Le cerveau humain

Tous les sites Fondation La main à la pâte

Rechercher

Le cerveau humain

PrintFacebookTwitterLinkedin
Cycle 1
Cycle 2
Cycle 3
Cycle 4

Type de ressources

Documentation scientifique

Contributeur(s)

Thème(s) Scientifique(s) 1er degré

Thème(s) Scientifique(s) 2nd degré

Thème(s) pédagogique(s) 1er degré

Thème(s) pédagogique(s) 2nd degré

Crédits

Creative Commons

Le cerveau, abrité dans le crâne, est un organe du corps humain. Il fait partie du système nerveux. Sans cesse actif, le cerveau régule tous les mécanismes nécessaires à la vie et orchestre de multiples fonctions. Grâce à lui, nous percevons, pensons, apprenons, décidons, mémorisons, parlons, lisons, agissons, dormons, rêvons, ressentons et exprimons des émotions, communiquons, vivons ensemble, avons conscience du monde qui nous entoure, des autres et de nous-mêmes…

Longtemps, le dessin a été la seule façon de représenter l’anatomie du cerveau révélée par les dissections. On peut aujourd’hui regarder le cerveau, vivant. Ceci est le résultat de travaux de mathématiciens, d’informaticiens, de spécialistes du traitement du signal, de physiciens, de chimistes, de biologistes, de médecins…

Le livret "Le cerveau humain en quelques pages", téléchargeable ci-dessus, vous présente cet organe fascinant autour de quatre parties :

  • Le cerveau, un mystère
  • Acquérir des connaissances sur le cerveau : toute une histoire
  • Le cerveau humain
  • Regarder et représenter le cerveau

Le cerveau humain en bref :

Quelques caractéristiques

Le cerveau est formé de deux hémisphères, droit et gauche, fortement reliés entre eux. Dans chaque hémisphère, des sillons profonds délimitent des lobes : les lobes frontal, pariétal, temporal et occipital. L’activité du cerveau est intense en matière de consommation d’énergie : il consomme 20 % de l’énergie totale de l’organisme, alors qu’il ne représente que 2 % du poids du corps. Sa source d’énergie principale est le glucose.  Le cerveau est un des organes les plus vascularisés de l’organisme, il a besoin constamment et  massivement de l’oxygène apporté par les vaisseaux sanguins.

Le tissu nerveux - La synapse

Le tissu nerveux humain est composé de neurones, au nombre d’environ une centaine de milliards, et de cellules gliales. Les neurones sont répartis à la surface des hémisphères cérébraux où ils forment le cortex cérébral (ou substance grise), et en profondeur sous la forme de noyaux gris centraux.  Le neurone est formé d’un corps cellulaire, de prolongements courts, les dendrites, et d’un axone, prolongement fin et long qui se termine par de nombreuses arborisations.  Des points de connexion, appelés synapses, relient les neurones entre eux. Un neurone peut être connecté à des centaines, voire un millier d’autres neurones. Les neurones se transmettent de l’information sous forme de signaux électriques qui circulent le long des axones et de médiateurs chimiques au niveau des synapses. Les cellules gliales interagissent avec les neurones qu’elles protègent et nourrissent.

Le cerveau, un organe hyper connecté

Schématiquement, chaque région du cortex cérébral correspond à une fonction particulière. Par exemple, dans la partie arrière du cerveau (lobes occipitaux et pariétaux), des régions sont spécialisées dans le traitement des informations provenant des organes des sens ; le lobe frontal est spécialisé dans l’action, le comportement, la prise de décision…  Cependant, cette approche « régionale » du cortex ne tient pas compte de l’organisation en réseaux des neurones qui sont interconnectés grâce aux synapses. Les axones peuvent être très longs, reliant des régions cérébrales éloignées les unes des autres et leur permettant d’interagir. L’architecture des connexions est dynamique. Plus une connexion entre deux neurones est utilisée, plus elle se renforce et fait passer l’information plus rapidement. A l’inverse, les synapses non utilisées finissent par disparaître. Les apprentissages modifient l’efficacité de la transmission synaptique, par des mécanismes de plasticité synaptique. 

Les faisceaux de fibres nerveuses : la substance blanche

Sous le cortex et autour des noyaux profonds, se trouve la substance blanche, composée principalement de la multitude des fibres nerveuses (les axones entourés de myéline) qui relient les neurones entre eux. Les faisceaux de fibres nerveuses connectant des régions, parfois très distantes, peuvent être considérées comme les autoroutes du cerveau. Chaque réseau de neurones est connecté à d’autres, de façon extraordinairement organisée… On parle aujourd’hui de connectome. 

Tous les cerveaux humains se ressemblent, chaque cerveau est unique

Tous les cerveaux humains, produits de l’évolution, se ressemblent. Mais le cerveau est un organe dynamique : il se développe depuis les stades embryonnaires jusqu’à l’adolescence et il se modifie tout au long de la vie. Ce que vit un individu, ses apprentissages, ses expériences, son vieillissement, ses maladies, influence l’organisation de ses réseaux de neurones. 

La recherche sur le cerveau : une longue histoire, des développements récents

Le cerveau et son fonctionnement fascinent depuis l’Antiquité au moins. La recherche scientifique contemporaine est très active, regroupant de nombreuses disciplines. Les progrès des méthodes d’exploration du cerveau, notamment l’IRM (imagerie par résonance magnétique, anatomique ou fonctionnelle), depuis une cinquantaine d’années, ont permis le développement considérable de nos connaissances sur le cerveau et son fonctionnement.

> A voir également, le livret "le cerveau humain en quelques pages"

Paroles de scientifiques 

L'information sculpte notre cerveau, la plasticité du cortex cérébral

Notre cerveau, ce que nous dise les sciences cognitives sur son organisation

La parole : source d'informations pour le nourrisson

Mise en situation pour réfléchir aux limites du cerveau

Expérimenter la plasticité du cerveau : Le défi de l'étoile en miroir

Idées reçues (mais fausses) sur le cerveau

Utilisons-nous seulement 10% de notre cerveau ?

Sommes-nous plutôt cerveau droit ou cerveau gauche ?

Peut on muscler le cerveau ?

Est-ce que tout se joue avant (3-6-9) ans ?

Quel impact ont les supports numériques sur notre cerveau ?

Pour aller plus loin

Livres

  • Frackowiak, R., Hassan, B., Lamielle, J.-C., & Lehéricy, S. (2018). Le grand atlas du cerveau. Le Monde, Glénat, ICM.
  • Naccache, L., & Naccache, K. (2018). Parlez-vous cerveau ?. Odile Jacob.
  • Cohen, L. (2017). Comment lire avec les oreilles et 40 autres histoires sur le cerveau de l’homme. Odile Jacob.
  • Rostène, W., & Epelbaum, J. Le cerveau. Le Pommier (2015)
  • Dehaene, S. (2014). C3rv34u : catalogue de l’exposition neuroludique de la Cité des Sciences et de l’Industrie. La Martinière.
  • Le Bihan, D. (2013). Le cerveau de cristal. Odile Jacob.
  • Cohen, L. (2012). Pourquoi les filles sont si bonnes en maths : et 40 autres histoires sur le cerveau de l’homme.
  • Cohen, L. (2009). Pourquoi les chimpanzés ne parlent pas : et 30 autres questions sur le cerveau de l’homme. Odile Jacob.
  • Sedel, F., & Olivier, L. C. (2010). Le Cerveau pour les nuls. First.

Sites web

Vous souhaitez aborder ce sujet avec vos élèves ?
Consultez nos ressources pour la classe !

Accéder aux thèmes scientifiques et pédagogiques