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Quelle est la différence entre les différentes régions du cerveau

Quelle est la différence entre les différentes régions du cerveau


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Le cerveau est séparé en différentes régions, et différentes régions effectuent différentes tâches. Eh bien, quelles sont les différences entre ces régions au niveau cellulaire/systémique. Le cerveau est composé de neurones et d'autres cellules, mais comment se fait-il qu'une partie soit utilisée pour traiter le son et une autre pour traiter, disons, l'odeur ? Sont-ils comme des circuits imprimés différents - utilisant les mêmes composants mais câblés différemment ?

Et de toute façon, pourquoi l'évolution n'a-t-elle pas mis au point un cerveau qui utilise tout le cerveau pour traiter quelque chose, cela ne serait-il pas plus efficace ?


Le câblage est différent comme vous l'avez mentionné. Cependant, le plus important est peut-être que le cerveau sache d'où viennent ses données. Le cerveau sait où chaque fibre est innervée et peut ainsi compiler et présenter ces données à notre esprit conscient. Nous montrons que si nous stimulons directement le cerveau, nous ressentons une sensation dans la partie du corps dont cette partie du cerveau est responsable. La plasticité signifie que notre cerveau peut changer ce qui alimente où, c'est le plus souvent où nous apprenons une habileté motrice. Si nous jouons du piano par exemple, la part du cortex qui alimente cette zone augmente.

Un autre moyen est le type d'émetteur et de récepteur chimique. La dopamine est principalement utilisée pour des choses qui nous font plaisir par exemple. Cependant, la dopamine peut affecter notre mouvement si elle est sécrétée par la substance noire, car elle alimente le cortex moteur. De plus, les neurotransmetteurs peuvent être excitateurs ou inhibiteurs et il s'agit d'un signal analogique plutôt que binaire. Tous ces réglages précis, et la position à laquelle ils inhibent et l'emplacement et la rétroaction à partir desquels ils obtiennent leur signal indiquent tous d'où le cerveau obtient l'information ou à quoi il réagit.

En résumé, il s'agit de câblage, de signalisation et de localisation. Cependant, les composants sont incroyablement similaires, mais ce ne sont pas les petites différences qui ont un effet profond.


Le cerveau est séparé en différentes régions, et différentes régions effectuent différentes tâches

Pas vraiment. Ce genre d'affirmations découle des premières recherches sur le cerveau, où chaque domaine était censé se spécialiser dans une tâche particulière. Bien sûr, une certaine catégorisation est possible (par exemple, où l'entrée visuelle est principalement traité). Cependant, votre question est essentiellement un argument qui est faux.

Il suffit de regarder par exemple les lobes temporaux et de comparer en quoi les zones sulcale et gyrale diffèrent en ce qui concerne le traitement de l'information.


Nous ne savons pas encore en détail comment les différentes zones corticales sont câblées, il est donc difficile de dire dans quelle mesure le câblage diffère. Mais la structure globale des différentes zones corticales est remarquablement similaire, en termes de couches de cortex et de leurs composants cellulaires.

Certes, la structure de l'entrée est très différente entre les aires corticales, et le cortex semble prendre grand soin pendant le développement de la façon dont cette entrée est structurée.

Nous ne savons pas pourquoi le cortex est morcelé de cette façon. Mais les connexions dans les aires corticales consacrées à une seule "fonction" sont beaucoup plus répandues que les connexions entre aires corticales. Cela suggère deux choses : de nombreuses connexions sont nécessaires entre les neurones traitant des informations similaires, ce qui implique que ces neurones doivent être proches les uns des autres, car le fil est coûteux dans le cerveau (c'est-à-dire nécessite des ressources et prend un parcelle de l'espace); alternativement, peut-être que les informations sont plus faciles à traiter si elles sont physiquement séparées.


Différences cérébrales dans le TDAH

La plus grande étude d'imagerie du TDAH à ce jour identifie des différences dans cinq régions du cerveau, les plus grandes différences étant observées chez les enfants plutôt que chez les adultes.

Le trouble d'hyperactivité avec déficit de l'attention (TDAH) est associé au développement retardé de cinq régions cérébrales et devrait être considéré comme un trouble cérébral, selon une étude publiée dans La psychiatrie Lancet.

L'étude est la plus importante à examiner les volumes cérébraux des personnes atteintes de TDAH, impliquant plus de 3 200 personnes. Les auteurs disent que les résultats pourraient aider à améliorer la compréhension du trouble et pourraient être importants pour remettre en question les croyances selon lesquelles le TDAH est une étiquette pour les enfants difficiles ou le résultat d'une mauvaise parentalité.

Les symptômes du TDAH comprennent l'inattention et/ou l'hyperactivité et l'action impulsive. Le trouble affecte plus d'un jeune sur 20 (5,3 %) de moins de 18 ans, et les deux tiers des personnes diagnostiquées continuent de présenter des symptômes à l'âge adulte.

Des études antérieures ont lié les différences de volume cérébral avec le trouble, mais les petits échantillons signifient que les résultats n'ont pas été concluants. Les zones supposées être impliquées dans le TDAH sont situées dans les noyaux gris centraux - une partie du cerveau qui contrôle les émotions, les mouvements volontaires et la cognition - et des recherches ont déjà montré que les régions caudées et putamen dans les ganglions sont plus petites chez les personnes atteintes de TDAH. .

La nouvelle étude internationale a mesuré les différences dans la structure cérébrale de 1 713 personnes avec un diagnostic de TDAH et 1 529 personnes sans, toutes âgées entre quatre et 63 ans.

