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Cervelet et anticipation : comment le cerveau prédit le monde

by Nouvelles

La revue *Springer Nature* a publié en 2018 un cas clinique singulier [[1]]. Une femme de 43 ans a subi un accident vasculaire cérébral dû à une malformation des vaisseaux sanguins cérébraux. Une embolisation a été pratiquée pour bloquer les vaisseaux défectueux et prévenir d’autres hémorragies.

Après l’intervention,des symptômes étranges sont apparus. La patiente a perdu sa coordination,a eu des challengingés de concentration et d’élocution,a agi de manière inappropriée (rires lors de funérailles) et est devenue impulsive,agressive et irritable. Elle a même eu des hallucinations.

Son mari a confirmé que ces troubles étaient nouveaux. Avant l’embolisation, elle était avocate, sans antécédents psychiatriques. La personnalité dépend du cerveau, comme l’a montré le cas de Phineas Gage. Ici, la lésion se situait dans le cervelet.

Cette structure, sous les lobes occipitaux, a été sous-estimée, car on pensait qu’elle contrôlait uniquement la coordination motrice. De plus en plus d’éléments suggèrent un rôle plus vaste. Des articles ont même présenté le cervelet comme un élément essentiel de l’humanité [[1]].

Pour comprendre l’importance du cervelet, il faut remonter à ses origines. Il est issu de structures primitives, les “structures similaires au cervelet”. Ces structures existent encore chez certains poissons primitifs.

Leur fonction est essentielle : elles aident à distinguer les stimuli sensoriels externes des internes. Les requins chassent en détectant les champs électriques de leurs proies, mais ils produisent aussi des champs électriques qui peuvent interférer.

Une étude publiée dans *Behavioral Neuroscience* en 2019 [[1]], montre que les structures similaires au cervelet utilisent un filtre adaptatif. Ce système utilise une copie des ordres moteurs internes pour prédire et annuler l’information sensorielle autogénérée. Il filtre le bruit interne et ne laisse que l’information externe pertinente.

Le cervelet a évolué à partir de la duplication de ces structures, étendant sa capacité prédictive à de nouvelles fonctions, comme une meilleure coordination des mouvements. Son développement est lié à l’apparition des mâchoires et des nageoires paires chez les vertébrés, ce qui suggère que son évolution a été motivée par un besoin accru de contrôle moteur et sensoriel.

À mesure que les vertébrés ont développé des systèmes nerveux plus complexes,le cervelet a contribué à la cognition. Une revue publiée dans *Cerebellum* en 2015 [[1]],indique que son rôle consiste à détecter des schémas répétitifs,créant des “modèles internes” qui lui permettent d’anticiper l’avenir.

Par exemple, en écoutant une chanson connue, nous pouvons anticiper les notes suivantes. Le cervelet a identifié la séquence et a construit un modèle de la mélodie. Si la mélodie change, il ajuste sa prédiction.

Son importance se reflète dans son anatomie. Bien que le cervelet humain ne représente que 10 % du volume cérébral, il abrite 80 % des neurones. Chez les mammifères,il a crû en proportion avec le reste du cerveau,mais chez les singes et les humains,son expansion a été considérable. Chez l’humain, il est 31 % plus grand que prévu.

La plupart de ses projections sont connectées à des zones de la cortex cérébral impliquées dans des tâches cognitives. Un article publié dans *Frontiers in Cellular Neuroscience* en 2018 suggère que le cervelet a été essentiel dans l’évolution de qualités humaines, comme l’utilisation d’outils, le langage et la culture [[1]].

Il y a des millions d’années, les premiers humains ont commencé à fabriquer des outils en pierre. Cette tâche exigeait une coordination motrice fine et la capacité de prédire comment la pierre se briserait. Grâce à sa capacité à détecter des séquences et à prédire des résultats,le cervelet a permis de perfectionner cette technique.

Des recherches récentes ont souligné son rôle dans l’intelligence sociale,notamment dans la théorie de l’esprit [[1]]. Imaginez que quelqu’un cache un jouet dans un tiroir, puis quitte la pièce. Pendant son absence, vous déplacez le jouet. À son retour, où cherchera-t-il le jouet ? Si vous répondez “dans le tiroir”, vous comprenez que cette personne a une “fausse croyance”. Ce raisonnement dépend d’une région du cervelet appelée Crus I et II.

