3.1.Neuro

Avant de se pencher sur le fonctionnement particulier des personnes surdouées, examinons d'abord rapidement le fonctionnement cérébral normal, afin d'en mieux percevoir les différences.

3.1.1. Historique de la constitution neurologique

L'histoire commence il y a 550 millions d'années avec l'apparition des bilatériens, c'est-à-dire d'organismes se développant selon un plan de symétrie bilatérale. Le prototype en est le ver nématode Caenorhabditis elegans, constitué d'un tube digestif avec bouche et anus et d'un cordon nerveux muni de ganglions pour chaque segment et d'un ganglion plus important : le cerveau.
L'homme a conservé cette organisation bilatérale, y compris au niveau de son cerveau, mais le nombre de constituants de base du cerveau est passé de 300 neurones pour ce ver à environ 100 milliards chez l'humain. L'embryon humain se développe, au départ, de cette même façon. [1]

Au cours de l'évolution le cerveau passe d'un volume de 600 cm³ chez l'homo habilis à 1100 cm³ chez l'homo erectus et 1500 cm³ chez l'homme de Néanderthal, avant de régresser à ± 1400 cm³ aujourd'hui en moyenne. Le volume du cerveau est proportionnel à la taille du corps. Par exemple, l'homo floresiensis (1,30m) connaissait les outils et le feu, avec seulement 380 cm³. Contrairement aux idées reçues, la taille ou le poids du cerveau n'ont pas d'influence sur l'intelligence (la grosse tête). Catherine Vidal [2] :

« Le cerveau des femmes est en moyenne plus petit que celui des hommes, mais cette différence disparaît quand on rapporte le volume cérébral à la taille du corps. De plus, il n'existe aucun rapport entre le volume du cerveau et les capacités intellectuelles, comme le démontrent clairement les techniques modernes de l'imagerie cérébrale. On notera que ce résultat était déjà bien reconnu au XIXe siècle dans les rapports d'autopsie. Des exemples fameux sont les cerveaux d'Anatole France et d'Ivan Tourgueniev : le premier pesait 1 kg et le second 2 kg ! En matière de cerveau, ce n'est pas la quantité qui compte mais bien la qualité des connexions entre les neurones. »

En proportion, le cerveau le plus gros n'est pas celui de l'homme, mais celui de la pieuvre. Le plus lourd est celui du cachalot mâle avec 7,8 kg. L'efficience n'est donc pas raison du poids/volume, mais des constituants et de leur organisation.

3.1.2. Un organe énergivore

Le cerveau qui ne représente que ± 2% du poids du corps, mobilise 15 à 20% de l'énergie disponible (glucides et oxygène), mais 60 à 80% de l'énergie consommée est liée à l'activité de fond, non-consciente, du cerveau, quand une tâche impliquant une attention soutenue n'en demande que 5%. Autrement dit, le cerveau a bien d'autres fonctions à gérer (automatismes biologiques et mouvements...) que la seule activité cognitive, ce qui tue le mythe selon lequel nous n'utiliserions que 10% de notre cerveau (Voir Mythes et surdouement).

3.1.3. Les constituants

Le cerveau se compose essentiellement de trois types d'éléments :
       • les neurones traitent l'information,
       • les cellules gliales assurent le soutien et le métabolisme cérébral,
       • la myéline isole les connections et accélère la transmission.

L'échange des informations se produit dans les synapses par l'intermédiaire de neurotransmetteurs par voie chimique : calcium, potassium, sodium, etc. Certains synapses fonctionnent en tout ou rien, d'autres en modulation. Les neurones sont liés entre eux par des axones (parfois très longs > 1m) qui transmettent l'information et des dendrites qui reçoivent l'information. Les connections sont très nombreuses (en moyenne 10 000 par neurone) et se densifient considérablement au cours de la vie. Les liaisons non utilisées meurent (nous perdons environs 10 000 neurones chaque jour), mais la neurogénèse (production neuronale) perdure toute la vie et de nombreuses nouvelles liaisons se créent assurant la plasticité cérébrale en réponse à l'environnement.

3.1.4. La constitution cérébrale

1. La neurogénèse, c'est-à-dire la production des neurones, débute entre la 10e et la 20e semaine de gestation et se poursuit jusqu'à former un capital de ± 100 milliards de neurones. Elle perdurera, mais à un rythme bien moindre toute la vie, notamment dans l'hippocampe (mémoire, orientation) qui se renouvelle sur près d'un tiers pendant la vie. Les neurosciences ont montré que si les gènes déterminent la forme générale du cerveau et le schéma de câblage neuronal, l'expérience va modifier les connexions pour s'adapter aux changements environnementaux. Selon les Instituts de Recherche en santé du Canada [3] :