Les 3 242 personnes ont subi une IRM pour mesurer leur volume cérébral global et la taille de sept régions du cerveau que l'on pensait être liées au TDAH - le pallidum, le thalamus, le noyau caudé, le putamen, le noyau accumbens, l'amygdale et l'hippocampe . Les chercheurs ont également noté si les personnes atteintes de TDAH avaient déjà pris des médicaments psychostimulants, par exemple le Ritalin.

L'étude a révélé que le volume cérébral global et cinq des volumes régionaux étaient plus petits chez les personnes atteintes de TDAH - le noyau caudé, le putamen, le noyau accumbens, l'amygdale et l'hippocampe.

"Ces différences sont très faibles - de l'ordre de quelques pour cent - donc la taille sans précédent de notre étude était cruciale pour aider à les identifier. Des différences similaires dans le volume cérébral sont également observées dans d'autres troubles psychiatriques, en particulier le trouble dépressif majeur." a déclaré l'auteur principal, le Dr Martine Hoogman, Radboud University Medical Center, Nijmegen, Pays-Bas.

Les différences observées étaient les plus importantes dans le cerveau des enfants atteints de TDAH, mais moins évidentes chez les adultes atteints de ce trouble. Sur cette base, les chercheurs proposent que le TDAH est un trouble du cerveau et suggèrent que les retards dans le développement de plusieurs régions du cerveau sont caractéristiques du TDAH.

Outre le noyau caudé et le putamen, pour lesquels des études antérieures ont déjà montré des liens avec le TDAH, les chercheurs ont pu relier de manière concluante l'amygdale, le noyau accumbens et l'hippocampe au TDAH.

Les chercheurs émettent l'hypothèse que l'amygdale est associée au TDAH via son rôle dans la régulation des émotions, et le noyau accumbens peut être associé à la motivation et aux problèmes émotionnels du TDAH via son rôle dans le traitement de la récompense. Le rôle de l'hippocampe dans le trouble pourrait agir par son implication dans la motivation et l'émotion.

Au moment de leur IRM, 455 personnes atteintes de TDAH recevaient des médicaments psychostimulants, et en regardant plus loin, 637 avaient eu le médicament au cours de leur vie. Les différents volumes des cinq régions cérébrales impliquées dans le TDAH étaient présents, que les gens aient ou non pris des médicaments, suggérant que les différences de volumes cérébraux ne sont pas le résultat de psychostimulants.

"Les résultats de notre étude confirment que les personnes atteintes de TDAH présentent des différences dans la structure de leur cerveau et suggèrent donc que le TDAH est un trouble du cerveau", a ajouté le Dr Hoogman. "Nous espérons que cela contribuera à réduire la stigmatisation selon laquelle le TDAH n'est qu'une étiquette pour les enfants difficiles ou causé par une mauvaise parentalité. Ce n'est certainement pas le cas et nous espérons que ce travail contribuera à une meilleure compréhension du trouble. "

Bien que l'étude ait inclus un grand nombre de personnes de tous âges, sa conception signifie qu'elle ne peut pas déterminer comment le TDAH se développe tout au long de la vie. Par conséquent, des études longitudinales suivant les personnes atteintes de TDAH de l'enfance à l'âge adulte pour voir comment les différences cérébrales changent au fil du temps seront une prochaine étape importante de la recherche.

Écrivant dans un commentaire lié, le Dr Jonathan Posner, de l'Université de Columbia, aux États-Unis, a déclaré : « C'est la plus grande étude de ce type et bien alimentée pour détecter de petites tailles d'effet. Les grandes tailles d'échantillon sont particulièrement importantes dans l'étude du TDAH en raison de l'hétérogénéité de le trouble à la fois dans l'étiologie et la manifestation clinique.Cette étude représente une contribution importante en fournissant des preuves solides pour soutenir la notion de TDAH comme un trouble du cerveau avec des effets substantiels sur les volumes des noyaux sous-corticaux.De futures méta- et méga-analyses seront nécessaires pour étudier les effets des médicaments ainsi que l'évolution des différences volumétriques dans le TDAH sur le plan du développement."


L'apprentissage précoce actif façonne la structure du cerveau des adultes, selon une nouvelle recherche

Dans une nouvelle recherche publiée dans le Journal des neurosciences cognitives, les nourrissons de faible statut socio-économique ont été randomisés pour recevoir soit cinq ans de soins en centre stimulants sur le plan cognitif et linguistique, soit une condition de comparaison.

Un enseignant guide un élève à travers une tâche dans cette photo historique du projet Abecedarian. Crédit image : Virginia Tech.

Comment l'expérience de la petite enfance façonne-t-elle le cerveau humain ? La question est étonnamment difficile à répondre, car elle concerne les causes, plutôt que simplement les corrélats, des différences individuelles dans le développement humain.

Les études de telles différences sont normalement observationnelles et donc muettes sur le sujet de la causalité.

Les études animales, en revanche, ont démontré l'influence causale de la stimulation environnementale sur la structure du cerveau en utilisant l'assignation aléatoire à des environnements physiques de complexité faible ou élevée.

Cependant, ils ne peuvent pas nous renseigner sur les caractéristiques de l'environnement qui comptent le plus pour le développement humain : la stimulation linguistique et cognitive.

Le rôle de l'environnement dans le développement du cerveau est une question centrale pour les neurosciences, et une question ouverte importante concerne l'impact des caractéristiques humaines uniques de l'environnement, à savoir la stimulation linguistique et cognitive.

