Les chercheurs ont découvert chez la fille une anomalie étonnante - l'absence de bulbes olfactifs avec un odorat préservé. Essayons de comprendre pourquoi cela est possible et comment le cerveau fait face au besoin de « remplacer » les zones à problèmes.
Nous pensions que "les cellules nerveuses ne se régénèrent pas". Bien sûr, beaucoup ont entendu parler des capacités compensatoires du cerveau, de la rééducation post-AVC et peut-être même du fait que de nouveaux neurones apparaissent dans toute notre vie. Mais le cerveau humain est une boîte avec de telles surprises qu'il est parfois impossible de les imaginer, mais vous ne pouvez que les voir et chercher une explication.
Un patient avec une torsion - ou plutôt, sans
Un article de scientifiques israéliens de l'Institut Weizmann récemment publié dans la revue Neuron explore une sorte de mystère scientifique.
Les auteurs de l'ouvrage ont d'abord étudié un tout autre domaine: ils voulaient savoir comment l'odorat est impliqué dans les relations intergenres et quel est son rôle dans la recherche d'un partenaire. Les cerveaux de chaque participant à l'expérience ont été scannés par IRM.
Du coup, dans l'une des images, les chercheurs n'ont trouvé aucun bulbe olfactif. Mais ce n'était pas frappant: dans le monde, une personne sur dix mille souffre d'anosmie. Cependant, les personnes atteintes d'anosmie n'ont aucun sens de l'odorat ou presque complètement. Mais le participant de 29 ans à l'expérience, dont les données ont déconcerté les scientifiques, s'est avéré être un excellent « renifleur ». Elle réussit tous les tests, montra l'image habituelle de l'activité des parties nécessaires du cortex cérébral et vécut généralement remarquablement bien, ne se doutant pas du tout que son système olfactif était au moins en quelque sorte anormal.
Juste au cas où, les auteurs se sont tournés vers des collègues ingénieurs de l'Université de Melbourne. Ils ont suggéré que la faute pourrait être un défaut ou une inexactitude de l'IRM. Cependant, les nouvelles méthodes ont montré avec confiance qu'il n'y a pas d'ampoules.
Quel est le piège
Les bulbes olfactifs sont une partie indispensable (comme on le croyait jusqu'à présent) de notre système olfactif dans le cerveau. Il s'agit d'un organe apparié: deux de ces bulbes constitués de neurones sont situés dans la région des cavités intracrâniennes du nez. Les chimiorécepteurs du nez captent les molécules de substances volatiles, envoient un signal par le nerf olfactif aux bulbes, où il est traité, puis transmis aux centres sous-corticaux et, enfin, à la région temporale, où le centre olfactif cortical de le cerveau est localisé.
L'absence d'ampoules coupe efficacement ce chemin en plusieurs étapes. Cependant, le fait est évident: il y a une fille, il y a l'odorat, il n'y a pas d'ampoules. Pour tester s'il s'agit d'un cas unique, les scientifiques ont examiné plusieurs autres femmes du même âge, déterminant la gaucherie comme facteur supplémentaire ("la patiente zéro" était gauchère). À la neuvième tentative, ils ont trouvé une autre fille du même genre. Par la suite, après avoir examiné 1113 personnes supplémentaires, les scientifiques ont trouvé trois femmes présentant une anomalie similaire. Aucun des cinq cents hommes interrogés n'avait un tel problème. Peut-être, d'une certaine manière, une telle superpuissance est-elle liée au genre, peut-être, étant donné sa rareté, au moins un tel homme sera-t-il trouvé dans un échantillon plus large.
Comment cela pourrait-il être ? Ce cas est incroyable, les scientifiques haussent les épaules sous le choc - ou pas ?
Les chercheurs n'ont pas encore trouvé d'explication de fer pour le mécanisme du phénomène, ainsi que les raisons de son apparition, ont seulement enregistré son existence. Mais l'option la plus probable est la neuroplasticité, qui peut littéralement faire des merveilles.
Brain-Proteus: qu'est-ce que la neuroplasticité
Pendant longtemps, on a supposé que le cerveau humain se forme in utero, achève son développement dans l'enfance et reste structurellement inchangé à l'âge adulte. La recherche moderne a montré que ce n'est pas le cas. Tout au long de la vie, le cerveau reste changeant et plastique.
