La méthode scientifique (1)

Le cerveau, le scientifique
et l’oiseau chat
Le cerveau
Le scientifique
L’oiseau chat
Kookaburra
Oiseau lyre
La méthode scientifique (1)
La méthode scientifique repose sur un ensemble de techniques utilisées
pour:
• comprendre des phénomènes
• acquérir de nouvelles connaissances
• corriger et intégrer des connaissances précédentes
Pour collecter des preuves observables et mesurables, le scientifique utilise
des règles établies de raisonnement. Le processus doit être 1) le plus
objectif possible et 2) contrôlé par d’autres chercheurs.
La méthode scientifique (2)
La méthode scientifique
L’exemple de l’ADN
L’état de l’art
En 1950 on sait que:
• La transmission des gènes suit des lois mathématiques
• Le mécanisme de fonctionnement du gène est incompris
• En 1889, Richard Altmann isole de l’acide nucléique (en réalité de
l’ADN) à partir de sperme de saumon
• En 1929, Phoebus Levene identifie les composants (quatre bases,
un sucre, la chaîne phosphate) et montre qu’ils sont liés dans l’ordre
phosphate-sucre-base. Il suggère que les nucléotides sont associés
de manière linéaire et toujours dans le même ordre.
• En 1937, William Astbury réalise la première image de l’ADN après
diffraction aux rayons X.
Des hélices mais…
Combien de brins?
Le même nombre de brins pour chaque hélice?
Les bases sont elles orientées vers l’extérieur ou l’intérieur?
Quels sont les angles et les coordonnées des liens?
La méthode scientifique
L’exemple de l’ADN
L’hypothèse
Sur la base de ses travaux de cristallographie,
Linus Pauling proposa que l’ADN était une triple
hélice.
Francis Crick et James Watson comprirent que
Pauling avait tort et que bientôt il réaliserait son
erreur. Ils imaginaient, eux, que l’ADN était une
double hélice.
La course était commencée
Une course à trois
Rosalind Franklin
Maurice Wilkins
King’s College, London
Linus Pauling
Caltech, USA
Francis Crick
James Watson
Cambridge
Un duo doué et chanceux
Visite d’Erwin Chargaff en 1952 dans le labo de Cambridge. En
1947, il avait observé que la proportion des nucléotides variait
d’un échantillon à l’autre mais pour certaines paires (A/T; C/G) le
nombre de bases est identique.
Résultats non publiés (MRC et assistance de Max Perutz) de
Rosalind Franklin qui confirment que le squelette est à
l’extérieur, symétrique et les deux brins sont arrangés dans des
directions opposées.
La photo 51 de Franklin fut montré à Crick et Watson qui en
déduisirent que la distance entre les deux brins était constante
(égale à 2 nanomètres) et que le pas de l’hélice était de 3.4
nanomètre par dizaine de paires de bases.
Enfin Jerry Donohue explique à Watson que les livres rapportent
une version erronée de la structure des bases (forme keto et non
enol du tautomère)
La méthode scientifique
L’exemple de l’ADN
La prédiction
Si l’ADN est une double hélice, l’image
diffractée par les rayons X de la molécule
devrait représenter un X.
La méthode scientifique
L’exemple de l’ADN
Les expériences
Après
de
nombreuses
expériences
infructueuses et malgré les incitations des
supérieurs à tout arrêter, Watson et Crick ont
modélisé la molécule d’ADN en s’aidant des
images de Rosalind Franklin et des longueurs
des liaisons calculés par Linus Pauling.
Un trio récompensé
•Conclusion de la modélisation: 21 février 1953
•Annonce de leur découverte: 28 février 1953
•Publication dans Nature: 25 avril 1953. Molecular
structure of nucleic acids.
deoxyribose nucleic acid
A
structure
for
« It has not escaped our notice that the specific pairing
we have postulated immediately suggests a possible
copying mechanism for the genetic material », Nature,
1953
•Formulation du « Dogme Central »: 1957
•Confirmation du Dogme: expérience de MeselsonStahl en 1958
•Prix Nobel de Médecine à Crick, Watson et
Wilkins en 1962
L’article scientifique
Un canevas immuable
Un résumé
•La question scientifique
•Les méthodes employées
•Les résultats
•Une brève discussion et conclusion
La démonstration
•Introduction
•Matériels et méthodes
•Résultats
•Discussion
•Conclusion
La méthode scientifique
L’exemple de l’ADN
La méthode scientifique n’est pas une recette.
Elle requiert intelligence, imagination,
créativité et chance.
Le scientifique se tient sur
les épaules d’un géant
«Lorsque j’ai commencé la recherche en 1950, j’ai
eu la chance d’arriver au bon endroit et au bon
moment. Au bon endroit, parce que là-haut, dans
les combles de l’Institut Pasteur, une nouvelle
discipline émergeait dans un climat fait
d’enthousiasme, de lucidité critique, de non
conformisme et d’amitié. Au bon moment parce
qu’à l’époque, la biologie bouillonnait d’activité;
son mode de pensée changeait, on découvrait
dans les micro-organismes un matériau nouveau
et simple, les liens avec la physique et la chimie se
resserraient. C’était un de ces moments uniques
où l’ignorance peut devenir une vertu »
François Jacob, 1965
Serendipity: la chance en langage
scientifique
Invention d’un mot à partir
d’un livre de contes par
Horace Walpole en janvier
1754
Serendipity is the effect by which one
accidentally discovers something fortunate,
especially while looking for something else
entirely.
Serendip = Ceylan = Sri Lanka
« Pour découvrir, il faut de la chance, de l’invention et de l’intelligence; l’une de ces qualités ne suffit pas: il les faut toutes ensemble »
Von Goethe
L’«électricité animale» de Galvani
Luigi Galvani,
Bologna, 1737 - 1798
Durant un orage, Galvani suspendit les muscles d’une
grenouille sur des crochets en laiton, eux mêmes placés sur
un treillis en fer. A chaque éclair, les muscles se
contractaient. De la même manière, les muscles se
contractaient s’ils étaient touchés simultanément par les
crochets en laiton et le treillis en fer. Il fit l’hypothèse que le
muscle génère une “électricité animale”.
De son côté, à partir de l'observation de Galvani, Alessandro
Volta a l'intuition que la production d'électricité est liée à la
présence de métaux différents, reliés par un conducteur (la
cuisse), ce qui lui permet d'inventer la pile électrique en
remplaçant la cuisse par du carton imbibé d'eau salée. Cette
différence d'interprétation a donné lieu à une féroce
controverse entre Volta et Galvani. Galvani ne voulut pas
démordre de sa théorie et mourut désenchanté en 1798.
