Neuroscience pour les nuls

Le système nerveux est composé du système nerveux central (cerveau et moelle épinière), le système nerveux périphérique (les neurones sensoriels et moteurs), et le système nerveux autonome (qui régule les processus corporels tels que la digestion et du rythme cardiaque).

Toutes les divisions du système nerveux sont basées universellement sur les fonctions des neurones. Neurones sont des cellules spécialisées qui traitent l'information. Comme toutes les cellules, ils sont incroyablement compliqués dans leur propre droit. Tous les systèmes nerveux de toutes les espèces animales ont quatre types de base de cellules fonctionnelles:

• Les neurones sensoriels: Ces neurones disent le reste du cerveau de l'environnement externe et interne.

• Motor (et d'autres) neurones sortie: Motoneurones des muscles du contrat et la médiation, le comportement et les autres neurones de sortie stimulent les glandes et les organes.

• Les neurones de communication: Les neurones de communication émettent des signaux d'une zone du cerveau à l'autre.

• Les neurones de calcul: La grande majorité des neurones chez les vertébrés sont des neurones de calcul. Neurones Computation extraire et de traiter l'information venant de sens, comparer cette information pour ce qui est de la mémoire, et utilisent l'information pour planifier et exécuter comportement. Chacun des plusieurs centaines de régions du cerveau contiennent très approximativement plusieurs dizaines de types distincts de neurones de calcul qui interviennent dans la fonction de cette région du cerveau.

Il existe des différences structurelles évidentes entre les neurones et la plupart des autres cellules. Alors que la plupart des cellules non neuronales sphéroïdes ressemblent écrasés, les neurones ont typiquement une “ dendritique arbre ” des branches (ou processus) résultant du corps de la cellule (ou soma), plus un seul processus appelé axone qui se dégage aussi du corps de la cellule mais court pour de grandes distances (parfois même jusqu'à plusieurs centimètres) est saisie des branches. Bien que les dendrites reçoivent des entrées à partir d'autres cellules, l'axone envoie la sortie de la cellule à d'autres cellules.

Beaucoup axones sont recouverts par des processus cellulaires gliales qui offrent une isolation supplémentaire. Ceux-ci sont appelés axones myélinisés. Les écarts entre les enveloppes de myéline sont appelés nœuds de Ranvier. C'est où le potentiel d'action, les impulsions électriques, permettant ainsi de répéter le signal de maintenir sa force sur de longues distances. Axones myélinisés ont des vitesses de conduction rapide dans lequel les potentiels d'action se déplacent à plusieurs centaines de mètres par seconde. Beaucoup de petits axones dans le système nerveux sont amyéliniques et mènent des potentiels d'action plus lentement.

Ce qui distingue vraiment le système nerveux de tout autre groupe qui fonctionne est la complexité des interconnexions neuronales. Le cerveau humain a de l'ordre de 100 milliards de neurones, chacun avec un ensemble unique d'environ 10.000 entrées, produisant environ un quadrillion synapses - un nombre encore plus grand que la dette nationale des États-Unis à sous! Le nombre d'états possibles distinctes de ce système est pratiquement incalculable.

Le néocortex est divisé en quatre grands lobes: frontal, pariétal, temporal et occipital:

• Le lobe frontal inclut tout le néocortex de l'avant, en grande partie antérieure du cerveau à un sillon majeur, appelé le sillon central, qui va de gauche à droite à peu près au milieu du cerveau.

• Le lobe pariétal va vers l'arrière du sillon central de la frontière avec le lobe occipital.

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  Le lobe occipital est le lobe à la pointe la plus postérieure. Il n'y a aucune frontière claire entre continue pariétal et occipital lobes dans la plupart des cerveaux.

• Le lobe temporal est le prolongement en forme de langue de la frontière entre les lobes pariétaux et occipitaux qui se prolonge dans la direction antérieure.

Un grand néocortex des mammifères distingue de tous les autres animaux. Les espèces qui existaient avant les mammifères pourraient bien bouger, sentir leur environnement, et présentent de nombreux comportements complexes tels que ceux qui sont maintenant visibles dans les oiseaux et les lézards. Ces capacités ont tous été activés par les structures cérébrales de plus de, et hiérarchiquement ci-dessous, le néocortex. Qu'est-ce que le néocortex permis était un nouveau niveau de comportement avancées - en particulier le comportement social - culminant dans les humains avec la fabrication d'outils et, finalement, la langue et la conscience de haut niveau.