« Le câblage du cerveau d’un individu résulte d’un plan génétique initial qui laisse par la suite les connexions neuronales se remodeler au fil des interactions avec l’environnement. Deux grands patterns de circulation de l’information se dessinent alors : la convergence, c’est-à-dire plusieurs fibres nerveuses qui arrivent sur la même cellule cible, et la divergence, soit un même neurone qui contacte différentes cellules. »

Si un bébé fabrique 500 000 connections, en moyenne, par minute, la production neuronale diminuera considérablement au profit des liaisons et de la migration neuronale vers les cibles. Durant cette période, les fonctions perceptives sont immatures, notamment la perception visuelle, prédominante chez l'homme comme capteur d'informations, donc période où l'influence environnementale est la plus faible. Si l'influence culturelle (apprentissage) n'est pas en cause, c'est donc bien le capital génétique qui va fournir le schéma de pré-câblage, de même que celui de la migration neuronale.

2. La migration neuronal, dirige les neurones vers leur localisation spécifique, selon le schéma de précablage génétiquement déterminé. Plutôt que d' « aires cérébrales », on parle aujourd'hui de modules fonctionnels rassemblant les neurones spécifiques d'une même tâche.

3. La synaptogénèse : est la phase de recherche et de connection des neurones à leur cellule cible. Ceux qui n'ont pas trouvé leur cible disparaissent. Cette phase intensive au niveau pré- et post-natal perdurera toute la vie (plasticité cérébrale), y compris dans la vieillesse, mais à un rythme bien moindre.

4. La myélinisation : isole les axones pour une transmission de l'influx plus rapide.

L'élagage neuronal et la myélinisation entraine la perte de la mémoire natale et postnatale, soit en général les souvenirs d'avant 5 ans.

3.1.5. Le fonctionnement cérébral

L'activité cérébrale est liée aux cellules nerveuses qui constituent l'essentiel du cerveau : les neurones (substance grise). Nous avons tous sensiblement globalement le même nombre de neurones (± 100 milliards) et toutes les études sérieuses ont montré que ce nombre comme taille ou poids du cerveau (2) n'ont pas d'influence sur l'intelligence (sauf microcéphalie).
Les neurones (substance grise) s'interconnectent par axones (émission) et dendrites (réception), voies de circulation de l'influx nerveux (substance blanche). L'échange d'informations se produit par signal électrique (axones et dendrites) et chimique (ions calcium, potassium, sodium...) ou par neuromodulateurs (dopamine, sérotonine, histamine et acétylcholine) au niveau des synapses (de 1 à 100 000 par neurone, 10 000 en moyenne), ce qui donne une idée de la complexité cérébrale. La myéline (substance blanche) assure l'isolation électrique des axones.

     Lors du développement cérébral, la production de neurones, comme les liaisons synaptiques, suivent une croissance exponentielle jusque vers 20 ans (8,6 par seconde durant les 4 premiers mois de gestation). Quand un neurone ne trouve pas sa cellule cible ou quand la liaison est inutilisée, il disparaît, nous perdons ainsi 50 000 liaisons par jour, mais, contrairement à ce qui était dit naguère, la neurogénèse perdure toute la vie. Ainsi, le cerveau s'adapte en permanence en créant de nouvelles voies et en effaçant les liaisons devenues inutiles, c'est la plasticité cérébrale.

Un troisième type de cellules intervient dans le fonctionnement cérébral : les cellules gliales (substance blanche), elles sont chargées de l'apport en glucose nécessaire aux neurones, mais aussi de l'évacuation du potassium (neurotransmetteur) excédentaire après une forte activité neuronale. Il semble qu'elles assurent une certaine régulation du calcium (neurotransmetteur) au sein des synapses et, de façon plus globale, la synchronisation de l'ensemble.
       L'ensemble des cellules de la substance blanche constitue 50% du poids du cerveau.
      Contrairement à l'ordinateur, souvent cité comme comparaison, le cerveau ne fonctionne pas uniquement en tout ou rien, mais soit en tout ou rien, soit de façon modulée.

Les neurones s'assemblent au sein de structures plus globales, mais restent en liaison inter-structures, notamment par le corps calleux qui assure la liaison permanente ente les deux hémisphères. Ainsi, on passe aujourd'hui d'une répartition par aires fonctionnelles à un "réseau interconnecté et distribué" (F. Van Tompson, Mind in life, 2007). [4]

« La question du « où dans le cerveau » n’est sans doute pas la bonne question, car presque tout le cerveau est impliqué dans presque tous les comportements.[…] Le pari actuellement est que le bon niveau d’analyse est celui de l’interaction dynamique dans le réseau neuronal à l’échelle microscopique. » William Uttal. [5]

Ce qui tue la théorie d'une supposée prédominance exclusive d'un hémisphère cérébral sur l'autre : cerveau droit/cerveau gauche, notamment chez les surdoués. (Voir Thémathèque • Mythes et surdouement).

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