A droite, la bouteille de Leyde, un
appareil permettant de stocker
l’électricité statique. Un jour, alors
qu’il avait suspendu les muscles de
la patte d’une grenouille sur un
support métallique, la décharge
d’une bouteille de Leyde posée à
côté produisit une étincelle qui,
d’après Galvani, coincida avec une
contraction des muscles. Même
phénomène lorsque les muscles
sont touchés avec un scalpel
métallique.
Les expériences de Galvani
ont permis de jeter les bases
de la neurophysiologie. Les
nerfs sont des conducteurs
électriques et non pas, comme
le croyait Descartes, des
canaux remplis de fluide.
« … et avec tout le respect dû au génie de Goethe, j’ajouterai : mais la patience et l’espoir y jouent un rôle esssentiel »
Helmut Stähle
La clonidine et ses avatars
Helmut Stälhe, qui travaillait pour Boehringer, recherchait un
vasoconstricteur pour remédier aux écoulements nasaux
consécutifs à un refroidissement. Il synthétisa une série
d’analogues des imidazolines. L’un d’entre eux, la clonidine,
fut confié au Dr Wolf, responsable des tests humains. Ce
dernier l’expérimenta sur sa secrétaire. Il lui instilla dans le
nez une solution de clonidine à 0.3%. Cette dernière tomba
dans un sommeil qui dura 24 heures et subit une forte chute
de tension. Il fut démontré par la suite que la clonidine
stimule les adrénorécepteurs alpha centraux, responsable
de l’activité du système nerveux sympathique périphérique.
Georges Albert Édouard Brutus Gilles
de la Tourette
Inhibition
transmission
Contraction
muscles
lisses
Contraction
muscles
lisses
Contraction
muscle
cardiaque
Relaxation
muscles
lisses
En faisant croire au cerveau que le niveau de catécholamines
est supérieur à ce qu’il est réellement, la clonidine induit une
réduction des signaux envoyés aux glandes surrénales qui, à
leur tour, réduisent la production de catécholamines.
Conséquences: baisse du rythme cardiaque et de la pression
artérielle; bouche sèche et fatigue.
L’expérience de Wolf déboucha sur l’élaboration d’un
médicament hypotenseur qui s’avéra, par la suite, utile pour le
traitement du glaucome et de la migraine. Il est également
utilisé pour soigner les enfants victimes du syndrome de
Tourette, une affection neurologique caractérisée par des
perturbations du système moteur et des comportements
compulsifs, notamment la répétition d’obscénités.
Autres usages: lutte contre l’insomnie, la sudation, les
désordres de l’attention…
«Si nous ne sommes pas prêts à poser nos questions sous un nouvel angle,
nous ne sommes pas à même d’aller au-delà de la première question que nous avons formulée »
G.F. Kneller
Mutations et machine à sous
A la fin des années quarante, Luria travaillait un été avec Max Delbrück
sur la génétique des bactériophages (les virus qui s’attaquent aux
bactéries). Il était intrigué par le fait que des bacilles résistaient à
l’attaque des virus. Il se demanda si la mutation était produite par
l’agent infectieux ou s’il s’agissait d’une mutation spontanée.
« La solution me vint en février 1943 lors d’une soirée dansante à l’université d’Indiana.
Pendant une pause de l’orchestre, je me retrouvai à côté d’une machine à sous dans
laquelle un collègue enfilait sans répit des pièces de monnaie. Bien entendu, il perdait la
plupart du temps. N’étant pas joueur moi-même, j’entrepris de lui faire la morale, lorsqu’il
toucha soudain un jackpot d’environ 3 dollars. L’incident me laissa songeur et il
m’apparut bientôt que les machines à sous et les mutations bactériennes avaient
d’étroits points communs »
1912-1991
Prix Nobel
Médecine 1969
Médecin en 1935, Salvatore Luria
prend connaissance des théories
de Max Delbrück sur les gènes en
tant que molécule. En 1938, il
reçoit une bourse mais le régime
fasciste bannit les juifs. Luria
gagne Paris et, après l’invasion
allemande, fuit à bicyclette jusqu’à
Marseille. Il obtient alors un visa
pour les USA.
Si la résistance se développe de façon
aléatoire au contact des bactériophages, le
nombre de cellules résistantes devrait être
constant, conformément aux lois de la
statistique. Si la résistance résulte d’une
mutation spontanée, le nombre de cellules
résistantes dépendra du nombre de mutations
enregistrées avant l’infection. En d’autres
termes, le nombre de mutants variera d’une
culture à l’autre. Luria démontra que
l'apparition aléatoire de bactéries mutantes
pouvait conférer une résistance à un virus
même si celui-ci n'est pas présent. Cela permet
d’expliquer comment les bactéries développent
des résistances aux antibiotiques.
«Je remercie Dieu de ne pas avoir fait de moi un manipulateur doué;
la plupart de mes découvertes importantes, je les ai trouvées dans mes échecs »
Humphrey Davy
L’éprouvette brisée
En 1952, Luria fit une découverte accidentelle. Il poursuivait son
étude du processus d’infection par les phages. Luria avait trouvé un
phage mutant qui infectait son hôte bactérien mais ne pouvait s’y
reproduire. Un jour qu’il s’apprêtait à étudier cette infection non
productive, son éprouvette se brisa. Son collègue, Gio Bertani lui
donna alors une culture d’une bactérie apparentée. Mais, celle-ci,
une fois infectée, produisit une quantité abondante de phages
incapables d’infecter les cellules hôtes initiales (colibacilles). Il
découvrit ainsi que des lignées spécifiques de bactérie produisent
des enzymes capables de couper l'ADN au niveau de certaines
séquences spécifiques. Ces enzymes prirent le nom d'enzymes de
restriction (on en connaît aujourd’hui plus 700) et sont devenues un
des principaux outils de la biologie moléculaire actuelle.
1912-1991
Prix Nobel
Médecine 1969
De 1943 à 1950, Luria travaille à
l'université d'Indiana. Son premier
étudiant de troisième cycle est un
certain James D. Watson.
Luria était également un homme
engagé. Il protesta contre les tests
d'armes nucléaires et la guerre du
Vietnam.
« Je n’ai jamais été un expérimentateur très soigneux mais, cette
fois, la casse fut providentielle. (…) Ma découverte fut totalement
accidentelle. Je m’efforçais d’expliquer une observation mineure et
le résultat fut complètement inattendu, non prémédité »
«Les graines des grandes découvertes flottent en permanence autour de nous,
mais elles ne s’enracinent que dans les esprits préparés »
Jacques Henry
La pénicilline, 7 hasards
1881-1955
Prix Nobel Médecine 1945
Le 3 Septembre 1928, Alexander Fleming étudiait les propriétés des
staphylocoques. Il avait la réputation d'être un chercheur remarquable
mais négligent; il oubliait le plus souvent les cultures sur lesquelles il
travaillait et son laboratoire était d'habitude en plein désordre. Après
des grandes vacances, il remarqua que beaucoup de ses boîtes de
culture avaient été contaminées par un champignon et les avait donc
mises dans du désinfectant. Devant montrer son travail à un visiteur il
récupéra certaines des boîtes qui n'avaient pas été complètement
trempées et c'est alors qu'il remarqua autour d'un champignon une
zone où les bactéries ne s'étaient pas développées. Il isola un extrait
de la moisissure, l'identifia correctement comme appartenant à la
famille du pénicillium et appela cet agent pénicilline. Ce n'était certes
pas la première fois qu'une culture bactérienne était infectée; le génie
d'Alexander Fleming est qu'il a compris l'importance du phénomène et
l'a expliqué.
