Renforcer les Réseaux de Neurones de la Mémoire

Pour intégrer toutes les informations qu'il reçoit, le cerveau les distribue d'abord dans des réseaux spécialisés qui interagissent de manière hiérarchique car le traitement cognitif nécessite des niveaux d'intégration plus élevés. Comprendre comment le cerveau coordonne le flux d'informations dans un système de cette nature et identifier les populations de neurones, ou nœuds critiques du réseau cérébral, nécessaires pour ce faire, est un problème fondamental en neurosciences. Ces nœuds critiques sont essentiels pour l'intégration des réseaux impliqués dans des processus aussi importants que l'apprentissage.

Le cerveau est un organe extrêmement complexe, avec d'innombrables connexions. Connaître les détails microscopiques de cette connectivité est d'une grande importance, mais il est également important de comprendre les connexions cérébrales à grande échelle, car celles-ci déterminent les flux d'informations dans l’ensemble du système. Pour investiguer cette question, on utilise souvent une vision simplifiée du cerveau, qui propose de l'appréhender comme un réseau constitué de nœuds reliés par des connexions qui échangent des informations.

Cette vision plus simple a permis d'utiliser des outils mathématiques empruntés à la théorie des graphes pour étudier la communication dans le système nerveux. Ainsi, les nœuds du réseau seraient composés de populations neuronales – régions cérébrales – reliées par des connexions structurelles – axones nerveux – et fonctionnelles – activations corrélatives dans différentes populations neuronales –. Cette simplification élimine les détails du système, mais permet d'identifier plus facilement les nœuds et les connexions qui jouent un rôle fondamental dans une tâche cognitive spécifique ou dont l'altération pourrait être centrale dans des maladies neurologiques ou psychiatriques telles que la maladie d'Alzheimer, l'épilepsie ou l'alcoolisme.

Types de nœuds et leur importance – Les nœuds critiques

Selon leurs connexions, les nœuds d'un réseau peuvent avoir plus ou moins d'influence sur le flux global d'informations. Ainsi, les nœuds avec un plus grand nombre de connexions – de haut degré, ou hubs – ont une plus grande influence sur la communication dans le réseau, de manière similaire à la façon dont un aéroport très fréquenté conditionne l'organisation de l'espace aérien et le départ des vols dans les plus petits aéroports situés dans des régions éloignées. Cependant, le degré des nœuds n'est pas le seul facteur, ni nécessairement le plus important.

Le modèle de connectivité est essentiel. Par exemple, un nœud avec peu de connexions – de bas grade – peut occuper une position stratégique dans le réseau car en connectant deux hubs ou plus, il pourrait avoir plus d'influence que les hubs seuls. Il a été prouvé, sur la base de la théorie des graphes, que l'existence de nœuds de bas grade avec des positions stratégiques dans le réseau, appelés “nœuds critiques”, était bénéfique pour la stabilité du réseau et empêchait la propagation de défaillances en cascade.

Les clubs exclusifs de hubs dans le câblage neuronal du cerveau

Un concentrateur ou hub permet de centraliser le câblage d'un réseau ; il reçoit un signal et répète ce signal en l'émettant par ses différents ports. Certaines régions du cerveau agissent comme des plaques tournantes (hubs) hautement interconnectées les unes avec les autres. Des groupes de hubs hautement interconnectés se comportent comme des clubs exclusifs et sont cruciaux pour une communication efficace entre les neurones du cerveau.

Noyau accumbens

Le noyau accumbens, qui signifie “noyau reposant sur le septum”, est un groupe de neurones dans le cerveau, situé à l'endroit où le noyau caudé et la partie antérieure du putamen se rencontrent latéralement par rapport au septum pellucidum.

Deux structures se distinguent dans le noyau accumbens : la zone centrale – noyau – et le cortex – coquille –, qui diffèrent par leur morphologie et leur fonction.

Le noyau accumbens et le tubercule olfactif constituent la partie ventrale du striatum, qui fait partie des ganglions de la base.

Un rôle important dans le plaisir, comprenant le rire et la récompense, ainsi que la peur, l'agressivité, l'addiction et l'effet placebo, est attribué à ce noyau, c'est pourquoi il est impliqué dans le circuit prix-récompense.

Nouveau mécanisme pour renforcer les réseaux de neurones de la mémoire

Des chercheurs de l'Institut des neurosciences de San Juan de Alicante UMH-CSIC et du Levich Institute of Physics de la City University de New York, dont les travaux ont été publiés dans Nature Communications en juin 2018, ont découvert un nouveau mécanisme pour renforcer les réseaux cérébraux de la mémoire.

L'équipe a décrit chez la souris que les groupes de neurones qui fonctionnent comme des nœuds critiques dans les réseaux de mémoire de l'hippocampe sont en fait situés dans le noyau accumbens, la structure du système de récompense du cerveau. Plus précisément, les experts ont utilisé la théorie de la percolation pour localiser chez la souris les nœuds qui, en raison de leur position stratégique dans les réseaux cérébraux, sont "critiques" pour favoriser la formation de mémoires, bien qu'ils ne reçoivent pas autant de connexions que les "hubs", sur lesquels jusqu'à présent l'attention s'était portée.

Cette étude suggère que les mémoires qui nécessitent l'interaction de l'hippocampe et du cortex préfrontal nécessitent également l'intervention du noyau accumbens pour se former. Les résultats sont confirmés par l'inactivation pharmacogénétique du noyau accumbens, qui abolit complètement la formation du réseau de la mémoire, tandis que l'inactivation des autres aires cérébrales laisse ce réseau intact.

Le travail souligne également que la synchronisation entre le noyau accumbens, l’hippocampe et le cortex préfrontal, lors du stockage de nouvelles informations, fournit un mécanisme de mise à jour des souvenirs qui guidera les comportements futurs, en fonction de l’information stockée dans le passé.

Les résultats ont des implications pratiques pour le traitement des pathologies cérébrales basées sur la connectivité fonctionnelle, telles que la dépendance aux substances d'abus, la schizophrénie ou la dépression. Il permet, par exemple, de concevoir des protocoles d'intervention visant des nœuds critiques du cerveau pour manipuler leur activité, cherchant à renforcer les connexions entre les réseaux de neurones cérébraux, par exemple, pour renforcer la mémoire.

De plus, les altérations de la connectivité fonctionnelle des différents réseaux cérébraux pourraient être utilisées comme biomarqueur de diagnostic et de pronostique pour différentes maladies. Certains outils cliniques, comme la stimulation magnétique transcrânienne ou la stimulation cérébrale profonde, pourraient bénéficier de cette approche en localisant les zones à stimuler dans certains troubles neurologiques ou psychiatriques, notamment ceux que l'on pense être le résultat de dysfonctionnements du réseau. La découverte peut également servir de guide pour la chirurgie des tumeurs cérébrales en identifiant les zones essentielles à préserver lors de la résection.

Jusqu'à présent, on savait que le noyau accumbens participait à la formation des mémoires, entre autres fonctions, mais son rôle fondamental dans la stabilisation de l'interaction entre l'hippocampe et d'autres régions du cortex cérébral était inconnu, comme l'ont découvert les scientifiques. Ces interactions sont essentielles pour la consolidation à long terme des mémoires.

Comment la mémoire à long terme est-elle créée et consolidée ?

Une étude menée par des chercheurs du Département de biologie cellulaire, physiologie et immunologie et de l'Institut des neurosciences (INC), coordonnée par l'Université McGill et publiée dans Nature en octobre 2020, a décrit les processus qui se produisent dans les neurones de l'hippocampe pour que des mémoires à long terme puisent être créés et l'apprentissage soit possible.

La mémoire à long terme est un mécanisme cérébral qui nous permet d'encoder et de conserver une quantité presque illimitée d'informations tout au long de la vie. Des protéines clés qui activent la synthèse des protéines sont impliquées dans sa formation, comme la sous-unité α du facteur d'initiation eIF2 (eIF2α).

Dans cette étude, menée chez la souris, les circuits et les connexions neuronales ont été identifiés par lesquels eIF2α altère l'apprentissage et la mémoire lorsqu'il est lié à une molécule de phosphore phosphorylé, alors qu'il les améliore sous sa forme non phosphorylée, à la fois dans les conditions de santé et de maladie.

L'équipe a montré que l'implication d'eIF2α dans la formation de nouvelles mémoires à long terme est due à son activité dans deux types de neurones de l'hippocampe : les neurones excitateurs et les neurones exprimant la somatostatine – un groupe de neurones inhibiteurs –. De manière parallèle et autonome, la réduction de la phosphorylation de eIF2α dans ces deux sous-populations est suffisante pour augmenter la synthèse protéique, renforcer les connexions entre neurones et améliorer la mémoire à long terme.

Pour étudier ces effets, une technique développée par les chercheurs a été utilisée, qui a permis de démontrer que les modifications qui se produisent dans les neurones excitateurs lors de l'apprentissage sont similaires à celles qui sont observées lorsque la phosphorylation de eIF2α dans ces neurones est génétiquement empêchée. C’est important car ceci a permis de valider le modèle génétique et d'identifier les changements que l'apprentissage produit au niveau transcriptionnel.

