Cours 7

Question 1

Expliquez l’organisation du système nerveux à grande échelle, en détaillant les interactions entre le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Votre réponse devra aborder les différents types de voies neuronales impliquées dans cette organisation, telles que les voies sensorielles, les voies motrices, les arcs réflexes et les connexions autonomes. N’oubliez pas de préciser les rôles respectifs du SNC et du SNP ainsi que la manière dont ces deux systèmes coopèrent pour réguler les fonctions corporelles.

Answer 1

Organisation à grande échelle
L’organisation des neurones en réseaux à grande échelle impliquant le système nerveux central (SNC) et le système
nerveux périphérique (SNP) est complexe et permet des interactions étendues entre le cerveau, la moelle épinière et le
reste du corps. Le SNC comprend le cerveau et la moelle épinière. Il traite les informations reçues du SNP et constitue
le principal centre de contrôle du corps, gérant des fonctions telles que la pensée, l’émotion et la coordination. Le SNP
inclut tous les éléments neuronaux situés hors du SNC, tels que les neurones sensoriels et les neurones moteurs. Il est
divisé en système nerveux somatique, qui contrôle les mouvements volontaires et reçoit des informations sensorielles,
et en système nerveux autonome, qui contrôle les fonctions involontaires telles que la pression sanguine et la
digestion. Voies Sensorielles : Les neurones du SNP collectent des informations sensorielles de l’environnement,
telles que le toucher, la température et la douleur. Ces neurones sensoriels transmettent les informations au SNC via
les nerfs rachidiens ou les nerfs crâniens. Les données sensorielles sont ensuite traitées dans le cerveau ou la moelle
épinière pour générer des réponses appropriées. (2) Voies Motrices : Le SNC envoie des commandes aux muscles
et aux glandes via des voies motrices. Les neurones moteurs du SNC se connectent aux neurones moteurs
périphériques, qui innervent directement les muscles et les glandes. Cette connexion permet les mouvements
volontaires et la régulation des fonctions vitales. (3) Arcs Réflexes : Les réflexes simples, comme le réflexe rotulien,
sont gérés par des arcs réflexes qui impliquent à la fois le SNC et le SNP mais ne nécessitent pas l’intervention directe
du cerveau. Les neurones sensoriels envoient des signaux à la moelle épinière, où des interneurones activent
directement les neurones moteurs pour produire une réponse rapide. (4) Connexions Autonomes : Le système
nerveux autonome possède des réseaux étendus impliquant à la fois le SNC et le SNP. Il régule les fonctions
involontaires à travers les voies sympathiques et parasympathiques, qui se contrebalancent pour maintenir
l’homéostasie. Par exemple, la division sympathique prépare le corps pour les réponses de « combat ou fuite », tandis
que la division parasympathique favorise les activités de « repos et digestion. »

Question 2

En neurosciences, expliquez l’organisation hiérarchique du système nerveux, en détaillant la relation entre les niveaux cellulaires, les réseaux locaux et les réseaux neuronaux étendus. Comment ces différents niveaux d’organisation contribuent-ils aux fonctions cérébrales complexes telles que la perception, la cognition, la mémoire et la prise de décision ?

Answer 2

En neurosciences, l’organisation hiérarchique va des niveaux
cellulaires, comme les neurones, jusqu’aux réseaux neuronaux
étendus. Au niveau de base, les neurones sont les unités
fonctionnelles qui communiquent entre eux via des synapses. Ces
neurones se regroupent en réseaux locaux au sein de circuits
spécifiques, responsables de fonctions comme la perception
sensorielle ou le contrôle moteur. Ce niveau local permet une
réponse rapide et spécifique dans des zones précises du cerveau.
En parallèle, il existe une organisation globale, où ces réseaux
locaux s’intègrent dans des réseaux plus vastes qui traversent
plusieurs régions cérébrales, permettant une coordination et une
communication à plus grande échelle. Cette organisation globale
est essentielle pour des fonctions complexes dans le contexte
comme la perception, la cognition, la mémoire ou la prise de
décision, car elle repose sur l’intégration de différentes
informations traitées par divers réseaux locaux. Les neurosciences
modernes explorent comment ces niveaux d’organisation, local et
global, se connectent et interagissent pour former une architecture
fonctionnelle coordonnée et efficace dans le cerveau

