Les neurosciences et leur évolution dans le temps

Les neurosciences sont composées d’un ensemble de disciplines scientifiques axées sur l’étude du système nerveux. Celui-ci est constitué du système nerveux central et du système nerveux périphérique. L’un des objectifs principaux des neurosciences est de connaître les mécanismes de régulation et de contrôle des réactions nerveuses ; ainsi que le fonctionnement cérébral.

La Dre Ángeles Castro explique l’évolution des neurosciences au fil du temps et leur contribution à la science.

Le cerveau et les neurosciences

Le cerveau en tant que système de contrôle est aujourd’hui étudié par les neurosciences. Son évolution a commencé à l’époque des Grecs et continue de se développer à ce jour. Le corps humain est un complexe entrelacs de réseaux nerveux qui sont contrôlés par le cerveau. Chaque jour, des millions de neurones restent connectés en continu, transmettant des impulsions avec des informations spécifiques à chaque organe du corps.

Le cerveau est une structure extrêmement complexe et plusieurs de ses propriétés de fonctionnement restent encore inconnues. Néanmoins, la recherche menée par les neurosciences a permis d’approfondir la connaissance de la structure, de la fonction et de l’importance du système nerveux.

Importance des neurosciences

Parmi les aspects les plus importants des neurosciences figure l’étude de la capacité d’apprentissage des individus, directement liée à la capacité de survie. Au-delà de la théorie de l’évolution de Darwin, le cerveau a été utilisé à plus ou moins grande échelle pour apprendre. Depuis la collecte de nourriture, l’allumage du feu, la chasse, l’établissement de communautés et la mise en place d’activités pour vivre ; jusqu’aux révolutions industrielles et au développement de l’intelligence artificielle.

Certes, tout cela a été possible grâce à l’apprentissage, qui est lié au perfectionnement des fonctions cérébrales et à l’efficacité des interactions neuronales. Ces facteurs sont étudiés minutieusement par les neurosciences.

Par ailleurs, dans cette décennie du XXIe siècle, les neurosciences connaissent une intégration avec d’autres champs du savoir. Par exemple : l’embryologie, la physiologie, la biochimie, la pharmacologie, la psychologie, la neurologie, la bioingénierie, les sciences de l’informatique et l’intelligence artificielle.

Antécédents historiques des neurosciences

Premiers contacts avec les neurosciences

En Grèce au Ve s. av. J.-C., Alcméon de Crotone décrivit les nerfs optiques qu’il localisa lors des dissections qu’il entreprit. Dans ses descriptions, il proposa que le cerveau était le siège de la pensée et des sensations.

De même, le Corpus Hippocraticum déclara : « les hommes doivent savoir que les joies, plaisirs, peines, afflictions et lamentations proviennent du cerveau et d’aucun autre lieu. Et ainsi, de façon particulière, nous acquérons sagesse et connaissance, nous voyons, entendons et savons ce qui est absurde et ce qui est bien, ce qui est mauvais et ce qui est bon, ce qui est doux et ce qui est répugnant… Et par le même organe nous devenons fous et délirants, et peurs et terreurs nous assaillent… nous souffrons toutes ces choses à cause du cerveau lorsqu’il n’est pas sain… Je suis d’avis que de ces manières le cerveau exerce le plus grand pouvoir sur l’homme ».

Par ailleurs, Aristote adhérait à l’idée que le centre de l’intellect résidait dans le cœur ; il soutenait que la nature rationnelle de l’homme était due à la capacité du cerveau à refroidir le sang surchauffé du cœur.

Plus tard, Galien, sur la base de la thèse de Hippocrate et de la différence structurelle entre le cerveau et le cervelet, proposa que le cervelet agissait sur les muscles. Il affirma également qu’il était le récepteur des sensations et qu’il conservait la mémoire. De plus, il mit en relation les ventricules cérébraux avec les cavités du cœur, établissant que les sensations et les mouvements dépendaient du flux des humeurs vers ou depuis les ventricules cérébraux à travers les nerfs.

Les neurosciences au XVIIIe siècle

Durant cette période, on proposa que le tissu nerveux jouait une fonction glandulaire. Sur la base de la théorie de Galien, on établit que les nerfs étaient le conduit qui transportait les fluides sécrétés par le cerveau et la moelle épinière vers la périphérie de l’organisme humain.