L'existence de deux processus autonomes de consolidation de la mémoire médiée par la forme non phosphorylée de eIF2α peut répondre à un avantage évolutif pour assurer et réguler la durée d'une mémoire donnée.

L'étude est la première à analyser séparément le rôle des neurones excitateurs et inhibiteurs de l'hippocampe dans la consolidation de ce type de mémoire, et contribue à comprendre le phénomène de création et d'entretien des souvenirs, encore si méconnu.

Des scientifiques découvrent une nouvelle classe de cellules de mémoire dans le cerveau

Selon une étude menée par des chercheurs de l'université Rockefeller, publiée dans Science en juillet 2021, un nouveau type de neurones de mémoire a été découvert dans le lobe temporal du cerveau qui relie la perception des visages à la mémoire à long terme, ce qui explique comment le cerveau enregistre le visage des êtres chers.

Les scientifiques recherchent depuis longtemps une classe de cellules cérébrales qui expliquent le flash viscéral de reconnaissance que nous ressentons lorsque nous voyons un visage très familier, comme celui d'une grand-mère.

Le "neurone de grand-mère". Dans les années 1960, la théorie du "neurone de grand-mère" est formulée, une cellule cérébrale qui coderait, à elle seule, un concept spécifique et complexe. Ainsi il y aurait un neurone pour se souvenir du visage de la grand-mère, un autre pour celui de la mère et successivement. Mais son existence n'a jamais été prouvée.

La nouvelle étude a localisé un ensemble de neurones qui seraient similaires à ceux de la grand-mère, mais au lieu de travailler individuellement, ils semblent travailler collectivement. Dans un coin sombre et peu étudié du cerveau, la chose la plus proche d'un neurone grand-mère a été trouvée : des cellules capables de lier la perception des visages à la mémoire.

Il s'agit de la première preuve de cellules cérébrales hybrides qui se comportent comme des cellules sensorielles, avec des réponses fiables et rapides aux stimuli visuels, et qui sont capables de lier la perception des visages à la mémoire.

De plus, elles agissent comme des cellules de mémoire qui ne répondent qu'aux stimuli que le cerveau a déjà vus – dans ce cas, des individus connus – reflétant un changement dans le cerveau à la suite de rencontres précédentes.

Connexion entre les domaines sensoriels et mémoriels

Pour mener leur étude, l'équipe a effectué des IRM sur des macaques rhésus et enregistré les signaux électriques des neurones alors qu'ils regardaient des images de visages familiers qu'ils avaient vus en direct et d'autres qu'ils n'avaient vus que virtuellement sur un écran. Les neurones ont réagi davantage aux visages que les sujets avaient vus personnellement auparavant et discriminés entre connaissances et inconnus immédiatement après le traitement de l'image.

Ce sont des cellules très visuelles et sensorielles, mais comme des cellules de mémoire. Ils ont découvert un lien entre les domaines sensoriel et mémoriel.

Implications cliniques pour les personnes atteintes de prosopagnosie ou de cécité faciale. À l'avenir, ces résultats pourraient avoir des implications cliniques pour les personnes atteintes de prosopagnosie, ou de cécité faciale, qui dans le pire des cas ne peuvent même pas reconnaître leurs proches.

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Exercices pour renforcer les neurones de la mémoire

Au fil du temps, notre cerveau et notre mémoire sont affectés par la perte de compétences. Pour rester agile, les experts recommandent d'effectuer des exercices cognitifs, de tester notre dextérité et notre capacité à retenir les informations.

Cela peut être fait en résolvant des énigmes, des mots croisés, des énigmes et d'autres jeux bien connus, mais si nous nous engageons régulièrement dans des activités que nous aimons, nous ne “maintenons” que des zones du cerveau qui sont déjà saines et actives. Donc, pour exercer les autres zones inactives, nous devons rechercher de plus grands défis, comme si nous faisions des exercices physiques.

Écouter de la musique 8D avec des écouteurs. Ce type de musique est souvent utilisé dans les films ou les jeux vidéo et il est particulièrement immersif car il active le cerveau dans son ensemble. On le trouve sur Internet et il est recommandé de l'écouter les yeux fermés en faisant attention aux instruments, à la voix, au rythme et aux autres éléments.

Exemple : 8D AUDIO CLASSICAL MUSIC Bach, Mozart, Chopin, Beethoven, Tchaikovsky (USE HEADPHONES)

Journée de la main non dominante. Un jour par semaine, essayez de tout faire avec la main que vous n'utilisez pas habituellement. Si nous sommes droitiers, nous devenons gauchers, ou vice versa. Cette activité facilite une traversée des hémisphères cérébraux et augmente la réserve cognitive.

Lire à haute voix. Lorsque nous lisons à haute voix, nous ouvrons de nouvelles voies neuronales, il est donc recommandé de le pratiquer une fois par semaine même si nous sommes seuls.

Faire quelque chose qui nous met mal à l'aise. Il faut éviter de tomber dans la zone de confort. Faire des choses difficiles à faire pour nous, même s'il s'agit de petits actes, comme ne pas manger un dessert que nous aimons ou emprunter des itinéraires différents de ceux d'habitude.

Travailler avec les odeurs. Placer des parfums familiers dans des récipients, comme un savon d'enfance ou un vieux parfum. L'exercice consiste à bander les yeux et à se laisser surprendre par l'odorat. De cette façon, nous activons l'un des sens les moins développés et ouvrons de nouvelles connexions neuronales. Cette dynamique peut aussi se faire avec les saveurs, si vous avez des difficultés avec l'odorat.

Faire du sport ou jouer. Le sport active également notre cerveau, et nous aide même à développer de nouveaux neurones. Lorsque le corps bouge, en plus, l'esprit se détend et crée un espace idéal pour apprendre.

Coordination œil-main. L'une des clés de l'entraînement cognitif est de traverser différentes zones du cerveau. Obtenir de la pâte à modeler ou un autre matériau malléable pour créer différentes formes. Le but est de connecter les yeux avec les activités des mains.

Défier l'attention. Il existe des livres et des dynamiques pour trouver les différences entre deux images ou en trouver une qui est cachée. Cet exercice aide à former l'attention. Le pratiquer tous les jours, lorsque nous sommes dans la rue ou en file d'attente. Le défi est très simple : on observe ce que portent les gens qui nous entourent, on ferme les yeux et on essaie de se souvenir des détails de leurs chaussures, des vêtements qu'ils portent, de leurs caractéristiques physiques et même de ce qu'ils faisaient à ce moment-là.

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Le Cerveau Anticipe l'Avenir

La prédiction est l'un des principaux mécanismes neuro-cognitifs de notre cerveau. Chaque milliseconde, l'organe le plus complexe de l'être humain essaie constamment d'anticiper activement ce qui va se passer ensuite en se basant sur la connaissance de son environnement.

Notre cerveau vit dans le passé proche dans le sens où il est obligé de traiter et d'interpréter la réalité qu'il perçoit à travers les sens, ce qui consomme du temps et, par conséquent, l'empêche de vivre pleinement dans le présent. Cependant, malgré cette caractéristique, il parvient très bien à remplir sa mission d'assurer la survie. Par conséquent, il est obligé de prédire l'avenir afin de pouvoir se synchroniser avec ce qui se passe dans le présent.

Pour faire cette prédiction, le cerveau utilisera les connaissances qu'il a des expériences passées et, de cette façon, prédira intelligemment ce qui se passera dans le futur immédiat.

Découverte du système cérébral qui anticipe le futur

Selon une recherche menée à l'Institut Max Planck (Allemagne), dont l'étude a été publiée dans Nature Communications en décembre 2019, le cerveau dispose d'un système sophistiqué pour anticiper l'avenir : il le fait rapidement et avec une consommation d'énergie minimale. Il doit nous préparer à réagir à toute éventualité.

Inconsciemment, le cerveau effectue des calculs mathématiques complexes pour traiter les informations de l'environnement à travers les sens. Mais face à l'éventualité de préparer l'avenir, il hâte ses calculs : il lui faut non seulement savoir ce qui va se passer, mais aussi, et non des moindres, quand.

La nouvelle recherche a découvert comment le cerveau parvient à anticiper l'avenir, que ce soit dans des circonstances normales ou exceptionnelles : il utilise un système de pensée rapide et une logique floue pour que nous réagissions de manière appropriée.

Pensée rapide et logique floue

Le système de pensée rapide est le moyen le plus courant utilisé par le cerveau pour traiter l'information. Il est instantané et consomme très peu d'énergie. C'est le système intuitif et émotionnel.

Décrit pour la première fois en 2011 par le prix Nobel d'économie Daniel Kahneman, ce système permet, par exemple, de savoir qu'une chose est plus proche qu'une autre, de marcher sans regarder, de déceler la joie dans l'expression d'une personne, ou encore de lire, sans le prétendre, un simple message publicitaire.

Le cerveau a également recours à la logique floue, une propriété très difficile à reproduire dans un ordinateur, mais qui permet de traiter des informations à partir de données imprécises : par exemple, comment quelque chose va se passer et quand.

