Neuroscience

Neuroscience

La neuroscience s'intéresse à la structure et au fonctionnement du système nerveux. Elle regroupe les disciplines suivantes : neuroanatomie, neurochimie, neuropharmacologie, neurophysiologie ainsi que les disciplines étudiant les mécanismes cérébraux associés au comportement (neuroéthologie, neuropsychologie, psychobiologie et psychopharmacologie). De plus, la neurologie, la neurochirurgie et la PSYCHIATRIE ont des liens étroits avec la neuroscience.

Transmission synaptique

Les études anatomiques du système nerveux nous révèlent l'existence de cellules spécialisées appelées neurones. Ces neurones, dont la morphologie, la taille et la fonction varient, sont très nombreux et forment des réseaux d'interconnexions d'une très grande complexité. Le scientifique britannique C.S. Sherrington est le premier à comprendre qu'un neurone peut influencer l'activité d'un deuxième neurone par le biais d'un site spécialisé de contact, qu'il appelle synapse. Des recherches subséquentes démontrent que la transmission synaptique résulte habituellement de la libération d'une substance chimique (neuromédiateur ou neurotransmetteur) qui exerce ses effets sur des macromolécules spécialisées (récepteurs) situées dans la membrane du neurone récepteur. Historiquement, il est important de noter que quelques-unes des principales caractéristiques de ce concept ont d'abord été suggérées par le Canadien F.H. Scott dans deux articles publiés en 1905 et en 1906. Cependant, les théories de Scott sont trop avancées pour l'époque, et on n'en tient pas compte. Ce n'est que plusieurs décennies plus tard que la nature chimique de la transmission synaptique est acceptée.

La recherche moderne a démontré qu'il existe un grand nombre de neurotransmetteurs chimiquement distincts. Ainsi, on peut modifier le fonctionnement de types déterminés de synapses en administrant des drogues modifiant la libération ou les effets de neurotransmetteurs spécifiques. Concrètement, cela à une grande importance, puisque cela permet de traiter les troubles du système nerveux à l'aide de médicaments. De plus, ces notions permettent d'expliquer l'utilisation répandue, à des fins non médicales, de drogues qui modifient de façon sélective certains aspects du fonctionnement du cerveau.

L'évolution de la neuroscience au Canada

En 1934, la fondation de l'Institut de neurologie de Montréal (INM) à l'U. McGill, avec Wilder PENFIELD comme premier directeur, a un effet marqué sur le développement de la neuroscience au Canada. L'INM, de concert avec les départements affiliés de l'U. McGill et de l'U. de Montréal, fera de Montréal un centre international pour la recherche et l'enseignement des neurosciences, de même que pour l'étude et le traitement des affections du système nerveux. Des chercheurs et des médecins sont formés à Montréal et poursuivent ensuite de brillantes carrières ailleurs au pays ou à l'étranger. Parmi ceux-ci, citons David Hubel, citoyen américain né au Canada, formé à McGill et qui oeuvre par la suite à Harvard (Boston). Hubel reçoit le PRIX NOBEL, en 1981, pour ses recherches sur les mécanismes cérébraux associés à la vision.

L'INM est spécialement reconnu pour les recherches de Penfield et de H. Jasper sur le diagnostic, la classification et le traitement de l'épilepsie. En 1957 à l'INM, A.W. Bazemore, K.A.C. ELLIOTT et E. Florey mettent en évidence la fonction de l'acide gamma-aminobutyrique (GABA). On pense maintenant que ce neurotransmetteur a un effet inhibiteur important dans le cerveau et qu'il joue un rôle dans divers états, notamment l'épilepsie, et dans les effets des anxiolytiques. La découverte que la maladie de Parkinson résulte d'une carence de dopamine (neurotransmetteur important) et que les symptômes de la maladie peuvent être contrebalancés par l'administration de L-dopa (composé par lequel le cerveau fabrique la dopamine) se fait presque simultanément à Montréal, en 1960-1962, par A. Barbeau, G.F. Murphy et T.L. SOURKES et à Vienne, par O. Hornykiewicz et ses collègues.

Les travaux de H. Jasper, K. Krnjevic, H. MacIntosh et J.H. QUASTEL, de l'U. McGill, et ceux de J. Szerb, de l'U. Dalhousie, fournissent les données de base pour la compréhension de la fonction d'un autre neurotransmetteur agissant dans le cerveau : l'acétylcholine. Récemment, une grande importance pratique a été accordée à ces travaux à la suite de la démonstration, par des chercheurs britanniques et américains, que la maladie d'Alzeimer est reliée à une dégénérescence des populations de neurones cérébraux contenant de l'acétylcholine.

Structures cérébrales et comportement

D.O. HEBB, de l'U. McGill, est en grande partie l'instigateur de la recherche au Canada en matière de neurophysiologie comportementale. Les études faites dans le laboratoire de Hebb démontrent le rôle important joué par les stimuli sensoriels de l'environnement dans le développement et le maintien des fonctions cérébrales normales. À l'INM, les recherches de B. Milner, étudiant de Hebb, démontrent que des lésions localisées dans différentes partie du cortex cérébral provoquent la dégradation de fonctions psychologiques très spécifiques. En 1953, J. Olds et P.M. Milner, travaillant dans le laboratoire de Hebb, démontrent que les animaux peuvent stimuler volontairement certaines parties de leur cerveau grâce à une électrode. Il est généralement admis que ce phénomène démontre que l'activité de circuits nerveux spécifiques du cerveau sont reliés à la motivation et au plaisir.

La recherche en neuroscience est en pleine effervescence dans tous les pays développés. Chaque université canadienne d'importance offre des programmes en neurosciences dans plusieurs de leurs départements. La Society for Neuroscience, établie aux États-Unis, compte plus de 800 membres canadiens. Les nouvelles technologies telles que la tomographie par ordinateur, l'imagerie par résonance magnétique et la tomographie par émission de positrons sont des moyens non invasifs d'examiner le système nerveux humain avec un niveau de précision impensable il y a quelques années. Ainsi, au cours des prochaines décennies, on peut s'attendre à des progrès énormes quant à la compréhension du système nerveux et à la possibilité de traiter les troubles neurologiques.