13.2 Le système nerveux central
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Nommer les principales régions du cerveau adulte
- Décrire les connexions entre le cerveau et le tronc cérébral via le diencéphale, et de ces régions vers la moelle épinière
- Reconnaître les connexions complexes au sein des structures sous-corticales des noyaux gris centraux
- Expliquer l'organisation de la substance grise et de la substance blanche dans la moelle épinière
Le cerveau et la moelle épinière constituent le système nerveux central, et ils représentent les principaux organes du système nerveux. La moelle épinière est une structure unique, tandis que le cerveau adulte est décrit en termes de quatre régions principales : le cerveau, le diencéphale, le tronc cérébral et le cervelet. Les expériences conscientes d'une personne sont basées sur l'activité neuronale dans le cerveau. La régulation de l'homéostasie est régie par une région spécialisée du cerveau. La coordination des réflexes dépend de l'intégration des voies sensorielles et motrices dans la moelle épinière.
Le cerveau
Le manteau gris emblématique du cerveau humain, qui semble constituer la majeure partie de la masse du cerveau, est le cerveau (Figure 13.6). La partie plissée est le cortex cérébral, et le reste de la structure se trouve sous cette enveloppe externe. Il existe une grande séparation entre les deux côtés du cerveau appelée la fissure longitudinale. Elle sépare le cerveau en deux moitiés distinctes, un hémisphère cérébral droit et un gauche. Profondément à l'intérieur du cerveau, la substance blanche du corps calleux fournit la principale voie de communication entre les deux hémisphères du cortex cérébral.
De nombreuses fonctions neurologiques supérieures, telles que la mémoire, l'émotion et la conscience, sont le résultat de la fonction cérébrale. La complexité du cerveau varie selon les espèces de vertébrés. Le cerveau des vertébrés les plus primitifs n'est guère plus qu'une connexion pour le sens de l'odorat. Chez les mammifères, le cerveau comprend la substance grise externe qui est le cortex (du mot latin signifiant « écorce d'arbre ») et plusieurs noyaux profonds appartenant à trois groupes fonctionnels importants. Les noyaux gris centraux sont responsables du traitement cognitif, la fonction la plus importante étant celle associée à la planification des mouvements. Le prosencéphale basal contient des noyaux importants pour l'apprentissage et la mémoire. Le cortex limbique est la région du cortex cérébral qui fait partie du système limbique, un ensemble de structures impliquées dans l'émotion, la mémoire et le comportement.
Cortex cérébral
Le cerveau est recouvert d'une couche continue de substance grise qui enveloppe chaque côté du prosencéphale — le cortex cérébral. Cette région mince et étendue de substance grise plissée est responsable des fonctions supérieures du système nerveux. Un gyrus (pluriel = gyri) est la crête de l'un de ces plis, et un sillon (pluriel = sulci) est le sillon entre deux gyri. Le motif de ces plis de tissu indique des régions spécifiques du cortex cérébral.
La tête est limitée par la taille du canal de naissance, et le cerveau doit s'adapter à l'intérieur de la cavité crânienne du crâne. Le plissement étendu du cortex cérébral permet à une plus grande quantité de substance grise de s'insérer dans cet espace limité. Si la substance grise du cortex était décollée du cerveau et étalée à plat, sa surface serait approximativement égale à un mètre carré.
Le plissement du cortex maximise la quantité de substance grise dans la cavité crânienne. Pendant le développement embryonnaire, à mesure que le télencéphale se développe à l'intérieur du crâne, le cerveau subit un processus de croissance régulier qui fait que le cerveau de chacun a un motif de plis similaire. La surface du cerveau peut être cartographiée en fonction de l'emplacement des grands gyri et sulci. En utilisant ces repères, le cortex peut être séparé en quatre régions principales, ou lobes (Figure 13.7). Le sillon latéral qui sépare le lobe temporal des autres régions est un tel repère. Supérieurs au sillon latéral se trouvent le lobe pariétal et le lobe frontal, qui sont séparés l'un de l'autre par le sillon central. La région postérieure du cortex est le lobe occipital, qui n'a pas de frontière anatomique évidente entre lui et les lobes pariétal ou temporal sur la surface latérale du cerveau. Sur la surface médiale, un repère évident séparant les lobes pariétal et occipital est appelé le sillon pariéto-occipital. Le fait qu'il n'y ait pas de frontière anatomique évidente entre ces lobes est cohérent avec l'interrelation des fonctions de ces régions.