La neuroplasticité, c'est-à-dire la capacité du cerveau humain à changer sous l'influence d'une nouvelle expérience, n'inclut pas seulement la capacité de réparer les connexions neuronales endommagées par les dommages, d'en former de nouvelles ou de renforcer celles existantes pendant l'apprentissage.
Des études récentes montrent que le cerveau est capable de développer des volumes importants de nouveaux neurones dans ses différents départements, et s'il est impossible de remplacer complètement les neurones perdus, il peut "réaffecter" un groupe de neurones pour remplir les fonctions d'un autre. De plus, les exemples des possibilités de ces « substituts » dépassent parfois l'imagination.
"L'homme n'utilise pas 90% de son cerveau"
Cette phrase était incroyablement populaire il y a 10 à 20 ans, à l'apogée de diverses techniques pseudo-scientifiques qui promettaient de libérer les capacités intellectuelles de chacun et de faire grandir un génie de tout gestionnaire de solitaire sur le lieu de travail. Cependant, la science connaît des cas dans lesquels cette expression est proche de la vérité. Parfois - carrément « pas un fait, mais la pure vérité » !
Les exemples les plus courants sont la réadaptation post-AVC. Les enfants qui avaient subi un accident vasculaire cérébral ne différaient pas dans leurs capacités mentales de leurs pairs, et les fonctions des zones touchées de l'hémisphère gauche, qui sont responsables de la parole, étaient pleinement capables de remplir les zones symétriques du droit. Mais il existe aussi des exemples plus frappants.
Ainsi, en été, des médecins de la région de Moscou ont découvert un homme sans hémisphère cérébral gauche. Du tout. Dans les examens IRM, vous pouvez voir l'espace vide à cet endroit. Selon les médecins, à qui le patient a été admis avec une ischémie, il a vécu ainsi toute sa vie, jusqu'à 60 ans, mais ne connaissait pas sa particularité. Le développement ne s'est pas si bien passé in utero, mais le reste du cerveau a pu compenser la partie manquante. L'homme n'a montré aucun problème de motricité, de vision ou de psychisme; de plus, il a étudié avec beaucoup de succès et a travaillé comme ingénieur pendant de nombreuses années.
Mais moins un hémisphère n'est pas la limite de la neuroplasticité. Ceci est prouvé par un Français, qui en 2007 a été diagnostiqué avec la destruction de 90% du cortex cérébral. Depuis son enfance, l'homme souffrait d'hydrocéphalie, ce qui a entraîné des conséquences si dévastatrices. Cependant, ni lui ni sa famille n'étaient au courant des changements en cours, et à l'âge de 44 ans, le patient ne s'inquiétait que d'une légère faiblesse dans l'un des membres.
Même son QI n'a pas été abaissé au niveau de retard mental, malgré le fait que toute activité humaine psychologique supérieure est associée au fonctionnement du cortex. Néanmoins, un simple fonctionnaire (oui, il s'acquittait assez bien de ses fonctions) s'est débarrassé avec succès des restes du cortex, du tronc cérébral et du cervelet.
Le cerveau est capable de faire face non seulement à la perte de parties du cortex. Ainsi, une femme chinoise qui menait une vie normale, a donné naissance à deux enfants et n'a subi que des déficiences motrices mineures, est devenue une patiente précieuse pour les scientifiques. Il s'est avéré qu'elle avait vécu toute sa vie sans aucun cervelet.
Tous ces cas montrent que bien que les lésions cérébrales ou les anomalies de son développement soient dangereuses et entraînent souvent de tristes conséquences, il n'y a pas de parties irremplaçables du cerveau. Pour littéralement n'importe quelle partie du cerveau, si une personne a de la chance, une sorte d'"action" peut être trouvée.
Comment ça marche même
Ce que la neuroplasticité peut faire semble magique. Mais ce n'est pas plus magique que tout autre processus qui se déroule dans notre corps, si vous le regardez en détail du point de vue de la science.
En général, le cerveau est un système assez stable avec une certaine marge de sécurité. Sans cela, nous n'aurions pas pu survivre. Le cerveau nous cartographie complètement: tout ce que nous faisons, chaque compétence ou partie du corps a sa « représentation » sous la forme de voies neuronales et de neurones connectés les uns aux autres. Plus l'activité est élevée, plus cette représentation est importante, et moins on consacre, par exemple, de temps à l'entraînement d'une certaine compétence, plus les connexions s'affaiblissent.
