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Mardi, 19 septembre 2017
Ces nombreux événements sans lesquels nous ne serions pas là pour en parler

Comme je l’expliquais la semaine dernière, je vous propose cette semaine un premier billet sur mon cours de la semaine à l’université du troisième âge (UTA), le premier d’une série de huit. Cette séance débute par un bref aperçu des différentes disciplines des sciences dites « cognitives », c’est-à-dire qui s’intéressent à la pensée et à la connaissance humaine au sens large (philosophie, psychologie, neuroscience, linguistique, informatique, anthropologie, etc.). Cela fait à peine quelques décennies que les scientifiques oeuvrant dans ces disciplines font l’effort (car ce n’est jamais facile) d’essayer de comprendre leurs méthodes et concepts mutuels. Mais c’est un passage obligé pour espérer comprendre un jour « cet objet le plus complexe de l’univers connu dont on a tous un exemplaire unique entre les deux oreilles », bandes de chanceux et de chanceuses que nous sommes…

La seconde partie de cette séance veut offrir une perspective évolutive sur l’origine des systèmes nerveux plus consistante que ce que l’on retrouve souvent au début des monographies des cours de biologie : quelques pages tout au plus, et puis vite on passe aux grands systèmes du corps humain avec une approche fonctionnelle qui nous fait vite oublier ce pourquoi ces grands systèmes existent, au fond. Et ils existent pour une chose, fondamentale, nous maintenir en vie ! « La seule raison d’être d’un être, c’est d’être, c’est-à-dire de maintenir sa structure », disait déjà Henri Laborit dans sa célèbre formule.

C’est pour cela que je me plais, dans ce premier cours, à remonter jusqu’au Big Bang ! À rappeler que nous sommes le produite d’une longue et triple évolution : cosmique, chimique et biologique. La première se passe dans les étoiles et permet, par fusion nucléaire, de produire les atomes lourds (carbone, oxygène, azote, etc.) qui se retrouvent sur la Terre et éventuellement dans nos corps et nos cerveaux. La seconde, celle des réactions chimiques, permet d’assembler ces atomes en des constructions moléculaires de plus en plus complexes (molécules organiques simples comme les acides aminées, les sucres, les lipides, les bases nucléiques, puis des chaînes de plus en plus longues de ces molécules simples donnant naissances aux protéines ou aux ARN ou ADN, par exemple).

Et finalement cette évolution biologique qui, à partir des premières cellules vivantes, va se diversifier et donner l’arbre de la vie au complet dont nous ne sommes qu’une toute petite branche accidentelle qui aurait très bien pu ne pas advenir (ce qui aurait été tout aussi bien pour la biosphère, s’empresseraient de dire les mauvaises langues…). En fait, l’existence du cerveau qui écrit ces lignes et du vôtre qui les lit actuellement n’a tenu bien souvent qu’à un fil. Il semble en effet y avoir eu, au cours de l’évolution biologique, un grand nombre d’événements, souvent assez improbables, sans lesquels nous ne serions pas là aujourd’hui pour spéculer sur leur nature ! Ou en tout cas, pas sous notre forme actuelle.

On a tous entendu parler de l’extinction des dinosaures il y a environ 66 millions d’années. Après avoir régné en maître sur pratiquement tous les écosystèmes pendant des dizaines de millions d’années, ceux-ci sont disparus soudainement (à l’échelle des temps géologique, s’entend…) suite à la collision d’un immense météorite avec la Terre qui aurait eu l’effet d’un hiver nucléaire (et sans doute aussi, nous suggèrent des recherches récentes, que l’effet d’une activité volcanique intense à cette époque n’aurait pas aidé non plus). Du coup, les petits mammifères un peu insignifiants qui existaient alors ont pu prospérer davantage dans les niches écologiques laissées vacantes par la disparition des dinosaures. C’est donc entre autres grâce à un événement complètement fortuit que les mammifères, et donc avec eux les primates que nous sommes, existent aujourd’hui.

Mais ce n’est pas le seul événement clé qui semble avoir été essentiel à notre existence actuelle. Un article paru l’année dernière et dont j’ai toujours adoré le titre (« The aliens are silent because they’re dead ») rappelait d’abord que l’univers est probablement rempli de planètes « habitables », c’est-à-dire pas trop proche ou pas trop loin de leur étoile pour qu’il y ait de l’eau liquide à leur surface (prérequis pour que la vie puisse se développer). Et que s’il est fort probable que des formes de vie primitives se développent sur ces planètes, il semble de plus en plus improbable que cette vie puisse évoluer au-delà d’un certain stade tellement cette vie primitive est fragile à cause des environnements instables dans lesquels elle se développe.

