Structure, fonctions et pathologies du néocortex

Le néocortex ou néocorteza est une structure divisée en couches minces qui recouvrent le cerveau des mammifères. Cette différence entre les cerveaux de mammifères et ceux d'autres animaux, car elle n'est pas présente chez les oiseaux ou les reptiles. De plus, il présente des différences marquées entre les différentes espèces de mammifères.

Par exemple, si l'on compare le cerveau d'une souris, d'un singe et d'un humain; Il est possible d'observer que la taille et les convolutions (tours) sont très différentes.

Ainsi, dans le cerveau d'une souris, le néocortex n'occupe que la partie supérieure de cet organe. De plus, sa surface est mince et a peu de tours. Alors que dans les cerveaux des singes et des humains, cette zone présente de nombreuses circonvolutions et entoure presque tout le cerveau.

Les dauphins sont des mammifères qui ont plus de neurones néocorticaux. Bien que la différence entre l'homme et les autres espèces, c'est que l'épaisseur du néocortex est beaucoup plus grande et qu'il y a encore plus de convolutions. Cela semble symboliser la capacité à mettre en œuvre des compétences cognitives beaucoup plus complexes.

On l'appelle "néo", ce qui signifie "nouveau", car c'est la partie évolutive du cortex cérébral.

Cependant, on peut aussi l'appeler "isocórtex" ou "neopalio". Certains auteurs utilisent indistinctement le néocortex et le cortex cérébral (ou cortex), bien que ce dernier comprenne également des structures sous-corticales telles que l'hippocampe et le cortex périrhinal.

Dans l'espèce humaine, le néocortex est la plus grande partie du cerveau et couvre les deux hémisphères cérébraux. Les autres structures sont appelées "allocorteza".

Le néocortex est responsable d'une variété de fonctions. Par conséquent, lorsqu'un type de blessure survient dans cette zone, la perte de certaines capacités cognitives est courante.

Selon la localisation du dommage, la capacité à établir des relations sociales de manière appropriée, à comprendre le langage, à contrôler les mouvements… peut se détériorer et la perception visuelle et spatiale peut être altérée, entre autres.

Au cours des âges passés, ils ont étudié les fonctions cognitives et leur localisation dans le cerveau en observant le comportement des patients souffrant de blessures.

Ainsi, si un grand groupe de patients ayant endommagé la même région du néocortex avait des difficultés à effectuer les mêmes tâches, une relation entre la localisation du cerveau et les compétences était établie.

Grâce à cela, on sait que le néocortex est composé de plusieurs zones qui ont des fonctions différentes. De nombreuses zones sont présentes chez plusieurs espèces de mammifères. Tandis que d'autres, tels que la vision de la couleur ou la capacité de parler, seulement chez quelques espèces spécifiques.

Théorie du cerveau trinitaire

Le concept de néocortex a également été élargi avec la célèbre théorie de Paul MacLean sur le cerveau trine développée autour des années 1950.

Ce modèle a tenté d'expliquer la structure du cerveau humain associée à l'histoire évolutive de l'espèce. MacLean a ainsi défendu l'existence de trois types de cerveau: le cerveau reptilien, le limbique et le néocortex.

Le premier est le plus ancien et régule les fonctions vitales les plus élémentaires du corps telles que la température, la fréquence cardiaque ou l'équilibre. Chez l'homme, il englobe le tronc cérébral et le cervelet.

Le limbique est associé aux mammifères et est associé à la mémoire et aux émotions. Chez l'homme, il comprend des structures telles que l'hippocampe, l'amygdale et l'hypothalamus.

Alors que le néocortex, a commencé à se développer chez les primates et a atteint son développement maximal chez l'espèce humaine.

Il comprend les deux hémisphères cérébraux auxquels nous devons l'apparence du langage, la pensée abstraite, l'imagination, la maîtrise de soi, etc. C'est-à-dire des fonctions cognitives supérieures.

Cette structure est flexible et possède des compétences d'apprentissage et d'adaptation pratiquement illimitées.

Ces trois zones du cerveau n'agissent pas indépendamment, mais travaillent ensemble pour atteindre les objectifs. D'innombrables liens entre eux ont été observés, influençant les uns les autres.

Par exemple, il existe des liens importants entre le système limbique et le néocortex. Ainsi, par l'action du néocortex, nous pouvons contrôler nos émotions et les adapter à chaque contexte.