Au cours de la vie, les neurones inclus dans de telles structures sont partiellement mis à jour, tandis que le circuit lui-même est préservé. En tant qu'enfant, nous grandissons jusqu'à un millier de nouvelles connexions neuronales par seconde. Après cette période de réceptivité maximale, il est temps de procéder à l'élagage neuronal (synaptique). Le cerveau cherche à rendre les schémas d'interaction des neurones dans les représentations en réseau aussi simples que possible. Le nombre de synapses et de neurones dans ces ligaments tend vers le minimum optimal, coupant l'excès par l'élimination des synapses. Ce processus s'oppose aux nouvelles connexions constamment émergentes entre les neurones et leurs groupes au cours du processus d'apprentissage. En termes simples, sans élagage, notre cerveau se transformerait en un énorme enchevêtrement de connexions désordonnées, inefficaces à la fois pour le traitement de l'information et en termes de bilan énergétique. En maintenant constamment un équilibre entre la création de connexions et leur rupture, le cerveau a la capacité, si nécessaire, de rechercher de nouvelles voies pour le fonctionnement de pièces soudainement cassées.
Par exemple, les techniques de rééducation post-AVC sont basées sur ces propriétés du cerveau. Si le patient est obligé d'essayer d'utiliser un membre dont le centre de contrôle dans le cerveau est endommagé, il active les parties restantes de ce système, qui recherchent des « solutions de contournement ».
En communiquant avec des neurones adaptés à leurs fonctions, la structure essaie de reprendre au maximum sa forme habituelle. Plus les neurones d'origine ont survécu et plus il y a d'« enseignants remplaçants » autour d'eux, plus la fonction sera restaurée facilement et complète.
De plus, plus une personne est jeune au moment où le cerveau a besoin d'inventer un nouveau mode de fonctionnement de certaines de ses parties, plus grandes sont les chances de réussite. Avec des malformations congénitales, une telle restructuration est préparée même in utero. Dans le cas du patient français, la destruction de son cerveau, bien qu'elle ait été incroyablement étendue et a commencé, très probablement, après 14 ans, mais elle s'est produite lentement, ce qui a laissé le temps au cerveau de se reconstruire lentement.
Revenons au mystère des femmes qui sentent, alors qu'en théorie elles n'ont rien. Essayons de résumer: s'agit-il vraiment de neuroplasticité ?
Qu'est-ce qui a pu donner un tel effet ? L'une des options est les anomalies génétiques, éventuellement liées au sexe, dans lesquelles les bulbes olfactifs sont réduits de sorte que l'information olfactive va de manière détournée.
L'autre est la bonne vieille neuroplasticité. Peut-être que d'autres systèmes dans les régions et les structures du cerveau associées à l'odorat ont pu créer des ensembles qui ont remplacé toutes les fonctions des ampoules sans perdre la qualité de vie. Comme nous l'avons vu, l'histoire ne connaît pas de tels cas.
Troisièmement, il est possible que nous ayons une idée incomplète ou fondamentalement fausse de l'ensemble de l'appareil du système olfactif humain. S'il y a des preuves de cela, les auteurs de l'article original, bien sûr, acquerront les lauriers des scientifiques qui ont changé toute une branche de la science. Ce scénario (sans doute flatteur pour eux) n'est pourtant guère envisageable. Toutes les études animales du système olfactif ne peuvent pas être reproduites chez l'homme - principalement d'un point de vue éthique. Pourtant, il est bien cartographié et, très probablement, nous parlons de deux autres probabilités.
Eh bien, ne négligez pas le fait qu'il y a encore une chance (bien que très faible) d'une simple erreur. Les bulbes peuvent être simples ou très petits ou disposés de manière extrêmement atypique. La transposition d'organes n'est pas un cas rare, et il arrive parfois qu'un patient, par exemple, ait une dent qui pousse dans le nez. Alors, peut-être, alors que le monde scientifique essaie de trouver une belle explication à un phénomène unique, les ampoules vivent paisiblement leur vie quelque part dans l'arrière-cour de la partie voisine du cerveau et ne se soucient de rien.