Différentes régions du cortex cérébral peuvent être associées à des fonctions particulières, un concept connu sous le nom de localisation des fonctions. Au début des années 1900, un neuroscientifique allemand nommé Korbinian Brodmann a mené une étude approfondie de l'anatomie microscopique — la cytoarchitecture — du cortex cérébral et a divisé le cortex en 52 régions distinctes sur la base de l'histologie du cortex. Ses travaux ont abouti à un système de classification connu sous le nom d'aires de Brodmann, qui est encore utilisé aujourd'hui pour décrire les distinctions anatomiques au sein du cortex (Figure 13.8). Les résultats des travaux de Brodmann sur l'anatomie s'alignent très bien avec les différences fonctionnelles au sein du cortex. Les aires 17 et 18 du lobe occipital sont responsables de la perception visuelle primaire. Cette information visuelle est complexe, elle est donc également traitée dans les lobes temporal et pariétal.
Le lobe temporal est associé à la sensation auditive primaire, connue sous le nom d'aires de Brodmann 41 et 42 dans le lobe temporal supérieur. Étant donné que des régions du lobe temporal font partie du système limbique, la mémoire est une fonction importante associée à ce lobe. La mémoire est essentiellement une fonction sensorielle ; les souvenirs sont des sensations rappelées telles que l'odeur de la cuisine de Maman ou le son d'un chien qui aboie. Même les souvenirs de mouvement sont en réalité le souvenir du retour sensoriel de ces mouvements, tels que l'étirement des muscles ou le mouvement de la peau autour d'une articulation. Les structures du lobe temporal sont responsables de l'établissement de la mémoire à long terme, mais l'emplacement ultime de ces souvenirs se trouve généralement dans la région où la perception sensorielle a été traitée.
La sensation principale associée au lobe pariétal est la somatosensation, c'est-à-dire les sensations générales associées au corps. Postérieur au sillon central se trouve le gyrus postcentral, le cortex somatosensoriel primaire, identifié comme les aires de Brodmann 1, 2 et 3. Tous les sens tactiles sont traités dans cette zone, y compris le toucher, la pression, le chatouillement, la douleur, les démangeaisons et les vibrations, ainsi que des sens plus généraux du corps tels que la proprioception et la kinesthésie, qui sont respectivement les sens de la position et du mouvement du corps.
Antérieur au sillon central se trouve le lobe frontal, qui est principalement associé aux fonctions motrices. Le gyrus précentral est le cortex moteur primaire. Les cellules de cette région du cortex cérébral sont les motoneurones supérieurs qui donnent des instructions aux cellules de la moelle épinière pour mouvoir les muscles squelettiques. Antérieurement à cette région se trouvent quelques zones associées aux mouvements planifiés. L'aire prémotrice est responsable de la pensée d'un mouvement à effectuer. Les champs oculaires frontaux sont importants pour déclencher les mouvements oculaires et pour l'attention aux stimuli visuels. L'aire de Broca est responsable de la production du langage, ou du contrôle des mouvements responsables de la parole ; chez la grande majorité des gens, elle est située uniquement sur le côté gauche. Antérieur à ces régions se trouve le lobe préfrontal, qui remplit des fonctions cognitives pouvant être à la base de la personnalité, de la mémoire à court terme et de la conscience. La lobotomie préfrontale est un mode de traitement obsolète des troubles de la personnalité (conditions psychiatriques) qui affectait profondément la personnalité du patient.