Les 7 hasards
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Laboratoire mycologie à l’étage inférieur
La contamination accidentelle
Les vacances
Vague de froid
Retour de la chaleur
Staphylocoques sensibles
Travail antérieur sur lysozyme
«Celui qui n’est pas capable de voir ce qu’il trouve ne trouvera jamais ce qu’il cherche »
Simon Roman
L’anaphylaxie et l’homme de
guerre portugais
Charles Robert Richet
(1850-1935)
Prix Nobel Médecine 1913
« Ma découverte n’est en aucun
cas le fruit d’une réflexion
profonde, mais une simple
observation, presque fortuite; de
sorte que mon mérite fut de voir
ce qui était évident avant moi »
L'anaphylaxie est une réaction immunologique qui,
au lieu de conférer une protection à l’animal ou à la
personne après injection répétée de matériel
protéinique, entraîne une hypersensibilité. Richet
étudiait sur le yacht du Prince Albert de Monaco, le
poison de Physalia physalis (homme de guerre
portugais). Ce dernier peut être extrait des
tentacules (2 à 3 m de long) par le glycérol et ensuite
testé sur des animaux.
« La dose létale était de 0,1 ml par kg mais certains
chiens survivaient, soit que la dose ne fut pas assez
forte, soit pour quelque autre raison. Comme ils
semblaient normaux, je les réutilisais 2 ou 4
semaines plus tard pour une nouvelle expérience.
Un phénomène inattendu survint, que nous
jugeâmes extraordinaire. Un chien qui auparavant
n’avait reçu que la dose la plus faible présenta
immédiatement
des
symptômes
sévères:
vomissements, diarrhée sanglante, syncope, perte
de conscience, asphyxie et mort »
Physalia physalis
La physalie n'est pas une
méduse. Il s'agit d'un
siphonophore, c'est-à-dire
une colonie de 4 types de
polypes soutenue par un
flotteur de 10 à 20 cm.
Richet répéta ces expériences et trouva que cette réaction anaphylactique était
conditionnée par un contact antérieur avec l’antigène, que les symptômes
étaient tout à fait différents de ceux provoqués par le contact initial et que
l’état anaphylactique se manifestait après 3 à 4 semaines d’incubation.
D’autres chercheurs découvrirent plus tard que non seulement les poisons
mais toutes les protéines pouvaient déclencher une réaction anaphylactique.
«L’expérience est l’unique interprète des artifices de la Nature »
Léonard de Vinci
Le LSD au bout des doigts
Albert Hofmann à l’âge de 100 ans
La
dose
choisie
par
Hofmann (environ 250 µg)
représente trois à cinq fois la
dose considérée aujourd'hui
comme normale. Le LSD fait
partie des plus puissants
hallucinogènes connus. Son
expérience a été baptisée
"Jour du vélo" par les
adeptes du LSD.
Dans le cadre de recherches pharmaceutiques portant sur l'ergot de
seigle et avec pour objectif de développer un stimulant circulatoire,
Hofmann synthétise en 1938 différents dérivés amides de l'acide
lysergique, parmi lesquels le diéthylamide LSD-25 (le 25ème de cette
série). Lors des tests, la substance provoque chez les animaux un état
d'agitation mais ne présente aucune propriété exploitable ou
intéressante d'un point de vue pharmaceutique, et elle n'est donc pas
étudiée plus en détail. Néanmoins, en 1943, Hofmann décide de
produire à nouveau du LSD. Tandis qu'il travaille à son laboratoire, il
est soudainement pris d'un état d'agitation et de malaise qui le conduit
à interrompre son travail et à rentrer chez lui. Une fois rentré, il a en
fermant les yeux des visions intenses, kaléidoscopiques et colorées.
L'expérience dure environ deux heures. D'après ses dires, il aurait pu
absorber une petite quantité de substance en se frottant les yeux.
Les drogues psychédéliques ont été décrites au XVIe siècle par
Francisco Hernandez, médecin du roi d’Espagne, Philippe II, qui avait
appris des Aztèques les effets psychédéliques de l’ingestion de peyotl.
En 1918, on découvrit que ce cactus contenait de la mescaline. Par la
suite, des prêtres espagnols décrirent des rituels indiens et indiquèrent
que le champignon « teonanactl » (nourriture des dieux) provoquait
visions et hallucinations. En 1955, le champignon fut identifié comme
étant le psylocybe.
«L’invention et la découverte ont toujours quelque chose qui relève de l’imprévisible »
Hideki Yukawa
Trembler de froid ou de malaria
Au cours des années 1600s, le paludisme était endémique dans les
marais qui entouraient Rome. Cette maladie causa la mort de deux
papes, de nombreux cardinaux et d’un nombre incalculable de
Romains. La plupart des prêtres présents à Rome étaient familiers
avec la phase de tremblements qui caractérisent la période froide la
maladie. Le frère Jésuite Agostino Salumbrino (1561-1642), un
apothicaire de formation qui vivait à Lima, observa que les indiens
Quechua utilisaient l’écorce de l’arbre Cinchona pour lutter contre le
froid. Cette écorce contient un relaxant musculaire utilisé par les
Indiens pour lutter contre les tremblements de froid. A la première
occasion, Salumbrino en envoya une petite quantité à Rome. Ce fut un
succès immédiat bien qu’inattendu.
La quinine fut extraite de l’écorce en 1817 par Pierre Joseph Pelletier et
Joseph Bienaimé Caventou. Avant 1820, l’écorce était broyée et
mélangée à une boisson, généralement du vin.
La quinine inhibe la protéase qui dégrade les acides aminés de
l’hémoglobine pour former la paroi des mérozoïtes. Elle inhibe aussi la
polymérisation de l'hème de l'hémoglobine et donc empêche la
reproduction des plasmodiums. Elle inhibe la voie des schizontes et
est antipyrétique.Cependant : elle est toxique pour le système nerveux.
Les firmes pharmaceutiques ont synthétisé des analogues n'ayant pas
ce défaut.
La quinine a aussi joué un rôle important dans la colonisation. Grâce à
la quinine, l’Afrique a cessé d’être “la tombe de l’homme blanc”.
