NÉOCORTEX: FONCTION, STRUCTURE ET PATHOLOGIE - GEOGRAFÍA - 2025

Le néocortex ou néocortex est une structure divisée en fines couches qui recouvre le cerveau des mammifères, y compris les humains. Ses principales fonctions sont la perception sensorielle, le raisonnement spatial, le langage, l'apprentissage, la mémoire, entre autres.

Alors que, dans le cerveau des singes et des humains, cette zone présente de nombreuses circonvolutions et entoure presque tout le cerveau. Au contraire, chez les petits mammifères, il est moins important, occupant moins d'espace. Ainsi, dans un cerveau de souris, le néocortex n'occupe que la partie supérieure du cerveau. De plus, sa surface est fine et il n'y a pratiquement pas de torsions.

La différence dans le néocortex entre les humains et les autres espèces est que son épaisseur est beaucoup plus grande et il a plus de circonvolutions. Cela semble symboliser la capacité d'appliquer des compétences cognitives beaucoup plus complexes.

On l'appelle «néo», ce qui signifie «nouveau», car c'est la partie évolutive la plus récente du cortex cérébral. Cependant, il peut également être appelé "isocortex" ou "néopalyo". Certains auteurs utilisent le néocortex et le cortex cérébral (ou cortex) de manière interchangeable, bien que ce dernier comprenne également des structures sous-corticales telles que l'hippocampe et le cortex périrrinal.

Néocortex chez l'homme

Cytoarchitecture du néocortex visuel: au centre numérotation des couches un (I) à six (VI). Colonne de gauche: corps de cellules neuronales marqués par une coloration violette de Nissl. Colonne de droite: neurones glutamatergiques marqués pour MR-GEF en bleu. Source: Bithell A, Hsu T, Kandanearatchi A, Landau S, Everall IP, Tsuang MT, et al. via Wikimedia Commons

Dans l'espèce humaine, le néocortex est la plus grande partie du cerveau et recouvre les deux hémisphères cérébraux. Le reste des structures est appelé «allocortex».

Le néocortex remplit une grande variété de fonctions. Par conséquent, lorsqu'un type de blessure survient dans cette zone, la perte de certaines capacités cognitives est courante.

En fonction de la localisation du dommage, de la capacité à établir des relations sociales adéquates, à comprendre le langage, à contrôler les mouvements… De plus, la perception visuelle et spatiale peut être altérée, entre autres.

Dans le passé, ils ont étudié les fonctions cognitives et leur emplacement dans le cerveau en observant le comportement des patients blessés. Ainsi, si un grand groupe de patients qui avaient endommagé la même zone du néocortex avait des difficultés à effectuer les mêmes tâches, une relation était établie entre la localisation cérébrale et les capacités.

Grâce à cela, on sait que le néocortex est composé de plusieurs zones qui ont des fonctions différentes. De nombreuses zones sont présentes chez diverses espèces de mammifères. Alors que d'autres, comme la vision des couleurs ou la capacité de parler, uniquement dans des espèces spécifiques.

Structure du néocortex

Néocortex et ses gyri ou circonvolutions. Source: Hagmann P, Cammoun L, Gigandet X, Meuli R, Honey CJ, et al. (2008). via Wikimedia Commons

Le néocortex a une épaisseur de 2 à 4 millimètres et compte environ 30 milliards de neurones. Chez les primates et les humains, il est plein de rainures et de crêtes (circonvolutions). Ces plis sont nés de la forte augmentation de leur taille.

Toutes les personnes ont un cerveau avec le même schéma de convolutions et de sillons, bien que certains détails puissent légèrement varier d'un individu à l'autre.

De plus, il existe des troubles du développement neurologique dans lesquels ces rebondissements ne se développent pas comme ils le devraient, entraînant diverses altérations cognitives. De même, ils peuvent être perdus avec des maladies dégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.

Chez l'homme, le néocortex représente environ 76% du volume du cerveau. Cette structure apparaît au stade embryonnaire du télencéphale dorsal. Peu à peu il se divise en les fameux lobes: l'occipital, le pariétal, le temporal et le frontal.

Lobe frontal (orange), lobe pariétal (rose), lobe occipital (violet), lobe temporal (vert).