Structures sous-corticales
Sous le cortex cérébral se trouvent des ensembles de noyaux connus sous le nom de noyaux sous-corticaux qui augmentent les processus corticaux. Les noyaux du prosencéphale basal servent de lieu principal de production d'acétylcholine, qui module l'activité globale du cortex, pouvant conduire à une plus grande attention aux stimuli sensoriels. La maladie d'Alzheimer est associée à une perte de neurones dans le prosencéphale basal. L'hippocampe et l'amygdale sont des structures du lobe médial qui, avec le cortex adjacent, sont impliquées dans la formation de la mémoire à long terme et les réponses émotionnelles. Les noyaux gris centraux sont un ensemble de noyaux dans le cerveau responsables de la comparaison du traitement cortical avec l'état général d'activité du système nerveux pour influencer la probabilité qu'un mouvement ait lieu. Par exemple, pendant qu'un étudiant est assis dans une salle de classe à écouter un cours, les noyaux gris centraux empêcheront l'envie de se lever et de crier de se produire réellement. (Les noyaux gris centraux sont également appelés ganglions de la base, bien que cela puisse prêter à confusion car le terme ganglions est généralement utilisé pour les structures périphériques.)
Les principales structures des noyaux gris centraux qui contrôlent le mouvement sont le noyau caudé, le putamen et le globus pallidus, qui sont situés profondément dans le cerveau. Le noyau caudé est un long noyau qui suit la forme en C de base du cerveau, du lobe frontal, à travers les lobes pariétal et occipital, jusqu'au lobe temporal. Le putamen est principalement situé profondément dans les régions antérieures des lobes frontal et pariétal. Ensemble, le noyau caudé et le putamen sont appelés le striatum. Le globus pallidus est un noyau stratifié qui se trouve juste médialement au putamen ; ils sont appelés noyaux lenticulaires car ils ressemblent à des pièces incurvées s'emboîtant comme des lentilles. Le globus pallidus a deux subdivisions, les segments externe et interne, qui sont respectivement latéral et médial. Ces noyaux sont représentés dans une coupe frontale du cerveau dans la Figure 13.9.
Les noyaux gris centraux du cerveau sont connectés à quelques autres noyaux du tronc cérébral qui agissent ensemble comme un groupe fonctionnel formant une voie motrice. Deux flux de traitement de l'information ont lieu dans les noyaux gris centraux. Toute l'entrée vers les noyaux gris centraux provient du cortex vers le striatum (Figure 13.10). La voie directe est la projection d'axones du striatum vers le segment interne du globus pallidus (GPi) et la substantia nigra pars reticulata (SNr). Le GPi/SNr se projette ensuite vers le thalamus, qui se projette en retour vers le cortex. La voie indirecte est la projection d'axones du striatum vers le segment externe du globus pallidus (GPe), puis vers le noyau subthalamique (STN), et enfin vers le GPi/SNr. Les deux flux ciblent le GPi/SNr, mais l'un a une projection directe et l'autre passe par quelques noyaux intermédiaires. La voie directe provoque la désinhibition du thalamus (inhibition d'une cellule sur une cellule cible qui inhibe ensuite la première cellule), tandis que la voie indirecte provoque, ou renforce, l'inhibition normale du thalamus. Le thalamus peut alors soit exciter le cortex (par la voie directe) soit ne pas exciter le cortex (par la voie indirecte).
L'interrupteur entre les deux voies est la substantia nigra pars compacta, qui se projette vers le striatum et libère le neurotransmetteur dopamine. Les récepteurs dopaminergiques sont soit excitateurs (récepteurs de type D1) soit inhibiteurs (récepteurs de type D2). La voie directe est activée par la dopamine, et la voie indirecte est inhibée par la dopamine. Lorsque la substantia nigra pars compacta est active, elle signale aux noyaux gris centraux que le corps est dans un état actif, et le mouvement sera plus probable. Lorsque la substantia nigra pars compacta est silencieuse, le corps est dans un état passif, et le mouvement est inhibé. Pour illustrer cette situation, pendant qu'un étudiant est assis à écouter un cours, la substantia nigra pars compacta serait silencieuse et l'étudiant serait moins susceptible de se lever et de se promener. De même, pendant que le professeur donne son cours et se promène devant la classe, la substantia nigra pars compacta du professeur serait active, en accord avec son niveau d'activité.