« L’inertie du pouvoir établi est le pire ennemi de la vérité »
Albert Einstein
Peyton Rous (1879–1970)
Prix Nobel en 1966
Barbara McClintock
(1902-1992)
Prix Nobel en 1983
Peyton Rous se heurta à un total scepticisme
lorsqu’il découvrit en 1913 l’existence de virus
carcinogènes en analysant des filtrats
acellulaires de sarcome de poulet. Il fallut plus
de 15 ans pour que l’idée fasse son chemin.
Dans l’intervalle, certains répétaient volontiers
que « Rous avait soit un trou dans le filtre soit
un trou dans le cerveau ». Et la communauté
scientifique ne reconnaîtra sa découverte
qu’après avoir reçu le Prix Nobel. C’était en
1966. Il avait alors 87 ans.
Barbara McClintock reçut le Prix Nobel en 1983
pour une découverte – l’identification des gènes
sauteurs du maïs – qu’elle avait faite 40 ans
plus tôt. Barbara avait publié ses résultats en
1950 dans PNAS mais, comme le déclara plus
tard M Asburner, du département de génétique
de Cambridge, « c’était tellement nouveau que
personne ne fut capable de mettre en relation
ces résultats avec ce que l’on savait à l’époque
du génome ».
De la difficulté de contester les dogmes
•
•
NSE
BrdU
•
Neurofilament
GFAP
GABA
Substance P
Neurones et astrocytes formés à partir de
cellules indifférenciées du striatum de rat
adulte (Reynolds et Weiss, 1992)
•
•
1897: Schaper décrit des « cellules indifférentes »
(aujourd’hui, on emploie le terme de « cellules non
différenciées ») capables de se diviser et de se
différencier en neurones
1912: Allen observe des mitoses dans la zone sousventriculaire de rats adultes
1963:
Joseph
Altman
démontre
l’existence
concomitante d’une prolifération cellulaire, d’une
migration de neuroblastes et d’une néo-neurogenèse
dans le bulbe olfactif et l’hippocampe de rats et de
chats adultes
1977: Michael Kaplan et James Hinds observent en
microscopie électronique des neurones néo-formés
dans le bulbe et le gyrus denté 1984: John Paton et
Fernando Nottebohm mettent en évidence une
neurogenèse permanente dans le centre du chant chez
les canaris
1992: deux laboratoires situés à deux extrémités de la
planète (Australie et Canada) publient indépendamment
un article scientifique décrivant la présence de cellules
souches dans le cerveau
« Dans le maelström d’une révolution, chacun doit choisir son camp et, au cours des années 1960 et
1970, ceux qui ont soutenu le concept de neurogenèse dans le cerveau adulte ont été ignorés ou réduits
au silence », Michael Kaplan
Un exemple récent venu d’Australie
Barry J. Marshall
J. Robin Warren
Nobel Prize in Medicine 2005 for their
discovery of the bacterium Helicobacter
pylori and its role in gastritis and peptic
ulcer disease
Les neurosciences
Les neurosciences: des sous-disciplines
aux frontières souvent floues
Les neurosciences regroupent toutes les sciences permettant
l’étude de l’anatomie et du fonctionnement du système
nerveux
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•
la neurophysiologie étudie le fonctionnement physiologique
des unités constitutives du système nerveux
la neuroanatomie caractérise la structure anatomique
(morphologie, connectivité...) du système nerveux
la neurologie est la branche de la médecine s'intéressant
aux conséquences cliniques des pathologies du système
nerveux et à leur traitement
la neuropsychologie s'intéresse aux conséquences
cliniques des pathologies du système nerveux sur la
cognition, l'intelligence et les émotions
la neuroendocrinologie étudie les liens entre système
nerveux et système hormonal
les neurosciences cognitives cherchent à établir les liens
entre système nerveux et cognition
les neurosciences computationnelles cherchent à modéliser
le fonctionnement du système nerveux au moyen de
simulations informatiques
Un cerveau, cinq lobes
Le cerveau (100 milliards de cellules nerveuses) ne représente environ que 2 % du poids du
corps humain. Pourtant, il mobilise en permanence environ 20 % du sang, de l'oxygène et du
glucose de notre organisme.
Lobes frontaux sont impliqués
dans le raisonnement et la
planification. Ils modulent nos
émotions et sont impliqués
dans
ce
qui
fait
notre
personnalité. Les mouvements
volontaires du corps sont initiés
dans la partie postérieure.
Lobes temporaux permettent de
distinguer les sons et leur
intensité. Ils sont impliqués
dans
la
formation
et
la
remémoration des souvenirs. Le
lobe
droit
est
davantage
impliqué dans la mémoire
visuelle et le gauche dans la
mémoire verbale.
Lobes pariétaux sont impliqués
dans
les
perceptions
sensorielles:
goût,
toucher,
température, douleur.
Ils
intégrent les signaux auditifs et
visuels qu’ils mettent en relation
avec nos souvenirs et leur
donnent du sens
Lobes
occipitaux
sont
principalement consacrés au
décodage
de
l’information
visuelle (on parle de cortex
visuel).
En
reliant
les
perceptions
visuelles
aux
images
mémorisées,
ils
permettent de reconnaître et
d’identifier les choses.
Un cerveau, cinq lobes
Le système limbique est un groupe de
structures du cerveau jouant un rôle
très important dans le comportement et
dans
diverses
émotions comme
l'agressivité, la peur, le plaisir ainsi que
la formation de la mémoire. Le système
limbique influe sur le système
endocrinien et le système nerveux
autonome. Il consiste en plusieurs
structures subcorticales situées autour
du thalamus : hippocampe, amygdale,
circonvolution
cingulaire,
fornix,
hypothalamus.
Le système limbique est parmi les plus
anciennes parties du cerveau en terme
d'évolution : il se trouve aussi chez les
poissons, amphibiens, reptiles et
mammifères.
Un organe très protégé
Le cerveau est l'organe le mieux protégé du corps
•
•
•
•
Mécaniquement: le crâne et la colonne vertébrale font
office d'armure contre les coups.
Anatomiquement: les méninges, les trois membranes
qui l'enveloppent, l'empêchent de s'abîmer contre
l'intérieur du crâne.
Physiquement: cerveau et moelle épinière baignent
dans le liquide céphalo-rachidien. Ce fluide circule à
travers une série de cavités communicantes appelées
ventricules et entre la pie-mère et l'arachnoïde des
méninges. Ce liquide diminue la pression à la base du
cerveau en faisant ''flotter'' le tissu nerveux. Produit
par les plexus choroïdes dans les ventricules les plus
hauts et absorbé dans le système veineux à la base du
cerveau, le liquide céphalo-rachidien circule vers le
bas en évacuant les déchets toxiques et en
transportant des hormones entre des régions
éloignées du cerveau.