Structure du néocortex

Le néocortex a une épaisseur comprise entre 2 et 4 millimètres et contient environ 30000 millions de neurones. Chez les primates et les humains, il est plein de sillons et de crêtes (circonvolutions). Ces plis sont dus à la grande augmentation de leur taille.

Toutes les personnes ont un cerveau avec le même modèle de convolutions et de rainures, bien que certains détails puissent varier légèrement d'un individu à l'autre.

De plus, il existe des troubles neurodéveloppementaux dans lesquels ces virages ne se développent pas car ils devraient entraîner divers changements cognitifs. De même, ils peuvent être perdus avec des maladies dégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.

Chez l'homme, le néocortex constitue environ 76% du volume du cerveau. Cette structure apparaît au stade embryonnaire du télencéphale dorsal. Peu à peu, il se divise en lobes célèbres: l'occipital, le pariétal, le temporal et le frontal.

Ces lobes se distinguent par leurs fonctions. Ainsi, l'occiput se distingue pour le cortex visuel primaire (traiter la vision). Alors que le temporel, il a le cortex auditif primaire (pour les sons). Le pariétal correspond aux sensations tactiles, à la perception de son propre corps et à ses capacités visuospatiales.

Chez l'espèce humaine, le lobe frontal a des fonctions très complexes et avancées par rapport aux autres espèces. Tels que le traitement du langage (zone de Broca), comportement socialement souhaitable et contrôle émotionnel.

Il existe deux types de cortex dans le néocortex selon l'architecture des corps cellulaires: le néocortex lui-même et le procortex. Ce dernier se trouve dans certaines parties du cerveau telles que le gyrus cingulé, l'insula, le gyrus de l'hippocampe ou la zone sous-allumée.

Le néocortex est le tissu cérébral le plus développé, comme on peut le voir dans son organisation et le nombre de couches.

Il s'agit de matière grise, c'est-à-dire de corps de cellules nerveuses non myélinisées. Il couvre une zone plus profonde de matière blanche, c'est-à-dire des axones (extensions neuronales) remplis de myéline.

Cependant, bien que le néocortex exerce des fonctions cérébrales plus complexes, il n’ya guère de différences cellulaires par rapport aux autres parties du cerveau.

Alors, qu'est-ce qui rend le néocortex si spécialisé? Apparemment, ce qui le distingue est sa capacité à créer, modifier et contrôler un grand nombre de connexions neuronales. Il génère une structure si dynamique et flexible qu'il permet un grand échange d'informations entre les différents circuits neuronaux.

Couches du néocortex

Le néocortex a une structure pratiquement uniforme, c'est pourquoi il est également appelé "isocórtex". Il est composé de 6 couches horizontales de cellules nerveuses numérotées de I à VI. Le premier est le plus récent, le sixième est le plus ancien.

Ils sont organisés selon une perspective phylogénétique, c’est-à-dire qu’ils découlent d’un moment différent de l’évolution. Ainsi, à mesure que l’espèce a progressé, de nouvelles couches ont été développées.

Ces couches contiennent des neurones à la fois excitateurs (environ 80%) et inhibiteurs (20%). Les premiers activent d'autres neurones, tandis que les autres les bloquent.

Les couches sont principalement composées de "cellules de type" ou de "cellules denses" et de connexions entre elles. Les couches sont différenciées par les types de cellules nerveuses qui prédominent, leur disposition et leurs connexions.

La couche IV est plus petite et se trouve dans le cortex moteur primaire. C'est le principal récepteur de l'information sensorielle. Par la suite, il transmet ces informations aux autres couches pour qu'elles soient traitées et interprétées.

De cette façon, cette couche reçoit une grande partie des connexions synaptiques des structures sous-corticales telles que le thalamus. C'est parce que le thalamus est connecté à différents organes sensoriels tels que l'oreille ou les yeux.

Les couches II et III envoient des projections principalement à d'autres parties du néocortex. Alors que les couches V et VI transmettent généralement des informations en dehors du cortex, telles que le thalamus, le tronc cérébral ou la moelle épinière.

Colonnes du néocortex

Dans le néocortex, les structures verticales appelées colonnes sont également distinguées. Ce sont des zones d'environ 0,5 millimètre de diamètre et d'une profondeur de 2 millimètres.

Apparemment, chaque colonne est associée à la perception sensorielle de chaque partie du corps. Bien qu'il y en ait aussi des dédiés à percevoir les sons ou les éléments visuels.