Le lobe frontal du cerveau

Le lobe frontal est préoccupé par l'exécution de comportement. Cela va du contrôle des muscles individuels dans le cortex moteur primaire à un niveau élevé de planification abstraite de savoir quoi faire. Les lobes frontaux sont divisés en différentes zones:

• Le cortex préfrontal: Chez l'homme, le cortex préfrontal occupe la majeure partie du lobe frontal. Le cortex préfrontal est cruciale pour la performance de presque toutes les compétences nécessitant intelligence. Le cortex préfrontal a tendance à être plus grand chez les primates que les autres mammifères, et il est plus grand chez les humains que chez les autres primates. Ceci est corrélé avec la quantité de planification de haut niveau effectuée par les membres de différentes espèces.

  La plupart des mammifères fonctionnent la plupart du temps sur l'instinct et ne vivent pas dans des groupes sociaux différenciés de façon complexe. Primates, d'autre part, ont hiérarchies mâles et femelles complexe et peuvent éclore et complots contre l'autre qui couvrent des années de planification. Les humains construire des outils, de modifier leur environnement à leurs propres fins, et ont des relations spécifiques avec jusqu'à des centaines d'autres personnes (et ce fut avant même Facebook).

• Le cortex orbitofrontal: Cette zone est la partie antérieure et médiale du cortex préfrontal. Le cortex orbitofrontal est essentiel pour l'évaluation des risques et la récompense et pour ce qu'on pourrait appeler du jugement moral. Les patients avec des dommages à ce domaine peuvent avoir une intelligence normale ou supérieure évaluée par les tests de QI, mais ne disposent même pas d'un concept rudimentaire des mœurs ou des actions appropriées dans contexts- sociale ils perdent aussi la quasi-totalité aversion au risque, malgré la connaissance claire de mauvaises conséquences.

• Cortex moteur primaire: Le cortex moteur primaire est la bande de zone du cerveau juste en avant du sillon central, la partie la plus postérieure du lobe frontal. Le cerveau peut prendre le contrôle direct des muscles de la moelle épinière. Elle le fait à travers des projections du cortex moteur primaire. Les neurones du cortex moteur primaire voyagent en bas de la moelle épinière et synapse sur les mêmes neurones moteurs qui interviennent réflexes. En théorie, ce contrôle direct permet beaucoup plus de souplesse et d'adaptabilité.

• Cortex prémoteur: Le travail du cortex prémoteur est de surveiller consciemment séquences de mouvements, en utilisant la rétroaction sensorielle. Après les noyaux gris centraux et cortex préfrontal sélectionner le but, le cortex prémoteur coordonne les mesures pour atteindre cet objectif. L'activité dans le cortex prémoteur vous aide à apprendre ce qu'il faut faire attention à pendant que vous effectuez une séquence de moteur compliqué et ce qu'il faut faire lorsque vous êtes coincé à un moment particulier.

Pensez que le cortex frontal “ polarisée ” à partir antérieure (avant) pour postérieur (arrière). Plus loin en arrière, au sillon central, sont des fils de neurones allant presque directement aux muscles. En face de ce que sont les régions qui organisent et mouvements de séquence. En face de ce que sont les niveaux de planification abstraites. A ces niveaux abstraits, par exemple, de choisir parmi une variété de différentes stratégies qui peuvent impliquer complètement différents muscles, les muscles séquences, ou, comme dans le tir de tennis, la décision de ne pas bouger du tout.

Lobe pariétal du cerveau de la

Le lobe pariétal contient des neurones qui reçoivent l'information sensorielle de la peau et de la langue, et traite l'information sensorielle des oreilles et des yeux qui sont reçus dans les autres lobes. Les principales entrées sensorielles de la peau (toucher, la température, et récepteurs de la douleur) relais à travers le thalamus au lobe pariétal.

