Le fonctionnement des yeux et du cerveau

Parties et fonctions du cerveau

Le cerveau fonctionne comme un gros ordinateur. Il traite les informations qu’il reçoit grâce aux 5 sens, et renvoie des messages, conscients et inconscients, au corps. Les fonctions du cerveau vont cependant beaucoup plus loin avec les capacités de réflexion, de prise de décision ou encore le ressenti des émotions.

La taille du cerveau humain peut être estimé à deux poings serrés et son poids se situe aux alentours de 1,5 kg. De l’extérieur, il ressemble un peu à une grosse noix, avec des plis et des crevasses. Le tissu cérébral est composé d’environ 100 milliards de neurones et d’un trillion de cellules qui soutiennent et nourrissent le tissu (cellules gliales).

L’encéphale (= le système nerveux central contenu à l’intérieur de la boîte crânienne) est composé de différentes parties : le cerveau, le cervelet et le tronc cérébral. Le cerveau, la plus grande partie, est constituée du cortex cérébral (divisés en 2 hémisphères droit et gauche, qui eux-mêmes peuvent être divisés en lobes) ainsi que du thalamus, de l’hypothalamus, l’amygdale, l’hippocampe… Puis, en se rapprochant de la colonne vertébrale, on trouve les autres parties : cervelet (à l’arrière) et le tronc cérébral (composé du mésencéphale, des ponts, et du bulbe rachidien), et enfin, on arrive à la moëlle épinière.

Chaque partie a ses propres fonctions : coordination des mouvements, orientation spatiale, résolution de problèmes et planification, émotions, décodage des informations sensorielles, attention, langage, mémoire, contrôle de l’appétit ou du sommeil, reflexes et mécanismes de récompense, contrôle des activités inconscientes telles que le taux de glucose sanguin, la production d’hormones, le rythme respiratoire ou cardiaque…^1,2

Neurones et transmission d’information

Un neurone est une cellule composé d’un ‘’corps’’ (comme toutes les cellules, avec un noyau contenant l’ADN et des organelles pour la synthèse de protéines et d’énergie), de petits ‘’bras’’ récepteurs appelés dendrites et d’un long ‘’bras’’ émetteur appelé axone. Un neurone va capter différents types d’informations ou stimuli et les transporter sous forme de signal électrique (la myéline autour de l’axone permet un transport rapide). A l’arrivée, le signal électrique permet de relâcher des neurotransmetteurs (molécules chimiques). Ceux-ci vont se retrouver dans un petit espace entre 2 neurones, appelé synapse, puis vont se lier au neurone suivant. S’il y a assez de neurotransmetteurs qui se lient aux récepteurs du 2^ème neurone, le seuil d’activation va être dépassé et un signal électrique va être créé et se propager jusqu’au bout de ce neurone, relâchant des neurotransmetteurs dans une nouvelle synapse, etc. Il existe également des neurotransmetteurs inhibiteurs (par exemple GABA), qui visent à empêcher l’activation du 2^ème neurone. Enfin, des neurotransmetteurs spécifiques permettent la transmission d’information spécifiques (dopamine -pour la motivation/système de récompense, décision des mouvements-, sérotonine -stabilité, inhibition-, acétylcholine -contraction musculaire, mémoire-, noradrénaline -régulation du métabolisme, attention, apprentissage- … ).^3,4^,⁵

La vision, comment ça marche ?

Comment est-ce que nos yeux et notre cerveau travaillent ensemble pour transformer de la lumière en image ? Les rayons lumineux entrent dans l’œil par la cornée, la couche transparente à l’extérieur de l’œil, puis ils passent à travers la pupille, au centre de l’iris. L’iris a la capacité de s’agrandir et de se rétrécir, en fonction de la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil. Ensuite, les rayons lumineux passent à travers le cristallin naturel de l’œil, qui se raccourcit ou s’allonge afin de focaliser correctement les rayons lumineux sur un point précis sur la rétine. Celle-ci capture tous les rayons lumineux grâce à deux types de cellules : les bâtonnets sont sensibles à l’intensité de la lumière, et les cônes servent à voir les couleurs (ils sont activés par du vert, du rouge ou du bleu). Les cellules qui sont activées envoient un signal électrique en direction du nerf optique. Les signaux provenant de chaque œil se rejoignent au niveau du chiasme optique, puis se redivisent en fonction du champ visuel (la partie gauche de l’image -provenant des 2 yeux- va dans l’hémisphère droit du cerveau et inversement). Ces fibres optiques vont ensuite à l’arrière du cerveau, dans la partie cortex visuel du lobe occipital, où les informations vont être décodées.⁶^,⁷^,⁸

