CHAPITRE VU

PHÉNOMÈNES PHYSICO-CHIMIQUES DE l'aCTIVITÉ CÉRÉBRALE

Les cellules nerveuses considérées dans leurs propriétés intrinsèques participent individuellement à tous les phénomènes généraux de la vie des cellules. Comme toutes leurs congénères elles ont leur histoire, leur généalogie, leurs périodes de croissance et de décroissance ; elles sont soumises à des phases alternatives de repos et de travail et, comme elles, sont toutes douées d'une sensibilité histologique spécifique qui leur donne des caractères dynamiques tout à fait spéciaux.

C'est le sang seul qui les fait vivre et sentir, c'est lui seul qui, unique agent de leur incessante activité, se répand partout dans la trame du tissu nerveux et apporte avec lui les éléments de toute vie et de tout mouvement.

Cela est si vrai que si l'on vient à suspendre momentanément la circulation dans l'encéphale, immédiatement tout s'arrête dans la machine vivante, tout phénomène d'activité nerveuse est du même coup interrompu.

Les animaux décapités sont par ce fait même privés de tout fonctionenment cérébral, et — chose bien remarquable, vient-on artificiellement à restituer à la trame cérébrale les matériaux nutritifs qui lui faisaient défaut, — vient-on à l'aide d'injections méthodiques de sang défibriné, ainsi que l'a pratiqué Brown- Séquard, à donner aux cellules nerveuses leur stimulation habituelle, les signes de la vie renaissent comme par enchan-

tement, et la tête d'un chien ainsi momentanément ravivé a pn encore donner des manifestations éphémères d'une perception consciente des choses extérieures ' .

Chez l'homme, l'arrêt plus ou moins complet du sang dans le cerveau amène des accidents quelquefois foudroyants, des défaillances, des pertes de connaissance avec stupeur et il est reconnu aujourd'hui, grâce aux travaux de la physiologie moderne, que la plupart de ces accidents apoplectiformes que l'on rattachait autrefois à une surcharge sanguine dans les réseaux du cerveau , devaient être imputés au contraire à un arrêt plus ou moins complet du cours d-u sang dans le réseau capillaire. C'est ainsi qu'on attribue légitimement à une sorte d'asphyxie de certaines régions de cellules nerveuses (principalement celles du sensorium, lorsqu'il s'agit de pertes de connaissance, de vertiges, de défaillances), les accidents observés dans ces circonstances, les éléments nerveux restant instantanément silencieux par suite de la suspension plus ou moins complète de l'arrivée de leurs matériaux nutritifs 2.

La continuité de l'irrigation sanguine est donc la condition sine qua non du travail régulier des cellules cérébrales. C'est aux dépens des sucs exhalés des parois des capillaires, qu'elles s'alimentent et réparent continuellement les pertes survenues dans leur constitution intégrale ^.

Plongées au sein de cette atmosphère humide surchargée de phosphates dont les matériaux sont incessamment renouvelés, elles puisent dans ce milieu vivifiant les éléments de leur reconstitution, comme les êtres vivants , plongés dans l'atmosphère terrestre, empruntent à l'air ambiant le pabidum vitse qui les fait vivre et les soutient. C'est ainsi qu'elles font face avec succès aux dépenses de l'élément phosphore pendant la

1. Sur la tête d'un chien familier séparée du tronc, Brown-Séquard fit un jour une injection de sang défibriné et oxygéné, et, au moment où l'injection de ce sang avait ramené les manifestations de la vie, il appela le chien par son nom; les yeux de cette tête séparée du tronc se tournèrent vers lui comme si la voix du maître avait été encore entendue et reconnue. {Annales médico-phy^iol., 1870, page 350.)

2. Tout le monde sait que, dans les défaillances, les syncopes, le moyen le plus rapide d'arriver à les faire cesser, c'est de placer le malade horizontalement, de façon à favoriser l'afflux mécanique du sang vers le cerveau.

3. Le sang, qui arrive au cerveau rutilant et rouge, en revient par les veines noir et chargé d'acide carbonique. (G-avarret. Phénomènes physiques de la vie. Annales médico-psychol . , année 1870, page 347.)

période d'activité diurne, et qu'elles peuvent maintenir en ellesmêmes, l'équilibre de leurs recettes et de leurs dépenses.