Alors qu'une grande littérature animale montre que des environnements de cage plus complexes entraînent des changements cérébraux microscopiques et macroscopiques, y compris un cortex plus large, de telles manipulations fournissent un modèle incomplet pour les différences environnementales qui peuvent avoir le plus d'importance dans le développement humain.

Il s'agit notamment de différences dans les formes complexes d'expérience cognitive et linguistique.

"Notre recherche montre une relation entre la structure du cerveau et cinq années d'expériences éducatives et sociales de haute qualité", a déclaré le professeur Craig Ramey, chercheur au Fralin Biomedical Research Institute de l'Institut polytechnique de Virginie et de l'Université d'État.

"Nous avons démontré que chez les enfants vulnérables qui ont reçu des expériences d'apprentissage stimulantes et émotionnellement favorables, des changements statistiquement significatifs dans la structure du cerveau apparaissent à l'âge mûr."

"Les résultats soutiennent l'idée que l'environnement précoce influence la structure cérébrale des individus qui grandissent avec des défis socio-économiques à risques multiples", a ajouté le Dr Martha Farah, directrice du Center for Neuroscience and Society de l'Université de Pennsylvanie.

"Cela a des implications passionnantes pour la science fondamentale du développement du cerveau, ainsi que pour les théories de la stratification sociale et de la politique sociale."

L'étude a impliqué des participants du projet Abecedarian, qui a été créé en Caroline du Nord au début des années 1970.

Le projet a initialement recruté 112 nourrissons à prédominance afro-américaine provenant de foyers à très faible SSE (faible revenu et éducation maternelle) avec de multiples facteurs de risque associés tels que l'absence paternelle, l'aide sociale et un faible QI parental, mais sans trouble neurodéveloppemental.

L'un des 112 nourrissons a ensuite reçu un diagnostic de maladie congénitale qui était disqualifiant sur la base des critères d'exclusion, ce qui a entraîné la participation de 111 nourrissons à l'étude.

Les groupes de comparaison et de traitement ont reçu des services de soins de santé, de nutrition et de soutien familial supplémentaires.

Cependant, à partir de l'âge de six semaines, le groupe de traitement a également reçu cinq ans de soutien éducatif de haute qualité, cinq jours par semaine, 50 semaines par an.

Au cours des examens de suivi, des IRM structurelles ont été obtenues à partir de 47 de l'échantillon Abecedarian, 29 du groupe d'intervention précoce et 18 du groupe de comparaison.

Une fois scannés, les participants avaient entre la fin de la trentaine et le début de la quarantaine, offrant aux chercheurs un regard unique sur la façon dont les facteurs de l'enfance affectent le cerveau adulte.

En analysant les scans, les auteurs ont examiné la taille du cerveau dans son ensemble, y compris le cortex, la couche la plus externe du cerveau, ainsi que cinq régions sélectionnées pour leur lien attendu avec la stimulation du langage et du développement cognitif des enfants par l'intervention.

Ceux-ci comprenaient le gyrus frontal inférieur gauche et le gyrus temporal supérieur gauche, qui peuvent être pertinents pour le langage, et le gyrus frontal inférieur droit et le cortex cingulaire antérieur bilatéral, pertinents pour le contrôle cognitif.

Un cinquième, l'hippocampe bilatéral, a été ajouté parce que son volume est fréquemment associé à l'adversité et au statut socio-économique au début de la vie.

Les scientifiques ont déterminé que les personnes du groupe de traitement de l'éducation préscolaire avaient une taille accrue de l'ensemble du cerveau, y compris le cortex. Plusieurs régions corticales spécifiques semblaient également plus grandes.

Ils ont également noté que les résultats du traitement d'intervention de groupe pour le cerveau étaient considérablement plus élevés pour les hommes que pour les femmes.

Les raisons de cela ne sont pas connues et étaient surprenantes, car les garçons et les filles ont montré des effets comportementaux et éducatifs positifs généralement comparables de leur éducation enrichie précoce.

"Lorsque nous avons lancé ce projet dans les années 1970, le domaine en savait plus sur la façon d'évaluer le comportement que sur la façon d'évaluer la structure du cerveau", a déclaré le professeur Ramey.

« Grâce aux progrès de la technologie de la neuroimagerie et grâce à de solides collaborations interdisciplinaires, nous avons pu mesurer les caractéristiques structurelles du cerveau. »

"Le cortex préfrontal et les zones associées au langage ont été définitivement affectés et à notre connaissance, il s'agit de la première preuve expérimentale d'un lien entre les premières expériences éducatives connues et les changements à long terme chez l'homme."

« Nous pensons que ces résultats méritent un examen attentif et renforcent l'importance d'assurer un apprentissage positif et un soutien socio-émotionnel pour tous les enfants, en particulier pour améliorer les résultats des enfants vulnérables à une stimulation et à des soins inadéquats au cours des premières années de leur vie. la vie."

Martha J. Farah et al. 2021. La manipulation aléatoire de l'expérience cognitive précoce a un impact sur la structure du cerveau adulte. Journal des neurosciences cognitives 33 (6) : 1197-1209 doi : 10.1162/jocn_a_01709


Les différences entre les cerveaux humains et néandertaliens expliquent l'exceptionnalisme humain

Quand j'étais petit, ma mère a traversé une Agatha Christie phase. Elle était une grande fan de l'auteur de romans policiers et elle a lu tous les livres de Christie.