Physiologiquement: la barrière hémato-encéphalique
filtre et contrôle le passage des substances sanguines
et les empêche de passer librement du sang au liquide
céphalo-rachidien. Elle isole ainsi le système nerveux
central du reste de l'organisme et lui permet d'avoir un
milieu spécifique, différent du reste de l'organisme.
Le système nerveux
Le cerveau est un peu comme la tour de contrôle de notre corps.
Il doit être tenu au courant rapidement des besoins de
l'organisme et des ressources disponibles dans l'environnement
pour les satisfaire. Il y parvient grâce à un vaste réseau de
câbles disséminés partout dans l'organisme : les nerfs. Avec le
cerveau et la moelle épinière, ils forment le système nerveux.
Pour distinguer les centres de commande des voies
d'information, on subdivise le système nerveux en deux entités:
le système nerveux central et le système nerveux périphérique
LE SYSTÈME NERVEUX
SOMATIQUE
Ces nerfs participent à mise en
relation de l'organisme avec son
milieu extérieur. Ils transmettent au
cerveau
de
l'information
en
provenance
des
différents
détecteurs
sensoriels
et
ils
permettent de répondre à ces
stimulations en bougeant dans cet
environnement
LE SYSTÈME NERVEUX
VÉGÉTATIF
Ces nerfs interviennent plutôt dans
la régulation des fonctions vitales
internes. Ils contribuent donc à
l'équilibre de notre milieu intérieur
en coordonnant des activités comme
la digestion, la respiration, la
circulation sanguine, l'excrétion ou
la sécrétion d'hormones. On le
subdivise en deux catégories
Le système nerveux sympathique prépare l'organisme à l'activité physique ou intellectuelle. Devant un stress
important, c'est lui qui orchestre la réponse de fuite ou de lutte. Il dilate les bronches, accélère l'activité cardiaque et
respiratoire, dilate les pupilles, augmente la sécrétion de la sueur et de la tension artérielle, mais diminue l'activité
digestive. Il est associé à l'activité de deux neurotransmetteurs : la noradrénaline et l'adrénaline.
Le système nerveux parasympathique amène un ralentissement général des fonctions de l'organisme afin de conserver
l'énergie. Ce qui était augmenté, dilaté ou accéléré par le système sympathique est ici diminué, contracté et ralenti. Il
n'y a que la fonction digestive et l'appétit sexuel qui sont favorisés par le système parasympathique. Ce dernier est
associé à un neurotransmetteur : l'acétylcholine.
Matière grise, matière blanche
Dans le système nerveux central, ce qu'on appelle la matière
grise correspond aux corps cellulaires des neurones avec leur
dense réseau de dendrites. C'est le centre de la moelle épinière
ou encore la mince écorce de nos hémisphères cérébraux,
communément appelée cortex.
La matière blanche correspond quant à elle à la gaine de
myéline qui recouvre les axones de ces mêmes neurones pour
en accélérer la conduction. Ces axones myélinisés
s'assemblent en faisceaux (l'équivalent des nerfs) pour aller
établir des connexions avec d'autres groupes de neurones.
Les régions où l'on retrouve de la matière grise dans le
système nerveux central (donc des corps cellulaires de
neurones) sont souvent appelées "noyau" ou "ganglion".
Certains groupes d'axones que l'on retrouve dans la
matière blanche reçoivent pour leur part le nom de "voie"
ou de "faisceau".
Les neurones
Le neurone est une cellule hautement spécialisée qui a accentué des
caractéristiques de base des cellules, comme le fait d'avoir un
potentiel trans-membranaire, de pouvoir prolonger son cytoplasme,
etc. Ses prolongements se sont à leur tour spécialisés, de sorte que
les canaux ioniques et les récepteurs de la membrane des dendrites
sont différents de celle de l'axone. De plus, chaque neurone est
unique de par sa forme particulière, la position qu'il occupe dans le
système nerveux et les connexions qu'il entretient avec d'autres
neurones ou avec des cellules réceptrices (sensorielles) ou
effectrices (musculaires ou glandulaires). On compte plus de 200
types différents de neurones. Certains axones peuvent par exemple
faire leurs synapses directement sur le corps cellulaire ou même sur
l'axone d'un autre neurone. Les corps cellulaires montrent également
une grande variabilité de forme (étoilés, fusiforme, conique,
polyédrique, sphérique, pyramidale) et de taille (petits, moyens,
grands ou géants. La géométrie des dendrites et de l'axone varie
aussi énormément selon le rôle du neurone dans le circuit nerveux.
Certains neurones forment jusqu’à 10 000 synapses.
Les cellules gliales
Différents types de cellules gliales assurent, chacune à leur façon, le
bon fonctionnement des neurones du système nerveux central:
•
Les astrocytes, de forme étoilée, assurent un support mécanique
aux neurones. Ils les approvisionnent en nutriments et assurent
l'équilibre du milieu extracellulaire. Les astrocytes sont couplés
les uns aux autres par des " gap-jonctions " à travers lesquels
peuvent circuler divers métabolites. Ils digèrent et éliminent aussi
les débris de toutes sortes. Ce réseau d'astrocytes forme un
véritable syncytium au travers duquel se propagent des vagues
d'ions calcium dont l'effet régulateur pourrait se faire sentir dans
un grand nombre de synapses en même temps. Le réseau
astrocytaire constituerait donc un système de transmission nonsynaptique qui se superposerait au système neuronal pour jouer
un rôle majeur de modulation des activités neuronales.
•
La microglie constitue la première ligne de défense contre les
envahisseurs étrangers. Ce sont les macrophages du cerveau.
•
Les oligodendrocytes constituent la gaine de myéline qui entoure
les axones de nombreux neurones. La myéline permet d’accélèrer
la conduction nerveuse. La vitesse de propagation du potentiel
d'action dans un axone non myélinisé peut être aussi lente que
0,5 mètres par seconde. La conduction saltatoire des axones
myélinisés permet au potentiel d'action d'atteindre les 120 m/s,
soit plus de 400 km/h. Le cerveau peut communiquer avec le gros
orteil en quelques centièmes de seconde.
Cerveau câblé et cerveau hormonal
Notre cerveau possède deux visages: un premier fait de circuits nerveux au câblage précis, et un
second plus proche d'une soupe de molécules aux effets diffus. Cerveau câblé et cerveau
hormonal se complètent mutuellement.
Le câblage de notre cerveau est dû aux
prolongements des neurones qui font des
connexions avec d'autres neurones. Différentes
régions de notre cerveau peuvent ainsi, grâce aux
axones de leurs neurones, se tenir au courant de ce
qu'ils font. Le cortex "rationnel" dialogue ainsi
constamment avec le système limbique "émotif" et
les structures hypothalamiques " pulsionnelles ".
C'est de cette façon que l'intégration entre les
besoins du corps et les désirs de la pensée se
réalise.
L'influx
nerveux
ne
rencontre jamais de "culde-sac" dans le cerveau.