Cette vérité a été très-nettement mise en lumière par les ingénieuses recherches de Byasson qui a démontré pertinemment que toute cellule cérébrale qui fonctionne, dépense ses matériaux phosphores et que ces déchets de l'activité cérébrale, comme les excrétions physiologiques naturelles, se déversent au dehors de l'organisme en passant dans les urines, à l'état de résidus, sous forme de sulfates et de phosphates, lesquels servent à doser ainsi chimiquement l'intensité du travail cérébral accompli dans un temps donné ^

Ces faits nous montrent donc l'énorme influence qu'exerce le liquide sanguin sur les phénomènes végétatifs de la vie des cellules nerveuses, et combien il tient sous sa dépendance immédiate leur activité dynamique individuelle , et par cela même la vie de tout l'ensemble du système.

C'est lui qui porte partout , avec ses courants non interrompus, la stimulation vivifiante qui les fait sentir, qui les fait s'ériger et s'associer en actions synergiques ; — c'est lui qui dans les régions purement sensitives, là où les phénomènes de la personnalité consciente sont sans cesse en évolution, les maintient en perpétuel éveil et soutient ainsi en nous la notion consciente que nous avons du monde extérieur; — c'est lui qui dans les régions motrices permet aux éléments nerveux d'accumuler, comme dans des condensateurs, des réserves d'influx nerveux destinés à passer à l'état dynamique aussitôt qu'un appel leur est adressé; — c'est lui, en un mot, qui, partout présent, partout coulant, fait surgir l'innervation spéciflqae de chacun des territoires de cellules qu'il anime et arrose, en les mettant à même de révéler leurs énergies latentes.

1. Pour arriver à constater ces résultats, Byasson s'est soumis pendant plusieurs jours à un régime spécial au physique et au moral ; il a dosé exactement la quantité de phosphates et de sulfates qui entraient dans son alimentation, ainsi que celle des phosphates et sulfates excrétés. Au bout d'un certain temps, ces données fondamentales étant acquises, il s'est mis à faire travailler son cerveau, et, au fur et à mesure que le travail s'opérait, les substances ingérées restant toujours identiques, la quantité de phosphates et de sulfates excrétés par les urines avait augmenté d'une façon notable. (Byasson, Essai sur la relation qui existe à l'état physiologique entre l'activité cérébrale et la composition des urines. — Journ. d'a?ia!omie de ilJbin, 1869, page 560.)

Une fois pourvue d'éléments nécessaires à sa nutrition, la cellule cérébrale devient apte à entrer en action et à jouer le rôle dynamique auquel elle est destinée. Cette phase nouvelle sous laquelle elle se révèle, se caractérise d'une part :

1° Par une accélération des courants sanguins dans les régions en travail.

2° D'autre part, par un développement local de chaleur dans les mêmes régions qui sont en activité.

I. S'il est incontestablement démontré combien la régularité des phénomènes circulatoires a d'importance sur la mise en activité des cellules nerveuses, il est, par contre, bien curieux de noter combien l'activité de ces mêmes cellules peut avoir d'influence en retour sur l'irrigation vasculaire destinée à pourvoir à leur alimentation ainsi qu'à leurs dépenses

Ce n'est pas en effet sans un certain étonnement que l'on constate que : — si d'une part les cellules nerveuses jouent vis-à-vis de la circulation qui les nourrit un rôle passif, si elles lui sont soumises et sont véritablement ses tributaires, par un phénomène inverse — du moment qu'elles passent à l'activité, les rôles changent, et de soumises qu'elles étaient tout d'abord elles deviennent successivement dominatrices. Par cela même qu'elles travaillent, qu'elles développent dans une certaine circonscription isolée, un état d'éréthisme nerveux, du même coup elles déterminent hic et nunc une fluxion concomitante ; — elles font appel au sang et dérivent même à leur profit l'irrigation de certaines régions circonvoisines ' .

C'est ainsi que le cerveau, au point de vue des phénomènes circulatoires, est en même temps actif et subordonné; il est soumis fatalement à leur influence, il ne peut sous peine de cessation de tout travail se priver de leur secours ; — et, cependant, à un moment donné il les régit, — il les sollicite, — leur fait appel et dirige ainsi inconsciemment les actions vaso-motrices destinées à maintenir l'intégrité de son énergie vitale.

l. Faut-il attribuer à une dérivation sanguine, accidentellement provoquée dans une circonscription du cerveau en éréthisme, au détriment des régions circonvoisines, certains phénomènes de la vie cérébrale en vertu desquels, sous l'empire d'une forte préoccupation, d'une concentration d'esprit sur un point, nous perdons momentanément la notion du milieu ambiant, et cessons de percevoir ce qui se passe autour de nous?