Car on est peu conscient de tous les hasards incroyables qui sont arrivés sur la Terre pour que la vie franchisse ces stades initiaux. Et ça commence par une autre histoire de collision, celle qui serait, selon l’hypothèse la plus débattue à l’heure actuelle, à l’origine de la formation de notre gros satellite naturel, la Lune. Car celle-ci aurait un effet stabilisateur sur l’axe de rotation de la Terre (un peu comme un gyroscope), une régularité dans les saisons sans laquelle la vie serait soumise à bien des aléas. Même pour la régulation des gaz comme le CO2 : il doit s’établir un équilibre subtil pour réguler ceux-ci, responsable de l’effet de serre et donc de la température de la planète (on le sait cruellement aujourd’hui…).

Mais il y a d’autres de ces « moments-charnières » essentiels à l’évolution qui a mené jusqu’à nous. Je vous laisse avec quelques-uns de ceux-ci, la liste n’étant évidemment pas exhaustive :

Les lipides ont eu tendance, dans la « soupe prébiotique », à former des membranes dites « bilipidiques » parce qu’elles ont un bout hydrophobe (qui n’aime pas l’eau) et un bout hydrophile (qui aime l’eau). Or ces membranes ont pu former des sphères, créant ainsi un micro-environnement à l’intérieur duquel les réactions métaboliques à l’origine de la vie étaient facilitées. C’est l’origine de la membrane cellulaire de toutes nos cellules, donc de tous nos neurones, qui sont des cellules. Enlevez ce caractère hydrophobe-hydrophile des lipides, et on n’est pas là pour en parler, on cherche encore nos enzymes dispersés dans la soupe primitive…

Autre moment clé : au début, l’atmosphère de notre planète ne comportait pas d’oxygène. Celle-ci a commencé à s’accumuler il y a 2,4 milliards d’années quand des algues ont acquis la capacité de faire de la photosynthèse. Comme l’oxygène est très corrosif (pensez à la rouille) ce fut à l’époque une catastrophe pour les autres espèces vivantes. Mais certaines petites bactéries auraient réussi à utiliser cet oxygène pour générer non pas 5 mais 38 molécules d’adénosine triphosphate (ATP) à partir d’une molécule de glucose (l’ATP étant la « monnaie d’échange » de nos cellules. Or on a beaucoup d’indices appuyant l’idée que ces bactéries capable d’utiliser l’oxygène ont été phagocytées par des cellules plus grosses qui ont ainsi bénéficié de leur apport énergétique en leur offrant un environnement stable. Cette symbiose, elle existe encore dans chacune de nos cellules car ces petites bactéries sont ce qu’on appelle nos mitochondries. Et les neurones en ont énormément car ils sont très énergivores. Sans cet événement donc, on n’aurait pas un cerveau qui consomme près du quart de l’énergie de notre corps pour permettre les processus cognitif complexes d’un humain.

Et puis il y a cette autre belle invention, le sexe… Car avant la reproduction sexuée, une cellule mère se reproduisait en deux cellules filles en tout point identiques. Pas fort pour créer de la diversité, essentielle pour donner « de la matière » à la sélection naturelle. Avec la reproduction sexuée, c’est tout le contraire : deux individus génétiquement différents se mettent ensemble pour en donner un troisième, également différent de ses parents. Wow, grosse amélioration en terme de diversité et ce, à chaque génération ! Sans ce générateur de diversité qu’est le sexe, il y donc bien peu de chances que des cerveaux complexes comme le nôtre auraient eu le temps d’évoluer en environ 4 milliards d’années d’évolution du vivant sur notre planète.

Finalement, une petite dernière : la multicellularité. Autrement dit, à plusieurs moments au cours de l’évolution, des cellules se sont divisées mais sont restées attachées ensemble, formant des êtres multicellulaires. À partir de là, certaines cellules ont pu se spécialiser dans certaines tâches, et d’autres dans d’autres. Tu nettoies le sang et moi je te préviens si je vois un danger, dit le cerveau au foie, par exemple. Et si je peux te prévenir rapidement de ce qui se passe dans mon environnement changeant, c’est parce que j’ai pu développer, moi, le neurone, une excitabilité membranaire extrêmement rapide que toi tu n’as pas, pauvre petite cellule de foie qui ressemble à toutes tes voisines (alors que chaque neurone est en plus unique de par sa forme et sa position, comme nous le verrons la semaine prochaine… ;-) ).

