Les neurosciences

Le défi des neurosciences consiste à expliquer le fonctionnement du cerveau humain. On se fera une idée de la difficulté de la tâche si l’on se rappelle que cet organe est l’un des plus complexes du corps humain et qu’il abrite plusieurs milliards de neurones. À cette première perspective, qui intéresse la recherche fondamentale, s’ajoute un souci thérapeutique : mieux comprendre le cerveau pour mieux soigner les maladies qui l’affectent. Au moment même où les maladies du système nerveux touchent un nombre croissant de personnes, notamment en raison du vieillissement de la population, il s’agit d’élaborer de nouveaux traitements. En première ligne : la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.

Les neurosciences sont multidisciplinaires. Elles regroupent des chercheurs venus de tous horizons : anatomistes, biochimistes, pharmacologues, généticiens, biologistes moléculaires… Elles s’organisent en huit grands domaines identifiables : neurobiologie du développement, neuroanatomie, neurobiologie moléculaire et cellulaire, neurochimie et neuropharmacologie, neuroendocrinologie, neurosciences cliniques, neurophysiologie, sciences cognitives et neurosciences théoriques.

La neurobiologie du développement étudie la façon dont le système nerveux central se développe au cours de la vie des individus. Quels en sont les mécanismes ? Selon quels modèles s’effectue la neurodégénerescence ? Peut-on produire, à partir de cellules-souches, des neurones viables ?

La neuroanatomie se consacre à la description du système nerveux central et périphérique : quelles en sont les parties et l’organisation, mais aussi et surtout, quelles en sont les différentes fonctions ?

La neurobiologie moléculaire et cellulaire étudie les processus neurologiques à leur plus petite échelle, en cherchant notamment à identifier les mécanismes moléculaires à l’œuvre dans le fonctionnement des neurones. Dans ce secteur de recherche, les méthodes de l’électrophysiologie moléculaire permettent notamment, de repérer les propriétés des cellules neuronales soumises à des micro-stimulations électriques.

La neurochimie et la neuropharmacologie étudient la biochimie du système nerveux et l’effet sur lui de différentes drogues ou substances pharmacologiques. Pour communiquer, les neurones échangent des molécules, et la compréhension du rôle de ces neurotransmetteurs est essentielle pour l’élaboration de médicaments, notamment contre la douleur.

La neuroendocrinologie étudie toutes les formes d’interactions entre le système nerveux et le système endocrinien : le contrôle que le premier exerce sur le second, les actions que peuvent avoir les hormones sur le système nerveux afin d’adapter l’organisme aux fluctuations du milieu intérieur et de l’environnement, et aussi la capacité qu’a le système nerveux à produire des hormones peptidiques ou stéroïdes.

Les neurosciences cliniques s’attachent à l’étude du fonctionnement normal et pathologique du cerveau en observant des patients accueillis dans des départements de neurologie, de rééducation fonctionnelle ou d’urgences neurologiques.

La neurophysiologie étudie, au carrefour d’autres sciences biologiques, les fonctions du système nerveux, du niveau moléculaire jusqu’à celui des réseaux neuronaux.

Les sciences cognitives mobilisent diverses compétences, de la psychologie à la philosophie pour comprendre le fonctionnement et l’organisation de la pensée, et plus généralement de tout système complexe de traitement de l’information.

Les neurosciences théoriques développent des théories et des modèles mathématiques et computationnels pour décrire les structures et les processus de fonctionnement du cerveau humain.

Depuis les années 1990, les progrès de diverses techniques d’imagerie cérébrale ont révolutionné ces différents domaines de recherche en permettant en quelque sorte de voir le cerveau en train de penser. Grâce à la neuro-imagerie, on parvient effectivement à observer le cerveau d’un individu en train d’effectuer une tâche cognitive déterminée (parler, compter, se souvenir…) et ainsi repérer les zones spécifiques correspondantes. À ce que l’on appelle la « neuroimagerie structurelle » identifiant les diverses structures du cerveau, s’ajoute ainsi une « neuroimagerie fonctionnelle » visant à produire une carte des fonctions et capacités du cerveau. Les diverses techniques d’imagerie sont ainsi devenues les instruments indispensables du développement des neurosciences cliniques, chirurgicales et cognitives.

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