C'est ainsi que, de cette double influence des phénomènes circulatoires sur ceux de l'activité cérébrale, et de celle de l'activité cérébrale sur l'accélération du cours du sang, résulte un cercle vicieux physiologique destiné à avoir un retentissement fatal non-seulement sur la série infinie des opérations cérébrales régulières , mais encore sur l'évolution progressive des phénomènes pathologiques qui ne sont la plupart du temps que des exagérations des actes normaux de l'organisme.

Tout le monde sait combien les lésions chroniques des réseaux capillaires sont funestes à la substance délicate des cellules cérébrales ; — combien les exsudations plastiques qui sortent des vaisseaux, les dépôts fibrino-albumineux qui s'infiltrent dans la trame, dans les interstices des cellules, deviennent comme autant de substances étrangères impropres à la vie, et qui adultèrent le milieu physiologique où elles puisent les éléments de leur constitution normale.

Tout le monde sait encore combien les causes morales, les suractivités de travail qui dépassent la somme des réserves de forcç nerveuse, — les veilles prolongées qui ne permettent pas la récupération des matériaux perdus, — les préoccupations sur un seul sujet qui entretiennent un état congestif dans certaines circonscriptions limitées, sont autant d'incitations morbifiques qui maintiennent l'éréthisme local à l'état permanent, et deviennent ainsi indirectement les causes de ces fluxions sanguines répétées qui sont si fatalement suivies d'exsudations de toute sorte et de néoplasies persistantes (lésions de la paralysie générale).

De là cette influence si prépondérante qu'exerce la série des affections morales de toutes sortes sur la genèse des maladies mentales. Soit qu'elles dérivent d'une excitation intellectuelle prolongée au delà des limites physiologiques , soit qu'elles résultent de troubles profonds survenus dans la sphère émotive du sensorium par suite de chagrins, de déceptions, de revers de toute sorte. Le mécanisme intime de leur apparition est toujours le même au fond. C'est par la voie physiologique qu'elles s'introduisent dans l'organisme , c'est sous forme d'incitations régulières , d'ébranlements propagés suivant les processus normaux de la vie cérébrale , qu'elles s'implantent, se développent et se perpétuent ; et les incurables désordres qu'elles laissent à leur suite ne sont que les effets indirects des troubles

nutritifs engendrés dans les réseaux nerveux par ce fait unique, la fluxion sanguine trop itérativement provoquée i.

Du sommeil. Par un phénomène inverse, si la cellule cérébrale, par cela même qu'elle est en période d'éréthisme, qu'elle travaille, devient l'occasion d'un appel de sang destiné à son activité, il arrive ce fait curieux, — qu'aussitôt que cette activité vient à se ralentir, qu'aussitôt que la fatigue se prononce, que sa sensibilité histologique s'épuise par le fait des ébranlements extérieurs , l'irrigation vasculaire se modifie du même coup. Elle suit pas à pas la phase décroissante de l'activité dynamique des cellules satellites et en même temps que Fénervement arrive, que la somme de l'énergie fonctionnelle diminue, la masse du sang qui afflue au cerveau devient moindre, les capillaires sont moins gorgés de sang, et la trame cérébrale devient insensiblement exsangue.

C'est cet état nouveau d'ischémie cérébrale, opposé à la phase d'activité congestive qui se révèle fatalement , comme un faut d'ordre général alternatif dans le cerveau de tous les êtres vivants, alors que leurs cellules cérébrales , ayant épuisé leurs réserves de forces nerveuses accumulées, se fatiguent de l'exercice, et tombent dans le collapsus physiologique du sommeil 2.

1. C'est ainsi que Calmeil a déjà traduit la même pensée : toutes les influences dites morales, soit qu'elles se traduisent par la persistance de chagrins, de regrets, soit qu'elles prennent les formes de la jalousie, de la haine, de déceptions ambitieuses, peuvent concourir à faire naître une accumulation maladive de sang dans les capillaires encéphaliques. (Calmeil. Maladies inflammatoires du cerveau, tome I, page 5.) — Voir encore Forbes Winslow, sur le ramollissement du cerveau provenant de l'anxiété et de l'exercice forcé de l'organe, consistant dans une faiblesse d'esprit. Annales médico-psychol., 1850, tome II, page 711.)

