Les neurosciences sont constituées d’un ensemble de disciplines scientifiques axées sur l’étude du système nerveux. Ce dernier est composé du système nerveux central et du système nerveux périphérique. L’un des principaux objectifs des neurosciences est de connaître les mécanismes de régulation et de contrôle des réactions nerveuses ; ainsi que la fonction cérébrale.

Le Dr Ángeles Castro explique l’évolution des neurosciences au fil du temps et sa contribution à la science.

Cerveau et neurosciences

Le cerveau en tant que système de contrôle est actuellement étudié par les neurosciences. Son évolution a commencé dès l’époque des Grecs et continue de se développer jusqu’à nos jours. Le corps humain est un réseau complexe de réseaux nerveux contrôlés par le cerveau. Chaque jour, des millions de neurones restent connectés en permanence, transmettant des impulsions avec des informations spécifiques à chaque organe du corps.

Le cerveau est une structure extrêmement complexe et plusieurs propriétés de son fonctionnement sont encore inconnues. Cependant, les recherches menées par les neurosciences ont permis d’approfondir la structure, le fonctionnement et 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 qui est directement associée à la capacité de survivre. Au-delà de la théorie de l’évolution de Darwin, le cerveau était plus ou moins utilisé pour apprendre. Qu’il s’agisse de récolter de la nourriture, de faire du feu, de chasser, de s’installer et de mettre en œuvre des 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 à l’amélioration des fonctions cérébrales et à l’efficacité des interactions neuronales. Ces facteurs sont étudiés en profondeur par les neurosciences.

D’autre part, en cette décennie du 21e siècle, les neurosciences connaissent une intégration avec d’autres domaines de la connaissance. Par exemple : embryologie, physiologie, biochimie, pharmacologie, psychologie, neurologie, bioingénierie, informatique et intelligence artificielle.

Contexte historique des neurosciences

Premiers contacts avec les neurosciences

En Grèce au Ve siècle av. c. Alcméon de Crotone a fait la description des nerfs optiques qu’il a localisés lors des dissections qu’il a effectuées. Dans ses descriptions, il a proposé que le cerveau soit le siège de la pensée et de la sensation.

De même, Corpus Hipocraticum a souligné : « Les hommes doivent savoir que le bonheur, les joies, les peines, les afflictions et les lamentations viennent du cerveau et de nulle part ailleurs. Et ainsi, d’une manière spéciale, nous acquérons sagesse et connaissance, nous voyons, entendons et savons ce qui est absurde et ce qui est bon, ce qui est mauvais et ce qui est bon, ce qui est doux et ce qui est dégoûtant… Et pour le même organe nous devenons fous et délirants, et les peurs et les terreurs nous assaillent… nous subissons toutes ces choses à cause du cerveau quand il n’est pas sain… Je suis d’avis que de cette manière le cerveau exerce le plus grand pouvoir sur l’homme ».

D’autre part, Aristote a participé 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, s’appuyant sur la thèse d’Hippocrate et sur la différence structurelle entre le cerveau et le cervelet, a proposé que le cervelet agisse sur les muscles. De même, c’était le récepteur des sensations et la mémoire préservée. De plus, il a relié les ventricules cérébraux aux cavités du cœur, établissant que les sensations et les mouvements dépendaient du flux d’humeurs vers ou depuis les ventricules cérébraux à travers les nerfs.

Les neurosciences au XVIIIe siècle

À cette époque, il a été suggéré que le tissu nerveux remplissait une fonction glandulaire. Sur la base de la théorie de Galien, il a été établi que les nerfs étaient le conduit qui transportait les fluides sécrétés par le cerveau et la moelle épinière vers la périphérie du corps humain.

Concernant l’anatomie du cerveau, Vesalius a révélé plusieurs détails. Cependant, le concept de localisation ventriculaire et de fonctions cérébrales est resté inchangé. De même, l’invention des machines hydrauliques a contribué à renforcer la théorie ventriculaire cérébrale. Cette théorie stipule que : « les fluides expulsés des ventricules pompent le corps, de sorte que les muscles augmentent de taille pendant le mouvement ».

En conséquence, René Descartes a défendu la théorie mécaniste de la fonction cérébrale pour expliquer le comportement animal. Cependant, cela n’expliquait pas la complexité du comportement humain car l’individu a un intellect et une âme donnés par Dieu. Descartes croyait fermement que le cerveau contrôlait le comportement humain à sa manière animale et que les capacités spéciales de l’homme résident à l’extérieur, dans l’esprit (« l’esprit »).

Sur la base de cette théorie, deux lignes de pensée émergent qui survivent actuellement. D’une part, la philosophie mécaniste qui interprète le corps comme une machine et en tant que telle doit être analysée en incluant le cerveau. Et, d’autre part, la ligne corps-esprit, qui est partagée par certains neuroscientifiques.

Les neurosciences aux XIXe et XXe siècles

L’émergence des neurosciences a eu pour point de départ les découvertes de Santiago Ramón y Cajal, qui a étudié les protéines et les neurones comme base de la structure cellulaire du cerveau. Sur les neurones, il a stipulé que : « le système nerveux est composé de cellules indépendantes : les neurones, qui se contactent à des endroits précis ».

De même, Ramón y Cajal a créé une nouvelle théorie neuroanatomique et décrit la structure neuronale. De plus, il a établi les mécanismes qui les régissent, le développement, la dégénérescence et la génération du système nerveux. Ces éléments constituent aujourd’hui les fondements des neurosciences.

L’amélioration des neurosciences serait difficile sans les progrès 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 qui composent le tissu musculaire.

La théorie neuronale a été confirmée par diverses études, dont celle menée par Ross Harrison. Un embryologiste qui a corroboré la théorie au moyen de cultures de tissus et a démontré que les extensions des neurones, des dendrites et des axones sont des structures continues du corps neuronal et se développent à partir de celui-ci.

Découvertes plus avancées

Plus tard au 19ème siècle, les scientifiques Emil Dubois-Reymnd, Johannes Muller et Herrmann von Helmholtz ont développé les bases de l’électrophysiologie. De plus, Helmholtz a découvert l’activité électrique des neurones lors de la transmission d’informations entre cellules.

Dans le même axe de recherche, le médecin Charles Bell et le physiologiste François Magendie ont précisé la voie de transmission du signal entre le système nerveux et la périphérie de l’organisme. D’autre part, le neurophysiologiste Charles Scott a catégoriquement confirmé la théorie de Ramon y Cajal sur le contact interneuronal, qu’il a appelé synapses.

À la fin du XIXe siècle, la pharmacologie commence à se développer et devient plus intéressante lorsque Claude Berenard, Paul Ehrlich et John Langley démontrent que les médicaments interagissent avec des récepteurs cellulaires spécifiques. Cette découverte constitue la base des études actuelles sur la transmission chimique synaptique. Plus tard, vers 1960, le biochimiste Hornykiewicz a observé que le cerveau des personnes atteintes de la maladie de Parkinson présentait une faible concentration de dopamine. De cette manière, une corrélation physiopathologique est établie entre le déficit d’un neurotransmetteur et la présence d’un trouble neurologique.

Ces dernières années

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 interrogations sur la nature de l’esprit et du comportement humain.

Conclusion

Enfin, il est établi que les neurosciences sont en évolution continue, de telle sorte que les approches et la confirmation de diverses hypothèses ont conduit à des découvertes pertinentes pour comprendre la structure cérébrale. De même, l’approche multidisciplinaire qui les caractérise permet d’explorer divers aspects pour répondre aux questions liées au fonctionnement spécifique du système nerveux et de chacune de ses composantes.

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