Question 3

Nomme les éléments de l’Hiérarchie dans l’organisation cérébrale

Answer 3

• individus
• grands réseaux
• Réseaux locaux
• Colonnes et couches corticales
• Neurone
• Synapse
• Molécule et membrane cellulaire

Question 4

Expliquez le processus de synchronisation de l’activité neuronale au niveau local dans le cerveau. Comment cette synchronisation se manifeste-t-elle dans les enregistrements électrophysiologiques, et quel rôle jouent les oscillations neuronales dans la coordination des signaux neuronaux ? Décrivez également les différents types d’ondes observées et leur association avec les processus cognitifs.

Answer 4

La synchronisation d’activité neuronale émerge à un niveau local lorsque les neurones individuels dans une région donnée du cerveau sont
activés de manière cohérente. Cela signifie que les neurones déchargent ou transmettent leurs potentiels d’action à des intervalles similaires,
souvent en réponse à un même stimulus ou en raison de connexions réciproques et de mécanismes de rétroaction au sein d’un réseau neuronal
spécifique. Cette synchronisation peut ensuite se manifester de manière oscillatoire en électrophysiologie, où l’activité neuronale montre des
rythmes réguliers, ou oscillations, dans les enregistrements des potentiels de champ locaux (LFP) ou des électroencéphalogrammes (EEG). Ces
oscillations sont le résultat de boucles de rétroaction excitatrices et inhibitrices entre neurones ou groupes de neurones, qui permettent à l’activité
de suivre un cycle répétitif. Par exemple, les interactions entre des neurones excitateurs et inhibiteurs, ainsi que les propriétés intrinsèques des
neurones (comme les courants ioniques qui produisent des décharges rythmiques), contribuent à la génération de ces oscillations. Les
oscillations observées peuvent varier en fréquence et se classer en différents types d’ondes, tels que les ondes alpha, beta, gamma, delta et
theta, chacune correspondant à une gamme de fréquence spécifique. Ces fréquences d’oscillations reflètent souvent des états ou des processus
cognitifs différents, et leur synchronisation est cruciale pour la coordination des signaux neuronaux dans le cerveau, facilitant l’intégration des informations entre différentes aires cérébrales

Question 5

Vrai ou faux, La synchronisation et la désynchronisation de l’activité cérébrale se reflètent dans l’amplitude de l’EEG.

Answer 5

Vrai

Question 6

Vrai ou faux, La synchronisation de l’activité au niveau local produit des oscillations cérébrales.

Answer 6

Vrai

Question 7

En électrophysiologie, que sont les oscillations cérébrales et comment sont-elles mesurées ? Décrivez les différentes bandes de fréquences observées, telles que les ondes delta, thêta, alpha, bêta et gamma, et expliquez leur rôle dans la synchronisation de l’activité neuronale et la coordination des réseaux neuronaux pour le traitement de l’information.

Answer 7

En électrophysiologie, les oscillations désignent les variations rythmiques de l’activité électrique dans le cerveau, souvent
mesurées par des techniques comme l’électroencéphalographie (EEG). Ces oscillations reflètent la synchronisation de
l’activité neuronale à travers différentes régions cérébrales. Elles sont classées en différentes bandes de fréquences, telles
que les ondes delta, thêta, alpha, bêta et gamma, chacune étant associée à différents états cognitifs ou
comportementaux, comme le sommeil, l’attention ou la perception. Les oscillations jouent un rôle crucial dans la
communication entre les neurones et dans la coordination des réseaux neuronaux pour traiter l’information.

Question 8

Signal EEG comme une oscillation
Nomme 4 trucs

Answer 8

Signal EEG comme une oscillation
- Phases
-Fréquences
- Amplitude
- Périodicité

Question 9

Quel graphique est utiliser pour décrire la phase de l’oscillation

Answer 9

Graphique polaire pour décrire la phase de l’oscillation

Question 10

Décrivez le pic alpha observé dans l’électroencéphalographie (EEG) humaine. Où se situe ce pic en termes de fréquence, et dans quelles conditions est-il le plus prononcé ? Expliquez également comment l’amplitude du rythme alpha varie en fonction de l’état de vigilance ou d’activité mentale.

