Si le cerveau était une société, l'hypothalamus serait un peu comme le département des «services publics». Alors qu'une grande partie du crédit et de l'attention va aux parties du cerveau qui communiquent, créent et agissent, l'hypothalamus est responsable du chauffage, du débit d'eau et d'autres choses de base qui permettent à tout le système de fonctionner.
La fonction de base de l'hypothalamus peut être résumée par le mot homéostasie, qui signifie maintenir l'état interne du corps aussi constant que possible. L'hypothalamus nous empêche d'avoir trop chaud, trop froid, suralimenté, sous-alimenté, trop soif, etc.
Alors que l'hypothalamus est généralement responsable de nous maintenir dans un état stable, il y a des moments où cet état doit changer. Dans une situation qui met immédiatement votre vie en danger, vous n'aurez peut-être pas besoin de penser à votre faim. Le système limbique, qui est intimement impliqué dans l'émotion, communique étroitement avec l'hypothalamus, ce qui entraîne les changements physiques associés à des sentiments particuliers. L'amygdale a des connexions réciproques avec l'hypothalamus par au moins deux voies principales. D'autres régions du cortex, telles que le cortex orbitofrontal, l'insula, les cortex cingulaire antérieur et temporal communiquent également avec l'hypothalamus.
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Régions de l'hypothalamus
Comme le reste du cerveau, différentes zones de l'hypothalamus remplissent différentes fonctions. Ces zones se distinguent par leurs connexions avec le reste du cerveau. Par exemple, l'hypothalamus est divisé en deux par les fibres d'un tractus de substance blanche appelé le fornix, qui va de l'avant de l'hypothalamus vers l'arrière.
Les parties de l'hypothalamus les plus proches de l'intérieur du cerveau (le côté médial) communiquent étroitement avec une partie de l'amygdale par un autre tractus appelé strie terminale. L'amygdale aide à signaler la peur, et l'aspect médial de l'hypothalamus est impliqué dans une réponse «combat-fuite», par exemple en limitant l'appétit. Vous n’avez pas le temps de vous reposer et de digérer si vous êtes sur le point de courir pour sauver votre vie!
Le côté de l'hypothalamus le plus proche de l'extérieur du cerveau (le côté latéral) a l'effet inverse sur l'appétit. Parce que cette zone est importante pour stimuler l'appétit, les lésions dans cette zone peuvent entraîner une diminution importante du poids corporel. Cette zone est également importante dans la soif, car les lésions de la partie la plus frontale peuvent entraîner une diminution de la consommation d'eau.
La fonctionnalité de l'hypothalamus est également divisée d'avant en arrière. Par exemple, les parties antérieures de l'hypothalamus semblent plus impliquées dans le refroidissement du corps en augmentant le flux sanguin vers la peau et en provoquant la production de sueur. L'arrière de l'hypothalamus est plus impliqué dans le maintien au chaud du corps.
De plus, l'hypothalamus est responsable de la régulation de notre cycle naturel d'éveil et de sommeil. Le noyau suprachiasmatique à l’avant de l’hypothalamus sert d’horloge interne, nous indiquant l’heure du coucher. Cette partie du cerveau est connectée à des régions sensibles à la lumière qui ajustent notre horloge interne à la lumière du jour.
Comment l'hypothalamus «parle-t-il» au corps?
L'hypothalamus module les réponses physiques en communiquant avec le corps par deux voies. La première voie passe par le système nerveux autonome. La seconde passe par le système endocrinien, c'est-à-dire la sécrétion d'hormones dans la circulation sanguine.
Les fibres autonomes proviennent principalement du noyau paraventriculaire de l'hypothalamus, mais aussi du noyau hypothalamique dorsomédial et de l'hypothalamus latéral et postérieur. Initialement, ces fibres autonomes voyagent dans un chemin de matière blanche appelé le faisceau de cerveau antérieur médial. Ils passent ensuite dans le tronc cérébral dorsolatéral et la matière grise périaqueductale. Les fibres synapse sur les noyaux parasympathiques dans le tronc cérébral et la zone intermédiaire de la moelle épinière sacrée, et sur les sympathiques dans la colonne cellulaire intermédiaire de la moelle épinière thoraco-lombaire. De nombreux noyaux autonomes dans le tronc cérébral reçoivent des intrants de l'hypothalamus, tels que le noyau solitaire, les noyaux noradrénergiques, le noyau du raphé et la formation réticulaire pontomédullaire.
L’hypothalamus fonctionne également en conjonction avec la glande pituitaire pour contrôler le système endocrinien du corps. L'hypophyse a la capacité de sécréter des hormones directement dans la circulation sanguine. Il s’agit d’un rare exemple d’endroit où la barrière hémato-encéphalique normalement conçue pour empêcher les infections de pénétrer dans le cerveau est absente de l’architecture du cerveau.
Certaines hormones, telles que l'ocytocine et la vasopressine, sont fabriquées directement dans l'hypothalamus (dans les noyaux paraventriculaire et supraoptique, par exemple) et sécrétées près de l'arrière de l'hypophyse. La partie antérieure de l'hypophyse contient des cellules qui fabriquent leurs propres hormones. Ces hormones sont régulées par d'autres sécrétions neurologiques qui sont transmises par les fibres nerveuses dans un plexus vasculaire, où elles sont libérées par le sang. Toutes ces sécrétions hormonales sont régulées par des boucles de rétroaction négatives, ce qui signifie que le cerveau est capable de détecter lorsque les niveaux de l'hormone sont élevés et de réduire la production en conséquence.
Cela peut sembler extrêmement compliqué, et c'est le cas. Mais la tâche ultime de l'homéostasie, même face à l'adversité, en vaut la peine!
