tout à fait s’il y a un excès dans la synapse 22 11  2024-09-20 En bref... Des milliers de potentiels d’action se produisent à la fois, y compris en ce moment, pendant que vous intégrez ces informations! La période réfractaire a peu d’effet sur l’ensemble Le parallélisme garantit que le signal est toujours transmis Plus que 2 neurones interagissent les uns avec les autres, plus que leur lien est fort 23 RAPPELEZ-VOUS LES 100 BILLIONS DE CONNEXIONS… 24 12  2024-09-20 CERVEAU COMMUNICATION MACROSCOPIQUE 25 JUSQU’A MAINTENANT... Nous avons vu comment l’information est transmise à l’échelle microscopique, mais comment le reste du corps sait-il ce que cette information contient? Où est l’autoroute? Le système nerveux bien sûr! Notre corps est rempli de nerfs, de neurones, de cellules et de produits chimiques (hormones). Tous ensemble, ils transmettent de l’information. Le système nerveux est divisé en deux: Le système nerveux périphérique Le système nerveux central 26 13  2024-09-20 LE SYSTÈME NERVEUX CENTRAL Partie du système nerveux que nous connaissons tous La moelle épinière L’autoroute des communications Câble de nerfs qui vont de la base du crâne à votre taille ⚬ Tout ce qui se trouve dans le système nerveux périphérique utilise la moelle épinière pour communiquer avec le cerveau Le cerveau Le centre de tous les comportements, pensées, souvenirs, fonctions Le cerveau est insolé et protégé par le liquide céphalorachidien 27 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Ce segment du système nerveux est constitué de tous les nerfs qui se trouvent à l’extérieur du cerveau et de la moelle épinière Les nerfs sont des fibres neuronales (les axones) qui sont étroitement regroupées Le système nerveux périphérique est subdivisé en deux entités (lui aussi!): Le système nerveux autonome Le système nerveux somatique Les nerfs afférents transportent l’information vers l’intérieur (corps à cerveau) Les nerfs efférents transportent l’information vers l’extérieur (du cerveau au corps) Afférent = vous êtes affecté, Efférent = vous provoquez un effet 28 14  2024-09-20 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux autonome Ce système nerveux est attaché au cœur, vaisseaux sanguins, et les glandes Ce système nerveux fonctionne en arrière-plan de votre vie consciente ⚬ Vous n’êtes pas au courant de votre rythme cardiaque et de votre rythme respiratoire jusqu’à ce que vous vous concentriez dessus Il médie la réponse physiologique lors de l’expérience des émotions p.ex., Voir votre porte ouverte lorsque vous rentrez à la maison Il y a deux divisions du système nerveux autonome (encore!): Sympathique Parasympathique 29 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux autonome - Division sympathique La division du système nerveux autonome qui est responsable de mobiliser les ressources de l’organisme en cas d’urgence Votre corps « s’active » Est responsable de la réponse de fuite/lutte (« fight or flight ») - vous attaquez ou reculez face à une urgence D’autres s’ajoutent… ⚬ Gel, fauve, fatigue, inondation 30 15  2024-09-20 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux autonome - Division parasympathique La division du système nerveux autonome qui conserve les ressources C’est la partie du système nerveux responsable du repos et la digestion Cette division ralentit le rythme cardiaque, abaisse la pression artérielle, favorise la digestion 31 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux autonome Exemples concrets des deux divisions (sympathique et parasympathique) au travail Les yeux rouges en photographie Détecteur de mensonges Des exemples? 32 16  2024-09-20 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux somatique Se connecte aux muscles et aux récepteurs sensoriels, ainsi il contrôle les mouvements volontaires de nos muscles squelettiques Sensoriel: l’entrée Moteur: la sortie 33 LE SYSTÈME NERVEUX Les réflexes Cas intéressant de communication rapide ET lente ! Réponse motrice inconsciente/involontaire provoquée par une stimulation Se passe dans la moelle épinière Le signal se rend éventuellement au cerveau 34 17  2024-09-20 LE SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE En perspective 35 CERVEAU ANATOMIE 36 18  2024-09-20 LE CERVEAU Alors qu’essentiellement 3 lb. de gelée, le cerveau est subdivisé en grandes régions; chacun avec ses propres fonctions et spécialisations Remarquez ici que nous allons parler du cerveau de bas en haut, mais aussi de l’intérieur vers l’extérieur 37 LE CERVEAU - ANCIENNES STRUCTURES Les structures les plus anciennes de notre cerveau humain! Moelle épinière Cervelet (le “mini-cerveau”) ⚬ Coordination & équilibre, évaluations du temps & émotions, apprentissage non verbal Tronc cérébral ⚬ Bulbe rachidien: Contrôle fréquences cardiaque et respiratoire ⚬ Pont de Varole: Coordination des mouvements et régulation du sommeil Formation réticulée ⚬ Éveil et vigilance 38 19  2024-09-20 LE CERVEAU - SYTÈME m Le système limbique traite les récompenses, la régulation d’émotions, ainsi que les adaptations comportementales Thalamus La station relais pour tous les informations sensorielles (sauf l’odorat) & traitements des influx somesthésiques Hypothalamus Instincts de survie de base Amygdale Peur et autres réponses émotionnelles primitives Hippocampe Banque de mémoire; centre de consolidation 39 LE CERVEAU - NOUVELLES STRUCTURES Structures avec beaucoup de fonctions complexes! Cortex cérébral (néocortex) La partie « cerveau » du cerveau; la couche externe 1,5 pied carré de zone pliée Divisé en 2 hémisphères Corps calleux Fibres qui relient les deux hémisphères Relaie l’information d’avant en arrière Incroyablement utile, mais non essentiel! 40 20  2024-09-20 LE CERVEAU - LOBES Le cortex cérébral est également divisé en 4 zones appelées « lobes » qui sont spécialisées Lobes frontaux Lobe le plus grand (mais le plus lent à se développer); fonctions motrices; décisions exécutives (en préfrontal, au bout de votre cerveau) Lobes pariétaux Sensation; la conscience spatiale Lobes occipitaux Spécialisé dans le traitement visuel; emplacement des « neurones miroirs » Lobes temporaux Spécialisé dans la parole, l’ouïe, le langage; mémoire 41 UN AUTRE SYSTÈME NERVEUX? Alors que le système nerveux central gère la majorité des efforts liés au comportement, il existe un deuxième système qui aide le fonctionnement du corps Le système endocrinien 42 21  2024-09-20 UN AUTRE SYSTÈME NERVEUX? Le système endocrinien est situé dans la thyroïde, foie, reins, pancréas, et les organes reproducteurs, et est en communication constante avec la glande pinéale et l’hypothalamus (dans le cerveau) pour libérer des hormones Les hormones sont des produits chimiques, semblables aux neurotransmetteurs, qui, lorsqu’ils sont liés à des récepteurs spéciaux, peuvent affecter le comportement Les hormones sont beaucoup plus lentes et moins spécialisées que les neurotransmetteurs Hormones sont généralement libérées sur un horaire 43 LE CERVEAU - LE COMPRENDRE Comment un problème de voiture est-il diagnostiqué? Comment savoir si un composant informatique agit de manière anormale ? La plupart des recherches plus anciennes en neurosciences ont dû attendre que les participants meurent... Nous ne pouvons pas exactement tâter un cerveau vivant Les progrès récents de la technologie et de l’imagerie cérébrale ont fait exploser la capacité de voir comment le cerveau fonctionne Voici les principales techniques pour regarder à l’intérieur du cerveau de l’extérieur: électrostimulation, SMT, IRM/IRMF, TEP, Tomodensiométrie. 44 22  2024-09-20 LE CERVEAU - ÉLECTROSTIMULATION Placer une petite électrode dans le cerveau peut aider à comprendre la spécialisation et la fonction Si quelque chose se produit lorsque la stimulation se produit, cette partie du cerveau est associée à ce comportement Mérites de thérapies Stimulation du nerf vague pour l’épilepsie et dépression médicalement résistante. 45 LE CERVEAU - ÉLECTROSTIMULATION L’EEG est l’un des outils d’imagerie cérébrale les plus couramment utilisés pour étudier l’activité cérébrale. Les petites électrodes lisent les impulsions électriques à la surface du cuir chevelu. Avantages Peu coûteux* et permet d’identifier les corrélations entre le cortex et le comportement Inconvénients Aucune lecture du cerveau profond 46 23  2024-09-20 LE CERVEAU - SMT Stimulation magnétique transcrânienne (SMT) Semblable à l’EEG, TMS utilise le champ magnétique émis par le néocortex Utilisation d’un aimant puissant (et modification de la taille et de la longueur de l’impulsion de l’aimant), TMS peut temporairement éteindre ou exciter un groupe de neurones! ⚬ Les vidéos sur YouTube sont très intéressantes! Avantages: peut « créer » une étude de cas Inconvénients: pas d’étude du cerveau profond 47 LE CERVEAU - TOMODENSITOMÉTRIE Un appareil à rayons X géant qui fait des sections transversales d’une zone particulière Image 2D de la zone numérisée Utilisé pour détecter des anomalies ou des blessures Avantages: Moyen rapide et « peu couteux » de regarder à l’intérieur du cerveau Inconvénients: manque de résolution 48 24  2024-09-20 LE CERVEAU - IRM/IRMF Imagerie par résonance magnétique: standard et fonctionnel (IRM et IRMf) L’IRM est un aimant rotatif géant qui renvoie une image 3D de la zone numérisée L’IRMf est la même chose, mais les participants sont injectés avec un composé qui pénètre dans le sang et interagit avec la machine ⚬ Les zones de pourcentage sanguin élevé et faible