Evidence d'une intervention chirurgicale datant de la préhistoire.

Depuis toujours, cerveau et pensée fascinent l'être humain. Il est prouvé que, dès la préhistoire, nos ancètres considéraient le cerveau comme un organe vital. Même si le rôle de celui-ci fut parfois mis à l'écart au profit du coeur, nombreux sont les philospohes, médecins, mathématiciens à s'étre questionnés sur cet étranger organe dont il reste encore beaucoup à découvrir...

Des origines lointaines...

La connaissance des rapports entre le corps et l’esprit a toujours fasciné et attiré les penseurs, philosophes et scientifiques, depuis les temps les plus reculés et dans toutes les civilisations. C’est ainsi que dans les civilisations incas ou aztèques, on retrouve des instruments qui servaient à ouvrir les boites crâniennes, pouvant être considérés comme des témoignages des débuts de la neurochirurgie. On constate qu’il existe une réelle volonté de comprendre, de voir ce qui se passe.

Cerveau et Grèce Antique

Pendant l’antiquité, pour père fondateur de la médecine, Hippocrate (460-377 av JC), le cerveau est impliqué dans les sensations et est également la siège de l'intelligence: « les hommes doivent savoir que du cerveau et du cerveau seulement naissent nos plaisirs, nos joies, nos rires et plaisanteries aussi bien que nos peines, nos douleurs, nos chagrins et nos larmes ». Cependant, cette opinion n'est pas unanimement partagée. Aristote (384-322 av JC) considérait le coeur comme le centre de l'intellect. Il attribuait au cerveau un rôle secondaire, celui du refroidissement du sang.

Cerveau et Empire romain

Le personnage le plus important de cette période était le médecin Galien(130-200). Celui-ci partageait les opinions d'Hippocrate sur le rôle du cerveau. Son point de vue sur le cerveau provient probablement des nombreuses disséctions effectuées sur les animaux, en particulier des chèvres et des singes. Entre autre, il montra que le cerveau contrôle la voix et que les artères transportent le sang, réfutant une croyance vieille de quatre siècles selon laquelle les artères transportaient de l'air. De plus, en ouvrant le cerveau en deux, Galien découvrit des espaces creux, les ventricules, dans lesquels se trouve un liquide. Cette découverte correspondait parfaitement à la théorie de l'époque selon laquelle les fonctions du corps dépendaient de l'équilibre de quatre liquides vitaux appelées les humeurs. Sa théorie était que les sensations étaient enregistrées et les mouvements initiés par le déplacement de ces humeurs vers ou à partir des ventricules, en empruntant les nerfs qui étaient considérés comme semblables aux vaisseaux sanguins. L'opinion de Galien domina la théorie médicale pendant quatorze siècles.

Le cerveau de la Renaissance au XIXème siècle

C’est à partir de la Renaissance qu’ont débuté les investigations sur le cerveau. Léonard de Vinci (1452–1519) en a fait beaucoup de croquis. Vesalius (1515-1564), un anatomiste, a dessiné tous les cerveaux qu’il avait disséqués. Ces cerveaux provenaient de personnes saines ou lésées. Ses dessins étaient très précis et exacts et donnèrent beaucoup de précisions sur la structure du cerveau.

Représentation des ventricules cérébraux du cerveau humain par Vesalius. On peut remarquer une grande précision apportée par l'auteur à la description anatomique des ventricules cérébraux.

Représentation du corps humain par Léonarde de Vinci

Descartes (1596-1650) fut l'un des défenseurs de la théorie mécaniste de Galien impliquant le mouvement des fluides pour réaliser les fonctions cérébrales. Cependant, il émit quelques limites à cette hypothèse. Selon lui, il existait des fonctions cérébrales de natures différentes; les premières étaient communes à l'homme et à l'animale alors que les secondes étaient spécifiques à l'homme. Seules les premières fonctions (mouvements et sensations) pouvaient être expliquées par la théorie de Galien. Les secondes, qui regroupent l'âme et l'intelligence étaient attribuées à Dieu et par conséquent éxistaient en dehors du corps et n'étaient donc pas contrôlées par celui-ci. Selon Descartes, ces différentes fonctions étaient en lien via la glande pinéale.

Aux XVIIème et XVIIIème siècle, les scientifiques de l'époque se détournèrent de la théorie de Galien grâce à l'étude de la substance cérébrale. Ils découvrirent que celle-ci est composée de deux parties, la substance grise et la substance blanche. C'est alors que les premières théories impliquant la relation entre structure cérébrale et fonctions cérébrales virent le jour: puisque la substance blanche est en continuité avec les nerfs du corps, il est envisageable qu'elle contienne les fibres qui véhiculent l'information vers et à partir de la substance grise.

