Dans l’histoire des sciences, nous trouvons deux sortes de savants. D’un côté, ceux comme Thomas Alva Edison, inventeur de l’ampoule électrique et de l’éclairage électrique, ou Alexander Fleming, qui a découvert la pénicilline, qui a sauvé d’innombrables vies. De l’autre, des scientifiques comme Albert Einstein ou Charles Darwin, dont les travaux respectifs sur la relativité ou la sélection naturelle sont de nature plus théorique et donc moins compréhensibles pour le commun des mortels. Ces derniers étaient des scientifiques fondamentaux, c’est-à-dire des penseurs intéressés à connaître les causes profondes des événements naturels, à savoir non seulement comment mais aussi pourquoi les choses se produisent dans la nature.
Les connaissances technologiques, immédiatement applicables, sont toujours plus populaires que les connaissances de base, ce qui ne veut pas dire qu’elles sont plus importantes. En fait, cela pourrait être l’inverse, car sans les travaux d’Einstein, la technologie nucléaire n’aurait guère été développée, également applicable à la guérison du cancer, et sans celles de Darwin, il aurait été plus difficile d’avancer dans le développement de la science et de la technologie biologiques. . La science fondamentale ou fondamentale est nécessaire pour comprendre la nature et pouvoir la contrôler ou la modifier au profit de notre espèce.
Cela étant, quel genre de scientifique était Santiago Ramón y Cajal ? Un inventeur ou un découvreur, comme Thomas Edison ou Alexander Fleming, ou peut-être un fondamentaliste et théoricien comme Einstein ou Darwin, intéressé à expliquer comment les processus naturels se produisent ?
La réponse est simple, car l’Aragonais réunissait tous les ingrédients du génie : il était un inventeur et un découvreur, mais aussi et surtout un grand penseur, l’un des plus grands théoriciens de tous les temps. Habitués que nous sommes à le voir photographié devant l’oculaire de son microscope, on peut penser que sa tâche principale consistait à passer des heures et des heures dans cet état et à faire des découvertes visuelles sur les matériaux qu’il observait. Mais cela n’aurait pas fait de lui un génie. Sa grandeur ne réside pas dans le fait de voir ce qu’il a vu, mais dans l’intuition de ce qu’il a pu en déduire, sans que les techniques disponibles à son époque ne le permettent.
Lorsqu’il a commencé ses études de médecine à l’Université de Saragosse, il y a plus d’un siècle et demi, on savait très peu de choses sur la formation et le fonctionnement du système nerveux. Entrer dans son étude était comme entrer dans une jungle épaisse et inconnue, car en regardant n’importe quelle partie du tissu nerveux au microscope, ce qui était observé était un enchevêtrement déroutant et en même temps fascinant de structures complexes et complexes. Camillo Golgi, un scientifique italien, avait découvert une technique importante pour colorer ce tissu et rendre ses composants individuels plus visibles au microscope. Ses observations et celles d’autres scientifiques de l’époque l’ont amené à croire que le système nerveux était comme un maillage ou un réseau d’une infinité d’éléments fibreux qui se poursuivaient les uns après les autres. Ramón y Cajal a été initié à cette méthode de coloration des cellules de Golgi à Valence par Luís Simarro, également neuroscientifique et psychologue (immortalisé par Sorolla dans l’une de ses peintures). Il l’améliora et l’appliqua au tissu nerveux de différents animaux.
Quel genre de scientifique était Santiago Ramón y Cajal ? L’Aragonais était un inventeur et un découvreur, mais aussi un grand penseur
Les observations faites par Ramón y Cajal étaient motivées par son obsession de connaître non seulement la forme et la structure du système nerveux, mais aussi son fonctionnement. Habilement, il a amélioré la méthode de Golgi et l’a appliquée au tissu d’embryons d’oiseaux, alors que le cerveau est encore en formation, et les conclusions auxquelles il est parvenu étaient différentes de celles de l’Italien, car d’après ses propres observations, il a deviné que, bien que très étroit et invisible même au microscope, entre cellule et cellule il y aurait un espace réel, de telle sorte que le système nerveux, loin d’être un réseau, serait constitué de milliards de cellules individuelles très proches les unes des autres, bien que séparées , communiquant par contact et non par continuité. C’était son approximation précise de ce que l’on appellerait plus tard les «synapses», le petit espace à travers lequel un neurone communique avec un autre.
