Comment un dixième de ton cerveau peut-il contenir la majorité de ses neurones ?

En étant bourré de minuscules cellules. Le cervelet n'occupe qu'environ 10 % du volume total du cerveau, mais grâce à son immense nombre de minuscules cellules granulaires, il contient plus de neurones que tout le reste du cerveau réuni, environ 3,6 fois plus que le néocortex, un rapport qui se retrouve chez de nombreuses espèces de mammifères. Sa surface cache une autre surprise : ses sillons parallèles très serrés dissimulent une fine couche de tissu continue, repliée comme un accordéon.

Le cervelet, « petit cerveau » en latin, se trouve dans le cerveau postérieur de tous les vertébrés, et chez certains animaux, comme les poissons mormyridés, il peut être aussi grand que le cerveau proprement dit, voire plus. Chez l'humain, il ne déclenche pas les mouvements, mais il reçoit des signaux de la moelle épinière et d'autres régions du cerveau pour affiner la coordination, la précision et le minutage ; une lésion du cervelet entraîne des troubles de la motricité fine, de l'équilibre, de la posture et de l'apprentissage moteur. Ce lien a été découvert peu à peu : en 1809, Luigi Rolando a montré qu'une lésion du cervelet provoque des troubles moteurs, puis Jean Pierre Flourens a constaté que des animaux atteints pouvaient encore bouger, mais maladroitement, avec des mouvements étranges et une démarche malhabile, et qu'ils pouvaient récupérer presque complètement sauf si la lésion était très étendue.

À l'échelle microscopique, des neurones du cervelet appelés cellules de Purkinje reçoivent deux types d'entrées très différents : des milliers d'entrées faibles venant des fibres des cellules granulaires, et une seule entrée, extrêmement forte, venant d'une « fibre grimpante ». L'influente théorie de Marr et Albus voit dans cette fibre grimpante un signal d'apprentissage, qui modifie durablement la force des entrées plus faibles.