Chez les êtres humains, il semble y avoir environ 500 000 colonnes, avec 60 000 neurones chacune.

Cependant, ils sont difficiles à définir et il n'y a pas de consensus clair sur leur anatomie, leur taille ou leurs fonctions spécifiques.

Fonctions du néocortex

Les principales fonctions du néocortex sont:

- Perception sensorielle: Dans le néocortex, il y a des zones qui traitent et interprètent les informations provenant de nos sens.

- Générer des commandes de moteur: Grâce à cette structure cérébrale, nous pouvons faire des séquences de mouvements que nous ne remarquons même pas. Dans cette zone, tous les modèles de moteur nécessaires pour marcher, écrire ou jouer d’un instrument, par exemple, sont planifiés.

- raisonnement spatial: il y a des régions du néocortex impliquées dans la compréhension de l'espace et dans son action. Il sert également à orienter et à situer les éléments.

- langue: C'est une capacité uniquement humaine qui nous distingue du reste des animaux. Il y a des zones du néocortex qui nous prédisposent à apprendre les sons de la langue et à les produire. En plus d'associer certains groupes de sons ou de symboles écrits à une signification.

- Les fonctions dites exécutives tels que le raisonnement, la prise de décision, la maîtrise de soi, la concentration, la réflexion personnelle, la résolution de problèmes, etc. C’est-à-dire la capacité de savoir comment se comporter à chaque instant et d’effectuer une série de comportements pour atteindre un objectif.

- Apprentissage, mémoire et sommeil: Il a été prouvé que le néocortex est également essentiel au stockage des connaissances.

En fait, certaines parties du néocortex semblent être le siège de la mémoire sémantique, liée aux connaissances générales sur le monde. Par exemple, ce que nous apprenons à l'école, comme Paris, est la capitale de la France.

Il en va de même pour la mémoire autobiographique, associée aux événements importants de notre vie personnelle.

Les informations de type instrumental sont également stockées, c'est-à-dire celles qui impliquent des comportements automatiques tels que la conduite ou la bicyclette.

D'autre part, certains neurones du néocortex s'activent également pendant le sommeil. Il semble que le néocortex interagit avec l'hippocampe pendant que nous dormons, ce qui aide à consolider et à réparer ce que nous avons appris pendant les périodes d'éveil.

Néocortex et évolution

Pour que le néocortex évolue vers une taille plus grande, il est nécessaire que le cerveau de l’espèce soit plus grand afin de pouvoir le supporter.

Le néocortex est également présent chez d'autres primates en plus de l'homo sapiens. Une plus grande taille du néocortex par rapport au reste du cerveau est liée à différentes variables sociales telles que la taille du groupe et la complexité des relations sociales (concurrence, coopération, union, etc.).

L'augmentation de la taille du néocortex a impliqué de manière évolutive un contrôle inhibiteur plus important. Cela peut expliquer la transformation des comportements et une plus grande harmonie sociale par rapport à nos ancêtres.

Les humains ont un grand néocortex par rapport aux autres mammifères. Ainsi, par exemple, il existe un rapport de 30: 1 de la matière grise néocorticale à la taille de la moelle dans le tronc cérébral des chimpanzés. Chez l'homme, ce rapport est de 60: 1.

Pathologies ou lésions du néocortex

Comme le néocortex a une grande extension chez l'homme, il est facile pour toute lésion acquise d'impliquer cette structure. Comme cela peut arriver après une lésion cérébrale traumatique, un accident vasculaire cérébral ou une tumeur.

En outre, il est important de mentionner que, selon la zone du néocortex où le dommage survient, les symptômes varient. Il est possible que le patient ait des difficultés à utiliser le langage ou à percevoir des objets dans l'espace. Ou, au contraire, qui souffrent de problèmes d'inhibition et effectuent des comportements indésirables.

Le néocortex peut également être affecté par des maladies neurodégénératives. Comme, par exemple, dans la maladie d'Alzheimer, il y a une interruption de la transmission des informations du néocortex sensoriel au néocortex préfrontal.

Cela conduit à des symptômes tels que la détérioration des capacités cognitives, les changements de personnalité et la démence.

Si la dégénérescence englobe le lobe temporal, une démence sémantique peut apparaître. C'est-à-dire une dégénérescence progressive de la mémoire associée à des faits sémantiques (choses apprises de notre culture, ce qui nous est enseigné à l'école, données sur l'utilisation du langage, etc.)

Références

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