'2. L'état d'anémie relative du cerveau pendant le sommeil a été constaté par différents observateurs d'une façon directe : ainsi Caldwell, dans un cas de plaie de tête, avec perte de substance des os du crâne, a constaté que, lorsque le malade était plongé dans le sommeil calme et paisible, le cerveau restait presque immobile dans son enveloppe, que, lorsqu'il rêvait, il augmentait de volume, et qu'il venait faire saillie au-dessus de la perforation lorsque les rêves avaient quelque vivacité. Blummenbach, dans une circonstance analogue, a également remarqué que le cerveau s'affaissait pendant le sommeil, et que le réveil s'accompagnait d'un afflux plus considérable de sang et d'une augmentation de volume. (Archives générales de médecine, 1861, tome I, page 637.) — Durham, en outre, a institué des expériences directes destinées k montrer que, pendant le sommeil, le cerveau est anémié. {Guy's ho^pitals Reports, 1860, tome VI, page 149). — Voir les expériences confirmatives de Claude Bernard. Leçons surles anesthésiques,page 117. Paris. J.-B. Baill re, 1875.

Là où le silence se fait dans la vie des éléments nerveux, là aussi se fait le silence dans l'intimité des courants circulatoires et , ces deux phénomènes qui s'appellent l'un l'autre dans les phases ascendantes de l'activité, se suivent pareillement dans les phases descendantes , alors que le mouvement vital se ralentit, que la sensibilité histologique s'émousse et que par cela même l'appel sanguin est moins impérieusement sollicité.

IL Si, au point de vue chimique, les phénomènes de l'activité du cerveau se caractérisent et se dosent d'une façon précise par une perte réelle de sa substance , et le passage d'une certaine quantité de matières phosphorées dans les urines ; — au point de vue physique, ils présentent des caractères qui sont non moins significatifs et non moins importants à connaître.

Les auteurs qui se sont déjà occupés de la question de savoir quelles étaient les modifications physiques appréciables que présentait la substance cérébrale en activité , ont noté d'une façon précise que ce travail intime se révélait en signes sensibles, sous forme d'un dégagement plus accusé de chaleur, et que le cerveau, comme le muscle en action, manifestait sa puissance dynamique par un échauffement local appréciable aux instruments de physique.

Ainsi Lombard (de Boston) qui a le premier institué des expériences dans cette direction est arrivé à constater les résultats suivants ' à l'aide d'appareils thermo-électriques très-précis :

a Dans l'état de repos cérébral, dit-il, pendant la veille, la température de la tête varie très-rapidement. Les variations sont très-faibles, elles n'atteignent pas 1/100"»^ de degré centigrade et n'en sont pas moins dignes d'attention en ce sens qu elles sont spéciales à la tête.

Les variations de température paraissent liées aux différents degrés de l'activité cérébrale. Le travail actif du cerveau ne dépasse jamais l/20'"« de degré centigrade.

Toute cause attirant l'attention, un bruit, la vue d'un objet ou d'une personne produit une élévation de chaleur.

Une élévation de température a lieu également sous l'influence d'une émotion ou pendant une lecture intéressante à haute voix.

1. D»J.-S. Lombard. Expériences sur l'inQuence du travail intellectuel sur la température de la tête. Archives de physiologie normale et patholo' gique, 1869, page 670.

C'est à la région de la protubérance occipitale que l'élévation de température a surtout lieu. »

Ces expériences ne portent, comme on le voit, que sur l'appréciation de la température faite à l'extérieur, sur la peau du , crâne; le cerveau directement n'a pas été interrogé.

SchifF a comblé cette lacune, il est entré dans la place et à l'aide d'appareils thermoscopiques d'une extrême sensibilité, il a pu interroger directement la substance cérébrale au moment où elle entrait en conflit avec les incitations extérieures, et déterminer ainsi quels étaient les degrés d'élévation de température que le cerveau était susceptible de dégager dans ses opérations.

Cet ingénieux physiologiste est donc arrivé à délimiter non seulement quelles étaient les régions de l'écorce cérébrale qui étaient isolément sollicitées par tel ou tel ordre d'impression sensorielle, et à démontrer expérimentalement qu'il y avait des circonscriptions isolées, (ainsi que nous l'avons indiqué déjà au nom de l'anatomie,) réservées à telle ou telle catégorie d'impressions sensorielles , — mais encore que l'arrivée de ces mêmes impressions se résolvait en un développement local de chaleur dans l'aire spéciale où elle se disséminait et que — cette chaleur développée était un phénomène dynamique indépendant de l'activité circulatoire , une véritable réaction vitale du sensorium, et qu'en un mot, elle était le résultat direct de la participation de l'élément psychique à l'arrivée de l'incitation sensorielle.

a C'est ainsi, dit-il, que l'activité psychique, indépendam- « ment des impressions sensorielles qui les mettent en jeu, est « liée à une production de chaleur dans les centres nerveux, a chaleur quantitativement supérieure à celle qu'engendrent « les simples impressions sensorielles. Cette conclusion est jus- « tifiée par la décroissance de l'effet calorifique d'une forte a impression sensitive toujours identique que l'on fait subir à « un animal plusieurs fois de suite. Prenons, ajoute-t-il, un « poulet, dont nous frappons la vue ou l'ouïe par des moyens « appropriés. La première impresion qui arrivera chez l'animal 0 non préparé suscitera chez lui des actions réflexes psychiques 0 plus vives que les excitations suivantes de même nature, puisai que l'oiseau s'y habituera insensiblement. C'est ainsi qu'il « arrive, en éliminant peu à peu par la fatigue le rôle de l'ac-

PHÉNOMÈNES PIIYSICO-CIIIMIQUES 6!