En ce qui concerne l’anatomie cérébrale, Vesalio mit en lumière plusieurs détails. Néanmoins, le concept de la localisation ventriculaire et des fonctions cérébrales resta inchangé. De même, l’invention des machines hydrauliques contribua à renforcer la théorie ventriculaire cérébrale. Cette théorie expose que : « les liquides expulsés depuis les ventricules pompent l’organisme, c’est pourquoi les muscles augmentent de volume pendant le mouvement ».

Correlativement, René Descartes défendit la théorie mécaniste de la fonction cérébrale pour expliquer le comportement animal. Cependant, celle-ci n’expliquait pas la complexité du comportement humain, car l’individu possède un intellect et une âme donnés par Dieu. Descartes croyait fermement que le cerveau contrôle le comportement humain dans ce qu’il a d’animal et que les capacités particulières de l’homme résident ailleurs, dans la mente (« l’esprit »).

Sur la base de cette théorie émergent deux courants de pensée qui perdurent aujourd’hui. D’une part, la philosophie mécaniste qui interprète le corps comme une machine et qui, en tant que telle, doit être analysée, y compris le cerveau. D’autre part, la ligne esprit-corps, qui est partagée par certains neuroscientifiques.

Les neurosciences aux XIXe et XXe siècles

L’émergence des neurosciences prit son point de départ dans les découvertes de Santiago Ramón y Cajal, qui étudiait les protéines et les neurones comme base de la structure cellulaire du cerveau. À propos des neurones, il apporta que : « le système nerveux est formé de cellules indépendantes : les neurones, qui se contactent entre elles en des endroits spécifiques ».

De même, Ramón y Cajal créa une nouvelle théorie neuroanatomique et décrivit la structure neuronale. De plus, il établit les mécanismes qui les gouvernent, le développement, la dégénérescence et la génération du système nerveux. Ces éléments constituent les fondements des neurosciences actuelles.

Le perfectionnement des neurosciences aurait été difficile sans l’avancée de la neurophysiologie, science apparue à la fin du XVIIIe siècle avec les recherches de Galvani sur l’influence de l’électricité sur l’activité des cellules constituant le tissu musculaire.

La théorie neuronale fut confirmée par divers travaux, notamment par ceux de Ross Harrison, un embryologiste qui, au moyen de cultures tissulaires, corrobora la théorie et démontra que les prolongements des neurones, les dendrites et les axones, sont des structures continues du corps neuronal et se développent à partir de celui-ci.

Découvertes plus avancées

Plus tard, au cours du XIXe siècle, les scientifiques Emil du Bois-Reymond, Johannes Müller et Hermann von Helmholtz développèrent les fondements de l’électrophysiologie. De plus, Helmholtz découvrit l’activité électrique des neurones lors de la transmission d’informations entre cellules.

Dans la même lignée de recherche, le médecin Charles Bell et le physiologiste François Magendie éclaircirent la voie de transmission des signaux entre le système nerveux et la périphérie de l’organisme. Par ailleurs, le neurophysiologiste Charles Scott confirma catégoriquement la théorie de Ramón y Cajal concernant le contact interneuronal, qu’il nomma synapse.

À la fin du XIXe siècle, la pharmacologie commença à se développer et suscita un intérêt accru lorsque Claude Bernard, Paul Ehrlich et John Langley démontrèrent que les médicaments interagissent avec des récepteurs cellulaires spécifiques. Cette découverte constitue la base des études actuelles sur la transmission chimique synaptique. Par la suite, vers 1960, le biochimiste Hornykiewicz observa que le cerveau de personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentait une faible concentration de dopamine. Ainsi, une corrélation physiopathologique fut établie entre le déficit d’un neurotransmetteur et la présence d’un trouble neurologique.

Années récentes

Ces dernières années, le développement des neurosciences a été lié à la psychologie. Discipline présente dans la société depuis l’époque grecque avec les mêmes questionnements sur la nature de l’esprit et le comportement humain.

Conclusion

Enfin, il est établi que les neurosciences sont en constante évolution, de sorte que les propositions et la confirmation de diverses hypothèses ont conduit à des découvertes importantes pour comprendre la structure cérébrale. De même, l’approche multidisciplinaire qui les caractérise permet d’examiner divers aspects pour répondre aux questions relatives au fonctionnement spécifique du système nerveux et de chacun de ses composants.

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