Agatha Christie a été prise dans un mystère de la vie réelle quand elle a disparu pendant 10 jours en décembre 1926 dans des circonstances très suspectes. Sa voiture a été retrouvée près de chez elle, près du bord d'une falaise. Mais, elle était introuvable. On aurait dit qu'elle avait disparu sans laisser de trace, sans aucune explication. Onze jours après sa disparition, elle s'est retrouvée dans une chambre d'hôtel enregistrée sous un pseudonyme.

Christie n'a jamais offert d'explication pour sa disparition. À ce jour, cela reste un mystère persistant. Certains pensent que c'était un coup publicitaire insensible. Certains disent qu'elle a fait une dépression nerveuse. D'autres pensent qu'elle souffrait d'amnésie. Certaines personnes suggèrent des raisons plus sinistres. Peut-être qu'elle était suicidaire. Ou peut-être essayait-elle de faire accuser son mari et sa maîtresse de son meurtre.

Peut-être ne le saurons-nous jamais.

Comme les détectives fictifs de Christie’s Hercule Poirot et Miss Marple, les paléoanthropologues sont tout aussi désireux de résoudre leur propre disparition mystérieuse. Ils veulent savoir pourquoi les Néandertaliens ont disparu de la surface de la terre. Et quel rôle les êtres humains (Homo sapiens) jouent dans la disparition de Néandertal, le cas échéant ? Avons-nous tué ces créatures ? Les avons-nous dépassés ou les Néandertaliens sont-ils morts tout seuls ?

Les anthropologues ont proposé divers scénarios pour expliquer la disparition des Néandertaliens. Certains paléoanthropologues pensent que les différences dans les capacités cognitives des humains modernes et des Néandertaliens aident à expliquer l'extinction des créatures. Selon ce modèle, des capacités de raisonnement supérieures ont permis aux humains de prospérer tandis que les Néandertaliens faisaient face à une extinction inévitable. En conséquence, nous avons remplacé les Néandertaliens au Moyen-Orient, en Europe et en Asie lors de notre première migration vers ces parties du monde.

Neuroanatomie computationnelle

Des travaux innovants de chercheurs japonais soutiennent ce scénario. 1 À l'aide d'une technique appelée neuroanatomie computationnelle, les chercheurs ont reconstitué la forme du cerveau des Néandertaliens et des humains modernes à partir des archives fossiles. Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé quatre spécimens de Néandertal :

  • Amud 1 (50 000 à 70 000 ans)
  • La Chapelle-aux Saints 1 (47 000 à 56 000 ans)
  • La Ferrassie 1 (43 000 à 45 000 ans)
  • Carrière 1 de Forbes (pas de date d'âge)

Ils ont également travaillé avec quatre Homo sapiens spécimens :

  • Qafzeh 9 (90 000 à 120 000 ans)
  • Skh??l 5 (100 000 à 135 000 ans
  • Mladeč 1 (35 000 ans)
  • Cro-Magnon 1 (32 000 ans)

Les chercheurs ont utilisé des tomodensitogrammes pour construire des endocasts virtuels (moulages de la cavité crânienne) des cerveaux fossiles. Après avoir généré des endocasts, l'équipe a déterminé la structure cérébrale 3D des spécimens fossiles en déformant la structure 3D du cerveau humain moyen afin qu'il s'insère dans le crâne fossile et se conforme aux endocasts.

Cette technique semble valable, sur la base d'études de contrôle réalisées sur des cerveaux de chimpanzés et de bonobos. En utilisant la neuroanatomie computationnelle, les chercheurs peuvent déformer un cerveau de chimpanzé pour produire avec précision le cerveau de bonobo, et vice versa.

Différences cérébrales, différences cognitives

L'équipe japonaise a appris que la principale différence entre les cerveaux humains et néandertaliens est la taille et la forme du cervelet. L'hémisphère cérébelleux est plus projeté vers l'intérieur dans le cerveau humain que dans le cerveau de Néandertal et le volume du cervelet humain est plus important. Les chercheurs ont également remarqué que le côté droit du cervelet de Néandertal est significativement plus petit que le côté gauche, un phénomène appelé latéralité volumétrique. Cet écart n'existe pas dans le cerveau humain. Enfin, les chercheurs japonais ont observé que les régions pariétales du cerveau humain étaient plus grandes que celles du cerveau des Néandertaliens.

En raison de ces différences cérébrales, les chercheurs soutiennent que les humains étaient socialement et cognitivement plus sophistiqués que les Néandertaliens. Les neuroscientifiques ont découvert que le cervelet aide les fonctions motrices et la cognition supérieure en contribuant à la fonction du langage, à la mémoire de travail, à la pensée et aux capacités sociales. Par conséquent, les chercheurs soutiennent que la taille réduite de l'hémisphère cérébelleux droit chez les Néandertaliens limite la connexion aux régions préfrontales, une connexion essentielle pour le traitement du langage. Les neuroscientifiques ont également découvert que le lobe pariétal joue un rôle dans l'imagerie visuo-spatiale, la mémoire épisodique, les représentations mentales liées à soi, la coordination entre soi et les espaces externes et le sens de l'action.

Sur la base de cette étude, il semble que les humains aient surpassé les Néandertaliens pour des ressources limitées - les conduisant à l'extinction - ou étaient simplement mieux adaptés pour survivre que les Néandertaliens en raison de leurs capacités mentales supérieures. Ou peut-être que leur disparition s'est produite pour des raisons plus sinistres. Peut-être avons-nous utilisé nos capacités de raisonnement sophistiquées pour tuer ces créatures.

Les Néandertaliens faisaient-ils de l'art, de la musique, des bijoux, etc. ?