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Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur les noyaux gris centraux (également appelés ganglions de la base), qui ont deux voies de traitement de l'information au sein du cerveau. Comme le montre cette vidéo, la voie directe est la voie la plus courte à travers le système qui entraîne une activité accrue dans le cortex cérébral et une activité motrice accrue. La voie directe est décrite comme entraînant une « désinhibition » du thalamus. Que signifie désinhibition ? Que font les deux neurones individuellement pour provoquer cela ?
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Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur les noyaux gris centraux (également appelés ganglions de la base), qui ont deux voies de traitement de l'information au sein du cerveau. Comme le montre cette vidéo, la voie indirecte est la voie la plus longue à travers le système qui entraîne une diminution de l'activité dans le cortex cérébral, et donc moins d'activité motrice. La voie indirecte comporte quelques connexions supplémentaires, y compris la désinhibition du noyau subthalamique. Quel est le résultat final sur le thalamus, et donc sur le mouvement initié par le cortex cérébral ?
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Le mythe du cerveau gauche/cerveau droit
Il existe un mythe persistant selon lequel les gens sont « cérébraux droits » ou « cérébraux gauches », ce qui est une simplification excessive d'un concept important concernant les hémisphères cérébraux. Il existe une certaine latéralisation des fonctions, où le côté gauche du cerveau est dédié à la fonction linguistique et le côté droit est dédié au raisonnement spatial et non verbal. Bien que ces fonctions soient principalement associées à ces côtés du cerveau, il n'y a pas de monopole de l'un ou l'autre côté sur ces fonctions. De nombreuses fonctions omniprésentes, telles que le langage, sont distribuées globalement autour du cerveau.
Une partie du soutien à cette idée fausse est venue d'études sur les cerveaux divisés. Une façon radicale de traiter une condition neurologique rare et dévastatrice (épilepsie intraitable) est de séparer les deux hémisphères du cerveau. Après avoir sectionné le corps calleux, un patient au cerveau divisé aura du mal à produire des réponses verbales sur la base d'informations sensorielles traitées sur le côté droit du cerveau, ce qui a conduit à l'idée que le côté gauche est responsable de la fonction linguistique.
Cependant, il existe des cas bien documentés de fonctions linguistiques perdues suite à des lésions du côté droit du cerveau. Les déficits observés en cas de lésions du côté gauche du cerveau sont classés comme une aphasie, une perte de la fonction de la parole ; les lésions du côté droit peuvent affecter l'utilisation du langage. Les lésions du côté droit peuvent entraîner une perte de la capacité à comprendre les aspects figuratifs de la parole, tels que les blagues, l'ironie ou les métaphores. Les aspects non verbaux de la parole peuvent être affectés par des lésions du côté droit, tels que l'expression faciale ou le langage corporel, et les lésions du côté droit peuvent entraîner un « affect plat » dans la parole, ou une perte d'expression émotionnelle dans la parole — sonnant comme un robot en parlant.
Le diencéphale
Le diencéphale est la seule région du cerveau adulte qui conserve son nom du développement embryologique. L'étymologie du mot diencéphale se traduit par « à travers le cerveau ». C'est la connexion entre le cerveau et le reste du système nerveux, à une exception près. Le reste du cerveau, la moelle épinière et le SNP envoient tous des informations au cerveau via le diencéphale. La sortie du cerveau passe par le diencéphale. La seule exception est le système associé à l'olfaction, ou le sens de l'odorat, qui se connecte directement au cerveau. Chez les premières espèces de vertébrés, le cerveau n'était guère plus que des bulbes olfactifs qui recevaient des informations périphériques sur l'environnement chimique (appeler cela l'odorat chez ces organismes est imprécis car ils vivaient dans l'océan).
