Cours 9 : Évolution et le développement du cerveau et de la cognition Flashcards

1
Q

qu’est-ce que la phylogénie ?

A

étude des relations de parenté entre êtres vivants : entre individus (généalogique), pop (intraspécifique) et entre espèces (interspécifique). La phylogénèse permet reconstituer l’évolution du génome des espèces par sélection naturelle.

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2
Q

qu’est-ce que l’ontogénie?

A

étude du développement du phénome d’un organisme depuis sa conception jusqu’à sa mort. Dét en partie par des caract innées (génome) et en partie par des caract acquises (exp).

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3
Q

quelles sont les trois façons d’étudier l’évolution et le développement du cerveau et de la cognition?

A

A) Comparer les facultés cognitives avec celles des ancêtres des humains = archéologie (étude de l’homme depuis la préhistoire jusqu’à l’époque contemporaine grâce à l’Ensemble des vestiges matériels ayant subsistés et qu’il est parfois de mettre à jour). B) comparer les facultés cognitives avec celles des autres animaux= psychologie comparative (Darwin). Aussi, la psycho évolutionniste dont l’objectif est d’expliquer les mécanismes de la pensée humain et de ses comportements à partir de la théorie de l’évolution biologique. Repose sur l’hyp fondamentale que le cerveau, tout comme les autres organes, est le produit de l’évolution et constitue donc une adaptation à des contraintes environnementales précises auxquelles ont dû faire face les ancêtres des homidés (Darwin). C) comparer les facultés cognitives avec celles des enfants humains= psycho développementales (Piaget).

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4
Q

quand est la fermeture du tube neural? qu’est-ce qui émerge de celui-ci ?

A

entre 22 et 23 ième jour de l’embryogénèse. De celui-ci émerge la moelle épinière et le cerveau. Les C souches neurales (C multipotentes, non-différenciées).

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5
Q

comment se développe la partie antérieur du tube? et inférieur?

A

Portion antérieure se développe éventuellement en 3 vésicules : rhombencéphale, mésencéphales et prosencéphale. Les C souches neurales se forment dans la portion inférieure du tube neural (TN), dans la zone ventriculaire, et migrent vers l’ext. C’Est là qu’elles se différencient en N ou en neuroglies

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6
Q

différentiation cellulaire?

A

Des facteurs de transcription activent les gènes et en désactivent d’autres. et des signaux locaux sont responsables de la grande diversité de N que l’on retrouve dans le cerveau.

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7
Q

quels sont les principales caractéristiques qui se distinguent les N?

A

le type de signaux du N (excitateur ou inhibiteur), le neurotransmetteur utilisé (au nveau des boutons terminaux des A), les molécules incorporées au niveau des récepteurs post-synaptiques (ou dendritiques) et la morphologie des neurites.

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8
Q

quelles sont les neurites?

A

1) C pyramidales->  ex : couche VI du néocortex, output vers thalamus
2) N en étoiles->  couche IVC du néocortex, input du thalamus
3) C de Purkinje du cervelet (dendrites extraordinaires).

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9
Q

quels sont les derniers N à se différencier?

A

les derniers N à se différencier sont ceux des couches les plus artificielles et les plus évoluées. Ex : N de la couche I du néocortex se différencient après ceux des couches VI, V, IV, III et II. 20-100 milliard de N dans le cerveau humain. La plupart différencier entre 6 et 7ième semaine de la gestation et presque tous avant la fin du deuxième trimestre. Pourtant le cerveau continue à croître

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10
Q

aucun nouveau N après la naissance ou presque se forment, mais d’autres types de C s’ajoutent aux N, lesquelles?

A

les C gliales (névroglies) sont aussi nombreuses que les N, voir +, les astrocytes, les microgliocytes et les oligodendrocytes (gaine de myéline). Les oligodendrocytes accélèrent la transmission des potentiels d’action (conduction axonal saltatoire entre les nœuds de Ranvier) importants pour le développement de la cognition tant au niveau ontogénétique que phylogénétique. La myélinisation évolue plus ou moins en // avec l’émergence de fcts cognitives complexes, ex= langage. Débute à environ 29 semaines pendant la gestation ce qui est tardif. Plusieurs faisceaux de matière blanche majeurs ne sont complètement myélinisés avant l’adolescence.