La logique floue régit également la plupart de nos vies : nous recevons fréquemment des instructions telles que “tournez un peu plus à droite” et “n'allez pas si vite”. Grâce à la logique floue, personne ne nous dira : “déplacez-vous de 28 cm en cap vrai de 136º” ou “réduisez votre vitesse de 3,8 mètres par seconde”. Bien que ces énoncés soient génériques, nous sommes capables de réagir avec précision et d'ajuster la progression du véhicule dans le sens souhaité. Nous fonctionnons beaucoup plus par nuances, par transition, et c’est ce que la logique floue permet d’apporter.

Densité de probabilité

Les chercheurs ont également découvert que le cerveau utilise un modèle de pensée rapide appelé fonction de densité de probabilité (PDF) pour anticiper l'avenir.

Ce modèle permet au cerveau de déterminer exactement ce qui va se passer et quand. Il suppose que cela se produira quel que soit le moment et fait une estimation du moment où cela se produira.

Il distribue la probabilité d'occurrence sur le temps pendant lequel elle peut se produire, pour obtenir une plus grande confiance dans l'exactitude et ainsi dissiper l'incertitude : il a déterminé que le temps de réaction à un événement stochastique (non déterministe) est proportionnel à l'inverse de sa probabilité.

De cette manière, il nous prépare à toute éventualité présente ou future, que les informations sensorielles proviennent de la vision, de l'ouïe ou du système somato-sensoriel, qui traite les stimuli liés au toucher, à la température, à la proprioception (position du corps) et à la nociception (douleur).

Tenants et aboutissants du cerveau

Le succès du cerveau à anticiper l'avenir ne dépend pas seulement du modèle utilisé, mais aussi de la sélection préalable qu'il a dû effectuer pour remplir sa mission.

Premièrement, il a choisi le modèle à réflexion rapide par rapport au modèle à réflexion lente. Ce second modèle est logique et délibératif, fonctionne très lentement et consomme beaucoup d'énergie. Associé à l'expérience, nous l'utilisons pour des activités mentales difficiles telles que des calculs mathématiques complexes. Lorsqu'il va anticiper l'avenir, le cerveau écarte ce modèle et préfère le système de pensée rapide car la priorité est de trouver rapidement quelque chose qui peut arriver.

Deuxièmement, le cerveau devait également choisir entre le modèle à réflexion rapide appelé la fonction de densité de probabilité et une alternative également disponible : le modèle de taux de risque, plus connu sous son expression anglaise Hazard ratio.

Calculs complexes

Ce deuxième modèle, couramment utilisé pour mesurer le risque financier, sert à calculer la probabilité uniquement face à une situation imminente. Jusqu'à présent, on croyait qu'il était utilisé par le cerveau pour anticiper l'avenir. Cependant, la nouvelle recherche a montré que le cerveau choisit la fonction de densité de probabilité car elle lui permet d'ajouter à l'information de ce qui va se passer, quand cela se produira.

Enfin, même si le cerveau choisit un système à pensée rapide pour anticiper l'avenir, il calcule quelque chose de très complexe – le facteur temps par probabilité – une fonction qui correspond au système à pensée lente. Il y parvient grâce à la logique floue et confirme ainsi que ce système de pensée rapide est très efficace.

Il est si puissant qu’il sert même pour les tribus amazoniennes qui ne connaissent pas les nombres : leur système de pensée rapide est également capable de traiter des informations de probabilité complexes tout comme notre cerveau, même si ses membres ne peuvent même-pas savoir quel âge ils ont.

Le cerveau utilise deux horloges internes pour anticiper le futur

Une recherche de l'Université de Berkeley en Californie, dont les résultats sont publiés dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences en novembre 2018, a découvert que le cerveau utilise deux mécanismes neuronaux différents pour prédire l'avenir immédiat. Les deux nous permettent de naviguer et de profiter du monde de tous les jours.

L'un des mécanismes neuronaux est une sorte d'horloge interne basée sur le rythme. Il est lié aux ganglions de la base du cerveau (noyaux gris centraux), qui traitent des mouvements volontaires effectués inconsciemment, pour des tâches routinières. L'autre horloge interne est basée sur l'expérience précédente. Il est associé au cervelet, une région du cerveau dont la fonction principale est d'intégrer les voies sensorielles et les voies motrices.

La fonction des ganglions de la base est d'affiner les mouvements volontaires. Ils le font en recevant des informations du cortex cérébral pour le mouvement suivant, qu'ils traitent et ajustent ensuite. Les ganglions transmettent ces commandes au thalamus, qui relaie ensuite ces informations au cortex.

Les deux horloges sont essentielles à notre capacité à naviguer et à profiter du monde. Ensemble, ces systèmes cérébraux nous permettent non seulement d'exister dans le présent, mais aussi d'anticiper activement l'avenir.

Ils font référence aux processus quotidiens de la vie, par exemple, appuyer sur l'accélérateur de la voiture une fraction de seconde avant que le feu ne passe au vert, ou commencer à taper du pied avant que la musique que nous attendons ne commence à jouer. L'étude offre une nouvelle perspective sur la façon dont nous, les humains, calculons quand faire un geste.

Cette synchronisation n'est pas un processus unifié, mais il existe deux manières différentes de faire des prédictions temporelles et celles-ci dépendent de différentes parties du cerveau.

Les résultats de ces travaux confirment que le cerveau utilise deux mécanismes différents pour le délai d'exécution, remettant en question les théories selon lesquelles un seul système cérébral gère tous nos besoins de synchronisation.

Les résultats suggèrent au moins deux façons différentes dont le cerveau a évolué pour anticiper l'avenir. Un système basé sur le rythme est sensible aux événements périodiques du monde, comme cela est inhérent à la parole et à la musique. Et un système d'intervalles offre une capacité d'anticipation plus générale, sensible aux régularités temporelles, même en l'absence de signal rythmique.

Méthodologie

Les chercheurs ont étudié les forces et les déficits d'anticipation chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson – un type de trouble du mouvement – et les personnes atteintes de dégénérescence cérébelleuse, une maladie dans laquelle les neurones du cervelet – la zone du cerveau qui contrôle la coordination et l'équilibre musculaire – se détériorent et meurent.

Grâce à divers tests, ils ont comparé le comportement des patients atteints des deux maladies lors d'exercices informatiques utilisant des signaux temporels. Les deux groupes regardaient des séquences de carrés rouges, blancs et verts sur un écran d'ordinateur en passant à des vitesses différentes : ils devaient appuyer sur une touche au moment où ils voyaient passer le carré vert. Comme le feu orange des feux tricolores, les carrés blancs leur avertissent que le carré vert est sur le point de passer.

Les chercheurs ont constaté que tant que le rythme des différents carrés était constant, les patients atteints de dégénérescence cérébelleuse répondaient bien à ces signaux rythmiques. Cependant, lorsque les carrés colorés suivaient un motif plus complexe, avec des intervalles différents entre les carrés rouges et verts, cette séquence était plus facile à suivre pour les patients atteints de la maladie de Parkinson.

Il a été démontré que les patients atteints de dégénérescence cérébelleuse ont des problèmes à utiliser des signaux temporels non rythmiques, tandis que les patients atteints de dégénérescence des noyaux gris centraux associée à la maladie de Parkinson ont des problèmes à utiliser des signaux rythmiques.

L'étude a permis aux chercheurs d'établir un lien entre la synchronisation rythmique et les ganglions de la base, ainsi qu'entre la synchronisation d'intervalle, une minuterie interne basée sur notre mémoire d'expériences passées, et le cervelet. Les deux sont des régions cérébrales primaires associées au mouvement et à la cognition.

De plus, leurs résultats suggèrent que si l'une de ces horloges neurales tombe en panne, l'autre pourrait théoriquement intervenir. L'étude identifie non seulement les contextes d'anticipation dans lesquels ces patients neurologiques sont touchés, mais également les contextes dans lesquels ils n'ont pas de difficultés, suggérant que leurs environnements pourraient être modifiés pour faciliter leur interaction avec le monde.

Nouveaux traitements. A partir de ces résultats, de nouvelles pistes s'ouvrent pour des traitements non pharmaceutiques des personnes présentant des déficits de temporalisation neurologique : jeux informatiques, applications mobiles, stimulation cérébrale profonde et modifications environnementales du sommeil pourraient les aider à pallier ces déficits.

Le cerveau anticipe ce qui va se passer et réagit lorsque les sens contredisent sa prédiction – Théorie du codage prédictif

Une recherche de l'Institut de recherche biomédicale de Salamanque (IBSAL) et de l'Institut des neurosciences de Castille et León (INCYL), dont les travaux ont été publiés dans la revue scientifique Plos Biology en décembre 2020, a montré expérimentalement que le cerveau prédit en permanence ce que va se passer autour de nous et qu'il existe un mécanisme neuronal qui nous alerte lorsque les informations fournies par les sens ne coïncident pas avec les prévisions.

Les chercheurs travaillent depuis des années sur la théorie du codage prédictif du cerveau, qui examine ce processus. Le cortex préfrontal anticipe ce qui va se passer dans le futur et prend des décisions, mais ces prédictions sont comparées en interne dans le cerveau avec les stimuli sensoriels que nous recevons, qu'ils soient visuels, olfactifs, somato-sensoriels ou auditifs. Dans cette comparaison, lorsque la prédiction et le stimulus sensoriel coïncident, ils s'annulent simplement. Cependant, s'ils diffèrent, ce que nous appelons une erreur de prédiction se produit.