Le lobe occipital

Le lobe occipital traite entrée visuelle qui est envoyé au cerveau à partir de la rétine. Le projet de rétines sur le pôle postérieur du lobe occipital, appelé V1 (pour la zone visuelle un), afin que l'activité dans les différents domaines de la V1 est lié à tout ce qui est dans l'image autour de votre point de regard actuel.

Les sous-zones au-delà de V1 se spécialisent dans des tâches visuelles telles que la détection de la couleur, la perception de profondeur, et la détection de mouvement. Le sens de la vision est encore traitée par des projections de ces zones de lobe occipital plus élevés dans d'autres régions dans le lobes temporal et pariétal, mais ce traitement est dépendante sur le traitement précoce par le lobe occipital. (Les chercheurs savent ce parce que les dommages à V1 provoque la cécité dans cette partie du champ visuel que les projets là-bas.)

Le fait que le système visuel reçoit un lobe entier pour le traitement souligne l'importance de l'acuité visuelle élevée et le traitement de nos sens.

Le lobe temporal

Lobe temporal du cerveau combine les informations auditives et visuelles. Le (supérieure) et médiale supérieure (central) aspect du lobe temporal auditif reçoit une entrée à partir de la partie du thalamus qui relaie l'information à partir de l'oreille. La partie inférieure (inférieure) du lobe temporal ne traitement visuel pour la reconnaissance d'objet et le motif. Les parties médianes et antérieures du lobe temporal sont impliqués dans de très haute afin reconnaissance visuelle (pouvant reconnaître des visages, par exemple), ainsi que la reconnaissance en fonction de la mémoire.

Pensez à le thalamus comme la passerelle vers le cortex. Pratiquement tous les signaux provenant des sens sont transmises par l'intermédiaire du thalamus, de même que les signaux provenant d'autres sous-corticales. De nombreuses régions du néocortex communiquent également entre eux par l'intermédiaire du thalamus.

Ci-dessous le néocortex et le thalamus sont plusieurs domaines importants cérébrales sous-corticales. L'un des plus importants est un réseau distinct de, vieux noyaux phylogénétiquement appelé le système limbique. (Dire que ces noyaux de système limbique sont phylogénétiquement anciens moyens qu'ils existaient en espèces beaucoup plus vieux que les mammifères, comme les lézards, les oiseaux, et probablement des dinosaures). Plusieurs structures importantes se situent dans le système limbique:

• L'hippocampe: L'hippocampe a une fonction essentielle à la mise en place de mémoire. L'hippocampe reçoit des entrées à partir de pratiquement l'ensemble du néocortex. Grâce à des récepteurs synaptiques réglables spécialisées appelées récepteurs NMDA, il peut associer ensemble pratiquement tout constellation de propriétés qui définissent un objet et son contexte.

• L'amygdale: L'amygdale est principalement impliqué avec le traitement des émotions. L'amygdale interagit avec le cortex préfrontal pour générer et traiter les grandes émotions de colère, le bonheur, le dégoût, la surprise, la tristesse, et, en particulier, de la peur. Les personnes qui ont subi des dommages à leurs amygdalas ont réduit les capacités de réagir et éviter les situations qui induisent la crainte.

• Cortex orbitofrontal: Le cortex orbitofrontal est l'endroit où l'amygdale et d'autres structures du système limbique interagissent avec la partie du cortex préfrontal. Supposons que, sur certains vendredi soir notamment en conduisant la maison, vous êtes presque frappé par une autre voiture à une intersection particulière. Il est très probable que, pendant une longue période après cela, à l'approche de cette intersection, en particulier le vendredi, vous aurez un petit pincement de peur ou d'inquiétude. Votre cortex orbitofrontal a stocké les circonstances, et l'amygdale a stocké la peur.

• Le cortex cingulaire antérieur: Le cortex cingulaire antérieur semble suivre les progrès vers quelque but vous poursuivez et génère un signal «uh-oh" quand les choses ne fonctionnent pas pour indiquer un changement de stratégie peut être dans l'ordre.

• Les noyaux gris centraux: Les noyaux gris centraux se composent de cinq grands noyaux: le noyau caudé, putamen, globus palladus, substantia nigra, et noyau sous-thalamique. Ces noyaux comprennent un système hautement interconnectée qui interagit avec le thalamus et le néocortex pour contrôler le comportement.