apparaissent à l’écran. Nous pouvons en déduire l’activité cérébrale Avantages: Images de très haute qualité Inconvénients: cher, difficile d’accès 49 LE CERVEAU - TEP Tomographie par émission de positrons (TEP) Comme pour l’IRMf, un composé radioactif est injecté et réagit lorsque la région du cerveau est utilisée Avantages: les participants peuvent se déplacer un peu dans la machine Inconvénients: résolution bien pire que l’IRMf Alors, pourquoi utiliseriez-vous la TEP plutôt que l’IRMf? 50 25  2024-09-20 LE CERVEAU - TEP Les images que vous voyez de l’activité cérébrale ne sont pas à un moment donné. Ils sont le résultat de la somme et de la différenciation des niveaux d’activité à travers le temps Nécessite BEAUCOUP d’expertise et de compétences en analyse. Un peu de controverse… 51 CERVEAU SPÉCIALISATION 52 26  2024-09-20 LE MYTHE On utilise 10% de notre cerveau. 53 SPÉCIALISATION Même si le cerveau travaille ensemble en même temps, certaines régions sont spécialisées dans une fonction particulière D’innombrables heures de recherche, d’imagerie, d’études de cas, etc. nous ont conduits à ces conclusions Pour chaque région spécialisée, il y en a plusieurs que nous ne connaissons tout simplement pas 54 27  2024-09-20 SPÉCIALISATION - MOTRICE ET SENSOTIELLE 55 SPÉCIALISATION - PLASTICITÉ Des recherches récentes ont montré que l’expérience peut sculpter la structure et la fonction du cerveau (à petite échelle) Le cerveau est considéré comme « plastique » car il peut se mouler à différentes situations. Mais il y a une quantité limitée de zones / matière grise disponible... Exemples Devenir aveugle rend vos autres sens plus forts (réorganisation neuronale) Pratiquer quelque chose de difficile Faire quelque chose de spécialisé Si vous ne l’utilisez pas, vous le perdez (MAIS quelque chose d’autre l’utilise...) 56 28  2024-09-20 CERVEAU TRAUMATISME 57 ACCIDENT VASCULAIRE CÉRÉBRAL Lésions Blessures acquises via traumatisme au cerveau (TBI en anglais) ⚬ Lorsque la blessure ou la lésion survient à partir d’une force extérieure ￭ Accidents, chutes, sports, syndrome du bébé secoué Blessures acquises non-traumatique au cerveau (ABI en anglais) ⚬ Lorsque la blessure ou la lésion se produit de l’intérieur ￭ Accident vasculaire cérébral, méningite, convulsions, tumeurs 58 29  2024-09-20 ACCIDENT VASCULAIRE CÉRÉBRAL Lorsque l’apport sanguin à une zone du cerveau est réduit ou interrompu, les cellules du cerveau dans la zone touchée sont privées de nutriments et d’oxygène ⚬ En quelques minutes, ces cellules commencent à mourir Peut être léger ou grave selon la zone touchée ⚬ Devrait être traité immédiatement. Les troubles cognitifs peuvent être permanents Signes d’un accident vasculaire cérébral: 59 COMMOTIONS CÉRÉBRALES Une commotion cérébrale est un traumatisme causé par le cerveau se déplaçant rapidement d’avant en arrière à l’intérieur du crâne Peut être d’un coup direct ou indirect Peut être causé par un coup de fouet cervical (whiplash) La gravité des commotions cérébrales peut varier considérablement. Peut être le résultat d’un petit ou d’un grand coup Les symptômes comprennent des maux de tête et des étourdissements quelques jours après l’évènement La prochaine commotion cérébrale est plus facile à obtenir que la précédente... et ainsi de suite... Les femmes sont plus susceptibles d’avoir des commotions cérébrales Pourquoi…? 60 30  2024-09-20 COMMOTIONS CÉRÉBRALES Rétablissement après une commotion cérébrale Quelle est la meilleure récupération? REPOSEZ-VOUS! Manque de stimulation Temps La ligne de temps peut varier pour une récupération « complète » ATTENDEZ la période de rétablissement complet. Un rétablissement précipité de commotion cérébrale peut mener au syndrome postcommotion cérébrale. ⚬ Le syndrome postcommotion cérébrale est un trouble chronique dans lequel les symptômes de commotion cérébrale durent des semaines ou des mois 61 CHRONIC TRAUMATIC ENCEPHALOPATHY - CTE Les traumatismes cérébraux répétitifs, quelle que soit la gravité, peuvent mener au CTE C’est une maladie dégénérative du cerveau dans laquelle une protéine non régulée (Tau) se propage à travers le cerveau et tue les cellules du cerveau ⚬ Le cerveau « meurt » et pourrit de l’intérieur Peut avoir des effets graves sur le bien-être et les fonctions cognitives de base D’autres symptômes comprennent des changements d’humeur, de comportement, d’agressivité, d’impulsive, de paranoïa, etc. Chris Benoit et Aaron Hernandez sont des histoires d’horreur récentes de CTE Diagnostic post-mortem 62 31  2024-09-20 CHRONIC TRAUMATIC ENCEPHALOPATHY - CTE 63 CHRONIC TRAUMATIC ENCEPHALOPATHY - CTE 64 32  2024-09-20 R flexion Le cerveau s’est trouvé et s’est nommé...! 65 MERCI POUR VOTRE ÉCOUTE! DES QUESTIONS? 66 33