Answer 10

L’EEG humain est caractérisé dans le domaine spectral par un pic alpha,
généralement situé entre 8 et 12 Hz. Ce pic reflète l’activité rythmique
spontanée du cerveau, particulièrement prononcée dans les régions
occipitales, lorsqu’une personne est au repos avec les yeux fermés, mais
non endormie. L’amplitude du rythme alpha diminue généralement avec
l’ouverture des yeux ou lors de tâches mentales actives. Ce pic est souvent
utilisé comme un marqueur d’état de relaxation ou d’inhibition corticale.

Question 11

Vrai ou faux, La phase des rythmes alpha (entre 8 et 12 Hz) joue un rôle clé dans la modulation de la perception.

Answer 11

Vrai

Question 12

Expliquez les découvertes de David Hubel et Torsten Wiesel concernant l’organisation des colonnes corticales dans le cortex visuel primaire (V1). Comment ont-ils montré que les neurones du V1 sont organisés en fonction de la détection de l’orientation, et quel rôle joue cette organisation dans la perception visuelle ? Décrivez également la manière dont leurs travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes de la perception visuelle et des bases neurobiologiques de la vision.

Answer 12

Les travaux de David Hubel et Torsten Wiesel ont révélé que dans le cortex visuel primaire (V1), les neurones sont organisés en colonnes corticales, chacune dédiée à la détection d’une orientation particulière de lignes ou de bords dans le champ visuel. En étudiant les réponses des neurones du cortex visuel de chat et de singe, ils ont découvert que certains neurones réagissent de manière sélective à des orientations spécifiques, ce qui permet de décomposer visuellement les images en éléments fondamentaux, comme l’angle et la direction. Cette organisation des neurones en colonnes sensibles à différentes orientations forme une sorte de “carte” des orientations dans le cortex visuel, facilitant la perception et l’analyse des formes et des objets. Ces découvertes ont été essentielles pour comprendre comment le cerveau traite les informations visuelles et ont contribué à la connaissance des mécanismes de la perception visuelle ainsi qu’aux bases neurobiologiques de la vision.

Question 13

C’est quoi l’Organisation horizontale et verticale du cortex?

Answer 13

L’organisation horizontale et verticale du cortex cérébral fait référence à la manière dont les neurones sont agencés et interconnectés dans différentes dimensions du cerveau, permettant une organisation et un traitement efficaces de l’information.

Organisation verticale : Dans cette organisation, les neurones sont disposés en colonnes qui s’étendent à travers les différentes couches du cortex. Chaque colonne contient des neurones qui sont souvent responsables de la même fonction ou qui réagissent à des stimuli similaires. Par exemple, dans le cortex visuel, des neurones organisés en colonnes peuvent répondre à la même orientation de lignes dans un champ visuel. Cette organisation verticale permet une spécialisation et une coordination locale dans le traitement de l’information.

Organisation horizontale : Cela fait référence à la manière dont les différentes colonnes corticales sont organisées latéralement dans une région donnée du cortex. Les neurones dans les colonnes voisines peuvent être sensibles à des orientations différentes ou à d’autres aspects de l’information sensorielle. L’organisation horizontale permet aux différentes colonnes de travailler ensemble et de partager des informations, créant ainsi des réseaux neuronaux complexes pour traiter des informations plus globales et intégrées.

En résumé, l’organisation verticale se réfère à l’agencement des neurones dans des colonnes traversant les couches du cortex, tandis que l’organisation horizontale concerne la disposition de ces colonnes à travers la surface corticale, facilitant ainsi la coopération entre différentes régions du cortex pour un traitement global de l’information.

Question 14

Qu’est-ce qu’une colonne corticale et quel rôle joue-t-elle dans l’organisation fonctionnelle du cortex cérébral ? Décrivez sa structure et sa fonction dans des domaines sensoriels spécifiques, comme le cortex visuel et auditif.