En bref, le cerveau n'agit pas passivement en attendant des stimuli, mais anticipe constamment ce qu'il s'attend à recevoir par les sens, de sorte que seules les choses inattendues nous alertent ou attirent notre attention. Selon ce modèle, le cerveau fait des prédictions "d'en haut" et les sens rapportent "d'en bas". Les neurones impliqués dans ce mécanisme sont très importants car ils permettent au flux d'informations de remonter. Ainsi, tout ce que le cerveau prédit et se produit réellement n'est rien de plus qu'une information superflue que le cerveau rejette. Cependant, lorsque l'erreur de prédiction se produit, le cerveau doit agir.

Il existe de nombreux exemples dans la vie quotidienne qui aident à comprendre ce concept. Par exemple, si nous quittons la maison sans parapluie parce que nous pensons qu'il fait beau mais que lorsque nous ouvrons la porte, il pleut. S'il y avait effectivement du soleil, comme notre cerveau l'a prévu, nous ne le remarquerions même pas. La même chose se produit lorsque le fil d'une conversation se rompt avec une tournure inattendue ou si un bruit inattendu éclate parmi d'autres bruits quotidiens.

Jusqu'à présent, cette théorie du codage prédictif reposait sur des modèles mathématiques, mais la nouveauté de l'article est que les chercheurs l'ont démontré expérimentalement. Il n'y avait aucune preuve que les neurones agissent vraiment de cette manière du point de vue moléculaire, donc dans ce travail ils le démontrent avec des expériences électro-physiologiques dans un modèle animal.

Enregistrer le comportement de ces neurones chez l'homme serait beaucoup plus complexe, mais des expériences chez le rat ont permis de confirmer la réaction neuronale à une erreur de prédiction. Plus précisément, les recherches se concentrent sur le système auditif, qui est le plus utilisé pour étudier cette question, mais les résultats peuvent aussi être extrapolés au reste des systèmes sensoriels, qui en théorie devraient avoir un mécanisme similaire.

Applications thérapeutiques

Les chercheurs expliquent qu'il est très important d'avancer dans la connaissance de ces processus car ils sont liés à certaines pathologies psychiatriques et neuro-dégénératives. D'une part, dans la schizophrénie et l'autisme, le mécanisme de prédiction et de comparaison est altéré. Très probablement, les neurones impliqués dans l'erreur de prédiction fonctionnent mal. Par conséquent, il existe une base cellulaire et neurologique pour les modifications du cortex préfrontal qui expliquent pourquoi ceci se produit.

Quelque chose de similaire se produit dans des maladies telles que la maladie d'Alzheimer, bien que la raison soit différente. Dans ce cas, il ne s'agit pas d'altérations, mais du fait que les neurones qui meurent ou sont endommagés sont comme des pièces du puzzle qui cessent de fonctionner correctement. Par conséquent, les défaillances des mécanismes de prédiction du cerveau entraînent des problèmes cognitifs.

Sur la base de ces résultats, le groupe de recherche estime que de nouvelles solutions thérapeutiques pourraient être trouvées pour certaines pathologies. Ils souhaitent notamment étudier les substances neuro-modulatrices susceptibles d'être en cause. Dans le même ordre d'idées, ils pensent que l'acétylcholine, qui est un neuro-modulateur important, joue un rôle important dans la transmission synaptique dans ces neurones. Si tel est le cas, il est possible qu'en le réglementant, des traitements pharmacologiques puissent être obtenus.

Ces futures thérapies pourraient être utiles pour toutes les pathologies liées au codage prédictif. En fait, le problème avec les maladies neuro-dégénératives est que les mécanismes moléculaires de base ne sont pas encore compris, ces étapes sont donc importantes. Au cours des dernières décennies, aucun nouveau médicament pour les maladies neuro-dégénératives n'est arrivé sur le marché, mais s'il était confirmé que certaines substances peuvent aider à atténuer leurs effets, les chercheurs seraient en passe de les rendre chroniques.

Le cerveau anticipe le futur immédiat grâce à un mécanisme de prédiction automatique des séquences temporelles

Des chercheurs du Donders Institute for Brain, Cognition and Behavior Research de l'Université Radboud aux Pays-Bas, dont les travaux ont été publiés dans Nature Communications en mai 2017, ont mené une étude dans le but de ratifier cette affirmation.

L'équipe a montré que lorsque nous prévoyons un événement, nous le visualisons automatiquement et à une vitesse rapide, au moins deux fois plus rapide que la vitesse réelle à laquelle l'objet se déplace. Un exemple serait de traverser une rue passante. Face à cette situation très fréquente, notre cerveau va expressément accélérer la vitesse à laquelle les voitures s'approchent de nous afin de nous offrir une perception surestimée du risque que nous courons, nous dépêcher et rejoindre la sécurité du trottoir en face.

Les auteurs ont considéré que la vision humaine est très pointilleuse car c'est le principal sens pro-survie que nous possédons et, pour cette raison, elle a une résolution plus élevée que ce que d'autres sens, comme l'ouïe ou l'odorat, peuvent nous offrir. Cependant, la vitesse de circulation des informations visuelles de la rétine vers le cortex visuel est relativement lente en temps neuronal, puisqu'il faut au moins 200 millisecondes pour que le transfert se produise. Et alors que 0,2 seconde représenterait une très courte période de temps, au niveau du cerveau c'est plutôt beaucoup, dans le sens où ce délai temporaire pourrait faire la différence entre la vie et la mort pour un piéton audacieux.

Pour savoir comment le cerveau anticipe les mouvements futurs, les chercheurs ont demandé à 29 individus de regarder une séquence de points se balancer de gauche à droite ou de reculer en une demi-seconde sur un écran 108 fois. Après les séances, les scientifiques ont découvert que le cerveau des participants était capable d'anticiper avec précision les mouvements que chaque point ferait.

Les gens ont ensuite été invités à regarder de nouvelles images aléatoires. Certaines se sont avérées les mêmes qu'avant, mais d'autres avec le point défilant sur l'écran, ne montrant que le début ou la fin de la séquence.

Au fur et à mesure que les participants voyaient les points sauter sur l'écran, une partie correspondant au cortex visuel s'illuminait à chaque étape. Cependant, s'ils n'appréciaient que le début de la séquence, la même zone du cerveau était toujours activée, ce qui complétait la trajectoire hypothétique du point, mais à la différence près qu'il anticipait la séquence réelle deux fois plus vite.

De cette manière, il a été possible de vérifier que notre système visuel peut anticiper la trajectoire d'un objet au moins deux fois plus vite que la trajectoire réelle, ce qui nous permet de prévoir la trajectoire d'un objet et d'agir en conséquence.

Pour les chercheurs, les résultats montrent que le cortex visuel peut compléter une séquence avec des informations partielles sur un objet en mouvement et que cet exploit peut être réalisé même lorsque l'attention est dirigée ailleurs. De plus, le fait que la prédiction des événements soit indépendante du statut d'attention suggère un processus automatique. Les experts pensent que l'hippocampe est impliqué dans ce processus d'anticipation du futur immédiat, une structure cérébrale liée à la mémoire mais aussi à cette fonction prémonitoire.

Le cerveau sait anticiper l'avenir en se basant sur l'analyse des informations précédentes

Des chercheurs de l'Association for Psychological Science (APS) des États-Unis, dont l'étude a été publiée dans la revue Psychological Science en août 2021, ont découvert l'action d'une "machine de prédiction" dans le cerveau humain, chargée de traiter les informations reçues de l'environnement cérébral pour anticiper ce qui se passera plus tard dans certaines situations.

Selon les chercheurs, le cerveau est capable de tirer parti des propriétés statistiques du monde pour prédire ce qui est susceptible de se produire ensuite, ainsi que pour analyser des informations et simplifier des ensembles de données complexes afin que nous puissions les gérer efficacement.

Le mécanisme cérébral est également capable de "nettoyer" des données confuses et des structures complexes, de sorte qu'il est possible de faire face à la réalité du monde sans se perdre dans ses labyrinthes.

Pour comprendre le processus, l'étude développe une analogie avec l'expérience musicale. Lorsqu'une phrase musicale a une qualité incertaine ou non résolue, notre cerveau prédit automatiquement comment la mélodie se terminera : Les chercheurs suggèrent que le cerveau humain considère ce qui s'est passé avant pour anticiper ce qui vient après, dans une qualité prédictive et anticipative qui s'applique à différents stimuli.

Le cerveau a constamment une longueur d'avance et correspond aux attentes avec ce qui est sur le point de se produire. La découverte remet en question les hypothèses précédentes selon lesquelles les phrases musicales ne semblent terminées qu'après le début de la suivante. Par conséquent, tant dans l'appréciation musicale que dans d'autres aspects, notre cerveau est capable d'anticiper une étape future en se basant sur l'analyse d'informations antérieures.

En ce sens, l'étude confirme que le cerveau utilise certains mouvements musicaux comme "indices" pour prédire comment va continuer ou se conclure une mélodie qui n'a pas de structure logique ou évidente et pose un moment d'incertitude.

