Cerveau des vertébrés

Trois principes

1. Le cerveau et le système nerveux sont essentiellement un système qui établit des connexions. Il est alimenté par les organes des sens et par les muscles.
   Il est relié de plusieurs façons au système endocrinien, qui fabrique les hormones, ainsi qu'au système digestif et au système sexuel. Les hormones travaillent lentement, donc ces changements sont progressifs.
2. Le cerveau est une sorte de grand magasin. Il a, tous interconnectés, des départements qui font des choses différentes. Ils s'aident tous les uns les autres à rassembler leurs sens.
3. Une grande partie de ce que fait le corps n'est pas consciente. Une personne respire, son cœur bat, ses intestins digèrent, ses cheveux poussent, ses pensées s'inscrivent dans son esprit... Une personne peut remarquer certaines de ces choses, et d'autres (comme la respiration) peuvent être influencées dans une certaine mesure. Mais, fondamentalement, une grande partie du corps fonctionne de manière automatique, ajustée par le système nerveux autonome.
   Le cerveau, lui aussi, fait une grande partie de son travail sans qu'une personne ne s'en rende compte. L'esprit inconscient fait référence aux activités cérébrales qui sont rarement remarquées.

Régions cérébrales des vertébrés

Plusieurs zones du cerveau ont conservé leur identité chez tous les vertébrés, de la myxine à l'homme. Voici une liste de certaines des zones les plus importantes, avec une brève description de leurs fonctions telles qu'elles sont actuellement comprises. Ces fonctions peuvent encore être contestées dans une certaine mesure. En partant du dos (ou, chez l'homme, de la partie inférieure), les régions sont :

• La moelle épinière (et la moelle épinière) possède de nombreux petits noyaux qui assurent diverses fonctions autonomes. Il s'agit notamment du rythme cardiaque et de la pression sanguine, de la respiration et des vomissements. ^{ch 44, 45}
• Le pons est une station de relais, transportant des messages entre le cerveau et la moelle épinière et le cervelet.
• L'hypothalamus est une petite région située à la base du cerveau antérieur. C'est le poste de contrôle central des cycles de sommeil/éveil, du contrôle de l'alimentation et de la boisson, du contrôle de la libération d'hormones, et de nombreuses autres fonctions. Il se situe immédiatement au-dessus de l'hypophyse et sécrète des hormones dans la glande. Ces hormones inhibent ou stimulent l'hypophyse. La glande, à son tour, fabrique des hormones qui affectent le reste du corps.
• Le thalamus se trouve au-dessus de l'hypothalamus et sous le cortex cérébral. Il s'agit d'un ensemble de noyaux aux fonctions diverses. Il agit comme une station de relais, rassemblant des informations sensorielles de toutes sortes (sauf olfactives) et les transmet au cortex cérébral. Il a également un rôle dans la conscience et le sommeil.
  Il existe des systèmes d'action pour plusieurs types de comportement, notamment l'alimentation, la boisson, la défécation et la copulation.
• Le cervelet ajuste la production des autres systèmes cérébraux pour les rendre plus précis. L'ablation du cervelet n'empêche pas un animal de faire quelque chose de particulier, mais elle rend les actions hésitantes et maladroites. Cette précision n'est pas intégrée, mais s'apprend par essais et erreurs. Apprendre à faire du vélo est un exemple d'un type de plasticité neurale qui peut se produire en grande partie dans le cervelet. ^{ch 42}
• Le tectum, souvent appelé "tectum optique", dirige les actions vers des points dans l'espace. Sa fonction la mieux étudiée est de diriger les mouvements des yeux. Il dirige également les mouvements d'atteinte. Il reçoit de fortes impulsions visuelles et des impulsions d'autres sens qui sont utiles pour diriger les actions, comme les impulsions auditives chez les hiboux, les impulsions des organes thermosensibles des fosses chez les serpents, etc. Chez certains poissons, comme les lamproies, il s'agit de la plus grande partie du cerveau.
• L'hippocampe n'existe, à proprement parler, que chez les mammifères, mais il a des homologues chez tous les vertébrés. Il est impliqué dans la mémoire spatiale et la navigation chez les poissons, les oiseaux, les reptiles et les mammifères.
• Les ganglions basaux sont un groupe de structures situées dans le cerveau antérieur, qui sont fortement reliées au cortex cérébral et au thalamus. La fonction principale des ganglions de la base semble être la sélection des actions. Ils envoient des signaux inhibiteurs à toutes les parties du cerveau qui peuvent générer des actions. Dans les bonnes circonstances, ils libèrent l'inhibition, afin que les systèmes générateurs d'actions puissent exécuter leurs actions. Les récompenses et les punitions exercent les effets neuronaux les plus importants sur les ganglions de la base.
• Le cortex cérébral est une couche de cellules grises qui se trouve à la surface du cerveau antérieur. Il est impliqué dans de multiples fonctions, dont l'olfaction et la mémoire spatiale. Chez les mammifères, où il domine le cerveau, il contrôle les fonctions de nombreuses zones sous-corticales.
• Le bulbe olfactif est une structure spéciale qui traite les signaux sensoriels olfactifs (odeurs), et envoie sa production à la partie olfactive du cortex cérébral. Il s'agit d'un composant cérébral majeur chez de nombreux vertébrés, mais très réduit chez les primates.

Les régions correspondantes du cerveau humain et du cerveau de requin sont indiquées. Ce qui se trouve à l'arrière du cerveau de requin (la moelle) se trouve au fond du cerveau humain. Le cerveau de requin (télencéphale) est à l'avant, celui d'un humain est au sommet

Taille du cerveau

La relation entre la taille du cerveau, la taille du corps et d'autres variables a été étudiée chez un large éventail d'espèces de vertébrés. La taille du cerveau augmente avec la taille du corps, mais pas proportionnellement.

Mammifères

En faisant la moyenne de tous les mammifères, il suit une loi de puissance, avec un exposant d'environ 0,75. Cette formule s'applique au cerveau moyen des mammifères, mais chaque famille s'en écarte, ce qui reflète la sophistication de leur comportement. Par exemple, les primates ont un cerveau 5 à 10 fois plus grand que ce que prévoit la formule. Les prédateurs ont tendance à avoir des cerveaux plus volumineux. Lorsque le cerveau d'un mammifère augmente en taille, toutes ses parties n'augmentent pas au même rythme. Plus le cerveau d'une espèce est grand, plus la fraction absorbée par le néocortex est importante.