Une grande raison pour laquelle la plupart des recherches sur le cerveau ne racontent que la moitié de l’histoire

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Nous ne savons pas exactement ce que fait le cervelet, mais quoi qu’il fasse, il en fait beaucoup. […] Les faisceaux de matière blanche sont comme des câbles à fibres optiques qui envoient des signaux de communication entre les hubs de matière grise dans différentes régions du cerveau.” —Richard Bergland, neuroscientifique, neurochirurgien et auteur de Le tissu de l’esprit.

Depuis le début, je suis à la recherche de recherches basées sur les neurosciences qui mettent la matière blanche et notre cervelet souvent négligé à l’honneur. Dans cet article, je rendrai compte de certaines recherches récemment publiées sur la matière blanche et expliquerai pourquoi un article de Perspective (Filley, 2021) qui décrit la “myopie corticocentrique” a mis en lumière une carte de connectivité fonctionnelle “cerveau haut-cerveau” des deux cerveaux et les hémisphères cérébelleux que j’ai dessinés en 2009.

Les variantes génétiques influencent la façon dont les voies de la matière blanche relient la matière grise dans différentes régions du cerveau

Ce matin, j’étais ravi de découvrir une nouvelle étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) pionnière qui identifie comment les variations génétiques courantes influencent la microstructure de la substance blanche d’une manière qui semble affecter le comportement humain et des traits complexes allant des fonctions cognitives aux maladies psychiatriques. Ces résultats (Zhao et al., 2021) ont été publiés le 18 juin dans la revue à comité de lecture La science.

“Les régions du cerveau communiquent entre elles par des faisceaux d’axones myélinisés, communément appelés matière blanche. Nous avons identifié des variantes génétiques communes influençant la microstructure de la matière blanche en utilisant l’imagerie par résonance magnétique de diffusion de 43 802 individus”, Zhao et al. expliquer dans le résumé de leur article. “Nous avons identifié 151 régions génomiques associées à la microstructure de la substance blanche.”

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“De plus, nous avons découvert des relations génétiques entre la substance blanche et divers paramètres cliniques, tels que l’accident vasculaire cérébral, le trouble dépressif majeur, la schizophrénie et le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité”, notent les auteurs. “Les cibles de nombreux médicaments couramment utilisés pour les troubles cognitifs invalidants ont des associations génétiques avec la substance blanche, ce qui suggère que la neuropharmacologie de nombreux troubles peut potentiellement être améliorée en étudiant comment ces médicaments agissent dans la substance blanche du cerveau.”

Dans son article Perspective d’accompagnement, publié dans le même numéro de La science, Christopher Filley du département de neurologie de CU Medicine écrit : « À la page 1304 de ce numéro, Zhao et al. présentent des preuves convaincantes de l’importance de la substance blanche en démontrant des influences génétiques sur la connectivité structurelle qui invoquent une multitude d’implications cliniques provocatrices.

Ce qui m’a le plus frappé dans le commentaire de Filley sur « La matière blanche et le comportement humain » était son observation selon laquelle « l’un des thèmes les plus durables des neurosciences humaines est l’association des fonctions cérébrales supérieures avec la matière grise. En particulier, le cortex cérébral – la matière grise de la surface du cerveau – a été l’objectif principal de décennies de travail visant à comprendre la base neurobiologique de la cognition et de l’émotion.”

“Pourtant, le cortex cérébral n’a que quelques millimètres d’épaisseur, donc la négligence relative du reste du cerveau sous le cortex a incité le terme” myopie corticocentrique “”, ajoute Filley. « D’autres régions pertinentes pour le comportement comprennent la matière grise profonde des noyaux gris centraux et du thalamus, le tronc cérébral et le cervelet, et la matière blanche qui interconnecte toutes ces structures. »

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Dans un article de 2009, « Corticocentric Myopia : Old Bias in New Cognitive Sciences », Josef Parvizi de l’Université de Stanford écrit : « Traditionnellement, le cortex cérébral est considéré comme ayant le rôle le plus important dans les fonctions « supérieures » du cerveau, telles que la cognition. et la régulation comportementale, alors que les structures sous-corticales sont considérées comme ayant un rôle subordonné ou aucun rôle dans ces fonctions.”

Dans le résumé de son article, Parvizi résume : « Le but de cet article est de suggérer que la vision ” corticocentrique ” du cerveau humain est également une vision myope car elle ne nous laisse pas voir que les fonctions ” supérieures ” du cerveau pourraient , en fait, dépendent de l’intégrité de ses structures « inférieures ».

Photo et illustration de Christopher Bergland (vers 2009)

Cette carte cérébrale dessinée à la main illustre comment les faisceaux de matière blanche facilitent la communication inter-hémisphérique entre les centres de matière grise corticale et sous-corticale dans le cerveau et le cervelet.

Source : Photo et illustration de Christopher Bergland (vers 2009)

Réexamen de ma carte cérébrale “Super 8” à travers le prisme de la myopie corticocentrique

Mon défunt père neuroscientifique, Richard Bergland (1932-2007), a consacré les dernières années de sa vie à essayer de perturber le statu quo et à convaincre ses collègues chercheurs de regarder au-delà de la matière grise des cortex cérébraux. Bien qu’il n’ait jamais utilisé le terme “myopie corticocentrique”, cela résume exactement ce contre quoi mon père se battait lorsqu’il m’a exhorté à mettre le cervelet, la substance blanche et la connectivité fonctionnelle à l’honneur lors de l’écriture. La voie de l’athlète (2007).

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Lorsque mon père et moi avons créé notre modèle de cerveau divisé, « cerveau haut vers le bas », l’objectif principal était de faire sortir le cervelet de l’ombre et de montrer comment le cerveau et notre soi-disant « petit cerveau » fonctionnent en tandem pour optimiser les fonctions du cerveau entier. Familièrement, papa et moi appelions le cortex cérébral « Godzilla » et le cervelet comme une « puissante souris » sous-estimée.

Plus tôt cette année, j’ai écrit un article de blog, “My Decades-Long Quest to Decode a Quirky ‘Super 8’ Brain Map”, qui détaille mes efforts continus pour comprendre comment l’optimisation de la connectivité de la substance blanche entre les quatre hémisphères du cerveau facilite les performances de pointe dans la vie et le sport.

Avec la fête des pères ce week-end, il est gratifiant de voir un article Perspective dans le dernier numéro de La science discuter des problèmes liés à la « myopie corticocentrique » et dénicher des découvertes de matière blanche que mon père aurait adoré voir mises en lumière de son vivant. Mieux vaut tard que jamais!