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lundi, 10 mai 2021
Un arbre généalogique de nos comportements et des structures cérébrales associées

Il y a, dans le cerveau humain d’aujourd’hui, certaines structures nerveuses qui sont apparues il y a très longtemps, d’autres plus tard, et d’autres encore plus récemment. Dès les années 1960, le neuroanatomiste Paul MacLean avait popularisé cette approche évolutive avec son cerveau à trois étages, le reptilien, le limbique et le néocortex. J’ai écrit ailleurs pourquoi on sait aujourd’hui qu’il s’agit d’une simplification dépassée. Mais comme souvent, ce premier débroussaillage allait être ensuite raffiné par des gens comme Jaak Panksepp dont j’ai aussi déjà parlé des considérations évolutives dans la genèse des émotions qui font la part belle aux structures sous-corticales communes à tous les mammifères. Aujourd’hui on va s’intéresser à un chercheur contemporain qui approfondit encore davantage cette tradition. Il s’agit de Paul Cisek que j’ai eu la chance de voir quelques fois en conférence puisqu’il travaille à l’université de Montréal. J’ai donc déjà parlé de ses travaux dans ce blogue ici, et encore.  Plus récemment,  en 2019, Cisek a publié un articles intitulé Resynthesizing behavior through phylogenetic refinement qui poursuit la réflexion de ses travaux antérieurs sur l’origine phylogénétique de nos comportements. Je vous propose cette semaine un survol de cet article qui m’a grandement intéressé parce qu’il m’a rappelé un certain cours durant mon baccalauréat en biologie sur la morphologie évolutive des vertébrés. Cours que j’avais adoré mais trouvé très difficile. Vous me pardonnerez donc, je l’espère, ce retour aux sources un peu nostalgique. Je vais essayer de vous rendre cela le plus digeste possible. Et comme c’est dense et assez long, on terminera la semaine prochaine.

À la base de la démarche de Cisek, il y a l’idée que les catégories conceptuelles qu’on utilise depuis toujours pour classer et pour étudier les comportements ne sont peut-être pas les meilleures quand vient le temps d’essayer d’en décortiquer les mécanismes sous-jacents dans le cerveau. C’est que ces concepts sont souvent issus de l’histoire de la psychologie, à une époque où l’on ne pouvait pas vraiment regarder dans le cerveau avec les outils des neurosciences. Avec l’accessibilité de l’imagerie cérébrale dans les années 1990, on s’est rendu compte qu’il était très difficile, voire impossible, de trouver des régions ou des circuits nerveux bien définis associés par exemple à la moindre émotion. Même chose pour des concepts couramment utilisés en sciences cognitives comme l’attention, la mémoire de travail ou la prise de décision. Il y a beaucoup de débats sur les réseaux cérébraux qui les sous-tendent parce que ce n’est pas évident de leur associer des structures cérébrales particulières.

Ou alors prenez le concept même de cognition, qui est ce que tout bon neurobiologiste va avoir tendance à placer spontanément entre la perception et l’action. Est-ce que c’est vraiment comme ça que les cerveaux sont structurés ? Ou est-ce qu’on ne pourrait pas développer une taxonomie différentes qui reflèterait davantage les mécanismes biologiques qui se sont mis en place progressivement ? Et qui auraient donc une meilleure adéquation avec ces circuits. Poser la question, c’est un peu y répondre, comme on dit. Mais ça dit pas comment on pourrait arriver à les redéfinir, ces nouveaux  concepts. D’où la récapitulation généalogique vraiment très instructive que propose l’article de Cisek. Mais pas juste des générations qui nous ont précédées : de tous nos ancêtres animaux !

Tout en haut, on a évidemment l’apparition de la vie qu’on peut décliner en deux caractéristiques principales : d’un côté on a tout ce qui concerne le métabolisme, le maintien de la structure, l’autopoïèse quoi; et de l’autre on a la mémoire génétique de tout ça, l’ADN et tout ce qui touche à la reproduction (voir l’image en haut de ce billet). Ensuite on va distinguer encore deux choses dans le métabolisme : la physiologie, c’est-à-dire les régulations internes, des hormones entre autres, qui vont assurer l’équilibre de ce milieu intérieur; et les comportements qui sont ni plus ni moins que des boucles de régulation, mais à l’extérieur de l’organisme. Des boucles qui impliquent donc un mouvement, et donc un comportement, pour éventuellement se rapprocher d’une ressource et se l’approprier.

C’est cette branche des comportements que nous allons maintenant suivre pour parler concrètement des premiers animaux multicellulaires avec un système nerveux rudimentaire. Ils ressemblaient un peu au stade de la gastrula de notre développement embryonnaire. Chez ces animaux encore plus ou moins sphériques, comme les méduses ou les anémones de mer d’aujourd’hui, les neurones se répartissent déjà en deux grandes régions. D’abord la région apicale qui est riche en cellules sensibles aux molécules chimiques en solution et à la lumière. C’est elle qui va s’occuper des états comportementaux de base comme la gestion de l’énergie ou les cycles d’activité et de repos. Tout ça en sécrétant diverses neurohormones, étant donné que système nerveux et hormonal ne sont pas encore vraiment différenciés.

