Psychophysiologie : TD n°2&3 Les grandes divisions du système nerveux central Introduction (p34) : 1. Le télencéphale comprend les deux hémisphères cérébraux ainsi que d’autres structures plus internes : l’hippocampe, l’amygdale et les ganglions de la base. Les hémisphères sont impliqués dans de grandes fonctions comme la perception, la mémoire, l’émotion, les fonctions motrices supérieures, le langage etc. Les ganglions de la base font partie des noyaux gris centraux et sont impliqués dans la motricité. L’hippocampe est impliqué dans la mémoire et l’amygdale module les fonctions autonomes et endocrines en fonctions des états émotionnels. 2. Le diencéphale est constitué du thalamus qui centralise les informations sensorielles (principal relais sensoriel entre la moelle épinière et les hémisphères cérébraux) et de l’hypothalamus situé en dessous. Il ne constitue que 20% du diencéphale et est composé de nombreux noyaux. C’est un régulateur des fonctions autonomes et endocrines. Sa fonction principale est le maintien de l’homéostasie (équilibre du milieu interne). Le diencéphale est organisé autour du troisième ventricule. 3. Le mésencéphale a un rôle dans les fonctions motrices et sensorielles (mouvement des yeux par exemple). 4. Le métencéphale regroupe le pont qui transmet les informations concernant le mouvement, des hémisphères cérébraux vers le cervelet, et le cervelet qui est relié au tronc par les pédoncules (faisceaux de fibres). Il est divisé en hémisphères cérébelleux et est impliqué dans la coordination motrice et la motricité fine. 5. Le bulbe rachidien contient plusieurs centres responsables des fonctions autonomes (respiration, rythme cardiaque, digestion etc.). Le tronc cérébral contient des noyaux (p35) appelés noyaux des nerfs crâniens (fonctions p36). Certains d’entre eux reçoivent des informations sensorielles provenant de la peau et des muscles de la tête, d’autres contrôlent l’activité des muscles de la face, du cou et des yeux. D’autres encore sont spécialisés dans les sens. Le tronc cérébral transmet l’information entre moelle épinière et cerveau. 6. La moelle épinière, divisée en parties cervicales, thoracique, lombaire et sacrée (et coccygienne), est constituée de neurones permettant le transfert d’information vers le cerveau (afférences) ou hors du cerveau (efférences). C’est l’extrémité caudale (queue) du système nerveux central. Elle se situe dans la colonne vertébrale, est protégée par les méninges et est nourrie par le liquide céphalo-rachidien. Le télencéphale : Les hémisphères cérébraux : Description anatomique de fonctionnelle des lobes cérébraux : On distingue le lobe frontal, pariétal, temporal et occipital (chacun présents dans chaque hémisphère ; p34). Le lobe frontal est impliqué dans le contrôle de la motricité volontaire et facultés supérieures portant sur l’action (planification, inhibition, anticipation etc.). Le lobe pariétal joue un rôle important pour les sensations somatiques (peau : toucher, température ; muscles : étirement ; os ou articulations). Ces sensations font référence à la perception et la connaissance du corps (le situer dans l’espace, disposition des membres par rapport au reste du corps, savoir situer les différentes parties sans les regarder). Le lobe temporal joue un rôle dans l’audition, l’apprentissage, la mémoire, les émotions. Le lobe occipital est largement impliqué dans la vision. Les gyri et sillons : La surface corticale (du cortex) comporte des circonvolutions, des bosses appelées gyri. Ces plissements résultent du développement du cerveau limité par la boîte crânienne. Ces gyri sont séparés par de sillons nommés scissures s’ils sont grands (p34). Subdivision anatomique du cortex cérébral chez l’Homme : les aires corticales de Brodmann (p40) : Brodmann a distingué 52 aires dans le cortex cérébral (aires de Brodmann) en utilisant un critère cytoarchitectonique (en fonction de l’organisation des cellules neuronales). Chaque aire est désignée par un numéro. Une fonction mentale peut correspondre à une ou