Récemment, une rafale de rapports est apparue dans la littérature scientifique affirmant que les Néandertaliens possédaient la capacité du langage et la capacité de faire de l'art, de la musique et des bijoux. D'autres études affirment que les Néandertaliens enterraient rituellement leurs morts, maîtrisaient le feu et utilisaient les plantes à des fins médicinales. Toutes ces affirmations reposent sur des interprétations hautement spéculatives des archives archéologiques. En fait, d'autres études présentent des preuves qui réfutent chacune de ces affirmations (voir Ressources).

Les comparaisons de la morphologie et de la taille du cerveau humain et néandertalien deviennent de plus en plus importantes au milieu de cette controverse. Cette étude récente, ainsi que des travaux antérieurs (allez ici et ici) - indique que les Néandertaliens n'avaient pas l'architecture cérébrale et, par conséquent, la capacité cognitive de communiquer symboliquement à travers le langage, l'art, la musique et l'ornementation corporelle. Ils n'avaient pas non plus la capacité cérébrale de s'engager dans des interactions sociales complexes. En bref, l'anatomie du cerveau de Néandertal ne supporte aucune interprétation des archives archéologiques qui attribuent des capacités cognitives avancées à ces créatures.

Bien que cette étude fournisse des indices importants sur la disparition des Néandertaliens, nous ne savons toujours pas pourquoi ils se sont éteints. Nous ne connaissons pas non plus les détails mystérieux entourant leur disparition en tant qu'espèce.

Peut-être ne le saurons-nous jamais.

Mais nous faire sachez qu'en termes de capacités cognitives et sociales, les êtres humains se distinguent des Néandertaliens et de toutes les autres créatures. La biologie et le comportement du cerveau humain nous rendent exceptionnels, uniques en leur genre, conformément à l'image de Dieu.


Les scintigraphies cérébrales montrent des schémas distincts chez les personnes atteintes de trouble d'anxiété généralisée dans une étude de Stanford

Cette image montre, en rouge, les régions du cerveau avec des connexions plus fortes à l'amygdale chez les patients atteints de TAG, tandis que les zones bleues indiquent une connectivité plus faible. Le rouge correspond aux zones importantes pour l'attention et peut refléter l'utilisation habituelle de stratégies cognitives comme l'inquiétude et la distraction chez les patients anxieux. Pour une version haute résolution, cliquez ici.

Selon une nouvelle étude de la Stanford University School of Medicine, des connexions brouillées entre la partie du cerveau qui traite la peur et les émotions et d'autres régions du cerveau pourraient être la marque d'un trouble anxieux courant. Les résultats pourraient aider les chercheurs à identifier les différences biologiques entre les types de troubles anxieux ainsi que des troubles tels que la dépression.

L'étude publiée le 7 décembre dans le Archives de psychiatrie générale, a examiné le cerveau de personnes atteintes de trouble d'anxiété généralisée, ou TAG, un trouble psychiatrique dans lequel les patients passent leurs journées dans une brume d'inquiétude face aux préoccupations quotidiennes. Les chercheurs savent que l'amygdale, une paire de faisceaux de fibres nerveuses de la taille d'une amande au milieu du cerveau qui aident à traiter les émotions, la mémoire et la peur, est impliquée dans les troubles anxieux comme le TAG. Mais l'étude de Stanford est la première à examiner suffisamment près pour détecter les voies neuronales allant et venant des sous-sections de cette minuscule région du cerveau.

De telles observations à petite échelle sont importantes pour comprendre le cerveau des personnes atteintes de troubles psychiatriques, a déclaré Kevin LaBar, neuroscientifique de l'Université Duke, qui n'a pas participé à la recherche. "Si nous voulons distinguer le TAG des autres troubles anxieux, nous devrons peut-être examiner ces sous-régions au lieu du signal général de cette zone", a-t-il déclaré. « C’est méthodologiquement vraiment impressionnant. »

Pour se rapprocher suffisamment pour discerner une région de l'amygdale d'une autre, le résident en psychiatrie de Stanford, Amit Etkin, MD, PhD, et ses collègues se sont concentrés sur les « régions d'intérêt » définies par des études anatomiques détaillées du cerveau humain. Ils ont recruté 16 personnes atteintes de TAG et 17 participants psychologiquement sains et ont scanné leur cerveau à l'aide d'une imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, qui mesure les fluctuations du flux sanguin causées par des changements d'activité dans différentes régions du cerveau. Chaque personne a passé huit minutes dans le scanner IRMf, laissant son esprit vagabonder.

Les chercheurs ont analysé les données obtenues pour déterminer quelles zones étaient connectées, c'est-à-dire quelles régions étaient susceptibles de s'activer en tandem. Ils ont d'abord examiné une sous-région, l'amygdale basolatérale, située à la base de l'amygdale. Chez les participants en bonne santé, ils ont découvert que la sous-région était liée au lobe occipital à l'arrière du cerveau, aux lobes temporaux sous les oreilles et au cortex préfrontal juste derrière le front. Ces régions sont associées au traitement visuel et auditif, ainsi qu'à la mémoire et aux fonctions émotionnelles et cognitives de haut niveau.

L'autre sous-région, connue sous le nom d'amygdale centromédiale et située au sommet de l'amygdale, était associée à des zones sous-corticales ou plus profondes du cerveau. Ces connexions comprenaient le thalamus, qui contrôle le flux d'informations dans le cerveau et aide à réguler la vigilance depuis son perchoir dans le mésencéphale, le tronc cérébral, qui régule la fréquence cardiaque, la respiration et la libération de neurotransmetteurs comme la sérotonine et la dopamine et le cervelet densément ridé, qui se trouve derrière le tronc cérébral et contrôle la coordination motrice. Les associations ont corroboré ce que les études anatomiques chez les animaux ont trouvé, a déclaré Etkin, l'auteur principal de l'étude. L'équipe a également analysé les données d'IRMf au repos de 31 autres personnes en bonne santé et a trouvé des résultats similaires.