L’un des moments scientifiques les plus surprenants de Ramón y Cajal eut lieu à Londres en mars 1884, lorsqu’il fut invité par la Royal Society (l’une des sociétés scientifiques les plus prestigieuses au monde) à donner la Croonian Lecture, sa principale conférence annuelle sur la biologie. Là, devant un parterre d’éminents scientifiques, il a postulé que l’apprentissage pouvait être le résultat d’un enrichissement des connexions neuronales entre neurones et de l’apparition de nouveaux germes voire de nouvelles terminaisons dans les cellules cérébrales. “Le pouvoir intellectuel”, a-t-il dit, pourrait dépendre non pas tant de la taille ou du nombre de cellules cérébrales que des connexions entre elles, de la richesse des processus conjonctifs. Bien qu’il s’agisse d’hypothèses très audacieuses et difficiles à tester à l’époque, elles ont ébloui les scientifiques européens. C’était la première fois que quelqu’un devinait et osait proposer ce qui pouvait se passer dans le cerveau pour que nous soyons capables d’apprendre et de nous souvenir.
En 1884, Ramón y Cajal a postulé à Londres, invité par la Royal Society, que l’apprentissage pourrait être le résultat de connexions nerveuses entre les neurones, pas tellement de la taille du cerveau.
Ramón y Cajal était parvenu à ces conclusions après avoir observé les pousses ou boutons qui naissent des neurones, et il a estimé que ces pousses, qu’il appelait épines dendritiques (aujourd’hui nous les appelons simplement dendrites), puisqu’elles lui rappelaient les épines des rosiers, pourraient être des éléments nécessaires pour former de nouvelles connexions lorsque nous apprenons ou effectuons un exercice intellectuel. Camillo Golgi, avec qui Ramón y Cajal a partagé le prix Nobel en 1906, pensait le contraire, estimant que les épines dendritiques découvertes par Cajal n’étaient rien de plus que des artefacts ou des défauts optiques dans les microscopes rudimentaires de son temps. Comme l’indique clairement l’intelligence artificielle, un cerveau structuré sous forme de réseau ne pourrait jamais avoir la capacité d’un cerveau composé de cellules individuelles interconnectées de manière complexe où chaque connexion entre elles, chaque synapse, fonctionne comme un petit centre de décision subordonné et combiné avec les 10¹⁴ interconnexions entre neurones que l’on retrouve dans tout le cerveau humain.
Ramón y Cajal était sur cette piste et il ne s’est pas trompé, mais il a fallu beaucoup de temps pour que cela soit confirmé et il a été clairement reconnu. En 1944, dix ans après sa mort, Rafael Lorente de Nó, l’un de ses disciples les plus éminents, publie aux États-Unis un important ouvrage scientifique dans lequel, conformément aux postulats de son professeur, il déclare que le cerveau contient de nombreux circuits. où les neurones s’interconnectent réciproquement. Ces travaux ont été décisifs pour qu’un autre grand neuroscientifique, le canadien Donald Hebb, postule la « plasticité associative », un mécanisme qui permet aux neurones de modifier leur morphologie et leur métabolisme en fonction de leur activité, les rendant plus puissants pour communiquer entre eux et produire des fonctions mentales. . Tout comme l’exercice physique modifie la masse musculaire d’un athlète, le scientifique canadien pensait que les circuits neuronaux récurrents proposés par Lorente de Nó sur la base des idées de Ramón y Cajal pourraient servir à augmenter l’activité des neurones, en modifiant leur fonctionnement et en améliorant son efficacité. .
