Termes techniques liés à l'organisation et le fonctionnement du cerveau (hiérarchies, réseaux, propriétés dynamiques)

Question 1

La structure hiérarchique du cortex

• Les scientifiques de l’anatomie du cerveau ont découvert quoi à partir de quoi ?
• Ces deux aspects ont permis quoi ?
• Qu’est-ce que la cartographie du cerveau permet de visualiser ?

Answer 1

• Les scientifiques de l’anatomie du cerveau (par ex, Brodman) ont découvert l’organisation du cerveau à partir de la cytoarchitecture (analyse de la structure des cellules) et la période de myélinisation des axones.
• Ces deux aspects ont permis de déterminer une organisation hiérarchique des aires du cortex pour chaque lobe du cerveau. Cela signifie que chaque lobe comporte des aires primaires, des aires secondaires et des aires tertiaires qui sont des aires de complexité croissante.
• La cartographie du cerveau permet de visualiser la structure hiérarchique du cortex pour chaque lobe du cerveau. Par exemple, les aires primaires du cortex frontal sont en bleu foncé. Les aires secondaires sont colorées en bleu moyen. Les aires tertiaires sont en bleu pâle.

Question 2

La hiérarchie au niveau des processus cognitifs

• On a vu que x est x.
• Cette x implique quoi ?

Answer 2

• On a vu que la structure (anatomique) du cortex est hiérarchique. Cette structure implique des processus mentaux qui sont eux-mêmes hiérarchiques, c’est-à-dire des fonctions de complexité croissante.
  
  • Par exemple, selon certaines études, les aires tertiaires du cortex frontal (cortex préfrontal) représentent les plans les plus abstraits. Les aires secondaires (cortex prémoteur) représentent les plans au niveau concret. Les aires primaires (cortex moteur) permettent l’exécution concrète et détaillée des mouvements impliqués par un plan abstrait (exemple donné le 12 octobre au tableau). Cet exemple montre que la structure hiérarchique du cortex a donc son parallèle au niveau des processus cognitifs.

Question 3

L’organisation fonctionnelle :

• À quoi réfère-t’elle ?
• Comme x, il s’en suit les trois principes suivants qui sont soulignés ?

Answer 3

• L’organisation fonctionnelle se réfère à la manière dont le cortex est organisé pour traiter l’information. Comme le cerveau a une anatomie hiérarchique, il s’en suit les trois principes suivants qui sont soulignés.
  
  1. Il y a une hiérarchie au niveau du traitement de l’information : les structures des niveaux plus complexes permettent l’intégration de l’information des structures des niveaux moins complexes (par ex : traitement au niveau de la rétine)
  2. Le traitement de l’information est distribué à différents niveaux de la hiérarchie puisque l’information passe des niveaux moins complexes aux niveaux plus complexes. À l’intérieur d’un niveau, les neurones traitent l’information en parallèle. Le traitement est aussi séquentiel puisqu’il passe d’un niveau à un autre de la hiérarchie.
  3. Il y a des boucles de rétroaction à l’intérieur d’un niveau et entre les différents niveaux de la hiérarchie puisque les différentes parties du cerveau sont interconnectés (par des faisceaux d’axone, des synapses, des épines dentritiques)

Question 4

L’organisation fonctionnelle :

La diapositive 25 présente les trois principes soulignés. Les exemples du système visuel et du raisonnement illustrent les principes et des explications sont données près de chaque exemple. Regarder et analyser les figures attentivement

• Par exemple, il existe une structure hiérarchique au niveau de la rétine de l’œil qui permet une intégration de l’information toujours plus complexe (voir la diapositive 28 ou la figure ci-dessous).

Answer 4

1. L’organisation cellulaire des cônes et des bâtonnets représente le premier niveau de l’organisation : ces cellules traitent les ondes de la lumière
2. L’organisation des cellules bipolaires représentent un deuxième niveau : chaque cellule bipolaire intègre l’information visuelle de plusieurs cônes et bâtonnets
3. L’organisation des cellules ganglionnaires représentent un troisième niveau : chaque cellule ganglionnaire intègre l’information de plusieurs cellules bipolaires
4. Les cellules ganglionnaires convergent ensuite pour former le nerf optique qui à son tour intègre toutes les informations des cellules ganglionnaires. Il y a un nerf optique pour chaque oeil.

Chaque niveau comprend une distribution de cellules qui traite de l’information en parallèle. Puisqu’il y a plusieurs niveaux dans l’organisation, l’information est automatiquement distribuée. Entre ces niveaux. Il y a des boucles de rétroaction, notamment entre les cellules ganglionnaires. La rétine de l’œil est un bon exemple de structure hiérarchique où le traitement de l’information est distribué.

Question 5

Le modèle Luria & le modèle de Felleman et van Essen

Answer 5

• Le modèle de Luria (A) implique une simple hiérarchie entre les aires primaires, secondaires et tertiaires.
• Le modèle de Felleman et van Essen (B) est un modèle hiérarchique et distribué qui représente de multiples niveaux de régions associatives. Les interconnections (les flèches) existent à chaque niveau et entre les niveaux.