Mais chez les personnes atteintes de TAG, les analyses ont révélé une autre tendance. Les deux régions envoyaient toujours des émissaires vers leurs cibles distinctes, mais les lignes de communication étaient brouillées.

"L'amygdale basolatérale était moins liée à toutes ses cibles et plus liée aux cibles centromédiales", a déclaré Etkin. "Et le centromédial était moins connecté avec ses cibles normales et plus connecté avec les cibles basolatérales."

Les chercheurs ont également découvert que les deux régions de l'amygdale avaient moins de connectivité avec la région du cerveau responsable de la détermination de l'importance des stimuli. Cela pourrait signifier que les personnes atteintes du trouble ont plus de difficulté à discerner les situations vraiment inquiétantes des désagréments légers. Dans le même temps, l'amygdale était davantage connectée à un réseau de contrôle exécutif cortical qui exerçait auparavant un contrôle cognitif sur les émotions.

La connexion de contrôle cognitif pourrait expliquer pourquoi le TAG se caractérise par une inquiétude obsessionnelle, a déclaré Etkin. Les personnes atteintes de ce trouble se sentent submergées par les émotions et ne croient pas qu'elles peuvent se sentir tristes ou bouleversées sans se défaire complètement. Ainsi, pour tenter d'éviter de faire face à leurs sentiments désagréables, ils se distraient en s'inquiétant. Une telle réflexion excessive peut fonctionner à court terme mais devient problématique avec le temps.

Les chercheurs ne peuvent pas dire avec certitude si les anomalies de connectivité sont apparues en premier ou si des inquiétudes excessives ont façonné le cerveau en renforçant des voies neuronales particulières. Pourtant, les modèles découverts par les analyses neurologiques pourraient un jour aider les psychiatres à diagnostiquer et à traiter la maladie.

"C'est un bel exemple d'union de la neurologie et de la psychiatrie", a déclaré Michael Greicius, MD, professeur adjoint de neurologie et de sciences neurologiques à Stanford et auteur principal de l'article.

La prochaine étape, a déclaré Etkin, consiste à étudier les patients souffrant d'autres troubles anxieux et souffrant de dépression. Cela permettra aux chercheurs de voir si les modèles de connectivité de l'amygdale diffèrent entre les troubles. S'ils le font, les scintigraphies cérébrales pourraient un jour devenir des outils de diagnostic supplémentaires pour les troubles dont les symptômes se chevauchent souvent.

La recherche a été financée par les National Institutes of Health et le programme de résidence-recherche du système de soins de santé des anciens combattants de Palo Alto. Les co-auteurs de l'article sont l'assistante de recherche Katherine Keller Prater Alan Schatzberg, MD, le professeur Kenneth T. Norris, Jr. et président de psychiatrie et sciences comportementales et Vinod Menon, PhD, professeur agrégé de psychiatrie et sciences comportementales.


Qu'est-ce que le cerveau

Le cerveau fait référence à la partie la plus proéminente et la plus antérieure du cerveau des vertébrés, qui se compose de deux hémisphères. Les deux hémisphères sont séparés par une fissure. Le corps calleux est le gros faisceau de neurones qui relie les deux hémisphères. Les deux types de tissus nerveux dans le cerveau sont la matière grise et la matière blanche. La matière grise se trouve à l'extérieur du cerveau et s'appelle le cortex cérébral. Il contient les corps cellulaires et les dendrites des neurones du cerveau. La substance blanche se trouve sous la substance grise et contient des fibres nerveuses. Le cerveau représente 4/5 du poids total du cerveau. Les deux hémisphères du cerveau sont représentés dans le image 1.

Figure 1 : Hémisphères du cerveau (rouge)

Chaque hémisphère se divise en quatre lobes : lobe frontal, lobe pariétal, lobe temporal et lobe occipital. Les trois fissures qui séparent les quatre lobes les uns des autres sont la fissure centrale, la fissure sylvienne et la fissure sylvienne pariéto-occipitale. La fonction principale du cerveau est de contrôler les mouvements volontaires du corps en coopération avec le cervelet. Les quatre lobes d'un hémisphère cérébral sont représentés dans Figure 2.

Figure 2 : Lobes d'un hémisphère cérébral

Le lobe avant est responsable de la planification, de la prise de conscience, de l'organisation, de la parole et des expressions émotionnelles autres que les mouvements volontaires. Le lobe temporal contient le cortex auditif. Le lobe pariétal contient un cortex moteur, impliqué dans les perceptions somatosensorielles. Dans la perception somatosensorielle, le corps réagit aux sens obtenus à partir des fonctions visuelles, acoustiques et mémorielles. Le lobe occipital contient le cortex visuel. Généralement, le côté droit du cerveau contrôle le côté gauche du corps tandis que le côté gauche du cerveau contrôle le côté droit du corps. L'hémisphère cérébral gauche est responsable de l'écriture, du langage, de la parole et du traitement séquentiel linéaire. Cependant, l'hémisphère cérébral droit est responsable de la musique, du dessin, des émotions, des activités visuo-spatiales et du traitement parallèle.