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11
Q

qu’est-ce que le faisceau arqué?

A

Fait le lien entre l’Aire de Broca, impliqué dans la production de mots parlés, et l’aire de Wernicke, impliqué dans la compréhension des mots parlés, se myélinise jusqu’à 30 ans. Ce n’est pas tout ce qui explique la croissance du cerveau intra et extra utérin. Une fois que les C souches neurales ont migré et se sont différenciées, elles envoient des A et des dendrites (ensemble = neurites) pour faire synapse avec d’autres N = synaptogénèse.

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12
Q

décrire la synaptogénèse chez la macaque rhésus.

A

Rakic a mesuré avec précision le nb de synapses/unité de volume dans le cerveau du macaque rhésus en développement avec un microscope à électron. Augmente jusqu’à la puberté puis diminue = élagage synaptique. La synaptogénèse est tjr accompagnée d’un élagage synaptique. Les synapses superflues sont élaguées, le traitement est peaufiné, mais se détériore avec l’âge.

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13
Q

la synaptogénèse est fait comment?

A

les autres fcts dépendent en partie de l’exp, maturent plus tard (ex : aires associatives temporales et pariétales ou encore le cortex préfrontal). La synaptogénèse est donc en partie programmée et en partie dépendante de l’exp. Dét des périodes critiques.

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14
Q

comment la matière grise se développe?

A

La matière grise (corps cellulaire et dendrites et certaines neuroglies, indication de la synaptogénèse) suit un développement en U inversé entre 2 et 22 ans. À cause de l’élagage synaptique.

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15
Q

comment la matière blanche se développe?

A

La matière blanche contient les fibres nerveuses (A des C nerveuses) entourées d’une gaine de myéline protectrice. Indication de la myélinisation, mais aussi du nb d’A donc de synaptogénèse. Augmente jusqu’à 22 ans. Mais pas partout pareil.

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16
Q

comment et dans quel ordre grossissent les diff régions?

A

régions associées au traitement visuel précoce comme par ex le lobe occipital mature tôt. Même chose pour les régions somatosensorielle et motrices. Ensuite, les régions temporales et pariétales associées au langage et à l’Attention spatiale. Les dernières régions à maturer sont le cortex préfrontal et le cortex temporal latéral associées à l’intégration sensorimotrice, à la modulation de l’Attention et du langage, aux fcts exécutives et à la prise de décision. Ces changements anatomiques s’accompagnent de changements fonctionnels. Particulièrement évident au niveau des fcts cognitives supérieurs.

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17
Q

quel corrélation il y a entre le QI et l’épaisseur corticale?

A

Ils ont montré que l’épaisseur de la matière grise corrèle positivement, mais modestement avec la QI partout sauf pour la partie antérieure du cortex temporal, mais la dynamique de l’épaississement prédit mieux le QI que l’épaisseur elle-même.

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18
Q

quel corrélation il y a entre le QI et le changement de l’épaisseur corticale en fct de l’âge?

A

On voit une séparation nette entre l’évolution de l’épaisseur de la matière dans le gyrus frontal supérieur et moyen droit chez les enfants avec diff QI. Synaptogénèse plus importante précocement et un élagage synaptique plus important tardivement.

19
Q

la taille du cerveau corrèle-t-elle avec les habiletés cognitives interspécifiquement?

A

La taille du cerveau corrèle peu avec les habiletés cognitives interspécifiquement-> le volume du cerveau n’Est pas un bon indice des habiletés cognitives. Il faut tenir compte de la taille du corps aussi. Ex : + gros + de peau+ de récepteurs somatosensoriels, + de muscles pour bouger le corps + de cerveau nécessaire pour traiter cette info

20
Q

qu’est-ce que l’allométrie?