Answer 14

Colonnes Corticales
La notion de colonne corticale est un concept clé en neuroanatomie et en neurophysiologie pour comprendre l’organisation
fonctionnelle du cortex cérébral. Une colonne corticale est une unité verticale de neurones dans le cortex cérébral qui
traverse plusieurs, voire toutes, les couches du cortex depuis la surface jusqu’à la substance blanche. Ces colonnes sont
souvent considérées comme les unités fonctionnelles de base du cortex cérébral. Chaque colonne corticale est composée
de neurones qui partagent des caractéristiques fonctionnelles similaires et qui sont souvent connectés les uns aux autres.
Les neurones dans une colonne corticale répondent généralement à des types de stimuli sensoriels similaires ou participent
à des fonctions motrices spécifiques.
Fonction des Colonnes Corticales
Les colonnes corticales sont des centres de traitement de l’information. Dans le cortex visuel, par exemple, chaque colonne
peut être spécialisée pour détecter des orientations spécifiques de lignes dans le champ visuel. De même, dans le cortex
auditif, des colonnes peuvent être spécialisées pour répondre à des fréquences sonores particulières. Les colonnes sont
répétitives et modulaires, ce qui signifie que des groupes de colonnes peuvent travailler ensemble pour traiter des
informations complexes.

Question 15

Qui était Paul Broca et quelle découverte a-t-il faite concernant la localisation des fonctions cérébrales ? Expliquez comment son étude du cerveau de M. Leborgne a conduit à la découverte de l’aire de Broca et son rôle dans la production du langage.

Answer 15

La Découverte de Paul Broca Basée à partir
de l’étude du cerveau de M. Leborgne.
Paul Broca (médecin et anthropologue français)
célèbre pour la découverte que des lésions
spécifiques au niveau cérébral peuvent affecter
certaines fonctions cognitives précises.
Notamment, son étude du cerveau de son patient
aphasique M. Leborgne suggère que la production
du langage est associée à une région spécifique du
lobe frontal gauche, souvent appelée “aire de
Broca”. M.Leborgne a été admis à l’hôpital Bicêtre
à Paris et présentait une aphasie sévère, c’est-àdire une perte de la capacité à parler. Après la
mort de M. Leborgne en 1861, Paul Broca a
effectué une autopsie de son cerveau et il a
découvert une lésion importante dans la région
postérieure du lobe frontal gauche. La découverte
de Broca valide l’idée que certaines fonctions
cognitives, comme la production du langage, sont
localisées dans des régions spécifiques du cerveau.
Cela a marqué une avancée majeure dans la
compréhension de la neuroanatomie fonctionnelle

Question 16

Expliquez l’organisation locale du traitement de l’information visuelle dans le cerveau, en détaillant les rôles des voies dorsale et ventrale. Quelle est la fonction de chaque voie, et comment ces deux voies collaborent-elles pour permettre la perception visuelle et l’interaction avec l’environnement ?

Answer 16

Organisation locale dans le traitement de l’information: L’exemple de la vision et le partage des tâches
La voie dorsale, souvent appelée la “voie du où”, part de la région
occipitale du cerveau (où se situe le cortex visuel primaire) et
s’étend vers les régions pariétales. Cette voie est principalement
impliquée dans le traitement de l’information spatiale et du
mouvement, aidant à déterminer l’emplacement et la trajectoire
des objets dans l’espace. Elle joue un rôle crucial dans la
navigation, la coordination des mouvements, et la manipulation
des objets.
La voie ventrale, connue sous le nom de “voie du quoi”, s’étend
de la région occipitale à la région temporale. Cette voie est
spécialisée dans la reconnaissance des objets, la perception des
détails, et la formation de la mémoire visuelle. Elle permet
d’identifier les objets, les visages, les couleurs et les formes,
contribuant à la perception et à la reconnaissance visuelles.