« tioii psycnique dans l'absorption sonsorielle , à reconnaître « le calorique provoqué par l'arrivée de l'impression senso- « rielle nue et celle qui revient à la participation directe de « l'activité psychique au début de l'expérience ^ . »

On comprend ainsi d'après ces séries d'expériences combien les travaux, les efforts prolongés de l'esprit, combien les émotions morales de toutes sortes , par cela même qu'elles mettent en activité le sensorium, sont aptes à avoir un retentissement immédiat sur les phénomènes intimes de la nutrition du cerveau.

Elles nous montrent en effet d'une part, que le travail intellectuel soutenu est accompagné d'une déperdition de substance pbosphorée opérée par la cellule cérébrale en vibration, qu'elle l'use comme un foyer en ignition qui dépense ses matériaux essentiels 2 ; — et d'autre part, que toute émotion morale perçue par le sensorium, toute participation effective de ce même sensorium à une incitation du monde extérieur, devient du même coup l'occasion d'un développement local de chaleur.

Ces données sont destinées à avoir un retentissement direct sur la connaissance des conditions intimes de l'intégrité des fonctions cérébrales et à formuler à leur égard des principes d'hygiène d'une absolue nécessité.

Il va de soi, en effet, que si la cellule cérébrale dépense ses matériaux en réserve pendant son activité diurne, il faut absolument, pour qu'elle puisse continuer à vivre et à se bien porter, qu'elle répare ses pertes, qu'elle se repose et sommeille régulièrement. — Le sommeil est au cerveau ce qu'est le repos forcé pour nos membres fatigués, c'est la condition nécessaire à sa santé. Qui ne sait en effet combien est grand le nombre d'individus qui ont pris les germes d'une maladie cérébrale dans une infraction prolongée à ces simples lois de l'hygiène et qui, dans des veilles réitérées , dans des dépenses exagérées d'activité — ont

1, Schiff. Mémoire cit^. Archives de physiologie, 1870, p. 451.

2. Louyer-Villerœay cite l'exemple d'un jurisconsulte célèbre qui perdit la mémoire à la suite d'un travail intellectuel trop prolongé. (Moreau de la Sarthe rapporte un cas semblable survenu chez un savant allemand, à la suite d'une forte contention d'esprit.)

On connaît encore un grand nombre de musiciens qui par exercice immodéré de l'organe de l'ouïe sont devenus sourds. Journal d'hygiène, 1875. — (De la surdité chez les musiciens par D"^ Prat.)

eî L'ACTIVITÉ CÉRÉBRALE

ainsi dépassé les limites physiologiques de leurs ressources disdisponibles, et fait plus de dépenses que de recettes.

D'un autre côté ce développement de chaleur qui se produit dans certaines circonscriptions du cerveau alors qu'une émotion, qu'uneimpression sensorielle viennent àretentirdansles réseaux du sensorium, nous montre encore avec quelle circonspection il faut ménager ce genre d'excitation chez les individus dont le cerveau est endolori soit par le fait d'une con.t^ostion active récente , soit par le fait de congestions anciennes entées les unes sur les autres.

Tout le monde ne sait-il pas plus ou moins par expérience personnelle combien , lorsque nous avons la migraine, et que notre sensoinum est hypéresthésié , les moindres bruits, les moindres incidents extérieurs produisent en nous des ébranlements pénibles, et combien l'incapacité du travail est absolue et douloureusement inefl&cace.

Tous les médecins savent combien chez les individus excités par le fait de congestions cérébrales repétées, les paralytiques, les maniaques, certaines formes de mélancolie même, l'évocation inopinée d'une émotion ancienne, la vue d'un parent, sont susceptibles d'avoir un retentissement fâcheux sur l'état de leur cerveau. On voit, en effet, leur visage rougir, pâlir et bien souvent l'effet d'une émotion intempes tivement provoquée n'est que le prélude de retour d'accidents congestifs de plus en plus sérieuy,,