A

phénomène de croissance différentielle d’organes, de tissus ou d’activités. L’idée derrière les mesures allométriques est que la relation reflète la machinerie neurale nécessaire au maintien d’un corps d’une certaine taille. Toute déviation +, allométrie positive, donne la possibilité à l’animal d’utiliser du tissu nerveux à d’autres fins, ex : de + grandes habiletés cognitives.

21
Q

allométrie + ?

A

croissance relative + rapide d’une partie d’un organisme par rapport à la croissance globale de cet organisme

22
Q

allométrie - ?

A

est une croissance relative moindre d’une partie d’un organisme par rapport à la croissance globale de cet organisme

23
Q

isométrie?

A

une croissance relative d’une partie d’un organisme identique à la croissance globale de cet organisme.

24
Q

est-ce que le poids du cerveau varie en fct de celui du corps?

A

la relation allométrique varie globalement entre les espèces.

25
Q

quelle est l’équation et les paramètres de celle-ci pour le graphique log-log?

A

y=axb (b=exposant) +c, droite log-log avec pente de 1= droite (ex :b=1) et diff ordonnées à l’origine log-log = diff facteurs (ex :a). Droite log-log avec pente supérieure à 1 = non linéaire (ex : exposant ou b>1) et droite log-log avec un coude = ordonnée à l’origine diff de 0 (c).

26
Q

le cerveau et le reste du corps de l’humain est une allométrie +, - ou iso?

A

l’humain ont un cerveau d’une taille supérieur à la relation allométrique des vertébrés supérieurs -> la taille résiduelle du cerveau est un bon indice des habiletés cognitives

27
Q

qu’est-ce que le néocortex?

A

= les 6 couches les plus superficielles du cortex des mammifères, seulement. Le néocortex est une évolution récente du cerveau. Il est impliqué dans les fcts cognitives dites supérieurs comme les perceptions sensorielle, commandes motrices volontaires, raisonnement spatial, conscience ou langage.

28
Q

quelle relation y a-t-il entre le volume du néocortex et le volume du reste du cerveau?

A

Il y a une relation allométrique entre le volume du néocortex et le volume du reste du cerveau entre mammifères. Ici, les tranches coronales de cerveaux de lémur, macaque et chimpanzé ont été ajustées homothétiquement et le néocortex semble d’épaisseur semblable, mais pas l’hippocampe, le thalamus et le bulbe olfactif. Ce qui implique que la taille du néocortex croît disproportionnée par rapport au reste du cerveau. On retrouve l’allométrique positive la plus prononcées pour le néocortex des humains.

29
Q

qu’est-ce que homme de cro-magnon?

A

initialement un ensemble de restes fossiles d’Homo sapiens découverts en 1868 sur le site de l’abri de Cro-Magnon aux Eyzies-de-Tayac. Mort il y a environ 28K.

30
Q

qu’est-ce que la marque dans le front des crânes cro-magnon?

A

le Cro-magnon 1 souffrait de neurofibromatose de type 1. C’est une maladie monogénique neurodéveloppementale, caractérisée par des symptômes multisystémiques incluant une augmentation du risque de déficit cognitif (50-70%) et une prédisposition à la formation de tumeurs. C’est l’une des + fréq maladies génétiques à transmission autosomique dominante. Le gène affecté (NF1) code une protéine, la neurofibromine, qui fait partie de la famille des enzymes hydrolysant la guanosine triphosphate (GTP). Le gène NF1 est localisé sur le chromosome 17.

31
Q

que suggères l’évolution rapide de l’Ascendance des homo sapiens?

A

suggère que quelques gènes sont responsables de la taille du cerveau. La découverte récente de gène comme la microcéphalie (MCPH1) qui joue un rôle important dans la croissance et al différentiation des N appuie cette thèse. Une mutation de ce gène mène à une sévère réduction de la taille du cerveau, résultant en un cerveau de taille comparable à celui du chimpanzé et mène à une défiance mentale

32
Q

que montre le cladogramme sur la mutation de la famille du gène microcéphaline-1 (MCPH1) dans l’Ascendance de l’homme?