La différence câblée entre les cerveaux masculins et féminins pourrait expliquer pourquoi les hommes sont « meilleurs en lecture de cartes »

Une étude pionnière a montré pour la première fois que les cerveaux des hommes et des femmes sont câblés différemment, ce qui pourrait expliquer certaines des différences stéréotypées dans le comportement des hommes et des femmes, ont déclaré des scientifiques.

Les chercheurs ont découvert que de nombreuses connexions dans un cerveau masculin typique se déroulent entre l'avant et l'arrière du même côté du cerveau, alors que chez les femmes, les connexions sont plus susceptibles de se dérouler d'un côté à l'autre entre les hémisphères gauche et droit du cerveau. .

Cette différence dans la façon dont les connexions nerveuses dans le cerveau sont « câblées » se produit pendant l'adolescence, lorsque de nombreuses caractéristiques sexuelles secondaires telles que les poils du visage chez les hommes et les seins chez les femmes se développent sous l'influence des hormones sexuelles, selon l'étude.

Les chercheurs pensent que les différences physiques entre les deux sexes dans la façon dont le cerveau est câblé pourraient jouer un rôle important pour comprendre pourquoi les hommes sont en général meilleurs dans les tâches spatiales impliquant le contrôle musculaire tandis que les femmes sont meilleures dans les tâches verbales impliquant la mémoire et l'intuition.

Psychological testing has consistently indicated a significant difference between the sexes in the ability to perform various mental tasks, with men outperforming women in some tests and women outperforming men in others. Now there seems to be a physical explanation, scientists said.

“These maps show us a stark difference - and complementarity - in the architecture of the human brain that helps to provide a potential neural basis as to why men excel at certain tasks, and women at others,” said Ragini Verma, professor of radiology at the University of Pennsylvania in Philadelphia.

“What we've identified is that, when looked at in groups, there are connections in the brain that are hardwired differently in men and women. Functional tests have already shown than when they carry out certain tasks, men and women engage different parts of the brain,” Professor Verma said.

The research was carried out on 949 individuals - 521 females and 428 males - aged between 8 and 22. The brain differences between the sexes only became apparent after adolescence, the study found.

A special brain-scanning technique called diffusion tensor imaging, which can measure the flow of water along a nerve pathway, established the level of connectivity between nearly 100 regions of the brain, creating a neural map of the brain called the “connectome”, Professor Verma said.

“It tells you whether one region of the brain is physically connected to another part of the brain and you can get significant differences between two populations,” Professor Verma said.

“In women most of the connections go between left and right across the two hemispheres while in men most of the connections go between the front and the back of the brain,” she said.

Because the female connections link the left hemisphere, which is associated with logical thinking, with the right, which is linked with intuition, this could help to explain why women tend to do better than men at intuitive tasks, she added.

“Intuition is thinking without thinking. It's what people call gut feelings. Women tend to be better than men at these kinds of skill which are linked with being good mothers,” Professor Verma said.

Many previous psychological studies have revealed significant differences between the sexes in the ability to perform various cognitive tests.

Men tend to outperform women involving spatial tasks and motor skills - such as map reading - while women tend to better in memory tests, such as remembering words and faces, and social cognition tests, which try to measure empathy and “emotional intelligence”.

A separate study published last month found that the genes expressed in the human brain did so differently in men and women. Post-mortem tests on the brain and spinal cord of 100 individuals showed significant genetic differences between the sexes, which could account for the observed gender differences in neurological disorders, such as autism, according to scientists from University College London.

For instance, one theory of autism, which is affects about five times as many boys as girls, is that it is a manifestation of the “extreme male brain”, which is denoted by a failure to be able to show empathy towards others.

The latest study, published in the Proceedings of the National Academy of Sciences, showed that the differences in the male and female “connectomes” develop during at the same age of onset of the gender differences seen in psychological tests.

The only part of the brain where right-left connectivity was greater in men than in women was in the cerebellum, an evolutionary ancient part of the brain that is linked with motor control.

“It's quite striking how complementary the brains of women and men really are,” said Rubin Gur of Pennsylvania University, a co-author of the study.

“Detailed connectome maps of the brain will not only help us better understand the differences between how men and women think, but it will also give us more insight into the roots of neurological disorders, which are often sex related,” Dr Gur said.


Brain Differences Between Genders

It’s no secret that boys and girls are different—très différent. The differences between genders, however, extend beyond what the eye can see. Research reveals major distinguishers between male and female brains.

Scientists generally study four primary areas of difference in male and female brains: processing, chemistry, structure, and activity. The differences between male and female brains in these areas show up all over the world, but scientists also have discovered exceptions to every so-called gender rule. You may know some boys who are very sensitive, immensely talkative about feelings, and just generally don’t seem to fit the “boy” way of doing things. As with all gender differences, no one way of doing things is better or worse. The differences listed below are simply generalized differences in typical brain functioning, and it is important to remember that all differences have advantages and disadvantages.

Male brains utilize nearly seven times more matière grise for activity while female brains utilize nearly ten times more white matter. Qu'est-ce que ça veut dire?

Gray matter areas of the brain are localized. They are information- and action-processing centers in specific splotches in a specific area of the brain. This can translate to a kind of tunnel vision when they are doing something. Once they are deeply engaged in a task or game, they may not demonstrate much sensitivity to other people or their surroundings.

White matter is the networking grid that connects the brain’s gray matter and other processing centers with one another. This profound brain-processing difference is probably one reason you may have noticed that girls tend to more quickly transition between tasks than boys do. The gray-white matter difference may explain why, in adulthood, females are great multi-taskers, while men excel in highly task-focused projects.