Question 17

En 1992, Mel Goodale et David Milner ont décrit un cas fascinant chez une patiente nommée D.F., souffrant d’une agnosie visuelle sévère suite à une intoxication au monoxyde de carbone. Expliquez les symptômes observés chez D.F. et discutez des résultats de ses tests, notamment la dissociation entre sa capacité à percevoir l’orientation des objets et à les identifier. Comment les travaux de Goodale et Milner ont-ils permis de distinguer les fonctions des voies visuelles dorsale et ventrale ? Quel rôle ces voies jouent-elles dans la reconnaissance des objets et dans l’exécution des actions motrices liées à ces objets ?

Answer 17

La patiente D.F., souffrant d’agnoisie visuelle sévère après une intoxication au monoxyde de carbone, présentait plusieurs symptômes, notamment des erreurs dans la dénomination des objets, comme confondre une tasse avec un « cendrier » ou une fourchette avec un « couteau ». Elle avait des difficultés majeures à reconnaître des objets, même lorsqu’on lui montrait des dessins. Cependant, elle n’avait pas de problèmes de perception sensorielle, car elle était capable de détecter des objets et des couleurs, mais elle avait des difficultés de reconnaissance. Ses problèmes ne pouvaient pas être expliqués par une anomie, car elle pouvait identifier des objets lorsqu’ils étaient placés dans sa main.

Les travaux de Goodale et Milner ont permis de mettre en évidence une dissociation entre la reconnaissance des objets et l’exécution d’actions motrices en fonction des informations visuelles. Ils ont suggéré que cette dissociation reflétait une distinction entre les systèmes visuels « quoi » (ventral) et « comment » (dorsal). La voie ventrale est impliquée dans la reconnaissance des objets, tandis que la voie dorsale est essentielle pour le traitement de l’information spatiale et le guidage des actions motrices. Dans le cas de D.F., bien qu’elle ait été incapable de reconnaître les objets, elle pouvait néanmoins les saisir correctement, ce qui suggère que le système dorsal, impliqué dans la localisation des objets et l’exécution des mouvements, fonctionnait normalement. L’imagerie par IRM a montré que l’intoxication au monoxyde de carbone avait causé une atrophie dans la voie ventrale, particulièrement dans le cortex occipital latéral (LOC), crucial pour la reconnaissance des objets. En revanche, pour l’action, l’activation se déplaçait vers des régions antérieures du lobe pariétal inférieur, ce qui montre une activation de la voie dorsale pour la manipulation des objets.

Question 18

Expliquez la dissociation observée chez la patiente D.F. entre la perception consciente et la perception liée à l’action, en décrivant les résultats contrastés qu’elle a obtenus dans deux types de tâches (tâche de correspondance explicite et tâche d’action). Comment cette dissociation met-elle en évidence la séparation entre la vision pour la reconnaissance et la vision pour l’action ? Enfin, discutez de l’importance de la voie ventrale dans la reconnaissance des objets, en lien avec les lésions cérébrales observées chez D.F. et leur impact sur ses performances.

Answer 18

La dissociation entre la perception liée à la conscience et la perception liée à l’action est illustrée par les performances contrastées de la patiente D.F. dans deux types de tâches. Lors de la tâche de correspondance explicite, où D.F. devait faire correspondre l’orientation d’une carte avec celle d’une fente, ses résultats étaient médiocres, ce qui indique un déficit dans la perception consciente de l’orientation. En revanche, dans la tâche d’action, où il lui était demandé d’insérer la carte dans la fente, elle a réussi sans hésitation, en produisant le mouvement correct. Cela montre que, bien que la perception consciente de l’orientation soit altérée, les informations visuelles nécessaires pour guider l’action étaient intactes.

Ces résultats mettent en évidence une dissociation entre la vision pour la reconnaissance (liée à la conscience) et la vision pour l’action (automatique et inconsciente), soulignant que les systèmes visuels du cerveau peuvent fonctionner indépendamment en fonction du type de tâche.

La reconstruction de la lésion cérébrale de D.F. révèle que les dommages dans la voie ventrale, qui est cruciale pour la reconnaissance des objets, sont associés à son agnosie visuelle. Cela a affecté sa capacité à identifier visuellement les objets, tout en préservant ses capacités motrices et d’action, car la voie dorsale, impliquée dans la guidance des actions, restait intacte.