Et puis, à l’autre bout de l’animal, d’autres neurones vont contrôler les contractions rythmiques qui produisent soit l’aspiration d’eau dans l’organisme ou la propulsion par l’éjection rapide de cette eau. Ces deux débuts de spécialisation du système nerveux vont donner lieu à deux grandes familles de comportements. Dans le premier cas, un comportement qui va contrôler l’état général de l’organisme, ce qu’il a besoin pour demeurer dans un état viable pour son métabolisme. Et dans le deuxième cas, un type de comportement plus tourné vers l’environnement, vers ce qui s’y trouve comme ressource intéressante pour cet organisme. Autrement dit, une branche de nos comportements plus tournée vers l’exploitation des ressources autour de l’animal; et une autre tournée plus vers l’exploration de l’environnement pour trouver en premier lieu ces ressources et, inévitablement, éviter les dangers rencontrés. (suite…)

Le bricolage de l'évolution | Pas de commentaires


lundi, 3 mai 2021
La méditation « pleine conscience » à l’école améliore l’attention

Beaucoup de nos jeunes ont de la difficulté à se concentrer sur une tâche pour la mener à bien. Quand on sait que la seule présence de votre téléphone cellulaire près de vous peut affecter vous capacités cognitives, on a là peut-être un indice sur ce qui peut contribuer à ce manque d’attention. Mais le cerveau humain, en particulier celui des jeunes, est très plastique. Et une étude publiée en septembre dernier dans la revue Human Brain Mapping semble le prouver une fois de plus en montrant qu’un entraînement de 8 semaines à la méditation « pleine conscience » (« mindfulness », en anglais) améliore les capacités d’attention et de contrôle cognitif en général des jeunes de sixième année. (suite…)

De la pensée au langage, Les troubles de l'esprit | Pas de commentaires


lundi, 26 avril 2021
L’exercice régulier amplifie la production d’anticorps après une vaccination

En écrivant mon billet de la semaine dernière sur les splendeurs et misères des publications scientifiques, j’ai découvert la revue Brain, Behavior, and Immunity. Dans le numéro courant, l’article Physical activity: A coadjuvant treatment to COVID-19 vaccination? a attiré mon attention. Car j’ai souvent parlé dans ce blogue des innombrables bienfaits de l’activité physique, au point d’écrire que c’est probablement ce qui se rapproche le plus de la mythique panacée ! Qu’en est-il de son influence sur la réponse immunitaire suite à un vaccin ? On sait que celle-ci peut varier selon les individus, ce qui va donc inévitablement influencer l’efficacité du vaccin et l’immunité de groupe que l’on cherche à obtenir avec. Dans l’article en question, Pedro L. Valenzuela et ses collègues montrent que l’exercice semble améliorer significativement la réponse immunitaire aux vaccins. Permettez-moi de n’être pas surpris… (suite…)

Le corps en mouvement | Pas de commentaires


lundi, 19 avril 2021
Splendeurs et misères des publications scientifiques

Ce joli titre du billet d’aujourd’hui, je l’ai piqué à un cours de l’UPop Montréal qui a été donné récemment par Julie Augustin, doctorante en Sciences Biologiques à l’Université de Montréal. Julie a fait un travail remarquable pour exposer, en deux séances d’une heure, les objectifs et le fonctionnement des publications académiques. Ceux-ci demeurent en effet opaques pour la majorité de la population. Mais en ces temps de pandémie où l’on se fait citer quasi quotidiennement des publications scientifiques, il est essentiel d’en comprendre les rouages pour évaluer ne serait-ce que les mesures sanitaires qui s’en réclament. Ou pire, celles qui en font fi. La deuxième partie de ce billet se penchera d’ailleurs comme la semaine dernière sur ce sujet. Le premier ministre François Legault ayant une fois de plus fait volte-face et assoupli ses règles concernant le port du masque à l’extérieur que j’avais critiqué la semaine dernière, je me dis que, qui sait, il est peut-être un fervent lecteur du blogue du Cerveau à tous les niveaux… 😉 (suite…)

Du simple au complexe | Pas de commentaires


lundi, 12 avril 2021
COVID-19 : on est où, après un an, collectivement ?

[ MISE À JOUR, 14/04/2020 : Le gouvernement Legault a une fois de plus fait volte-face et assouplit ses règles concernant le port du masque à l’extérieur ! ]

Il y a exactement un an, j’écrivais ceci dans ce blogue : « Il y a deux mois à peine, bien peu de gens, en tout cas au Québec, ne se souciaient de ce coronavirus qui sévissait très loin en Asie. Et puis, il y a un mois jour pour jour, le gouvernement annonçait la fermeture de toutes les écoles du Québec pour freiner la propagation de ce qu’on appelait maintenant la COVID-19. Depuis, tout a été fermé sauf les services essentiels à cause de ces très petits êtres qui bouleversent nos vies. Ce blogue tente depuis de faire sa part pour aider à traverser au mieux ces longues semaines de confinement en attirant par exemple l’attention sur les défis qu’elles posent pour notre santé mentale et en mettant des ressources en ligne sur le cerveau» (suite…)

Du simple au complexe | Pas de commentaires