plusieurs aires de Brodmann. Subdivision fonctionnelle du cortex cérébral (p215/216 du livre) : Certaines zones du cortex sont le point d’arrivée du système sensoriel (qui débute au niveau du système nerveux périphérique) et d’autres zones sont le point de départ du système moteur (qui se termine dans les muscles). On distingue 5 grands types de cortex : deux types sensoriels, deux moteurs et un associatif (p42-43) : - Les aires sensorielles : le aires sensorielles primaires sont les premières à recevoir les informations provenant des voies sensorielles. Elles constituent des zones d’entrée dans le cortex et assurent le premier traitement des informations sensorielles. Ce sont des aires dites unimodales (ne traitent qu’un seul type d’information sensorielle). Les aires sensorielles secondaires (ou d’ordre supérieur) sont étroitement connectées aux aires sensorielles primaires. Elles sont aussi unimodales et vont traiter les informations provenant des aires primaires. - Les aires motrices : les aires motrices d’ordre supérieur comptent les aires prémotrices qui interviennent dans la sélection du programme moteur en fonction du contexte et dans l’apprentissage moteur et le contrôle de la musculature. On compte aussi les aires motrices supplémentaires qui organisent le programme moteur en terme de durée et de chronologie des activations musculaires. Le cortex moteur primaire reçoit quant à lui des informations à partir des aires motrices d’ordre supérieur et son rôle est de commander. C’est la partie à partir de laquelle près de la moitié des fibres motrices quittent le cerveau. - Le cortex associatif : il est constitué du type de cortex le plus récent dans l’évolution (caractéristique des primates). Il est dit polymodal car il a la capacité d’intégrer différents types d’informations sensorielles qui proviennent des cortex sensoriels secondaire. Au niveau préfrontal, il joue un rôle dans la planification du mouvement et c’est la partie la plus impliquée dans l’élaboration des fonctions supérieures et le siège de l’ajustement social (Phinéas Gage). Cette zone contient l’aire de Broca impliquée dans la production du langage. Le cortex pariéto-temporo-occipital est impliqué dans la perception et la compréhension du langage (aire de Wernicke). Le cortex limbique est impliqué dans la mémoire, l’émotion et la motivation. Les connections intracorticales des cortex fonctionnels sont indiquées p44 figure 18. Page 41 on constate l’augmentation de la taille et de la proportion des cortex associatifs et secondaire au fil de l’évolution. Remarques : Chaque hémisphère traite les informations sensori-motrices relatives au côté opposé du corps : c’est un traitement des informations controlatérales. Quasiment toutes les voies sensorielles et motrices croisent. Les deux hémisphères ne sont pas totalement symétriques, aussi bien d’un point de vue anatomique (pas les mêmes surfaces pour certaines structures) que fonctionnel (participation pas égale dans l’élaboration du comportement). Les ganglions de la base (les noyaux gris centraux) (figure 13 p39) : 1. Noyau caudé 2. Putamen 3. Globus Pallidus 4. Noyaux sous-thalamiques (diencéphale) 5. Substance noire (mésencéphale) 1+2 = Striatum / 1+2+3 = Ganglions de la base (télencéphale) / 1+2+3+4+5 = Noyaux gris centraux. Les noyaux gris centraux sont nécéssaires à l’action simultanée de plusieurs mouvements du corps (contrôle moteur). La maladie de Parkinson est une dégénérescence des cellules de la substance noire par exemple, d’où la perte de contrôle moteur (tremblements). Le diencéphale : Les informations suivantes concernent le diencéphale mais aussi le télencéphale car ceux deux structures sont liées. Commissures interhémisphériques et capsules (substance blanche) (p55 figure 1) : Le corps calleux est la principale commissure interhémisphérique qui fait le lien entre les deux hémisphères pour leur permettre de communiquer. Le corps calleux assure la communication entre deux zones corticales symétriques. La commissure antérieure assure la communication