Notre cerveau à tous les niveaux. 10 ans, 10 séances — saison 1

Présentation

Ce cours voudrait présenter comment les sciences cognitives conçoivent aujourd’hui le cerveau et le corps humain, ainsi que les phénomènes socioculturels qui en découlent. Vaste programme qui ne peut se réaliser qu’en adoptant une perspective évolutive sur l’émergence de ces systèmes dynamiques faits de multiples niveaux d’organisation. Du Big Bang au langage, de la perception à l’action et de l’apprentissage à la prédiction et à la prise de décision, nous verrons comment l’impératif de rester en vie et de donner du sens à cette vie se manifeste chez l’humain.

Aux 5 séances de l’automne résumées ci-contre s’ajouteront 5 autres séances à l’hiver :

6. Les rythmes cérébraux : se synchroniser pour mieux régner
7. Tout ce qui précède permet de simuler le monde pour décider quoi faire
8. Cerveau et corps ne font qu’un et sont constamment affectés par l’environnement
9. Conscient, inconscient et langage : quel est ce « je » qui se dit libre?
10. Morale de l’histoire : notre espèce a-t-elle de l’avenir ?

Professeur-e(s)

Bruno DubucBruno Dubuc détient une maîtrise en neurobiologie et a fait de la vulgarisation scientifique pour des séries télé et des magazines pendant une dizaine d’années. Depuis 2002, il est rédacteur du site web et du blogue www.lecerveau.mcgill.ca ainsi que conférencier sur les neurosciences. Il aime aussi utiliser les régions associatives de son cerveau en collant ensemble des images et des sons pour faire ce qu’on appelle des films. Son dernier porte sur Henri Laborit, tout comme le site web qu'il lui a consacré au www.elogedelasuite.net

Plan de session

Au café Les Oubliettes, 6201, rue De Saint-Vallier

oct. 16

Le « connais-toi toi-même » de Socrate à l’heure des sciences cognitives

mercredi, 19h, Café Les Oubliettes

Où l’on commencera par se demander ce qu’on entend par « connaître » ? Puis qu’est-ce qu’on peut connaître ? Et qu’est-ce que la science nous apporte en tant qu’outil particulier pour comprendre le monde ? Et quel est l’apport des sciences cognitives pour se connaître soi-même ? On en profitera aussi pour clarifier le sens de certains concepts plus spécifiquement employés dans les sciences cognitives comme celui de subjectivité, de représentation, de signification, d’information, de niveau d’organisation, de système dynamique, etc.

Plan :
L’observateur observé, ou le cerveau humain qui tente de se comprendre lui-même.
C’est compliqué parce que des atomes à la conscience humaine, il y a de nombreux niveaux d’organisation spatiaux et temporaux.
Face à cette complexité, la méthode scientifique peut nous aider.
De l’importance et de la difficulté de vulgariser tout ça.

PDF du Power Point de cette séance.

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oct. 30

De la « poussière d’étoile » à la vie : ces bizarreries qui font qu’on est ici aujourd’hui

mercredi, 19h, Café Les Oubliettes

Il sera question dans cette séance de ce qui nous constitue (atomes, molécules, protéines, etc.) et des nombreux événements biologiques fortuits qui ont permis qu’on en parle aujourd’hui dans des sociétés humaines (la cellule autopoïétique, le passage des procaryotes aux eucaryotes, des unicellulaires aux multicellulaires, émergence des systèmes nerveux, céphalisation croissante, expansion du cortex associatif, etc.). Et l’on constatera que rien, dans notre longue histoire, n’a de sens, si ce n’est qu’à la lumière de l’évolution.

Plan :
« Nous sommes faits de poussières d’étoiles »
Qu’est-ce que la vie ?
Comment les êtres vivants évoluent ?
La reproduction sexuée comme accélérateur de l’évolution
Les multicellulaires (et émergence des systèmes nerveux) : de l’éponge au primate
Les nombreuses causes entrelacées de l’hominisation

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nov. 13

3: L’humain découvre la grammaire de base de son système nerveux

mercredi, 19h, Café Les Oubliettes

On esquissera d’abord cette chorégraphie complexe qu’est le développement du cerveau. Puis on verra apparaître le neurone et ce qui le distingue des autres cellules de notre corps. À travers le récit des découvertes de l’influx nerveux et de la communication chimique au niveau de la synapse, on comprendra comment les neurones communiquent entre eux. Bref, on découvrira que le fait qu’un neurone soit capable de recevoir, d’intégrer et de transmettre des signaux nerveux est un exploit assez remarquable de l’évolution.