Son point d'arrivée dans
une région est toujours
un
point
de
départ
potentiel vers d'autres
neurones.
Cet
assemblage de milliards
de
circuits
qui
se
bouclent sur eux-mêmes
fait qu'il est très difficile
d'avoir
des
pensées
entièrement rationnelles
ou des émotions pures.
Les neurones du cerveau hormonal sont regroupés dans le tronc
cérébral et la région centrale du cerveau. Ils forment de petits amas de
milliers de cellules qui projettent leurs axones dans de vastes régions
de l'encéphale. Un seul de ces neurones peut en influencer plus de 100
000 autres grâce aux neuromodulateurs qu'ils déversent dans l'espace
extracellulaire plutôt que dans la fente synaptique. Il en résulte des
effets plus longs à s'établir et qui durent plus longtemps que ceux des
neurotransmetteurs des circuits du cerveau câblé.
La communication neuronale
La puissance du cerveau vient de la capacité
d'intégration de son unité de base, le neurone.
Chaque neurone reçoit des influx nerveux de
plusieurs milliers d'autres neurones.
Certains de ces influx sont excitateurs et favorisent
le déclenchement d'un autre influx dans le neurone.
Mais d'autres sont inhibiteurs et diminuent au
contraire les probabilités de déclenchement d'un
nouveau potentiel d'action.
De petits potentiels sont donc générés sur les
dendrites et le corps cellulaire du neurone suite à la
fixation du neurotransmetteur sur son récepteur
synaptique. La diffusion passive de ces potentiels
récepteurs (leur intensité diminue avec le trajet)
amène une sommation de leurs effets excitateurs
ou inhibiteurs.
C'est au niveau du cône d'implantation du neurone
(l'endroit où l'axone sort du corps cellulaire) que le
résultat de cette sommation va être déterminant.
S'il atteint le seuil d'excitation du neurone, un
nouvel influx nerveux sera généré et s'élancera le
long de l'axone. S'il reste en dessous, aucun influx
nerveux ne sera transmis au neurone suivant.
Un potentiel excitateur amène l'entrée de charges positives à
l'intérieur du neurone. On dit alors que le neurone est dépolarisé
parce que son potentiel membranaire est moins négatif que son
potentiel de repos (situé aux alentours de - 70 mV).
Un potentiel inhibiteur produit quant à lui un potentiel membranaire
plus négatif que le potentiel de repos, l'éloignant d'autant plus du
seuil de déclenchement du potentiel d'action. On dit alors que le
neurone est hyperpolarisé.
La conduction nerveuse
Toutes nos perceptions, nos pensées et nos
souvenirs seraient impossibles sans la conduction
nerveuse qui permet à l'influx nerveux de se
propager le long de nos neurones.
Cette conduction est de nature particulière : on dit
qu'elle est électrochimique. C'est donc de
l'électricité faite avec des molécules chimiques.
En effet, l'électricité dans notre cerveau n'est pas
produite par des électrons qui circulent comme
dans les fils électriques de nos maisons. C'est
plutôt le mouvement de molécules chargées
électriquement à travers la membrane du neurone
qui en est la cause.
La membrane des neurones, comme celle de toutes
les cellules, possède de petits trous appelés
canaux. C'est par ces canaux que les molécules
chargées traversent la membrane.
Mais contrairement aux autres cellules, les canaux
de la membrane des neurones se sont spécialisés à
un point tel qu'ils arrivent à coordonner le
mouvement de ces charges à travers la membrane
pour produire la conduction nerveuse.
La conduction nerveuse
La propriété fondamentale de la membrane est
d'être semi-perméable: elle laisse passer certaines
molécules chargées, des ions, plus facilement que
d'autres.
Parmi ces ions qui jouent un rôle important dans le
système nerveux, le potassium (K+) qui possède
une charge positive est celui qui traverse le mieux
la membrane au repos. Le sodium (Na+) qui a lui
aussi une charge positive et le chlore (Cl-) qui a une
charge négative, circulent plus difficilement à
travers la membrane. De grosses molécules
chargées négativement à l'intérieur de la cellule ne
peuvent en sortir mais influencent aussi le potentiel
de la membrane. L'ion calcium (Ca++) joue aussi un
rôle important, mais au niveau de la transmission
synaptique.
Le potentiel de repos est l'équilibre qui résulte de la
répartition de ces ions de part et d'autre de la
membrane. Dans cet état de base qui sera modifié
par le passage de l'influx nerveux, l'intérieur du
neurone est chargé négativement par rapport à
l'extérieur. Ce potentiel de repos est d'environ - 70
millivolts.
Plusieurs types de canaux ioniques dépendants du
voltage existent selon leur capacité de sélection ionique.
Le sens du courant qui traverse chaque type de canaux
ioniques dépend du sens du gradient électrochimique
de chaque ion sélectionné. Les principaux types de
canaux ioniques dépendants du voltage sont au sodium
(Na+), au potassium (K+) et au calcium (Ca++).
La transmission synaptique
C'est grâce à la transmission synaptique que l'influx électrique peut passer d'un neurone à l'autre. Ce passage est
assuré par des molécules chimiques, les neurotransmetteurs, qui se fixent sur des récepteurs. En variant la
quantité de neurotransmetteurs émis, de récepteurs disponibles, ou encore de l'affinité entre les deux, nos
synapses se modifient constamment pour nous permettre d'apprendre. On distingue 4 étapes.
1. Synthèse. Les neurotransmetteurs sont
synthétisés localement dans le bouton
terminal de l'axone. Les précurseurs de ces
petites molécules sont transformés en
neurotransmetteurs actifs grâce à un ou
plusieurs enzymes localisés dans l'axone.
C'est le cas de la choline acétyltransférase
qui combine la choline avec l'acétyl
coenzyme A pour produire l'acétylcholine,
La taille beaucoup plus importante des
neuropeptides,
comme
les
opioïdes
endogènes par exemple, les obligent pour
leur part à être synthétisés dans le corps
cellulaire, là où se trouve les organites
cellulaire nécessaires pour assembler les
acides aminés.
3. Fixation. La fixation de l'acétylcholine sur
ses récepteurs canaux provoque l'ouverture
de ceux-ci et permet l'entrée de sodium
dans le neurone post-synaptique. Celle-ci
s'accompagne d'une dépolarisation de la
membrane et donc d'une excitation
neuronale. L'ouverture des canaux chlore,
des récepteurs du GABA ou de la glycine,
entraînent
pour
leur
part
une
hyperpolarisation de la membrane et donc
une inhibition neuronale.
2. Excrétion. Les vésicules contenant les
neurotransmetteurs sont attachées à des
éléments du cytosquelette non loin des
zones actives où elles fusionneront avec
la membrane. L'entrée massive de calcium
qui accompagne l'arrivée du potentiel
d'action dans le bouton terminal va
générer une cascade de réactions qui
aboutira au détachement des vésicules et
à leur migration rapide vers la zone active.
