L'étonnante préparation du cerveau au froid

Pour préparer le corps aux basses températures, le cerveau active des changements métaboliques en amont, grâce à des souvenirs d’anciennes expositions au froid. 

Prévoir le froid, pour garder le corps chaud. Nous, les animaux à sang chaud, avons la capacité de réguler notre température corporelle pour qu’elle reste stable. Cette thermorégulation permet de garder le corps autour de 37°C alors que l’air autour peut être proche de 0°C. Cette adaptation entraine par exemple une hausse de la combustion d’acides gras dans les tissus adipeux, ainsi qu’une augmentation de l’appétit (pour compenser les calories perdues à produire de la chaleur).

Or, le corps n’attend pas à être au froid pour se réchauffer, mais au contraire active ces modifications métaboliques en amont. Car, comme à la maison, c’est plus économe de garder une température stable que de réchauffer une pièce qui s’est refroidie. Mais alors, comment le corps sait-il qu’il va avoir froid et ce qu’il doit faire pour s’y préparer ? C’est grâce au cerveau, qui garde en mémoire des souvenirs d’expériences de froids passées, et qui peut donc activer la thermorégulation juste en se rappelant ces souvenirs. Cette découverte a été présentée par des chercheurs du Trinity College à Dublin (Irlande) dans la revue Nature.

Un conditionnement au froid

Pour étudier ce phénomène de conditionnement au froid, les chercheurs ont entrainé des souris dans une pièce froide (4°C) ou une à température ambiante (21°C). Comme attendu, les souris exposées au froid bougeaient plus et accéléraient leur métabolisme, brûlant davantage d’énergie pour produire de la chaleur corporelle. Ces souris, qui ont été exposées au froid, en gardent un souvenir, car elles réactivent les mêmes adaptations métaboliques quand elles rentrent dans la pièce froide, même lorsque la température de cette pièce est à 21°C. C’est-à-dire qu’elles associent le contexte de cette pièce à la sensation de froid, et donc réagissent en conséquence en préparation des basses températures.

Ce conditionnement au froid perdurait pendant plusieurs jours. Après avoir été exposées au froid, les souris retournaient dans une pièce à température ambiante où elles restaient durant quatre jours. Puis elles revenaient dans la pièce où elles ont eu froid, et même si cette pièce n’était plus froide, l’adaptation métabolique se mettait en route. “Nous avons découvert que ces souris exposées au froid créent des souvenirs qui leur permettent d’augmenter le métabolisme de leurs corps lorsqu’elles anticipent qu’elles auront froid”, résume dans un communiqué Andrea Muñoz Zamora, autrice de l’étude.

Ces souvenirs déclenchent l’activation de gènes liés à la production de chaleur

Ce souvenir du froid activait l’expression de plusieurs gènes au niveau du tissu adipeux. C’était notamment le cas de la protéine UCP1 (connue aussi sous le nom de thermogénine). Elle agit au niveau des mitochondries, les usines énergétiques des cellules. Cette protéine rend ce processus de production d’énergie moins efficace, obligeant la cellule à utiliser davantage de calories pour produire de l’énergie. Ces usines doivent donc augmenter leur cadence, produisant ainsi plus de chaleur (comme un moteur qui surchauffe si on presse trop fort sur l’accélérateur).

Les chercheurs ont collecté des échantillons de tissu adipeux brun des souris exposées au froid, observant qu’UCP1, ainsi que d’autres protéines liées à la production de chaleur, étaient surexprimées chez ces souris après l’exposition au froid… mais aussi des jours après, lorsqu’elles étaient placées à nouveau dans la même pièce, même si celle-ci n’est plus froide. "Une grande partie de ce contrôle appris de la température corporelle semble être due à une augmentation de l’activité du tissu adipeux brun, qui peut être contrôlée par le cerveau, révèle Lydia Lynch, co-autrice de l’étude. Notre cerveau doit apprendre à partir des expériences de froid, pour ensuite pouvoir contrôler comment nos cellules adipeuses répondent au froid."

Deux régions cérébrales sont impliquées

Pour savoir comment les souvenirs pouvaient déclencher ces activations métaboliques, les chercheurs ont étudié les cerveaux des souris. Mettant en évidence que l’activité cérébrale de celles exposées au froid la première fois changeait lorsqu’elles étaient exposées à nouveau à la même pièce. Cette deuxième fois, l’hippocampe des souris (qui joue un rôle dans la mémoire) se connectait à l’hypothalamus (qui gère des processus métaboliques du corps). Donc c’est bien la mémoire qui active ces changements métaboliques.

En y regardant de plus près, les chercheurs ont identifié les neurones qui s’activent lorsque les souris se rappellent du froid. Localisés dans le gyrus denté, dans l’hippocampe, ces neurones se spécialisent dans la mémoire épisodique. Ces cellules se souviennent donc de l’épisode de froid, et une fois activées, elles se coordonnent avec l’hypothalamus pour activer l’adaptation métabolique au froid. Selon les auteurs, cette nouvelle connaissance pourrait être utilisée pour traiter des dérèglements métaboliques, en manipulant ces souvenirs du froid chez l’humain afin d’activer le métabolisme. En gros, dire à notre cerveau qu’on va avoir froid pour qu’il oblige le corps à brûler du gras. Il se pourrait donc que le régime du futur consiste à regarder en boucle des images de neige… en plein été.

Pour la plupart d'entre nous, la motivation créative nécessite une crise - soit externe, comme une menace pour notre survie physique, soit interne, comme une souffrance intense.