Ces lobes se distinguent par leurs fonctions. Ainsi, l'occiput se distingue par le cortex visuel primaire (pour traiter la vision). Alors que le temporel, il possède le cortex auditif primaire (pour les sons). Le pariétal correspond aux sensations tactiles, à la perception de son propre corps et aux capacités visuospatiales.

Dans l'espèce humaine, le lobe frontal a des fonctions très complexes et avancées par rapport aux autres espèces. Tels que le traitement du langage (domaine de Broca), le comportement socialement souhaitable et le contrôle émotionnel.

Il existe deux types de cortex dans le néocortex selon l'architecture des corps cellulaires: le néocortex lui-même et le proisocortex. Ce dernier se trouve dans certaines parties du cerveau telles que le gyrus cingulaire, l'insula, le gyrus hippocampique ou la région sous-calleuse.

Le néocortex est le tissu cérébral le plus développé, comme on peut le voir dans son organisation et son nombre de couches.

Il est composé de matière grise, c'est-à-dire de corps de cellules nerveuses non myélinisées. Il couvre une zone plus profonde de matière blanche, c'est-à-dire des axones (extensions neuronales) remplis de myéline.

Cependant, bien que le néocortex exécute les fonctions cérébrales les plus complexes, on n'observe pratiquement aucune différence cellulaire par rapport aux autres parties du cerveau.

Alors, qu'est-ce qui rend le néocortex si spécialisé? Il semble que ce qui le distingue soit sa capacité à créer, modifier et contrôler un grand nombre de connexions neuronales. Il génère une telle structure dynamique et flexible, qui permet un grand échange d'informations entre les différents circuits neuronaux.

Couches du néocortex

Système nerveux et cerveau

Le néocortex a une structure pratiquement uniforme, c'est pourquoi il est également appelé «isocortex». Il est composé de 6 couches horizontales de cellules nerveuses numérotées de I à VI. Le premier est le plus récent, tandis que le sixième est le plus ancien.

Ils sont organisés selon une perspective phylogénétique, c'est-à-dire que chacun découle d'un moment différent de l'évolution. Ainsi, à mesure que l'espèce a progressé, de nouvelles couches se sont développées.

Ces couches contiennent à la fois des neurones excitateurs (environ 80%) et inhibiteurs (20%). Les premiers activent d'autres neurones, tandis que les seconds les bloquent.

Les couches sont principalement constituées de «cellules de type» ou «cellules denses», et de connexions entre elles. Les couches sont différenciées par les types prédominants de cellules nerveuses, leur disposition et leurs connexions.

La couche IV est plus petite et se trouve dans le cortex moteur primaire. C'est le principal récepteur des informations sensorielles. Plus tard, il transmet ces informations à d'autres couches afin qu'elles soient traitées et interprétées.

De cette manière, cette couche reçoit une grande partie des connexions synaptiques des structures sous-corticales telles que le thalamus. En effet, le thalamus est connecté à différents organes sensoriels tels que l'oreille ou les yeux.

Les couches II et III envoient des projections principalement vers d'autres parties du néocortex. Alors que les couches V et VI transmettent généralement des informations à l'extérieur du cortex, telles que le thalamus, le tronc cérébral ou la moelle épinière.

Colonnes du néocortex

Cortex visuel du singe (Macaca rhesus). Représentation d'une colonne corticale. A gauche les couches du néocortex, en chiffres romains de III à VI. Cellules pyramidales a, b. Cellules étoilées avec épines c, d. Cellules étoilées de l'axone récurrent e, f, g. Cellules pyramidales de l'axone récurrent h, i. Fibres sensorielles afférentes en rouge F. Dessin d'une préparation colorée par la méthode Golgi. Source: Mavavf via Wikimedia Commons

Dans le néocortex, il existe également des structures verticales appelées colonnes. Ce sont des zones d'environ 0,5 millimètre de diamètre et 2 millimètres de profondeur.

Apparemment, chaque colonne est associée à la perception sensorielle de chaque partie du corps. Bien qu'il existe également certains dédiés à la perception des sons ou des éléments visuels.

Chez les êtres humains, il semble y avoir environ 500 000 colonnes, chacune contenant environ 60 000 neurones. Cependant, ils sont difficiles à définir et il n'y a pas de consensus clair sur leur anatomie, leur taille ou leurs fonctions spécifiques.