Le diencéphale est situé profondément sous le cerveau et constitue les parois du troisième ventricule. Le diencéphale peut être décrit comme toute région du cerveau ayant « thalamus » dans son nom. Les deux principales régions du diencéphale sont le thalamus lui-même et l'hypothalamus (Figure 13.11). Il existe d'autres structures, telles que l'épithalamus, qui contient la glande pinéale, ou le subthalamus, qui comprend le noyau subthalamique faisant partie des noyaux gris centraux.
Thalamus
Le thalamus est un ensemble de noyaux qui relaient l'information entre le cortex cérébral et la périphérie, la moelle épinière ou le tronc cérébral. Toutes les informations sensorielles, à l'exception du sens de l'odorat, passent par le thalamus avant d'être traitées par le cortex. Les axones des organes sensoriels périphériques, ou des noyaux intermédiaires, font synapse dans le thalamus, et les neurones thalamiques se projettent directement vers le cerveau. C'est une synapse requise dans toute voie sensorielle, sauf pour l'olfaction. Le thalamus ne se contente pas de transmettre l'information, il la traite également. Par exemple, la partie du thalamus qui reçoit les informations visuelles influencera quels stimuli visuels sont importants, ou ce qui reçoit l'attention.
Le cerveau envoie également des informations au thalamus, qui communique généralement des commandes motrices. Cela implique des interactions avec le cervelet et d'autres noyaux du tronc cérébral. Le cerveau interagit avec les noyaux gris centraux, ce qui implique des connexions avec le thalamus. La sortie primaire des noyaux gris centraux se fait vers le thalamus, qui relaie cette sortie vers le cortex cérébral. Le cortex envoie également des informations au thalamus qui influenceront ensuite les effets des noyaux gris centraux.
Hypothalamus
Inférieur et légèrement antérieur au thalamus se trouve l'hypothalamus, l'autre région majeure du diencéphale. L'hypothalamus est un ensemble de noyaux qui sont largement impliqués dans la régulation de l'homéostasie. L'hypothalamus est la région exécutive en charge du système nerveux autonome et du système endocrinien par sa régulation de la glande pituitaire antérieure. D'autres parties de l'hypothalamus sont impliquées dans la mémoire et l'émotion en tant que partie du système limbique.
Tronc cérébral
Le mésencéphale et le rhombencéphale (composé du pont et de le bulbe rachidien) sont collectivement appelés le tronc cérébral (Figure 13.12). La structure émerge de la surface ventrale du prosencéphale sous la forme d'un cône effilé qui relie le cerveau à la moelle épinière. Attaché au tronc cérébral, mais considéré comme une région distincte du cerveau adulte, se trouve le cervelet. Le mésencéphale coordonne les représentations sensorielles des espaces perceptifs visuel, auditif et somatosensoriel. Le pont est la connexion principale avec le cervelet. Le pont et le bulbe rachidien régulent plusieurs fonctions cruciales, y compris les systèmes cardiovasculaire et respiratoire et leurs rythmes.
Les nerfs crâniens se connectent via le tronc cérébral et fournissent au cerveau l'entrée sensorielle et la sortie motrice associées à la tête et au cou, y compris la plupart des sens spécialisés. Les principales voies ascendantes et descendantes entre la moelle épinière et le cerveau, en particulier le cerveau, passent par le tronc cérébral.
Mésencéphale
L'une des régions originales du cerveau embryonnaire, le mésencéphale est une petite région entre le thalamus et le pont. Il est séparé en tectum et tegmentum, des mots latins pour toit et plancher, respectivement. L'aqueduc du cerveau traverse le centre du mésencéphale, de sorte que ces régions sont le toit et le plancher de ce canal.