L'exocytose des vésicules les amène à se
fondre avec la membrane du bouton
terminal, puis à se refermer vers
l'intérieur, prêtes à être remplies à
nouveau de neurotransmetteurs.
4. Inactivation. Les neurotransmetteurs
brisent leur lien avec les récepteurs et
retournent dans la fente synaptique où ils
sont inactivés. Les moyens utilisés sont:
la simple diffusion hors de la fente
synaptique ; la dégradation par un enzyme
présent
dans
la
fente
(par
ex,
l'acétylcholinestérase brise l'acétylcholine
en
choline
et
en
acétate);
le
neurotransmetteur est repris par le bouton
terminal (c'est le cas avec la dopamine, la
sérotonine ou la noradrénaline); les
astrocytes interviennent pour éliminer les
neurotransmetteurs
de
la
fente
synaptique.
Une histoire ancienne
Des découvertes récentes
Une chirurgie ancienne
Préhistoire
De nombreux témoignages du passé
(ossements, outils, dessins…) indiquent
que nos ancêtres avaient compris que le
cerveau est un organe vital. On a
retrouvé, au sein de diverses cultures,
les traces d’opérations chirurgicales
telles que la trépanation.
Evidence d’une intervention chirurgicale de l’époque
préhistorique. Ce crâne humain date de plus de 7 000
ans. Il a fait l’objet d’une intervention du vivant du
sujet.
Le précurseur
Alcmeon de Crotone (vers 500 av JC)
Disciple de Pythagore, il serait le premier à avoir
pratiqué la dissection. Il aurait notamment
découvert les nerfs optiques.
Il est le premier à déterminer ce qui différencie les
animaux et les hommes. Selon lui, «l’homme est le
seul à disposer de la conscience, alors que les
autres ont des sensations sans avoir la
conscience». Toutes les sensations sont transmises
au cerveau, transmissions qui peuvent être altérées
par les mouvements du sujet. Il attribue au cerveau
le rôle de sens commun et de siège de la pensée.
Des divergences antiques
Hippocrate (460-379 av JC) pensait que le
cerveau était le centre des sensations et le site
de l’intelligence. Platon (427-357 av JC) sépare
l’âme en trois parties dont l’une, immortelle, se
situe dans la tête. En revanche, Aristote (384-322
av JC) croyait que le centre de l’intellect était
dans le cœur. Selon lui, le cerveau était une
machine thermique servant à refroidir le sang
surchauffé par les émotions ressenties par le
cœur. Cette vision des choses dans des
expressions courantes: « apprendre par cœur »,
« tu me brises le cœur », « avoir un cœur de
pierre »…
Hérophile (331-250 av JC) et Erasistrate de Céos
(310-250 av JC), pères de l’anatomie, remarquent
au cours des dissections que chaque région du
corps est connectée à la moelle épinière par des
nerfs spinaux distincts. Ils distinguent les
principales structures de l’encéphale et font le
lien entre gyrification et intelligence.
Les humeurs de Galien
Monde romain
Galien (130-200 ap JC), gladiateur et médecin,
nota que le cerveau est formé de deux parties
distinctes:
l’encéphale,
responsable
des
sensations, et le cervelet qui semblait
commander les muscles. Galien fut également le
précurseur de la théorie des «humeurs
aqueuses». Selon lui, les nerfs étaient des tubes
creux dans lesquels quatre types de fluides
pouvaient circuler. Les sensations et les
mouvements résultaient d’un judicieux mélange
de ces 4 humeurs qui circulaient notamment au
sein du cerveau dans les cavités appelées
ventricules.
Le glacis moyen-âgeux
Pendant près de mille ans , la progression des idées
sur le cerveau reste figée sur la controverse grecoromaine. Durant cette période il n’est pas de bon ton
de « toucher » au corps humain et il faut attendre la
Renaissance pour que des ‘renégats’ décident de
disséquer à nouveau. Léonard de Vinci et André
Vessale, pionniers de l’anatomie, réalisent de
nombreux croquis et envisagent que les fonctions
cérébrales découlent de la matière grise plutôt que du
liquide dans lequel baigne le cerveau
Représentation des ventricules cérébraux du
cerveau humain, à l’époque de la Renaissance
(Vessale, 1543). Le sujet fut probablement un
condamné à mort décapité
Le dualisme cartésien
Au début du XVIIe siècle, la mécanique des fluides est
en vogue et René Descartes conforte la théorie des
humeurs aqueuses et apporte un nouvel élément de
controverse. Selon lui, il est impossible que l’esprit
humain puisse résulter d’un processus mécanique. Il
élabore la théorie de la dualité corps-esprit, mettant en
jeu une séparation entre fonctions physiques et
mentales. Les unes sont régies par les mouvement des
‘humeurs’, les autres par Dieu, la communication entre
ces deux parties se faisant via la glande pinéale.
Vers la fin du XVII et le début du XVIII siècle, des
chercheurs notent deux types de substance: une
substance blanche assez massive recouverte d’une fine
pellicule de substance grise. Ils remarquent que les
mêmes sillons et circonvolutions se retrouvent sur tous
les cerveaux. Cela ouvre la porte à la localisation
cérébrale.
Les entrées sensorielles sont transmises par
les organes sensoriels à la glande pinéale
dans le cerveau, puis à l’esprit immatériel.
Le créateur de la neurologie
Thomas Willis est l’un des pionniers de la
recherche neuro-anatomique. Il est le créateur
du terme « neurologie ».
Il décrivit les méfaits du paludisme en
Angleterre, la névrite diabétique et la
myasthénie
(«paralysia
spuria
non
habitualis»). On lui attribue également la
première description du syndrome des jambes
sans repos. C’est à lui que l’on doit la
découverte du « polygone de Willis » (circulus
arteriosus).
Thomas Willis a été le premier à numéroter les
nerfs crâniens dans l’ordre dans lequel les
anatomistes les énumèrent habituellement.
Thomas Willis, 1621-1675
La phrénologie
L’homme criminel
Franz J Gall
Suite aux expériences de Galvani, l’idée d’une
transmission nerveuse basée sur la transmission
électrique prend corps. Au début du XIXe siècle,
Charles Bell et François Magendie montrent que les
nerfs se subdivisent en deux faisceaux au niveau de
la colonne vertébrale: l’un responsable de
l’information motrice, l’autre de l’information
sensorielle.
De son côté, Franz Joseph Gall fut le premier à se
demander si les diverses circonvolutions de la
surface du cerveau ne sont pas impliquées dans
diverses fonctions. Il développe une science
nouvelle, baptisée « phrénologie », basée sur l’idée
que l’on peut déchiffrer les traits de caractère d’une
personne en étudiant sa boîte crânienne. Cette
théorie, erronée, fut la première à attribuer une
localisation aux différentes fonctions du cerveau.