Les dauphins ont aussi un cervelet exceptionnel [[1]]. Cette structure est grande par rapport à la taille de leur cerveau, en raison de leur besoin de traiter des informations sensorielles complexes, notamment auditives. Une région, le paraflocculus, est particulièrement développée. Sa fonction est d’intégrer l’information sonore et de la transformer en réponses motrices précises,un mécanisme essentiel pour l’écholocalisation.

L’éléphant se distingue aussi par son grand cervelet [[1]]. Ces animaux ont le plus grand cervelet par rapport à la taille de leur cerveau parmi les mammifères étudiés. Il représente environ 18,6 % de leur masse cérébrale, presque le double de celui des humains, ce qui suggère un rôle crucial.

Le Cervelet : Plus qu’un Center de Coordination Motrice ?

La revue Springer Nature a publié un cas clinique fascinant en 2018. Une femme de 43 ans a subi un accident vasculaire cérébral. Suite à une intervention chirurgicale, elle a développé des troubles comportementaux et cognitifs surprenants, suggérant un rôle méconnu du cervelet.

Qu’est-ce que le cervelet ?

Situé sous les lobes occipitaux, le cervelet a longtemps été considéré comme responsable uniquement de la coordination motrice. Cependant, de nouvelles recherches révèlent une fonction beaucoup plus vaste, le positionnant comme un composant essentiel de l’être humain.

Le rôle du Cervelet dans l’Évolution

Le cervelet tire ses origines de structures primitives, cruciales pour distinguer les stimuli sensoriels internes des externes.Son évolution est liée à l’apparition des mâchoires et des nageoires paires, soulignant son rôle dans le contrôle moteur et sensoriel. Au fur et à mesure que les systèmes nerveux sont devenus plus complexes, le cervelet a joué un rôle de plus en plus vital dans la cognition.

Le Cervelet et la cognition

Le cervelet fonctionne comme un détecteur de schémas, créant des “modèles internes” qui permettent d’anticiper l’avenir. Il intervient dans des processus cognitifs complexes, tels que la théorie de l’esprit.

Le Cervelet et les Animaux

Les dauphins et les éléphants possèdent des cervelets exceptionnels. Chez les dauphins,le cervelet est impliqué dans l’écholocalisation. Chez les éléphants,il suggère un rôle crucial.

FAQ sur le Cervelet

Q : Quelle est la fonction principale du cervelet ?

R : Initialement lié à la coordination motrice, il joue également un rôle dans la cognition et l’anticipation.

Q : Où se situe le cervelet dans le cerveau ?

R : Il se trouve sous les lobes occipitaux, à l’arrière du cerveau.

Q : Quelle est la taille du cervelet humain ?

R : Il représente environ 10% du volume cérébral,mais contient 80% des neurones du cerveau.

Q : Quel rôle joue le cervelet dans l’utilisation des outils ?

R : Il aide à la coordination motrice fine et à la prédiction des résultats, essentiels pour la fabrication d’outils.

Q : Quels animaux ont des cervelets particulièrement développés ?

R : Les dauphins et les éléphants.

Q : Quel rôle joue le cervelet chez les dauphins ?

R : Il est impliqué dans le traitement des informations sensorielles et l’écholocalisation.

Comparaison du Cervelet chez Différentes Espèces

| Espèce | Particularité du Cervelet | Fonction Principale Liée |

| :——- | :—————————————————————————————— | :—————————————————————————— |

| Humain | Expansion significative par rapport au reste du cerveau ; connexion avec le cortex cérébral. | Cognition, langage, utilisation d’outils, intelligence sociale. |

| Dauphin | Cervelet large par rapport à la taille du cerveau, paraflocculus développé.| Traitement des informations sensorielles, écholocalisation.|

| Éléphant | Le plus grand cervelet par rapport à la taille du cerveau parmi les mammifères étudiés. | Pas de fonction spécifique documentée, mais suggère un rôle crucial. |

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