Et il avait raison, car c’est précisément ce que le Norvégien Terje Lomo et le Britannique Timothy Bliss ont vérifié en 1973 après avoir stimulé les neurones de l’hippocampe avec de faibles courants électriques à haute fréquence (une région du cerveau très impliquée dans la formation de la mémoire). de lapins anesthésiés. Étant donné que l’effet de potentialisation était obtenu rapidement et pouvait durer des semaines, ces chercheurs pensaient que les changements durables qui se produisaient ainsi dans les neurones, appelés potentialisation à long terme, pourraient aider le cerveau à stocker la mémoire. L’équipe scientifique d’un autre lauréat du prix Nobel, l’Américain Eric Kandel, a ensuite fait monter les enchères en vérifiant les modifications électriques et chimiques qui se produisaient dans les neurones de la limace de mer Aplysia californica lorsque l’animal apprenait et pouvait se souvenir de comportements simples. Ils ont ainsi vérifié, comme l’avait postulé Hebb, que l’apprentissage améliore la réponse des neurones et leurs interconnexions, et que cette amélioration est le résultat d’une série de modifications chimiques très précises à l’intérieur des cellules.
Ces changements chimiques révélés par les scientifiques américains ont-ils été ceux qui ont généré l’apparition des bourgeons neuraux ou des épines que Ramón y Cajal a proposé à Londres dans son historique Conférencier croonien? C’était certainement le cas. Le 6 mai 1999, Naturepour beaucoup le premier magazine scientifique au monde, a donné les nouvelles suivantes :
Il y a environ 100 ans, Santiago Ramón y Cajal a proposé que le substrat neuronal de l’apprentissage et de la mémoire était le renforcement des connexions, voire la formation de nouvelles connexions, entre les cellules nerveuses. Nous avons maintenant la confirmation définitive qu’une telle chose se produit. La formation de nouvelles épines a été observée après une potentialisation à long terme et cela devrait nous en dire beaucoup plus sur comment le cerveau stocke les informations en permanence.
Ce que Cajal avait pressenti a ensuite pu être vu directement à l’Institut Max-Planck de neurobiologie, à Munich, par les scientifiques Florian Engert et Tobias Bonhoeffer, grâce à l’utilisation de techniques de microscopie sophistiquées qui ont montré la germination de nouvelles épines dans les neurones stimulés. de l’hippocampe : c’était la confirmation définitive des postulats de Ramón y Cajal sur la plasticité du système nerveux et de la mémoire. Les épines, en bref, n’étaient pas des défauts optiques comme le croyait Golgi. Le scientifique aragonais le savait avant tout le monde, mais ce n’était pas tout, car à partir de ses observations microscopiques il devinait aussi l’endroit où les neurones reçoivent (les dendrites) et envoient (l’axone) l’information qu’ils traitent, et il imaginait que les neurones cibles, ils pourraient libérer des substances chimiques qui attirent et guident la formation de connexions, aidant les neurones à trouver leur chemin à mesure que le système nerveux se forme dans les embryons.
Presque tout ce que Ramón y Cajal a proposé a été confirmé par des expériences et des observations avec la technologie moderne. Il nourrissait même des pensées qui nous dépassent encore aujourd’hui, comme la possibilité que les cellules gliales qui accompagnent les neurones dans le cerveau participent aussi en particulier aux processus mentaux, ce que nous avons déjà commencé à vérifier. Les grands scientifiques sont en avance sur leur temps pour comprendre les phénomènes qu’ils étudient. Santiago Ramón y Cajal avait au moins un siècle d’avance sur ses contemporains dans la compréhension de la structure et du fonctionnement du système nerveux.
Matière grise est un espace qui tente d’expliquer, de manière accessible, comment le cerveau crée l’esprit et contrôle le comportement. Les sens, les motivations et les sentiments, le sommeil, l’apprentissage et la mémoire, le langage et la conscience, ainsi que leurs principaux troubles, seront analysés dans la conviction que savoir comment ils fonctionnent équivaut à mieux se connaître et à accroître son bien-être et ses relations avec les autres gens.
Vous pouvez suivre MATÉRIEL dans Facebook, Twitter e Instagrampointez ici pour recevoir notre newsletter hebdomadaire.