Carte phrénologique. En accord avec les travaux et de
ses disciples, les traits du comportement peuvent être
mis en rapport avec la forme des différentes parties du
crâne.
Les aires cérébrales
Finalement, ce sont les expériences du neurologue Paul Broca, au
milieu du XIXe siècle qui convainquent les scientifiques que les
différentes fonctions du cerveau sont localisées anatomiquement.
Broca décrivit le cas d’un de ses patients qui comprenait le langage
mais ne pouvait parler. A la mort du patient, Broca découvrit une petite
lésion dans une région spécifique du cerveau. Plusieurs expériences
effectuées sur des animaux renforcèrent cette nouvelle vision.
La découverte de la
cellule nerveuse
Vers 1840, Theodor Schwann proposa une
théorie selon laquelle les tissus vivants sont
composés d’unités microscopiques qu’il appela
cellules. L’histologie est née de la combinaison
de l’invention du microscope et de l’élaboration
de nouvelles techniques permettant de fixer et
de couper les tissus vivants. Franz Nissl
découvrit une teinture qui permet de colorer les
noyaux des cellules et Camillo Golgi mit au
point la fameuse coloration qui porte son nom
qui permet de mettre en évidence la structure
arborescente des neurones. Santiago Ramon y
Cajal fit du neurone l’unité de base du système
nerveux.
Les Nobels en neurosciences
1906 Camillo Golgi (Italie), Santiago Ramon y Cajal (Espagne)
Structure du système nerveux
1911 Allvar Gullstrand (Suède)
L’optique de l’œil
1914 Robert Barany (Autriche)
Physiologie et pathologie de l’appareil vestibulaire
1927 Julius Wagner Jauregg (Autriche)
Inoculation de la malaria pour traiter la démence paralysante
1932 Edgar Adrian, Charles Sherrington (Grande Bretagne)
Fonctions des neurones
1936 Henry Dale (Grande Bretagne), Otto Loewi (Allemagne)
La transmission chimique des cellules nerveuses
1944 Joseph Erlanger, Herbert Gasser (Etats-Unis)
Les fonctions des fibres nerveuses
1949 Walter Hess (Suisse), Antonio Moniz (Portugal)
L’organisation fonctionnelle de la région interhémisphérique
1961 Georg Von Bekesy (Autriche)
La fonction de la cochlée
1963 John Eccles (Australie), Alan Hodgkin, Andrew Huxley (Grande Bretagne)
Les mécanismes ioniques de la membrane des cellules nerveuses
1967 Ragnar Granit (Finlande), Halden Hartline, George Wald (Etats-Unis)
Les mécanismes de la vision
1970 Bernard Katz (Grande Bretagne), Ulf von Euler (Suède), Julius Axelrod (Etats-Unis)
La transmission synaptique
1973 Konrad Lorenz, Karl von Frisch (Autriche), Nikolaas Tinbergen (Pays Bas)
Ethologie
Les Nobels en neurosciences
1976 Baruch Blumberg, Daniel Gajdusek (Etats-Unis)
Origine et dissémination des maladies infectieuses
1977 Roger Guillemin (Etats-Unis), Andrew Schally (Pologne)
Les hormones peptidiques dans le cerveau
1979 Allan Cormack (Afrique du Sud), Godfrey Hounsfield (Grande Bretagne)
Invention de la tomographie assistée par ordinateur
1981 Roger Sperry, David Hubel (Etats-Unis), Torsten Wiesel (Suède)
La spécialisation fonctionnelle des hémisphères cérébraux, le système visuel
1982 Bengt Samuelsonn, Sune Bergstrom (Suède), John Vane (Grande Bretagne)
Découverte des prostaglandines
1986 Stanley Cohen (Etats-Unis), Rita Levi-Montalcini (Italie)
Les facteurs de croissance
1991 Erwin Neher, Bert Sackmann (Allemagne)
Le fonctionnement unitaire des canaux ioniques des cellules nerveuses
1994 Alfred Gilman, Martin Rodbell (Etats-Unis)
Les récepteurs couplés aux protéines G
1997 Stanley Prusiner (Etats-Unis)
La découverte des prions
2000 Arvid Carlsson (Suède), Paul Greengard, Eric Kandel (Etats-Unis)
La transduction des signaux dans le système nerveux
2003 Paul Lauterbur (Etats Unis), Pater Mansfield (Grande Bretagne)
L’imagerie par résonance magnétique
2004 Richard Axel, Linda Buck (Etats-Unis)
Récepteurs aux odeurs et organisation du système olfactif
2007 Mario Capecchi (Italie), Martin Evans, Oliver Smithies (Grande Bretagne)
Transgenèse et utilisation des cellules souches
Une introduction au travers
de cinq exemples
1. Le langage
2. L’olfaction
3. L’empreinte sensorielle
4. La maladie de Huntington
5. La schizophrénie
Une approche intégrée
1. Social
2. Psychologique
3. Cérébral
4. Cellulaire
5. Moléculaire
Les binômes pour les Nobels
1906
Golgi, Ramon y Cajal
Coline Nicolotto, Gabrielle Stoven
Wagner-Jauregg + Moniz
Guillaume Bron, Khaola Al-Kazaz
1929
Eijkman, Hopkins
Marine Besnard, Céline Damiano
1932
Adrian, Sherrington
Marie Amalbert, Elsa Gremeaux
1936
Dale, Loewi
Charlotte Jaloux, Isabelle Conforto
1944
Erlanger, Gasser
Marie Pey, Audrey Ragot
1949
Hess
Benoit Meunier, Clément Alarcon
1963
Eccles, Hodgkin, Huxley
Aurélia Hili, Pablo Carrasco
1967
Granit, Hartline, Wald
Edouard Dessyn, Henri Caccamo
1970
Katz, Euler, Axelrod
Mathilde Alzai, Lauren Sauvan
1973
Von Frisch
Maelle Raucau
1973
Lorenz
Carole BoulzeJulia Nadolny
1973
Tinbergen
Philippe Lasselin Gilles Martin
1981
Sperry
Maeva Jego, Benoit Requier
1981
Hubel, Wiesel
Caroline Lavie, Charlene Cordray
1986
Levi-Montalcini
Chrystel Cheraud, Amandine Elie
1991
Neher, Sakmann
Sarah Ariey-Bonnet, Astrid Bellissen
1997
Prusiner
Julien Vaccaro, Anais Samonini
2000
Kandel
Jonathan Garnier, Tiffanie Viaud
2000
Greengard
Damien Sarradon, Michèle Jasmin
2000
Carlsson
Laurie Ducros, Marion Bourdeloie
2003
Lauterbur, Mansfield
Kelly Marchi, Céline Gastaldi
2004
Axel, Buck
Pascal Woaye-Hune, David Tonon
1927+1949