A la fin du XVIIIème siècle, les connaissances sur le système nerveux peuvent se résumer ainsi:

• distinction de deux grandes parties au sein du système nerveux: le système nerveux central, composé du cerveau et de la moelle épinière et le système nerveux périphérique constitué de tous les nerfs
• une atteinte du cerveau peut supprimer les sensations, empêcher le mouvement, altérer la pensée, et même entraîner la mort.
• les nerfs assurent la communication entre cerveau et corps
• distinction dans le cerveau des circonvolutions délimitées par des sillons, sous-régions ayant probablement des rôles différents
  
  

Cerveau et XIXème siècle

Il faut attendre le XIXème siècle pour voir apparaitre les premiers travaux sur l'anatomie microscopique du système nerveux, et ce grâce à l'introduction des techniques chimiques de fixation et de coloration. En effet, l’observation des cellules nerveuses composant le cerveau était difficile car celui-ci est composé de plusieurs milliards de neurones. Deux noms sont attachés à cette période de pionniers : celui de l’espagnol Cajal et celui du neurobiologiste italien Golgi. Le premier, Golgi a inventé la « réaction noire » en 1873 qui consiste en une imprégnation des cellules par le nitrate d’argent. Cette coloration est sélective ; elle ne colore que quelques neurones. L’utilisation de cette technique a permis de voir pour la première fois les prolongements (axones, dendrites) d’un neurone. Golgi émet alors l’hypothèse que les neurones forment un réseau continu. On sait aujourd’hui que cette hypothèse est fausse ; il existe l’espace synaptique entre les neuronesqu’on ne distingue qu’avec la miscoscopie électronique. Cajal, en utilisant la méthode de Golgi, montra que le système nerveux est constitué d’un réseau de cellules séparées, les neurones.

Coloration de neurones par la méthode inventée par Golgi

Pour leurs travaux Cajal partagea, en 1906, le prix Nobel de Physiologie ou Médecine avec le cytologiste Golgi.

Parallèlement, il y eut beaucoup d’études sur l’aspect fonctionnel des neurones. Au 19ème siècle, Von Helmholtz mesura la vitesse des influx nerveux sur une grenouille ; il trouva 27 m/s. Ces influx nerveux seront appelés plus tard des potentiels d’action.

Gall (1758 – 1828), neuroanatomiste, s'interrogea sur les fonctions des circonvolutions du cerveau. Deux hypothèses ont été émises : soit le cerveau fonctionne de façon globale, soit il se compose de régions spécialisées permettant d’accomplir des fonctions précises. Gall énonça la deuxième hypothèse et, à partir de celle-ci, inventa la phrénologie. Selon Gall, si une région se développe plus que les autres, ceci entraîne une déformation de la boite crânienne au niveau de cette région. Il a observé des crânes de centaines de personnes représentant un large éventail de personnalités, depuis le surdoué jusqu'au fou criminel. Il a publié une carte phrénologique où étaient représentées des régions relatives à 27 qualités ou fonctions telles que la fidélité, l’esprit de famille, l’agressivité… Le mérite de Gall fut de suggérer pour la première fois une correspondance entre fonction et localisation et en cela, il peut être considéré comme le premier "localisationniste".

Carte phrénologique. Ici, on voit que les traits de comportement tels que la spiritualité ou encore l'idéalisme peuvent être mis en rapport avec la forme de différentes parties du crâne. Le développement particulier d'une de ces fonctions pouvait être suspecté par une voussure plus importante du crâne.

Les vues de Gall n'étaient pas partagées par tous les scientifiques de l'époque. En particulier, le français Flourens affirmait que les fonctions mentales n'étaient pas localisées mais que le cerveau était impliqué tout entier dans chaque fonction mentale. Autrement dit, pour Flourens, chaque partie du cerveau était capable d'accomplir chacune des fonctions cérébrales. cette théorie globaliste, également appelée "équipotentielle" eut par la suite un grand succès, en particulier chez certains théoriciens allemands et Freud en fut un fervent défenseur.

C'est au neurologue français Paul Broca qu'il revient d'avoir apporté les éléments les plus déterminants sur la question de la localisation des fonctions cérébrales. Il examina un patient, aujourd'hui connu sous le nom de "cas tan" qui ne pouvait plus parler. Celui-ci était uniqument capable de dire "tan". Cependant, le patient comprennait le langage. En 1861, quand cet homme mouru, Broca eut l'idée d'éxaminer son cerveau et décourit une lésion cérébrale au niveau de du lobe frontal gauche. Après avoir observé de nombreux cas similaires, Broca en conclu que cette région particulière, qui sera plus tard appelée "aire de Broca", était impliqué dans le langage, et plus particulièrement dans l'articulation du langage parlé. Une autre hypothèse aujourd'hui avérée de Paul Broca fut de dire que les deux hémsiphères cérébraux n'étaient pas identiques du point de vue fonctionnelle. Il fut le premier à parler de "spécialisation hémisphérique".

Dans la même ligné, en 1876, l'allemand K. Wernicke différencia les aphasies expressives, liées à une lésion de l'aire de Broca et les aphasies récéptives découlant d'une atteinte d'une région plus postérieur de l'hémisphère gauche, région ultérieurement appelée "aire de Wernicke". Cette aphasie récéptive portait sur la compréhension du langage. De ces recherche, Wernicke développa une théorie connue sous le nom "d'associationnisme". Selon lui, seules les fonctions les plus élémentaires (sensorielles et motrices) sont strictements localisées sur le cortex. Les plus complexes seraient sous la dépendance de structures qui connectent entre elles les structures sensorielles et motrices (les aires associatives et les faisceaux de substance blanche).

Portrait de Paul Broca

Photographie du cerveau à partir duquel Broca établi la théorie de la localisation des fonctions cérébrale.

Schéma représentant l'aire de Broca située au niveau du lobe frontal gauche et l'aire de Wernicke située dans le lobe temporal gauche.