Plan :
L’élaboration de la « théorie du neurone » au début du XXe siècle
La chorégraphie des neurones et des cellules gliales durant le développement du cerveau
Le neurone déploie ses dendrites et son axone
La conduction électrique permet la communication rapide par l’influx nerveux
La transmission chimique au niveau de la synapse amène de la souplesse
Le neurone intègre constamment tous les messages qu’il reçoit
L’élagage neuronal pour raffiner les circuits

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nov. 27

Des circuits de millions de neurones : plaisir, douleur, apprentissage, mémoire

mercredi, 19h, Café Les Oubliettes

Entrée en scène de circuits de neurones simples fait de quelques neurones, avec leurs implications déjà bien concrète (illusions d’optique, types de douleurs, catégorisation, etc.). Puis on considérera l’organisation de milliers et de millions de neurones dans différentes régions cérébrales. Nous verrons comment le câblage particulier de ces structures cérébrales contribue à nos comportements adaptés. Nous explorerons plus en détail le cas de l’une de ces régions les mieux connues à cause de son rôle fondamental dans l’apprentissage et la mémoire : l’hippocampe. Et l’on conclura que le bricolage de l’évolution amène nos structures cérébrales à faire toutes sortes de «réutilisation neuronale» avec l’exemple de l’implication ancienne de l’hippocampe dans la mémoire spatiale « recyclée » plus récemment pour la mémoire déclarative associée au langage.

Plan :

Des computations déjà possibles avec des circuits de quelques neurones

Des millions de neurones forment des structures cérébrales impliquées
– dans la survie immédiate
– dans la recherche plaisir et l’évitement douleur
– dans l’apprentissage et la mémoire

Évolution des différents types de mémoire

De l’hippocampe de rat à l’hippocampe humain : la notion de recyclage neuronal

L’ablation de l’hippocampe chez le patient H.M.

Quelques mécanismes mnésiques : LTP, DLT et STDP

La trace physique ou « l’engramme » d’un souvenir

Après la pause et quelques questions/échanges:
Les facteurs qui influencent l’apprentissage et la mémoire

PDF du Power Point de cette séance.

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déc. 11

Cartographier des réseaux de milliards de neurones à l’échelle du cerveau entier

mercredi, 19h, Café Les Oubliettes

On présentera différentes techniques d’imagerie cérébrale permettant de visualiser tantôt l’emplacement des structures cérébrales, tantôt les faisceaux de fibres nerveuses qui les unissent, et tantôt encore les régions qui varient leur activité en effectuant telle ou telle tâche. On comprendra surtout que ce sont toujours des milliards de neurones répartis dans de nombreuses structures cérébrales qui doivent « se trouver » pour former des coalitions transitoires d’assemblées de neurones capables de répondre aux exigences du moment. Et l’on comprendra que malgré la singularité de nos différentes structures cérébrales, il n’y a pas de centre de quoi que ce soit dans le cerveau ou, pour le dire comme un neuroscientifique bien connu : « There is no boss in the brain. »

Plan :
Intro historique : de la phrénologie à l’homonculus de Penfield

Un objet difficile à cartographier
(problème de « consistance », de dimension, d’échelle spatiale)

La cartographie anatomique du cerveau (aux niveaux micro, méso, macro)

Imagerie cérébrale fonctionnelle : voir nos réseaux cérébraux s’activer

La tentation des étiquettes fonctionnelles :
– l’amygdale et l’insula
– l’aire de Broca
– le « cas » du cervelet

Le « réseau du mode par défaut » et autres réseaux prédominants

L’organisation générale de nos réseaux cérébraux

Après la pause et quelques questions/échanges:
Les grands projets de simulation informatique du cerveau

PDF du Power Point de cette séance.

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