A

Plus le nb est élevé, plus la mutation est grande. les hommes ont tjr eu la plus grande mutation sauf pour l’embranchement homme/ chimpanzé.

33
Q

il y a des évidences venant de la diversité histologique du télencéphale dans diff espèces, que montre la cladogramme en lien avec ça?

A

l’augmentation du nb de type de N dans le télencéphale. aussi, On voit que les mammifères possèdent une diversité histologique nettement plus importante que celle des autres branches du cladogramme.

34
Q

qu’est-ce que le module neural fonctionnel?

A

que certaines associations étaient plus faciles à apprendre que d’autres (paradigme béhavioral, pas supposé). Ex : + facile pour des rats d’apprendre à associer le goût du chlorure de lithium avec la nausée que d’apprendre à associer une voyant lumineux avec la nausée et un voyant plus facile à associer avec un choc électrique qu’un goût.

35
Q

il y a une surreprésentation de parties importantes du corps dans quels cortex et pk?

A

somatosensoriel et moteur En raison de besoins particuliers des organismes.

36
Q

qu’est-ce que l’hippocampe fait avec la mémoire spatial?

A

la cassenoix d’Amérique cache sa nourriture donc il a besoin de sa mémoire spatiale, soit l’hippocampe. le geai à gorge blanche ne cache pas sa nourriture donc n’a pas besoin de cacher sa nourriture. il y a une corrélation forte entre la taille de l’hippocampe et le besoin d’une bonne mémoire spatiale. il y a une allométrie + entre hippocampe et télencéphale.

37
Q

qu’est-ce que l’hyp du ravitaillement?

A

L’hypothèse de ravitaillement veut que ce soit le besoin de trouver de la nourriture dispersée et périssable qui en soit la cause. Les primates qui mangent des fruits.

38
Q

que dit le diagramme de dispersion allométrique du poids du cerveau en fct du poids du corps chez la chauve-souris?

A

Elles qui mangent des fruits, des fleurs, du sang ou des poissons (pts rouge) ont une allométrie positive car leur nourriture est moins dispo et donc demandent plus de ressources cognitives. Les généralistes qui mangent des insectes (pts noirs) ont allométrie -, car plus dispo donc demandent moins de ressources cognitives.

39
Q

qu’est-ce que la loi de Weber-Fechner?

A

discriminer 2 quantités à partir de leur rapport

40
Q

quel exp a été réalisé par Cantlon et Bannon avec les singes et les humains? et quels sont les résultats?

A

Plutôt que des nb représentés symboliquement, des nb représentés par de disques. De tailles variables pour égaliser la surface par les disques.
Les singes sont un peu plus lents que les humains, mais les relations entre temps de rép et fractions de Weber sont remarquablement semblables.

41
Q

quel exp a été fait chez les bébés pour voir le sys numérique approximatif?

A

Libertus et Bannon ont montré que les bébés préfèrent regarder une séquence qui varie (8-16-8-16…) qu’une séquence invariante (8-8-8-8…). Ils ont mesuré le temps de visionnement. Et manipule le rapport entre le nb d’élément dans la séquence variante.
Plus le rapport diffère de 1, plus le temps de visionnement de la séquence variante est élevé dès 6 mois.

42
Q

quel est la région commune aux enfants et aux adultes qui sous-entendent le sys numérique approximatif?

A

sillon intrapariétal

43
Q

quelle est l’exp fait en lien avec les régions qui sous-entendent le sys numérique approximatif chez le singe?

A

Devaient lâcher un levier quand échantillon et le test étaient identiques. L’activité de N dans diverses régions du cerveau était enregistrée en électrophysiologie unitaire.

Un N qui répond à 1 pendant la présentation de l’échantillon.
Un N qui répond à 4 pendant la période du délai.

Vue latérale (sagittale). Pourcentage de N répondant à des nb des diff régions du cerveau du macaque rhésus. Dans le sillon intrapariétal et dans le cortex préfrontal.