Le tectum est composé de quatre bosses connues sous le nom de colliculi (singulier = colliculus), ce qui signifie « petite colline » en latin. Le colliculus inférieur est la paire inférieure de ces élargissements et fait partie de la voie auditive du tronc cérébral. Les neurones du colliculus inférieur se projettent vers le thalamus, qui envoie ensuite des informations auditives au cerveau pour la perception consciente du son. Le colliculus supérieur est la paire supérieure et combine les informations sensorielles sur l'espace visuel, l'espace auditif et l'espace somatosensoriel. L'activité dans le colliculus supérieur est liée à l'orientation des yeux vers un stimulus sonore ou tactile. Si vous marchez sur le trottoir du campus et que vous entendez des gazouillis, le colliculus supérieur coordonne cette information avec votre conscience de l'emplacement visuel de l'arbre juste au-dessus de vous. C'est la corrélation des cartes auditives et visuelles. Si vous sentez soudainement quelque chose de mouillé tomber sur votre tête, votre colliculus supérieur intègre cela avec les cartes auditives et visuelles et vous savez que l'oiseau gazouillant vient de se soulager sur vous. Vous voulez lever les yeux pour voir le coupable, mais vous ne le faites pas.
Le tegmentum est continu avec la substance grise du reste du tronc cérébral. Tout au long du mésencéphale, du pont et de le bulbe rachidien, le tegmentum contient les noyaux qui reçoivent et envoient des informations via les nerfs crâniens, ainsi que des régions qui régulent des fonctions importantes telles que celles des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.
Pont
Le mot pont vient du mot latin signifiant pont. Il est visible sur la surface antérieure du tronc cérébral comme l'épais faisceau de substance blanche attaché au cervelet. Le pont est la connexion principale entre le cervelet et le tronc cérébral. La substance blanche en forme de pont n'est que la surface antérieure du pont ; la substance grise en dessous est une continuation du tegmentum du mésencéphale. La substance grise dans la région du tegmentum du pont contient des neurones recevant des entrées descendantes du prosencéphale qui sont envoyées au cervelet.
Médulla
Le bulbe rachidien est la région connue sous le nom de myélencéphale dans le cerveau embryonnaire. La partie initiale du nom, « myél », fait référence à la substance blanche significative trouvée dans cette région — en particulier à son extérieur, qui est continu avec la substance blanche de la moelle épinière. Le tegmentum du mésencéphale et du pont se poursuit dans le bulbe rachidien car cette substance grise est responsable du traitement des informations des nerfs crâniens. Une région diffuse de substance grise dans tout le tronc cérébral, connue sous le nom de formation réticulaire, est liée au sommeil et à l'éveil, comme l'activité cérébrale générale et l'attention.
Le cervelet
Le cervelet, comme son nom l'indique, est le « petit cerveau ». Il est recouvert de gyri et de sulci comme le cerveau, et ressemble à une version miniature de cette partie du cerveau (Figure 13.13). Le cervelet est largement responsable de la comparaison des informations du cerveau avec le retour sensoriel de la périphérie via la moelle épinière. Il représente environ 10 % de la masse du cerveau.
Les fibres descendantes du cerveau ont des branches qui se connectent aux neurones du pont. Ces neurones se projettent dans le cervelet, fournissant une copie des commandes motrices envoyées à la moelle épinière. Les informations sensorielles de la périphérie, qui entrent par les nerfs spinaux ou crâniens, sont copiées vers un noyau de le bulbe rachidien connu sous le nom d'olive inférieure. Les fibres de ce noyau entrent dans le cervelet et sont comparées aux commandes descendantes du cerveau. Si le cortex moteur primaire du lobe frontal envoie une commande à la moelle épinière pour initier la marche, une copie de cette instruction est envoyée au cervelet. Le retour sensoriel des muscles et des articulations, les informations proprioceptives sur les mouvements de la marche et les sensations d'équilibre sont envoyés au cervelet via l'olive inférieure et le cervelet les compare. Si la marche n'est pas coordonnée, peut-être parce que le sol est inégal ou qu'un vent fort souffle, le cervelet envoie alors une commande corrective pour compenser la différence entre la commande corticale originale et le retour sensoriel. La sortie du cervelet se fait vers le mésencéphale, qui envoie ensuite une entrée descendante à la moelle épinière pour corriger les messages allant aux muscles squelettiques.