Nous sommes des marionnettes manipulées par les neurones de notre cerveau.

Arpenteur des frontières neuronales, Stéphane Charpier est professeur de neurosciences à Sorbonne Université et chef d’équipe à l’Institut du Cerveau. Il s’impose comme l’un des grands explorateurs contemporains des confins de la conscience et du vivant. Héritier de l’Institut Pasteur, il a consacré plus de trente ans à sonder les mystères de l’excitabilité cellulaire, de la plasticité cérébrale et des états extrêmes du cerveau, là où la science affleure la philosophie et la médecine tutoie la métaphysique.

Des réseaux neuronaux aux états extrêmes

Son œuvre scientifique, d’abord centrée sur l’électrophysiologie in vivo et la dynamique des réseaux neuronaux, s’est illustrée par des contributions majeures à la compréhension des épilepsies, notamment celles qui altèrent la conscience. Charpier a disséqué les arcanes de la transmission synaptique et de la plasticité corticostriatale, dévoilant comment l’expérience module la connectivité cérébrale et façonne l’apprentissage moteur et cognitif34.

La mort, l’ultime frontière

Depuis 2008, Charpier a orienté ses recherches vers les états cérébraux extrêmes – comas profonds, électroencéphalogrammes plats – et la traversée du seuil de la mort. Il a mis en lumière l’" onde de la mort ", ce signal électrique ultime du cerveau, longtemps perçu comme le point de non-retour. Mais c’est la découverte de " l’onde de la réanimation " – ce sursaut neuronal inespéré, prélude possible à un retour à la vie après un arrêt cardiorespiratoire – qui a bouleversé la frontière entre trépas et résurrection. Cette onde, loin du fantasme, redéfinit la mort comme un processus graduel, une zone grise, et non comme un événement brutal.

Une pensée à la croisée des sciences et de l’expérience

Charpier ne se contente pas de traquer les signaux électriques : il interroge la nature même de la conscience, la fugacité de l’instant zéro, l’indéfinissable passage de vie à trépas. Son livre, La science de la résurrection, mêle récit personnel – marqué par un accident vasculaire cérébral – et réflexion sur la frontière insaisissable entre la vie et la mort. Il y explore, avec une érudition qui convoque Galvani, Dupuytren et Larrey, la zone grise où s’efface la certitude du vivant.

" La mort n’est plus ce qu’elle était. Elle n’est plus un événement précipité par l’arrêt du cœur, mais un processus cérébral lent et complexe, au cours duquel les neurones traversent des états incertains vers le crépuscule de la conscience phénoménale. " 

L’héritage d’un passeur

Par son approche, Charpier fait dialoguer la clinique, la philosophie et l’histoire des sciences. Il invite à repenser la mort, non comme une limite infranchissable, mais comme un continuum, une énigme dont la résolution engage la médecine, l’éthique et la société. Sa pensée, à la fois rigoureuse et poétique, éclaire d’un jour nouveau notre rapport à la finitude, à la résurrection possible du cerveau, et à l’insondable mystère de la conscience.

Ainsi, Stéphane Charpier demeure ce veilleur, scrutant la lisière du vivant, là où le silence neuronal pourrait, un instant, se muer en chant du cygne – ou en promesse de retour.



 

Tu montres à l'humain ce que tu possèdes et son vrai visage se révèle.

On met pas d’montres pour l’heure, elles sont pas à l’heure, ici, on juge au poignet.

T’es trop à l’aise pour le dire, tu bégayes quand faut le faire.*

T’as déjà vu un jaune, t’as déjà vu un vert, c’est bien d’pouvoir le dire, c’est mieux d’pouvoir le faire **

Rien ne devient, sinon en tant qu’il est. Rien n’est réel dans le temps, sinon le moment présent. Aussi le temps ne peut-il être produit que selon un instant présent. Cela ne veut pas dire qu’il y serait, mais qu’il commence à partir de là.

La Genèse dit : "Au commencement, Dieu créa le ciel et la terre."

Ces paroles de la Genèse ont reçu une triple explication pour exclure une triple erreur.

Certains ont admis que le temps a toujours existé, et que le temps n’a pas de commencement. Pour réfuter cette erreur on interprète le mot "commencement" : c’est-à-dire du temps. 

Mais d’autres ont prétendu qu’il y a deux principes de la création, l’un pour le bien, et l’autre pour le mal. Pour exclure cette erreur on explique "au commencement" au sens de "dans le Principe", c’est-à-dire dans le Fils. En effet, de même qu’on approprie le principe d’efficience au Père, à cause de sa puissance, on attribue le principe d’exemplarité au Fils, à cause de la sagesse. De sorte que, comme il est dit dans le Psaume (104, 24) : "Tu as fait toutes tes œuvres avec sagesse", ainsi comprend-on que Dieu a tout fait "dans le Principe", c’est-à-dire dans le Fils, selon l’Apôtre (Col 1,16) : "C’est en lui (le Fils) qu’ont été créées toutes choses."

 D’autres ont dit que Dieu a créé les êtres corporels par l’intermédiaire de créatures spirituelles. Et pour exclure cette erreur, on interprète : "Au commencement", soit avant toutes choses, "Dieu créa le ciel et la terre." On admet en effet que quatre choses ont été créées ensemble : le ciel empyrée, la matière corporelle (désignée par le mot "terre"), le temps, et la nature angélique.

Le processus fondamental de la nature se situe en dehors de l'espace-temps, mais génère des événements qui peuvent être localisés dans l'espace-temps.