Question 19

Expliquez la différence entre le connectome structurel et le connectome fonctionnel. Comment le connectome structurel est-il étudié, et en quoi les réseaux de communication formés par les axones sont-ils organisés ? De plus, discutez de la manière dont le connectome fonctionnel est basé sur des patterns d’activité neuronale et comment il peut se réorganiser en réponse aux besoins du cerveau.

Answer 19

Le connectome structurel fait référence à la carte physique des connexions entre les différentes régions du cerveau. Il est
généralement étudié à l’aide d’outils d’imagerie avancés comme l’imagerie par résonance magnétique de diffusion (IRM de
diffusion), qui peut visualiser les faisceaux d’axones traversant le cerveau. Les axones qui relient les neurones entre différents
lobes et régions cérébrales forment de vastes réseaux de communication. Les neurones sont organisés en colonnes et en
couches qui interagissent verticalement et horizontalement pour former des réseaux fonctionnels. Le connectome structurel
n’est pas statique ; il peut se modifier en réponse à l’apprentissage, à l’expérience et aux dommages cérébraux. Le
connectome fonctionnel, quant à lui, représente les connexions basées sur des patterns d’activité neuronale qui se
manifestent lorsque différentes régions du cerveau communiquent entre elles. Des régions spécifiques du cerveau s’activent
en même temps lors de la réalisation de tâches ou au repos, formant des réseaux d’activité cohérents. Les régions
cérébrales qui montrent des motifs temporels d’activité similaires sont considérées comme fonctionnellement connectées.
Le connectome fonctionnel peut rapidement se réorganiser pour optimiser la réponse du cerveau à diverses exigences et
situations.

Question 20

Dans l’étude “Age-Related Decline in the Topological Efficiency of the Brain Structural Connectome and Cognitive Aging”, quel lien est établi entre le déclin de l’efficacité topologique du connectome structurel et la diminution des capacités cognitives chez les personnes âgées ? Expliquez ce qu’est le connectome structurel et l’efficacité topologique, ainsi que l’impact du vieillissement sur ces réseaux de connexions. En quoi cette dégradation influence-t-elle des fonctions cognitives spécifiques telles que l’attention et les fonctions exécutives ?

Answer 20

Dans l’étude “Age-Related Decline in the Topological Efficiency of the Brain Structural Connectome and Cognitive Aging”, les chercheurs établissent un lien direct entre le déclin de l’efficacité topologique du connectome structurel du cerveau et la diminution des capacités cognitives chez les personnes âgées. Le connectome structurel représente les connexions anatomiques entre les différentes régions cérébrales, formant un réseau de communication à travers le cerveau. L’efficacité topologique se réfère à la capacité de ces réseaux de connexions à permettre la transmission rapide et efficace de l’information.

Avec l’âge, des changements se produisent dans la structure des connexions cérébrales. Certaines deviennent moins robustes, tandis que d’autres se détériorent, ce qui entraîne une baisse de l’efficacité globale du réseau. Cette dégradation du connectome structurel est directement liée à un déclin des capacités cognitives, en particulier l’attention et les fonctions exécutives, qui dépendent de la coordination rapide et flexible entre différentes régions cérébrales, comme les régions frontales et pariétales. Lorsque les réseaux de connexions deviennent moins efficaces, le cerveau doit fournir davantage d’efforts pour accomplir des tâches liées à l’attention, à la prise de décision ou à la résolution de problèmes, ce qui entraîne une baisse de la performance cognitive. En conséquence, le vieillissement du connectome structurel contribue à expliquer le déclin cognitif observé, particulièrement dans les domaines qui nécessitent une organisation et une interconnexion optimales des réseaux cérébraux, tels que l’attention et les fonctions exécutives.

Question 21

Dans l’étude menée par Yeo et al. en 2011, quelles méthodes ont été utilisées pour étudier les réseaux fonctionnels du cerveau et quels résultats ont été obtenus ?