entre les deux lobes temporaux et particulièrement les noyaux des amygdales, ainsi qu’entre les régions et bulbes olfactifs. Le fornix assure la communication inter et intra hémisphérique. Il s’étend de l’hippocampe au corps mamillaire de chaque hémisphère. Les patients « split brain » (au cerveau divisé) sont des patients auquel on coupait le corps calleux pour éviter la propagation de crise épileptique. Ces patients ont été étudiés pour les rôles des hémisphères. Les capsules contiennent des fibres afférentes et efférentes qui passent, en faisceaux, entre les noyaux gris centraux. Par exemple, la capsule interne relie le cortex et le reste du système nerveux central et va aussi vers le système nerveux périphérique et les muscles. Le système limbique (p45) : C’est un ensemble de structures interconnectées impliquées dans les fonctions d’apprentissage, la mémoire, l’émotion et la motivation. Il regroupe des structures du télencéphales et diencéphale et forme un anneau (limbe) autour du diencéphale et du tronc cérébral. Structures corticales impliquées dans le système limbique : Ce sont les régions du néocortex et notamment le cortex orbito-frontal ainsi que le cortex limbique qui regroupe les termes soulignés p45). Structures sous-corticales (ou extrapyramidales ; p38-39) : Elles regroupent l’hippocampe, l’amygdale, les corps mamillaires et le noyau accumbens (striatum). Le syndrome de Klüver et Bucy, qui résulte d’une lésion bilatérale des amygdales entraîne une tendance orale, une hypersexualité, des problèmes de perception visuelle (notamment d’expression faciale de peur et de colère), un émoussement émotionnel. Le mésencéphale : Les pédoncules cérébraux : Ils sont constitués de fibres qui transmettent les informations motrices du cortex vers la moelle épinière (faisceaux descendants) mais aussi d’autres fibres (faisceaux ascendants, dans le sens inverse pour les informations sensorielles). La substance noire ou Locus Niger : Elle est enfouie dans les pédoncules cérébraux et impliquée dans le tonus musculaire. Les colliculi ou tubercules quadrijumeaux : Ils sont situés en arrière des pédoncules et constitués d’une accumulation de substance grise : centres importants. La paire supérieure est impliquée dans le contrôle des mouvements oculaires en réponse aux signaux visuels et la paire inférieure est impliquée dans l’audition. La formation réticulée (FR) : Elle s’étend du bulbe à l’hypothalamus et comprend 9/10 des neurones du tronc cérébral. Elle contribue à maintenir le cortex en état d’éveil et assure la régulation de la vigilance. Métencéphale et bulbe rachidien : voir introduction. La moelle épinière (p37) : Structure externe de la moelle épinière : La moelle épinière est un long cordon blanchâtre de 45cm de long pour 1cm de diamètre. Elle présente deux renflement : un cervical et un lombaire. Une trentaine de paires de nerfs rachidiens émergent de la moelle épinière et assurent la communication entre celle-ci et le reste du corps. Les axones des nerfs font partie du système nerveux périphérique et les corps des neurones, du système nerveux central. Chaque nerf, mixte, est rattaché à la moelle épinière par deux branches : la racine dorsale dite sensorielle et la racine ventrale dite motrice. Les nerfs émergent de plus en plus obliquement pour former la queue de cheval (en bas). Un plexus est un regroupement de nerfs. Structure interne de la moelle épinière : On distingue deux régions : de la substance grise au centre appelée cornes, entourée de substance blanche. Les cornes dorsales sont longues et effilées et associées aux racines dorsales. Les cornes ventrales sont courtes et plus larges et associées aux racines ventrales. La substance blanche est organisée en colonnes ou cordons d’axones myélinisés qui se regroupent en faisceaux qui remontent ou descendent le long de la moelle épinière. On distingue les colonnes dorsales, ventrales et latérales. La moelle épinière est la principale voie de transfert de l’information de la périphérie au cerveau et inversement. |