Ce même mécanisme est utilisé par la "machine de prédiction" du cerveau dans d'autres situations ou contextes. Par exemple, un processus similaire se déroule au niveau linguistique : si une phrase musicale fait partie d'un tout plus complexe et étendu, comme une chanson ou une symphonie, une phrase est aussi un fragment d'un tout avec une certaine cohérence, comme il peut s'agir d'un texte narratif ou informatif. Le cerveau serait également capable de prédire certains aspects des phrases qui s'enchaînent dans un texte, que ce soit en termes de contenu, de style ou d'intention.

Haute entropie : le moment d'incertitude

Les scientifiques ont identifié un moment qu'ils ont appelé "haute entropie", un terme qui fait référence au degré d'incertitude qui existe devant un ensemble de messages, dont seule une partie est connue. Dans ce moment de doute, le mécanisme d'anticipation du cerveau entre en action, analysant les données précédentes et les croisant avec les informations qu'il reçoit du monde, afin de prédire ce qui va arriver.

Pour arriver à leurs conclusions, les scientifiques ont travaillé avec un groupe de volontaires, leur faisant écouter en détail les mélodies chorales de Bach : ils ont analysé les œuvres, note par note, cherchant à ce que les participants identifient les différentes parties et puissent dire lesquelles ils retenus et qui leur semblaient plus complètes et complexes.

Les résultats ont indiqué que les segments musicaux avec une entropie élevée ou un sentiment d'incertitude étaient classés comme plus complets et riches : dans ceux-ci, le cerveau devait agir pour anticiper un prochain mouvement, qui ne semblait pas logique ou évident. Selon les chercheurs, la découverte de ce mécanisme cérébral pourrait conduire au développement de stratégies psychosociales qui améliorent la communication entre les personnes dans de multiples contextes.

Savoir ce qui va se passer, soit tout de suite, soit un peu plus tard, est un facteur critique de survie, mais c'est aussi une chose de tous les jours : il faut savoir s'il va pleuvoir demain ou sommes attentifs au coup qui annonce le départ d'une course sportive. Nous devons nous émerveiller de la façon dont notre cerveau doit faire mille pirouettes pour pouvoir bien faire les choses dans le sens temporel sans que nous soyons conscients du fait de quand et comment il les fait.

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Les Vitamines Sont Essentielles pour l'Organisme

Les vitamines ne jouent pas de rôle particulier dans l’apport en énergie. Cependant, elles sont nécessaires pour que l’organisme fonctionne correctement. Il existe 13 vitamines, et elles sont réparties en deux catégories : les vitamines liposolubles et les vitamines hydrosolubles.

Les vitamines liposolubles. Elles se trouvent essentiellement au niveau des tissus adipeux. Cela les rend toxiques si elles sont ingérées à forte dose. Ce sont les vitamines A, D, E et K.

Les vitamines hydrosolubles. Elles sont solubles dans l’eau et se répandent dans le corps via les liquides. Elles ne sont pas stockées et sont évacuées par les urines en cas de surconsommation. L’effet des vitamines hydrosolubles sur l’organisme dure entre 8 et 14 h après leur ingestion. Ce sont les vitamines C, B1, B2, B3, B5, B6, B8, B9 et B12.

A l'exception de la vitamine D et K que le corps fabrique, ce dernier n’est pas capable de les synthétiser et doit ainsi se fournir via une alimentation équilibrée. 

Las vitaminas participent :

* à la construction de l'organisme : croissance, développement du squelette,

* au fonctionnement et à l'entretien du corps : transformation et utilisation des macro-nutriments, vision, coagulation du sang, systèmes musculaire, nerveux, immunitaire, fabrication d'ADN….

Il n'y a pas de vitamines plus essentielles que d'autres. Elles sont toutes importantes. Par contre, il y a des vitamines qui sont plus concernées par les carences que d'autres. C'est le cas pour la vitamine D, vitamine C, vitamine E et vitamine B9.

Dépistage d’une carence

Des carences en vitamines B1, B2, B3, B5, B6, B8 seront caractérisées par des signes cutanés comme l'eczéma et des troubles neurologiques comme les fourmillements ou les crampes.

Une carence en vitamine A sera caractérisée par une baisse de la vision, un dessèchement de la peau et une sensibilité aux infections.

Les premiers symptômes d'une carence en vitamine C seront l'irritabilité et la fatigue. Après plusieurs mois, les symptômes du scorbut s'installent.

Une carence en vitamine D est caractérisée par une déminéralisation progressive, grande sensibilité aux infections et entraîne une faiblesse musculaire.

Une carence en vitamine K entraîne des troubles de la coagulation.

Une carence en vitamine B9 peut être à l'origine d'une anémie et d'un mauvais développement du fœtus lors de la grossesse.

Une carence en vitamine B12 peut être à l'origine d'une anémie et de troubles nerveux.

Vitamine A ou retinol ou bêta-carotène

La vitamine A est une vitamine liposoluble – soluble dans les graisses –, stockée en grande quantité par le foie. Elle existe dans l'alimentation sous deux formes. On la trouve d'un côté sous forme de retinol – et de ses dérivés – exclusivement dans les produits d'origine végétale et de l'autre, sous forme de caroténoïdes pro-vitaminiques – précurseur de vitamine A –, dans les produits d'origine végétale. Ces derniers seront transformés dans l'organisme en vitamine A selon ses besoins.

La vitamine A est une substance active au sein de l'organisme, et indispensable à tous les âges de la vie. Elle agit en premier lieu sur le mécanisme de la vision. Elle joue un rôle essentiel dans la qualité de la vision, notamment nocturne.

Elle intervient également dans la régulation de l'expression des gênes et est ainsi impliquée dans de nombreuses fonctions de l'organisme : développement de l'embryon, croissance des cellules, la peau, renouvellement des muqueuses – notamment intestinale et urinaire –,  fonctionnement du système immunitaire.

Elle possède également une action protectrice contre l'allergie au soleil. Pour obtenir une action efficace, la vitamine A doit être associée à des protéines et du zinc.

Bêta-carotène

Le bêta-carotène (provitamine A), désigne la forme la plus répandue de carotène, c'est-à-dire un pigment végétal de couleur orange présent dans certains fruits et légumes (carottes, abricots) et synthétisé en vitamine A par le foie. Le bêta-carotène est utilisé également comme additif et colorant alimentaire, et détient des vertus anti-oxydantes. Il pourrait également avoir, sur le long terme, un effet sur le ralentissement du déclin cognitif.

Retinol

Le retinol fait partie de la famille des retinoïdes, composés chimiques dérivés de la vitamine A. Les retinoïdes naturels ou synthétiques sont utilisés localement sous forme de crèmes et par voie orale en comprimés seuls ou en association à d'autres molécules dans le traitement de l'acné selon le stade de sévérité.

C'est aussi un actif très utilisé en cosmétique, il est plébiscité pour ses vertus anti radicaux libres. Ses propriétés sur le renouvellement des cellules de la peau sont utilisées en application locale dans la prévention et dans l'amélioration des signes du vieillissement cutané.

Aliments riches en vitamine A

Pour couvrir une grande partie de notre besoin quotidien en bêta-carotène. On le trouve dans les aliments d'origine animale : beurre, œuf, lait, fromages (parmesan, roquefort, emmental...), abats, foie de volaille, foie de veau… L'huile de foie de morue est une excellente source de vitamine A. Les aliments les plus riches en bêta-carotène sont les végétaux orange comme la carotte, les courges comme le potiron, la patate douce, l'abricot, le melon, la mangue...

Carence en vitamine A

Dans les seuls cas relevés, il s'agissait de personnes vulnérables (enfants et personnes âgées) qui étaient atteintes de maladies entravant le métabolisme naturel d'assimilation de cette vitamine (malabsorption des lipides, maladies du foie, VIH, maladie de Crohn et colite ulcéreuse, par exemple).

D'autres facteurs comme une carence en zinc, l'alcoolisme ou une maladie thyroïdienne (hypothyroïdie) nuisent à la conversion des carotènes en vitamine A et peuvent engendrer des carences.

Contre-indications

Pendant la grossesse, un excès d'apport en vitamine A peut provoquer des malformations du fœtus.

Il est également déconseillé de prendre de la vitamine A en complément, dans le cas de maladies du foie.

A long terme, une consommation à forte dose de vitamine A aurait des effets indésirables comme une fatigue, de l'irritabilité, de l'anorexie ou des problèmes gastriques.

Vitamine B

Les vitamines du groupe B désignent l'ensemble des huit vitamines. Les vitamines B1, B2, B3, B5, B6, et B8 sont impliquées dans la production d'énergie. Elles transforment en énergie les protéines, les lipides et les glucides que nous mangeons.

La vitamine B1 ou thiamine

La vitamine B1 ne supporte pas la chaleur et n’est pas stockée dans l’organisme. Une fois ingérée, la vitamine B1 est transformée par le foie en pyrophosphate de thiamine. La vitamine B1 intervient dans la transformation des aliments en énergie pour être ensuite utilisée par l’organisme. Elle contribue également au bon fonctionnement du système nerveux et des muscles. La vitamine B1 intervient en outre dans la dégradation de l’alcool par le foie et dans la régulation de la tension artérielle.