Answer 21

Dans une étude à grande échelle, les chercheurs ont recueilli des données d’IRMf au repos (rs-fMRI) auprès de 1 000
individus (Yeo et al., 2011). En fonction des critères utilisés pour définir un réseau unique, ils ont constaté qu’ils pouvaient
capturer les schémas d’activité à travers 1 175 voxels avec 7 à 17 réseaux. Ces réseaux se manifestent également dans des
études utilisant des tâches expérimentales (scans en état actif), bien que la force d’un réseau dépende de la tâche effectuée

Question 22

Expliquez les dynamiques des grands réseaux cérébraux, en mettant l’accent sur le Mode par Défaut (DMN) et le Réseau Attentionnel Dorsal (DAN), ainsi que la relation entre ces deux réseaux.

Answer 22

Le réseau du Mode par Défaut (DMN) est actif principalement lorsque l’individu est au repos, engagé dans des pensées introspectives ou des ruminations sans but spécifique, telles que la réflexion sur soi, le rappel de souvenirs ou l’imaginer des scénarios futurs. Ce réseau inclut des régions comme le cortex cingulaire postérieur, le précunéus et le cortex préfrontal médian. En revanche, le réseau Attentionnel Dorsal (DAN) est activé lorsqu’une personne doit se concentrer sur des tâches qui nécessitent une attention dirigée vers l’extérieur. Il aide à orienter et à maintenir l’attention sur des stimuli ou des objectifs environnementaux, impliquant des régions telles que le sulcus intrapariétal et le cortex frontal oculaire.

Les études d’imagerie cérébrale ont montré que lorsque le DMN est actif, le DAN tend à être moins actif, et vice versa. Ce modèle d’anti-corrélation suggère que ces deux réseaux fonctionnent de manière dynamiquement opposée.

Question 23

Expliquez comment l’étude intitulée “A neuromarker of sustained attention from whole-brain functional connectivity” utilise la connectivité fonctionnelle pour mesurer et comprendre les différences individuelles dans l’attention soutenue, et discutez de son application dans le contexte du trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH).

Answer 23

Dans l’étude intitulée “A neuromarker of sustained attention from whole-brain functional connectivity”, les chercheurs ont examiné comment la connectivité fonctionnelle à l’échelle du cerveau peut être utilisée pour mesurer et comprendre les différences individuelles dans l’attention soutenue. Cette connectivité cérébrale globale sert d’indicateur de l’efficacité avec laquelle les régions du cerveau communiquent entre elles pour maintenir l’attention sur une période prolongée.

En ce qui concerne les scores de TDAH (trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité), cette connectivité permet de quantifier la capacité d’attention soutenue en détectant des schémas spécifiques de connectivité altérés qui sont associés aux symptômes de l’inattention, de l’impulsivité, et de l’hyperactivité. Les chercheurs ont identifié des “neuromarqueurs” spécifiques, ou des signatures de connectivité fonctionnelle, qui diffèrent systématiquement chez les individus présentant des scores élevés de TDAH. Par exemple, des connexions affaiblies entre certaines régions frontales et pariétales, impliquées dans le contrôle de l’attention, sont souvent observées chez les individus avec des symptômes plus marqués de TDAH.

Question 24

Décrivez les rôles et l’interdépendance du connectome structurel et du connectome fonctionnel dans la cognition humaine.

Answer 24

Le connectome structurel et le connectome fonctionnel sont deux composantes essentielles qui expliquent la cognition humaine. Le connectome structurel représente les connexions physiques, ou anatomiques, entre les différentes régions du cerveau, fournissant les voies de communication nécessaires à la transmission de l’information. En parallèle, le connectome fonctionnel reflète les schémas d’activité coordonnée entre ces régions, montrant comment elles collaborent de manière dynamique pour réaliser des tâches cognitives.

Ces deux types de connectivité sont complémentaires : le connectome structurel forme la base stable de l’architecture cérébrale, tandis que le connectome fonctionnel révèle les connexions actives et modulables selon les besoins cognitifs. Ensemble, ils permettent une intégration efficace de l’information, essentielle pour des fonctions complexes telles que l’attention, la mémoire, et le raisonnement, soutenant ainsi l’ensemble des processus de la cognition humaine.