Male and female brains process the same neurochemicals but to different degrees and through gender-specific body-brain connections. Some dominant neurochemicals are sérotonine, which, among other things, helps us sit still testostérone, our sex and aggression chemical oestrogène, a female growth and reproductive chemical and ocytocine, a bonding-relationship chemical.

In part, because of differences in processing these chemicals, males on average tend to be less inclined to sit still for as long as females and tend to be more physically impulsive and aggressive. Additionally, males process less of the bonding chemical oxytocin than females. Overall, a major takeaway of chemistry differences is to realize that our boys at times need different strategies for stress release than our girls.

Structural Differences

A number of structural elements in the human brain differ between males and females. “Structural” refers to actual parts of the brain and the way they are built, including their size and/or mass.

Females often have a larger hippocampus, our human memory center. Females also often have a higher density of neural connections into the hippocampus. As a result, girls and women tend to input or absorb more sensorial and emotive information than males do. By “sensorial” we mean information to and from all five senses. If you note your observations over the next months of boys and girls and women and men, you will find that females tend to sense a lot more of what is going on around them throughout the day, and they retain that sensorial information more than do men.

Additionally, before boys or girls are born, their brains developed with different hemispheric divisions of labor. The right and left hemispheres of the male and female brains are not set up exactly the same way. For instance, females tend to have verbal centers on both sides of the brain, while males tend to have verbal centers on only the left hemisphere. This is a significant difference. Girls tend to use more words when discussing or describing incidence, story, person, object, feeling, or place. Males not only have fewer verbal centers in general but also, often, have less connectivity between their word centers and their memories or feelings. When it comes to discussing feelings and emotions and senses together, girls tend to have an advantage, and they tend to have more interest in talking about these things.

Blood Flow and Brain Activity

While we are on the subject of emotional processing, another difference worth looking closely at is the activity difference between male and female brains. The female brain, in part thanks to far more natural blood flow throughout the brain at any given moment (more white matter processing), and because of a higher degree of blood flow in a concentration part of the brain called the cingulate gyrus, will often ruminate on and revisit emotional memories more than the male brain.

Males, in general, are designed a bit differently. Males tend, after reflecting more briefly on an emotive memory, to analyze it somewhat, then move onto the next task. During this process, they may also choose to change course and do something active and unrelated to feelings rather than analyze their feelings at all. Thus, observers may mistakenly believe that boys avoid feelings in comparison to girls or move to problem-solving too quickly.

These four, natural design differences listed above are just a sample of how males and females think differently. Scientists have discovered approximately 100 gender differences in the brain, and the importance of these differences cannot be overstated. Understanding gender differences from a neurological perspective not only opens the door to greater appreciation of the different genders, it also calls into question how we parent, educate, and support our children from a young age.


Asperger's and Autism: Brain Differences Found

Children with Asperger's syndrome show patterns of brain connectivity distinct from those of children with autism, according to a new study. The findings suggest the two conditions, which are now in one category in the new psychiatry diagnostic manual, may be biologically different.

The researchers used electroencephalography (EEG) recordings to measure the amount of signaling occurring between brain areas in children. They had previously used this measure of brain connectivity to develop a test that could distinguish between children with autism and typically-developing children.

"We looked at a group of 26 children with Asperger's, to see whether measures of brain connectivity would indicate they're part of autism group, or they stood separately," said study researcher Dr. Frank Duffy, a neurologist at Boston's Children Hospital. The study also included more than 400 children with autism, and about 550 typically-developing children, who served as controls.

At first, the test showed that children with Asperger's and those with autism were similar: both showed weaker connections, compared with typically-developing children, in a region of the brain's left hemisphere called the arcuate fasciculus, which is involved in language.

However, when looking at connectivity between other parts of the brain, the researchers saw differences. Connections between several regions in the left hemisphere were stronger in children with Asperger's than in both children with autism and typically-developing children.

The results suggest the conditions are related, but there are physiological differences in brain connectivity that distinguish children with Asperger's from those with autism, according to the study published Wednesday (July 31) in the journal BMC Medicine.

"The findings are exciting, and the methods are sophisticated," said Dr. James McPartland, a professor of child psychiatry at Yale University, who was not involved in the study. Although the study included a reasonable number of children, like any new finding, the research needs to be replicated in future studies, McPartland said.

People with Asperger&rsquos syndrome experience difficulties with social interaction, and can display unusual behaviors, such as repeating the same action or being excessively attached to performing certain routines. These symptoms overlap with those of autism disorder, however, children with Asperger's tend to show language and cognitive development that is closer to that of typically-developing children, compared with children with autism.

Recently, the American Psychiatric Association decided to eliminate Asperger's syndromefrom the newest revision of the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM 5) and instead put it alongside autism under an umbrella term, autism spectrum disorders (ASD).

The APA's decision raised voices of concern from several places. Parents worried that their children with Asperger's might not receive the special training they need, and experts said it was premature to combine the two conditions under one groupwhen it cannot be ruled out that there are biological differences.

"At present, it is hard to know whether [the new findings] reflect a core, intrinsic difference between Asperger's and autism, or whether it is a reflection of developing with different characteristics," McPartland said.

Duffy said the new findings fit with the notion that autism and Asperger's syndrome are similar in some respects for example, both have difficulty getting along with other people.

However, stronger connectivity among the left hemisphere brain areas in children with Asperger's may be what makes people with Asperger's special in terms of their personalities and abilities, Duffy said.

"It's essential to separate these two groups, because they need different education and training and opportunity," he said. Note de l'éditeur: This story was updated on Monday Aug. 5 to refer to the control children in the study as "typically-developing."