Vieillissement du cerveau

Lorsqu’on vieillit, le cerveau change à tous les niveaux. La morphologie est différente : le volume diminue (à partir de -5% par décade après 40 ans, surtout dans le cortex préfrontal qui régule le raisonnement, et une partie de la personnalité et des émotions), la vascularisation se modifie, irrigant moins certaines zones, etc. Des modifications se retrouvent aussi au niveau des cellules (transmission plus lente des informations –démyélinisation-), des synapses (changements/pertes de connections) et des molécules (diminution de la sécrétion de neurotransmetteurs et hormones). Cela peut entrainer des problèmes cognitifs ou physiques, des difficultés d’apprentissage, des troubles de la mémoire (épisodique -pour les événements passés de notre vie-, ou sémantique -pour notre ‘’culture générale’’, noms, numéros) … Attention néanmoins, s’il est normal d’avoir des fonctions un peu ralenties, la démence ou les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson…) ne font pas parties du vieillissement ‘’normal’’ et sont souvent dues à des facteurs génétiques, inflammatoires et/ou environnementaux… ⁹^,¹⁰

Heureusement, le cerveau reste plastique et certaines pertes peuvent se ralentir voire s’améliorer, avec du temps et de l’entraînement. Certains facteurs comme de l’exercice physique régulier, une nutrition saine et un apport limité d’alcool, semblent être bénéfiques pour garder un cerveau fonctionnel. Ainsi, selon l’article “Dietary and Lifestyle Guidelines for the Prevention of Alzheimer’s Disease,”¹¹ publié en 2014 dans le journal scientifique Neurobiology of Aging : “Les légumes, les légumineuses (haricots, pois et lentilles), les fruits et les céréales complètes devraient remplacer les viandes et les produits laitiers comme éléments de base de l’alimentation”. De plus, certains nutriments semblent également être protecteurs, notamment lorsqu’ils agissent contre le stress oxydatif.

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Les compléments alimentaires ne doivent pas être utilisés en remplacement d’une alimentation variée. L’apport journalier recommandé ne doit pas être dépassé. En général, les compléments alimentaires ne conviennent pas aux femmes enceintes et allaitantes, aux enfants et adolescents. Tenir hors de portée des enfants.

Anatomie du cerveau et du système nerveux – Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC). https://www.frcneurodon.org/comprendre-le-cerveau/a-la-decouverte-du-cerveau/anatomie-du-cerveau-et-du-systeme-nerveux/.
How does the brain work? – InformedHealth.org – NCBI Bookshelf. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279302/.
How do neurons work? – Queensland Brain Institute – University of Queensland. https://qbi.uq.edu.au/brain-basics/brain/brain-physiology/how-do-neurons-work.
How does a neuron work? https://www.wingsforlife.com/en/latest/how-does-a-neuron-work-562/.
Comprendre le cerveau et son fonctionnement – Institut du Cerveau. https://icm-institute.org/fr/actualite/comprendre-le-cerveau-et-son-fonctionnement/.
How the Human Eye Works | Cornea Layers/Role | Light Rays. https://www.nkcf.org/about-keratoconus/how-the-human-eye-works/.
How Does Vision Work? – Video & Lesson Transcript | Study.com. https://study.com/academy/lesson/how-does-vision-work.html.
Bâtonnets et cônes | Ask A Biologist. https://askabiologist.asu.edu/batonnets-et-cones.
Peters, R. Ageing and the brain. Postgraduate Medical Journal vol. 82 84–88 (2006).
What happens to the brain as we age? https://www.medicalnewstoday.com/articles/319185#Recent-discoveries-in-brain-aging.
Barnard, N. D. et al. Dietary and lifestyle guidelines for the prevention of Alzheimer’s disease. Neurobiology of Aging vol. 35 S74–S78 (2014).