Fonctions néocortex

IRM du cerveau

Les principales fonctions du néocortex sont:

- Perception sensorielle: dans le néocortex, il y a des zones qui traitent et interprètent les informations qui proviennent de nos sens.

- Générer des commandes motrices: grâce à cette structure cérébrale, nous pouvons faire des séquences de mouvements dont nous ne sommes même pas conscients. Dans ce domaine, tous les schémas moteurs nécessaires pour marcher, écrire ou jouer d'un instrument, par exemple, sont prévus.

- Raisonnement spatial: il existe des régions du néocortex impliquées dans la compréhension de l'espace et en agissant par rapport à lui. Il sert également à nous guider et à placer des éléments.

- Langage: il s'agit d'une capacité humaine unique qui nous distingue des autres animaux. Il existe des zones du néocortex qui nous prédisposent à apprendre les sons de la langue dès le plus jeune âge et à les produire. En plus d'associer certains groupes de sons ou de symboles écrits à une signification.

- Les fonctions dites exécutives telles que le raisonnement, la prise de décision, la maîtrise de soi, la concentration, l'autoréflexion, la résolution de problèmes, etc. C'est-à-dire la capacité de savoir comment se comporter à tout moment et d'effectuer une série de comportements pour atteindre un objectif.

- Apprentissage, mémoire et sommeil: il a été prouvé que le néocortex est également essentiel pour le stockage des connaissances.

En fait, certaines parties du néocortex semblent être le siège de la mémoire sémantique, qui est celle liée à la connaissance générale du monde. Par exemple, ce que nous apprenons à l'école, comme que Paris est la capitale de la France.

La même chose se produit avec la mémoire autobiographique, qui est celle associée aux événements importants de notre vie personnelle.

Des informations instrumentales sont également stockées, c'est-à-dire des informations impliquant des comportements automatiques tels que conduire ou faire du vélo.

D'autre part, certains neurones du néocortex sont également activés pendant le sommeil. Il semble que le néocortex dialogue avec l'hippocampe pendant que nous dormons, aidant à consolider et à corriger ce qui a été appris pendant les périodes d'éveil.

Néocortex et évolution

Pour que le néocortex évolue vers une taille plus grande, il est nécessaire que le cerveau de l'espèce soit également plus grand pour qu'il puisse le supporter.

Le néocortex est également présent chez d'autres primates en plus de l'Homo sapiens. Une taille plus grande du néocortex par rapport au reste du cerveau est liée à différentes variables sociales telles que la taille du groupe, ainsi qu'à la complexité des relations sociales (compétition, coopération, union, etc.).

Augmenter progressivement la taille du néocortex a impliqué un meilleur contrôle inhibiteur. Cela peut expliquer la transformation des comportements et une plus grande harmonie sociale vis-à-vis de nos ancêtres.

Les humains ont un grand néocortex par rapport aux autres mammifères. Ainsi, par exemple, il y a un rapport de 30: 1 de matière grise néocorticale à la taille de la moelle dans le tronc cérébral des chimpanzés. Chez l'homme, ce rapport est de 60: 1.

Pathologies ou lésions du néocortex

Comme le néocortex a une grande extension chez l'homme, il est facile pour toute blessure acquise d'impliquer cette structure. Comme cela peut survenir après un traumatisme crânien, un accident vasculaire cérébral ou une tumeur.

De plus, il est important de mentionner qu'en fonction de la zone du néocortex où se produit le dommage, les symptômes varient. Il est possible que le patient ait des difficultés dans l'utilisation du langage, dans la perception des objets dans l'espace ou qu'il souffre de problèmes d'inhibition et adopte des comportements indésirables.

Le néocortex peut également être affecté par des maladies neurodégénératives. Comme, par exemple, dans la maladie d'Alzheimer, il y a une interruption de la transmission des informations du néocortex sensoriel au néocortex préfrontal.

Cela conduit à des symptômes tels que des capacités cognitives altérées, des changements de personnalité et la démence.

Si la dégénérescence englobe le lobe temporal, une démence sémantique peut se développer. C'est-à-dire une dégénérescence progressive de la mémoire associée à des faits sémantiques (choses apprises de notre culture, ce qu'elles nous apprennent à l'école, données sur l'utilisation du langage, etc.)

Références

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