La vitamine B1 est présente dans les fruits, en particulier leur peau, les légumes ainsi que les algues, le jaune d’œuf, la noix de pecan ou l’ail.

Chez l’homme, une carence en vitamine B1 est à l’origine d’une fatigue importante, d’un fort amaigrissement, de problèmes de mémoire, de vue et de concentration, d’affections cardiaques ou encore de palpitations.

La vitamine B2 ou riboflavine

La vitamine B2 n’est pas stockée par l’organisme. Elle résiste à la chaleur, mais est sensible à la lumière. Intervenant dans la production de kératine, elle assure la santé des cheveux, de la peau et des ongles. Elle interagit avec les vitamines B3 et B6.

La vitamine B2 se retrouve dans les légumes verts, les champignons, les raisins secs, la châtaigne.

Une carence en vitamine B2 est très rare. Ce sont notamment les sportifs de haut niveau qui en sont touchés à cause de leurs besoins très élevés. Les signes d’une carence en vitamine B2 sont : inflammations des muqueuses, inflammations cutanées, irritations oculaires ainsi que baisse du tonus musculaire. Les apports journaliers recommandés pour la vitamine B2 est de 1,4 mg par jour. Les besoins en vitamine B2 sont facilement atteints grâce à une alimentation équilibrée.

La vitamine B3 ou niacine

La vitamine B3 résiste mieux à la chaleur et à l’oxydation. Elle intervient dans le processus de libération d’énergie dans le corps ainsi que dans la régulation du glucose, dans le fonctionnement du système nerveux ou encore dans la réduction du cholestérol.

La vitamine B3 se trouve dans les aliments tels que le gingembre, l’avocat, le petit pois, les graines de sésame, les fruits de mer, le germe de blé, la datte fraîche.

Une carence en vitamine B3 se manifeste par des diarrhées ou encore une maladie appelée pellagre. Cette affection entraîne une hyper pigmentation de la peau. Les apports nutritionnels recommandés en vitamine B3 est de 11 mg par jour chez les femmes et de 14 mg par jour chez les hommes.

La vitamine B5 ou acide pantothénique

La vitamine B5 n’est pas synthétisée par l’organisme. Elle intervient dans le métabolisme lipidique, protéique et glucidique. Elle contribue également à la synthèse des stéroïdes. La vitamine B5 joue également un rôle dans le bon fonctionnement des tissus – renouvellement et cicatrisation de la peau –.

La vitamine B5 se retrouve dans la plupart des aliments. La noix de cajou, le chou-fleur, le haricot vert, l’avocat, les algues ou encore le champignon en renferment en grande quantité.

La carence en vitamine B5 est également assez rare. Les signes en cas de manque de vitamine B5 sont : une dégénérescence neuro-musculaire, des problèmes cutanés ou encore des troubles digestifs.

Vitamine B6 ou pyridoxine

C'est une vitamine hydrosoluble. Elle s'échappe avec l'eau de cuisson. Il vaut ainsi mieux privilégier des cuissons à la vapeur pour la préserver.

La vitamine B6 joue un rôle fondamental en tant que coenzyme dans différents métabolismes. Elle intervient dans de nombreux mécanismes surtout dans le métabolisme des protéines, la production d'énergie, le fonctionnement du système nerveux.

Elle régule également l'action de certaines hormones et est nécessaire pour la croissance, l'hématopoïèse – ensemble des mécanismes impliqués dans la production des diverses cellules sanguines –, le système immunitaire.

La vitamine B6, comme toutes les vitamines du groupe B, a également des bienfaits au niveau de la peau, des ongles et des cheveux. Elle intervient en effet dans le métabolisme des acides aminés soufrés (méthionine et cystéine).

Aliments les plus riches en vitamine B6

La levure de bière, le germe de blé, le foie de veau (cuit), le saumon, le soja, le pois chiche, l'avocat, le blé, les lentilles, les pommes de terre, le riz complet, les châtaignes, les champignons. Le seul fruit riche en vitamine B6 est la banane.

Carence en vitamine B6

Une carence en vitamine B6 est rare chez les personnes en bonne santé, mais plus fréquente chez les personnes souffrant de polyarthrite rhumatoïde et d’alcoolisme. Une consommation d'alcool en excès expose à un risque de carence en vitamine B6, car le foie travaille davantage et consomme davantage de micro-nutriments en général.

A fortes doses (plus de 25mg par jour), la vitamine B6 est toxique avec un risque de troubles neurologiques.

La vitamine B8 ou H

La vitamine B8 est produite par l’organisme, mais en faible quantité. De ce fait, un apport par l’alimentation est nécessaire. Elle intervient dans le bon fonctionnement du système immunitaire et nerveux. Elle joue également un rôle dans l’assimilation des lipides et des glucides. La vitamine B8 favorise aussi l’assimilation des vitamines B9 et B12.

La vitamine B8 est présente dans les champignons, les cassis, les avocats, les haricots verts, les légumineuses germées ainsi que les fruits à coques.

La carence en vitamine B8 se manifeste par une chute de cheveux, des ongles cassants et peut conduire à des troubles digestifs et neurologiques sur le long terme.

Vitamine B9 ou acide folique

La vitamine B9 ou acide folique ou encore folates intervient dans le métabolisme des acides aminés et la synthèse des protéines. Elle permet aussi la formation de l'ADN. Un bon apport en vitamine B9 permet d'assurer un bon renouvellement des cellules de l'organisme, en particulier celles se renouvelant plus fréquemment : globules blancs, globules rouges, cellules de l'intestin, du foie et de la peau.

La vitamine B9 ayant un rôle dans la fabrication des cellules, elle est donc également importante pour une bonne croissance chez l'enfant et l'adolescent ainsi que chez la femme enceinte pour la croissance du fœtus. Une alimentation riche en vitamine B9 est également garante de bonnes connexions neuronales.

Aliments riches en vitamine B9

Les foies de volaille cuits, les légumes à feuilles vert foncé, Le jaune d'œuf cuit, les champignons séchés, l'asperge cuite, les légumineuses comme les lentilles, la betterave rouge crue, les radis, l'artichaut, la patate douce, le germe de blé et la spiruline.

Les fruits riches en vitamine B9 sont : la fraise, le fruit de la passion, la mangue, le melon, la framboise, la clémentine, la mûre.

Vitamine B12 ou cobalamine

La vitamine B12 est apportée par l'alimentation. Elle contribue à la division cellulaire ainsi qu'à la croissance et la maturation des globules rouges.

La vitamine B12 joue aussi un rôle direct au niveau du fonctionnement des cellules nerveuses et de la protection du cerveau. Elle a un rôle de synthèse au niveau des protéines, acides gras et au niveau osseux. La vitamine B12 est indispensable au transport de l'oxygène vers les tissus. Comme toutes les vitamines du groupe B, la vitamine B12 joue un rôle de coenzyme pour aider les enzymes de notre organisme à fonctionner.

Aliments les plus riches en vitamine B12

Elle est fournie exclusivement par des aliments d'origine animale. C'est la seule vitamine qui est absente dans les fruits et légumes.

Les aliments riches en vitamine B12 sont les fruits de mer, les abats (foie de bœuf, foie de poulet), les poissons, la sardine en boîte, le cabillaud ou le lieu cuit, le lapin, l'emmental et l'œuf dur.

Carence en vitamine B12

Une carence en vitamine B12 se manifeste par une anémie, des troubles neurologiques, des allergies, une inflammation de la langue ou encore des douleurs musculaires.

Un bilan sanguin permet de détecter une carence en vitamine B12. Le traitement repose sur l'apport de vitamine B12 par voie orale ou par voie parentérale (injection intramusculaire ou sous-cutanée). Après un traitement d'attaque visant à apporter la vitamine B12 aux cellules déficitaires et constituer un stock, un traitement d'entretien est mis en place pour couvrir les besoins en vitamine B12, à vie si la pathologie responsable de la carence est irréversible.

Les causes de la carence en vitamine B

En premier lieu, il existe des personnes qui sont en manque de vitamine B. Les causes de cette carence peuvent être de toutes les sortes. La première cause de la carence en vitamine B est la génétique. Certaines personnes ont développé des gènes de type MTHFR. Dans ce cas, la personne peut tomber dans la carence en vitamines B très facilement.

Ensuite, une mauvaise alimentation est aussi une autre cause importante de la carence en vitamine B. Actuellement, la plupart de la population consomme tout et n’importe quoi au quotidien. Ici, les aliments consommés sont pauvres en nutriments essentiels à l’organisme. Cette mauvaise alimentation n’entraîne pas seulement les carences en vitamines B. Il en est ainsi des autres vitamines, des minéraux, etc.

De plus, un niveau de stress élevé va également provoquer la carence en vitamine B. Ce problème psychologique va épuiser le corps des différents types de vitamines B. Les facteurs de stress les plus connus sont : le travail, les études, les maladies, les problèmes personnels, la dépression, etc. Lorsque le stress est chronique, la carence en vitamine B sera d’autant plus prononcée. Cela peut conduire à l’épuisement total des vitamines B.