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Lundi, 11 septembre 2017
Ma série de cours résumée dans ce blogue les 8 prochaines semaines

Pour les deux prochains mois à partir de la semaine prochaine, je vous propose un format un peu différent pour ces billets de bogue du lundi que je publierai… le mardi ! Explication du pourquoi et du comment…

Le pourquoi, c’est que je donnerai à partir de la semaine prochaine ma série de 8 cours de 2h15 environ dans deux universités du troisième âge (UTA) de la région de Montréal, celle de Longueuil et celle de St-Bruno. Ma journée du lundi et celle du mercredi seront donc en grande partie consacrées à ce cours, ce qui ne me permettra pas d’écrire mon billet le lundi comme à mon habitude depuis bientôt 7 ans. Je me suis donc dit que je l’écrirais le mardi. Mais je me connais : je voudrai plutôt améliorer les choses qui ont moins bien passées dans mon cours de la veille pour mon cours du lendemain, tenir compte de certaines questions des gens, etc. Bref, je ne serai pas en mesure de bien résumer des articles scientifiques récemment parus parce que j’aurai la tête ailleurs. Que faire alors ?

Eh bien écrire sur ce que j’aurai alors en tête ! Et comment le faire ? En vous donnant, entre la première et la deuxième version de chacun de mes 8 cours, peut-être pas un résumé du sujet traité, comme j’avais tenté de la faire pour les 14 séances de mon cours de l’automne dernier à l’UQAM avec des billets plutôt costauds, mais faire ressortir un point ou deux qui me semble essentiel par rapport au thème de la semaine. (Lire la suite…)

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Mardi, 5 septembre 2017
Deux magazines de vulgarisation sur le cerveau pour la rentrée

De tous les magazines de science en français, celui qui se rapproche peut-être le plus de ce qui se publie sur ce blogue est peut-être Cerveau & Psycho. Avec comme sous-titre « Le magazine de la psychologie et des neurosciences », il couvre généralement très bien le niveau cérébral et psychologique du Cerveau à tous les niveaux, en plus de faire inévitablement des petits tours au niveau des neurones et des neurotransmetteurs. Fréquemment aussi, il aborde des problématiques sociales comme c’est le cas cette semaine avec l’éducation dans le cadre de la rentrée scolaire. Pour l’occasion, huit articles archivés sur leur site web (et donc normalement payants) sont accessibles gratuitement durant la semaine qui vient. (Lire la suite…)

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Lundi, 28 août 2017
Sortir de la subordination grâce à « l’effet de la victoire »

Je vous avais parlé en mai dernier d’un article de Romain Ligneul et de son équipe démontrant qu’une région particulière du cortex préfrontal humain joue un rôle important dans l’apprentissage de notre rang dans une hiérarchie de dominance suite à des renforcements positifs ou négatifs. L’étude dont je voudrais vous parler aujourd’hui va dans le même sens, mais avec petit élément supplémentaire confirmant quelque chose que l’on sait depuis longtemps : goûter à la victoire nous donne le goût d’y goûter encore… (Lire la suite…)

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Lundi, 21 août 2017
Neuracademia : vulgariser les neurosciences avec les moyens d’aujourd’hui

De retour de la pause estivale, j’aimerais repartir cette semaine en vous parlant du projet Neuracademia, initiative de jeunes chercheurs et chercheuses suisses qui a pour objectif de « Mettre les neurosciences au service de tous! ».

Tiens, tiens, ça me rappelle quelque chose ça… Ce n’est d’ailleurs pas le seul point commun avec le Cerveau à tous les niveaux. D’abord, le projet de la plateforme est ambitieux puisque huit grandes thématiques qui couvrent de larges domaines de recherche veulent être abordées : génétique, développement cérébral, système nerveux, anatomie, physiologie, neurosciences computationnelles, neuropsychologie et neuropathologie. Je me souviens du casse-tête qu’avait été la détermination des douze grands thèmes du Cerveau à tous les niveaux. Aucun découpage n’est parfait, et tous sont forcément un peu arbitraires. Mais si l’on réussit à nous offrir ne serait-ce que quelques « plats » par catégorie proposée ici, on a là un menu fort alléchant ! (Lire la suite…)

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