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La découverte de la structure de l'ADN a révolutionné la biologie, en permettant de comprendre comment l'information contenue dans les gènes contrôle le fonctionnement de la cellule (constituant toute partie d'un être vivant). Toutes les cellules d’un organisme possèdent fondamentalement le même patrimoine génétique. Les gènes, contenus dans notre ADN qui est contenu dans le noyau de nos cellules, contrôlent la capacité des cellules à se répliquer mais aussi leurs rôles fonctionnels dans le corps, ceci affectant le comportement.Le cerveau est un organe à part, radicalement différent du reste du corps. Même si toutes les cellules comportent des caractéristiques communes (unité spatiale composée d'un noyau et entourée d'une membrane qui permet des échanges avec l'extérieur), les neurones (ou cellules nerveuses) sont les cellules constitutives du cerveau qui ont la particularité d'être des entités exceptionnelles, permettant le traitement de l'information. « Le siècle qui se termine s'est beaucoup occupé d'acides nucléides et de protéines. Le suivant va se concentrer sur les souvenirs et les désirs. Saura-t-il résoudre de telles questions ? »François Jacob, La souris, la mouche et l'Homme (1998)Certains désordres génétiques peuvent provoquer des maladies mentales ou neurologiques (comme la maladie d’Alzheimer, par exemple), sans qu'on ne sache réellement quels mécanismes en sont la cause.La mémoire définie la faculté de stocker l'information, de se souvenir des événements du quotidien, des plus banales jusqu'aux concepts abstraits et complexes acquis par l'apprentissage. Le point commun entre ces éléments, de l'implication de l'apprentissage ou de la reconstruction d'une expérience passé, est qu'ils sont essentiels à l'édification de notre identité profonde. Il s'agit là d'une des propriétés les plus mystérieuses du cerveau humain. Comprendre l'esprit humain en termes biologiques est devenu le grand défi scientifique du XXIe siècle et la mémoire fait toujours l'objet de recherches scientifiques intensives.« Les apports les plus riches concernant l'esprit humain, sont venus non des disciplines traditionnellement concernées – la philosophie, la psychologie ou la psychanalyse – mais de la rencontre entre elles et la biologie du cerveau.Cette nouvelle science est fondée sur cinq principes : Le cerveau et l'esprit sont indissociables. C'est un organe biologique et complexe d'une grande capacité calculatoire qui construit nos expériences sensorielles, régule nos pensées et nos émotions et contrôle nos actions. Il est responsable des comportements moteurs mais aussi des actes plus complexes considérés comme la quintessence de l'homme.Chaque fonction mentale du cerveau s'effectue à travers des circuits nerveux spécialisés situés dans différentes zones du cerveau qui s'activent simultanément. Ces circuits sont constitués des mêmes unités de signalisation : les cellules nerveuses. Ces circuits nerveux ont recours à des molécules spécifiques pour engendrer les signaux. Ces molécules de signalisations ont été perpétuées – conservées à l'identique – durant les millions d'années qu'ont durées l'évolution.Cette science nouvelle de l'esprit nous permet de comprendre que l'esprit humain a évolué par rapport à des molécules utilisées chez nos ancêtres et que l’extraordinaire perpétuation des mécanismes moléculaires qui régulent les divers processus vitaux s'applique également à notre vie mentale.  »*A la recherche de la mémoire: une nouvelle théorie de l'esprit, Eric R. Kandel, Odile Jacob, 2007 L'Architecture du cerveauLe cortex cérébral est une structure complexe constituée de multiples zones, chacune étant spécialisée. Il est représenté par deux hémisphères symétriques divisés en quatre parties distinctes : le lobe frontal, le lobe pariétal, le lobe temporal et le lobe occipital.« Le lobe frontal fait partie du circuit neuronal gouvernant les jugements sociaux, les aspect du langage, le contrôle du mouvement et une forme de mémoire à court terme baptisée mémoire du travail. Le lobe pariétal reçoit des informations sensorielles du touché, de la pression et de l'espace entourant le corps et participe à l’intégration de ces informations en des perceptions cohérentes. Le lobe occipital est impliqué dans le sens de la vision. Le lobe temporal est impliqué dans le traitement auditif et dans certains aspects du langage et de la mémoire. »*A la recherche de la mémoire: une nouvelle théorie de l'esprit, Eric R. Kandel, Odile Jacob, 2007Comment s'organisent le réseau de cellules nerveuses ? L'influx nerveux est véhiculé entre les cellules nerveuses : c'est la structure fondamentale du cerveau comme élément de transmission de l'information. Il s'agit d'un impressionnant réseau de signalisation électrique qui s'explique par l'activation d'un réseau de neurone qu'on appellera le « circuit nerveux ».Ces circuits, qui s'établissent dans le cerveau et dans la moelle épinière, comprennent trois classes de neurones différents :« - Les neurones sensoriels, qui sont situés dans la peau et dans divers organes sensitifs, répondent à un type spécifique de stimuli provenant du monde extérieur – le touché, la vue, l'ouïe, le goût et l'odorat – puis envoient cette information au cerveau.- Les neurones moteurs envoient leur axone hors du tronc cérébral et de la moelle épinière vers des cellules effectrices comme les cellules des muscles ou des glandes, et contrôlent l'activité de ces cellules.- Les inter-neurones, constituant la classe de neurones la plus représentée dans le cerveau, servent de relais entre les neurones sensoriels et les neurones moteurs. » *A la recherche de la mémoire : une nouvelle théorie de l'esprit« Typiquement, un seul neurone entre en contact par le biais de ses nombreuses terminaisons pré-synaptiques avec les dendrites de nombreuses cellules cibles. De cette façon, un seul neurone peut largement disséminer l'information qu'il reçoit vers différents neurones cibles, parfois situés dans des régions différentes du cerveau. À l'inverse, les dendrites d'une cellule nerveuse cible peuvent recevoir l'information venant de terminaisons synaptiques appartenant à un grand nombre de neurones différents. De cette façon, un neurone peut intégrer de l'information à partir de multiples neurones situés dans les différentes zones du cerveau. »*A la recherche de la mémoire: une nouvelle théorie de l'esprit, Eric R. Kandel, Odile Jacob, 2007 Image de Blue Brain, un ordinateur qui simule l'activité d'un ratet Neurones, du projet « brainbow » dans Portraits of the mind