D’ailleurs, quelques problèmes au niveau de l’estomac peuvent provoquer une carence en vitamine B. Il en est ainsi du mauvais niveau d’acide gastrique. Quand vous manquez d’acide dans l’estomac, il sera plus difficile d’absorber les vitamines B. Il en est de même des infections intestinales. Cela provoque un déséquilibre au niveau de la flore intestinale. Les bactéries responsables de l’infection vont absorber directement les vitamines B.

Enfin, il faut savoir que la prise de certains médicaments peut engendrer des manques en vitamine B. Ce sont les médicaments qui réduisent les niveaux de vitamine B dans l’organisme. Il en est par exemple ainsi des inhibiteurs des récepteurs H2, des inhibiteurs de la pompe à protons, la metformine, les antibiotiques chloramphénicols, la colchicine, l’éthanol, la lévodopa, la carbidopa, etc.

Les symptômes de la carence

La carence en vitamine B peut causer quelques symptômes. Ce sont les premiers signes qui permettent de reconnaitre l’existence de la carence. Au début de la carence, le patient va ressentir des fourmillements dans les extrémités de ses membres, mais aussi les engourdissements, voire les paralysies. Les personnes atteintes de carence en vitamine B ont également tendance à ne plus ressentir la douleur et la pression.

Les symptômes les plus fréquents d’une carence en vitamine B sont :

* La perte d’appétit

* La perte de poids

* L’irritation de la langue

* Les diarrhées

* Les douleurs dorsales et dans les membres

* L’anémie

* La perte de cheveux

* La perte de sommeil

* La fatigue

* L’essoufflement

* Les palpitations

* La vision floue

* La surdité progressive

* La démarche anormale

* La faiblesse des défenses immunitaires

Sur le plan psychologique, il est également possible de développer des symptômes. Il en est ainsi de la dégradation du système nerveux. Le patient fait face à des difficultés de concentration et à des difficultés de mémorisation. Certains patients font même des hallucinations dans la journée. Par ailleurs, la carence provoque notamment l’irritation, le changement de comportement et de personnalité soudaine, la confusion, la démence, etc.

Vitamine C

Elle est indispensable au bon fonctionnement de notre organisme. Aussi appelée acide ascorbique, elle doit son nom à la maladie qu'elle prévient, le scorbut, fréquente autrefois chez les marins qui ne pouvaient consommer suffisamment de fruits et de légumes en mer.

La vitamine C est dite naturelle lorsqu'elle provient directement de l'alimentation. Autrement dit lorsqu'elle n'est pas de synthèse. Le corps humain ne pouvant la synthétiser, il est recommandé d'en avoir une consommation quotidienne.

La vitamine C possède des propriétés anti-oxydantes qui nous aident à protéger nos cellules contre les dommages causés par les radicaux libres, à prévenir les troubles cardiovasculaires, certains cancers comme ceux du poumon, de la peau et du sein, ainsi que les maladies oculaires, comme la cataracte et la Dégénérescence maculaire liée à l'âge. Elle consolide les dents et les os. Elle renforce également les défenses immunitaires et permet de mieux résister aux infections.

La vitamine C permet la formation du collagène, un élément indispensable à la formation des os mais également du cartilage, du tissu conjonctif et de la peau. Elle améliore le processus de cicatrisation, favorise l'absorption du fer contenu dans les végétaux et participe à la formation des globules rouges.

Aliments riches en vitamine C

La vitamine se trouve essentiellement dans les fruits et légumes : le kiwi, les fruits rouges, les agrumes, le litchi, la goyave, le cresson, le brocoli, les poivrons, les épinards, le chou rouge. Il est donc conseillé de consommer rapidement les aliments qui en contiennent et de préférence crus ou très peu cuits, la cuisson diminuant la teneur en vitamine C des aliments.

Carence en vitamine C

Une alimentation pauvre en fruits et légumes est au premier chef. Le stress, la pratique intensive du sport, le tabagisme et l'alcoolisme peuvent aussi être en cause.

La carence en vitamine C entraîne une fatigue intense, un manque d'appétit et une perte de poids, une baisse du système immunitaire, des défauts de cicatrisation, des douleurs articulaires et une anémie. Une carence profonde provoque le scorbut, une maladie qui se caractérise par des hémorragies cutanées, l'apparition d'hématomes sur le corps, un déchaussement des dents, des gingivites et des œdèmes.

Contre-indication

La cure de vitamine C est contre-indiquée en cas d'insuffisance rénale et d'hémochromatose, une maladie génétique qui se caractérise par l'augmentation anormale du taux de fer dans l'organisme.

Vitamine D ou calciférol

La vitamine D est la seule vitamine que notre corps soit capable de synthétiser sous l'action du soleil. C’est une pro-hormone synthétisée dans le derme sous l'effet des ultraviolets du soleil, puis transportée dans le foie et le rein où elle est transformée en hormone active. La vitamine D2 tout comme la vitamine D3 peuvent être apportées par l'alimentation.

La vitamine D est essentielle au bon fonctionnement de notre organisme et renforce notre système immunitaire et peut potentiellement protéger des infections.

La vitamine D joue un rôle essentiel dans la structure osseuse ; elle permet de lutter contre la déminéralisation et l'ostéoporose. Elle favorise l'absorption intestinale du calcium et du phosphore. Par son action, elle participe à la consolidation des os, à la bonne minéralisation des dents et au renforcement musculaire. Elle est impliquée dans le développement des muscles.

Durant les mois d'hiver, lorsque sa synthèse est naturellement réduite à cause de l'exposition plus faible de la peau au soleil, les infections aiguës des voies respiratoires inférieures sont plus fréquentes, aussi bien chez les adultes que chez les enfants.

Vitamine D3

La vitamine D3 (cholécalciférol) est la forme naturelle de la vitamine D. Le cholécalciférol, est d'origine animale, contrairement à la vitamine D2 (ergocalciférol) qui est d'origine végétale (principalement le champignon Shitake séché). Elle est essentielle au développement normal du squelette.

Le cholécalciférol n'a pas d'action directe. Il a besoin du foie et des reins pour agir à de multiples endroits dans le corps, souvent en lien avec l'action du calcium. L'action la plus connue concerne le métabolisme osseux.

La vitamine D3 accroît la capacité intestinale d'absorber à la fois le calcium et les phosphates. En cela, le cholécalciférol permet de maintenir l'équilibre du calcium et du phosphore au sein du plasma sanguin.

Carence en vitamine D3

Son absence provoque des troubles du métabolisme du calcium et du phosphore. Un déficit en vitamine D3 est à l'origine de différentes pathologies osseuses, comme l'ostéoporose notamment.

Une carence en vitamine D peut entraîner :

* Une perte osseuse – liée à une anomalie du développement de l'os – et une augmentation de sa fragilité à l'origine d'un rachitisme et de fractures. Cette diminution de la masse osseuse favorise le risque de fracture. Ce risque est particulièrement élevé lorsque la pratique physique est réduite ou inexistante.

* L'ostéomalacie – défaut de minéralisation des os qui se ramollissent d'où douleurs de bassin et gêne à la marche – chez l'adulte d'où des risques de fractures. Des douleurs et une faiblesse musculaire peuvent provoquer des chutes chez les personnes âgées.

* Risque d'hyperparathyroïdie, insuffisance hépatique, cirrhose.

* Une carence en vitamine D peut également entraîner un état de fatigue.

Le risque de carence en vitamine D est plus élevé chez :

* les personnes âgées,

* les personnes à la peau mate ou foncée, pour qui la synthèse de la vitamine D via l'exposition au soleil est moins efficace,

* les femmes ménopausées, dont le bouleversement hormonal peut entraîner une déminéralisation osseuse, ce qui accroît le risque de fracture.

Les aliments les plus riches en vitamine D

Les poissons gras comme le hareng, la sardine, le saumon ou le maquereau (deux portions par semaine) ; les abats, particulièrement le foie, le jaune d'œuf cru, les produits laitiers, le beurre, le fromage, la viande.

Comment prendre de la vitamine D3

La principale source de vitamine D est la synthèse endogène sous l'action des rayons ultraviolets. Au printemps, une exposition au soleil de 15 à 20 minutes des mains, des avant-bras et du visage assure l'apport journalier en vitamine D.

La supplémentation orale est suffisante pour compenser le défaut d'apport et d'exposition solaire. La dose recommandée est d'une ampoule de vitamine D de 100.000 unités tous les deux mois. Généralement on en prend une à l'entrée de l'hiver et une autre au début du printemps.

Cette supplémentation peut également se faire au quotidien par de plus petites doses (200-400 UI/j), combinées avec du calcium.

Effets secondaires et danger de la vitamine D3

En pratique, il n'existe pas de risque de surdosage en vitamine D. Le risque de toxicité est lié à l'augmentation de la calcémie avec risque de calcification rénale. Cette toxicité ne survient qu'avec certains troubles de la régulation du calcium et de la vitamine D qui se manifestent en général par une hypercalcémie et une hypercalciurie.

Vitamine E

La vitamine E est résistante à la chaleur et à la lumière, mais n'aime pas l'oxygène et les UV.

Elle joue un rôle important dans l'organisme grâce à ses propriétés anti-oxydantes : elle prévient les réactions chimiques néfastes qui sont provoquées par les radicaux libres et impliquées dans la survenue de nombreuses pathologies. La vitamine E est essentiellement apportée par l'alimentation.

La vitamine E participe à la protection des membranes cellulaires, à commencer par celles de la peau, et contribue ainsi à ralentir le vieillissement cutané. Elle protège aussi les globules rouges contre les substances oxydantes. La vitamine E permettrait notamment de prévenir les maladies cardiovasculaires comme les infarctus ou les accidents vasculaires cérébraux (AVC) en empêchant la formation anormale de caillots dans le sang.

Elle lutterait contre certains cancers dont celui de la prostate, à condition de ne pas être présente en excès, et diminuerait aussi le risque d'hémorragie intracrânienne, de rétinopathie sévère et de cécité chez les nouveau-nés prématurés, ainsi que les risques de cataracte, de dégénérescence maculaire liée à l'âge et de maladie de Parkinson chez l'adulte.

Aliments riches en vitamine E

La vitamine E se trouve dans l'alimentation et principalement dans les aliments gras. Parmi les aliments les plus riches, on trouve la papaye, les graines de tournesol et les fruits à coques types noix, noisettes ou amandes, les céréales de son, les arachides, les avocats.

Carences en vitamine E

Les carences en vitamine E sont rares. Elles s'observent surtout chez le bébé prématuré, en cas de malnutrition ou en présence de certaines maladies intestinales ou hépatiques qui entraînent une réduction de l'absorption des matières grasses.

Supplémentation

Cette vitamine est anticoagulante, il n'est donc pas recommandé de se supplémenter s’il y a un traitement qui fludifie le sang ou s’il y a des risques d'AVC. De même, si vous supplémentez en trop grande quantité, vous risquez certains symptômes comme la fatigue, les troubles digestifs ou des troubles émotionnels.

Vitamine K

Son nom vient de l'allemand "Koagulation". Elle peut être produite par le corps. La vitamine K est une vitamine liposoluble, tout comme les vitamines A, D et E.

Elle est essentielle pour produire des protéines capables de réguler la coagulation sanguine. La vitamine K est essentielle au processus de la coagulation sanguine en permettant la fabrication de certains facteurs de cette coagulation au niveau du foie.

Elle intervient également au niveau du métabolisme des os. À tout âge, il est indispensable d'avoir un bon apport en vitamine K pour favoriser la croissance puis le renouvellement du tissu osseux. Elle joue également un rôle important dans la minéralisation osseuse : elle est d'ailleurs proposée dans la prévention de l'ostéoporose.

Elle est apportée à la fois par l'alimentation, notamment les légumes verts, et par la flore intestinale, des bactéries intestinales permettent la synthèse de la vitamine K.

Il en existe trois formes :

La vitamine K1 (phytoménadione, phylloquinone ou phytonadione) intervient plus directement dans le processus de la coagulation. Le manque de vitamine K1 provoque des hémorragies pouvant entraîner une anémie. Elle empêche les hémorragies en activant de nombreux facteurs de la coagulation. Elle est ainsi essentielle en cas de coupure ou d'éraflure pour arrêter les saignements.

La vitamine K2 (menaquinone) agit plutôt sur la calcification des tissus mous.

La vitamine K3 (synthétique), on la trouve dans les médicaments, les suppléments ou dans les suppléments multi-vitaminiques.

Aliments riches en vitamine K

Les légumes vert-foncé, comme les épinards, le brocoli, le chou frisé et les asperges, cresson, blette ainsi que les huiles végétales (olive, colza, soja…). On trouve aussi un peu dans les produits laitiers fermentés (fromages affinés, yaourts, lait, kéfir), les abats et les huiles de poisson.

Aliments pauvres en vitamine K

Les aliments les plus pauvres (moins de 1 µg pour 100g) sont le lait de vache, le maïs, le pain blanc, les pommes de terre, les cacahuètes, les champignons, le navet, les concombres... Les fruits les plus pauvres sont : le melon, la pastèque, l'orange, le pomelo, la mangue.

Carence en vitamine K

Cette vitamine K est stockée dans le foie pour plusieurs mois, par conséquent, les carences K sont rares chez l'adulte. Néanmoins, elles peuvent apparaître lors de maladies chroniques de l'intestin, de cirrhose du foie ou de la prise de certains médicaments. Elles entraîneront alors une défaillance de la coagulation sanguine (hypoprothrombinémie). Cela se traduit par des ecchymoses, des saignements de nez, des règles abondantes et une fragilité osseuse.

Vitamine K et médicaments

Les anti-vitamines K (aussi appelés AVK) sont des médicaments anticoagulants oraux. Leur rôle est de fluidifier le sang et d'empêcher la formation de thrombus (caillots de sang), dans les vaisseaux sanguins, en provenance de la coagulation.

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Malabsorption des vitamines

La malabsorption est l'assimilation inadéquate des substances alimentaires due à des défauts de digestion, d'absorption ou de transport.

Les syndromes de malabsorption sont des maladies du système digestif caractérisées par la difficulté à absorber un ou plusieurs nutriments de l'alimentation dans le sang. Beaucoup de ces maladies, mais pas toutes, provoquent des diarrhées.

Cela peut affecter les macro-nutriments – les protéines, les glucides, les lipides – ou les micro-nutriments – les vitamines, les minéraux –, entraînant une excrétion fécale excessive, des carences nutritionnelles et des symptômes digestifs. La malabsorption peut être globale, avec une absorption altérée de presque tous les nutriments, ou partielle (isolée), avec une malabsorption de nutriments spécifiques uniquement.

Les personnes atteintes de malabsorption perdent généralement du poids ou ont des difficultés à maintenir leur poids malgré un apport alimentaire adéquat. Les femmes peuvent arrêter leurs règles. Les symptômes varient en fonction du déficit spécifique. Par exemple, une carence en protéines peut provoquer un gonflement et une accumulation de liquide (œdème) dans n'importe quelle partie du corps, une peau sèche et une perte de cheveux. L'anémie – causée par une carence en vitamines ou en fer – peut entraîner de la fatigue et de la faiblesse.

Les graisses non absorbées piègent les vitamines liposolubles (A, D, E, K) et éventuellement certains minéraux, entraînant une carence. La prolifération bactérienne détermine la déconjugaison et la déshydroxylation des sels biliaires, ce qui limite l'absorption des graisses. Les sels biliaires non absorbés stimulent la sécrétion d'eau dans le côlon, entraînant la diarrhée.

Causes de la malabsorption

Maladies intestinales

* Maladie cœliaque. Elle est généralement observée chez les enfants, mais peut également être détectée chez les adultes.

* Intolérance au lactose. Elle débute généralement dans l'enfance mais peut également apparaître chez l'adulte. Elle disparaît lorsque vous arrêtez de manger des aliments contenant du lactose (principalement du lait et des produits laitiers).

* Maladie intestinale inflammatoire, telle que la maladie de Crohn. Si l'inflammation de la paroi intestinale est étendue, elle peut entraver l'absorption des nutriments.

La maladie de Whipple

* Syndrome de l'intestin court. On le voit chez les personnes qui ont subi une ablation d'une grande quantité d'intestin lors d'une opération.

* Syndrome de prolifération bactérienne. Il est dû à une croissance exagérée de bactéries à l'intérieur de l'intestin.

* Infections intestinales, telles que l'infection à Giardia ou les parasites.

* Rarement, l'utilisation de certains médicaments – tels que la cholestyramine, les tétracyclines, la phénytoïne, etc. – peut provoquer une malabsorption de certains nutriments très spécifiques.

Maladies du pancréas : pancréatite chronique ou muco-viscidose.

Maladies du foie ou des voies biliaires : cirrhose, problèmes de production ou d'écoulement de la bile.

Symptôme de la malabsorption – Diarrhée chronique

Stéatorrhée. Lorsque les graisses ne sont pas correctement absorbées dans le tube digestif, les selles contiennent un excès de graisse et sont de couleur claire, molles, volumineuses, grasses et exceptionnellement malodorantes. Les matières fécales peuvent flotter ou coller aux toilettes et être difficiles à éliminer lors de la chasse d'eau. Une absorption inadéquate de certains sucres entraîne une diarrhée explosive, des ballonnements abdominaux et des flatulences.

Cependant, certains syndromes de malabsorption n'ont pas de problèmes d'absorption des graisses, comme cela se produit dans l'intolérance au lactose, dans de nombreux cas de maladie cœliaque, en particulier chez l'adulte, ou dans l'anémie pernicieuse.

En plus de la diarrhée, il peut y avoir :

Chez les enfants. Malnutrition, problèmes de croissance et de développement, ostéomalacie (os mous) due à un manque d'absorption du calcium et des vitamines, et anémie due à un manque d'absorption du fer, de l'acide folique ou de la vitamine B12.

Chez l'adulte. Dénutrition, amaigrissement, ostéoporose par manque d'absorption du calcium et de la vitamine D, anémie par manque d'absorption du fer, de l'acide folique et des vitamines.

Traitement de la malabsorption

Le traitement sera spécifique à chacune des maladies possibles pouvant provoquer une malabsorption. En même temps, il est généralement nécessaire de faire un apport adéquat de vitamines et de minéraux, généralement injectés, afin qu'ils puissent correctement atteindre l'intérieur de notre corps.

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