La moelle épinière
La description du SNC est centrée sur les structures du cerveau, mais la moelle épinière est un autre organe majeur du système. Alors que le cerveau se développe à partir d'expansions du tube neural en vésicules primaires puis secondaires, la moelle épinière maintient la structure tubulaire et n'est spécialisée que dans certaines régions. À mesure que la moelle épinière continue de se développer chez le nouveau-né, des caractéristiques anatomiques marquent sa surface. La ligne médiane antérieure est marquée par la fissure médiane antérieure, et la ligne médiane postérieure est marquée par le sillon médian postérieur. Les axones entrent par le côté postérieur via la racine nerveuse dorsale (postérieure), qui marque le sillon postérolatéral de chaque côté. Les axones émergeant du côté antérieur le font par la racine nerveuse ventrale (antérieure). Notez qu'il est courant de voir les termes dorsal (dorsal = « dos ») et ventral (ventral = « ventre ») utilisés de manière interchangeable avec postérieur et antérieur, en particulier en référence aux nerfs et aux structures de la moelle épinière. Vous devriez vous habituer aux deux.
Dans l'ensemble, les régions postérieures sont responsables des fonctions sensorielles et les régions antérieures sont associées aux fonctions motrices. Cela provient du développement initial de la moelle épinière, qui est divisée en plaque basale et en lame alaire. La plaque basale est la plus proche de la ligne médiane ventrale du tube neural, qui deviendra la face antérieure de la moelle épinière et donnera naissance aux motoneurones. La lame alaire est sur le côté dorsal du tube neural et donne naissance aux neurones qui recevront les entrées sensorielles de la périphérie.
La longueur de la moelle épinière est divisée en régions qui correspondent aux régions de la colonne vertébrale. Le nom d'une région de la moelle épinière correspond au niveau auquel les nerfs spinaux traversent les foramens intervertébraux. Immédiatement adjacente au tronc cérébral se trouve la région cervicale, suivie de la thoracique, puis de la lombaire, et enfin de la sacrée. La moelle épinière n'a pas la longueur totale de la colonne vertébrale car la moelle épinière ne s'allonge pas de manière significative après la première ou la deuxième année, mais le squelette continue de croître. Les nerfs qui émergent de la moelle épinière traversent les foramens intervertébraux aux niveaux respectifs. À mesure que la colonne vertébrale grandit, ces nerfs grandissent avec elle et forment un long faisceau de nerfs qui ressemble à une queue de cheval et est nommé la queue de cheval. La moelle épinière sacrée se trouve au niveau des vertèbres lombaires supérieures. Les nerfs spinaux s'étendent de leurs différents niveaux jusqu'au niveau approprié de la colonne vertébrale.
Cornes grises
En coupe transversale, la substance grise de la moelle épinière a l'apparence d'un test de Rorschach, avec l'étendue de la substance grise d'un côté reproduite de l'autre — une forme rappelant un « H » majuscule bulbeux. Comme le montre la Figure 13.14, la substance grise est subdivisée en régions appelées cornes. La corne postérieure est responsable du traitement sensoriel. La corne antérieure envoie des signaux moteurs aux muscles squelettiques. La corne latérale, qui ne se trouve que dans les régions thoracique, lombaire supérieure et sacrée, contient les corps cellulaires des motoneurones du système nerveux autonome.
Certains des plus grands neurones de la moelle épinière sont les motoneurones multipolaires de la corne antérieure. Les fibres qui provoquent la contraction des muscles squelettiques sont les axones de ces neurones. Le motoneurone qui provoque la contraction du gros orteil, par exemple, est situé dans la moelle épinière sacrée. L'axone qui doit atteindre le ventre de ce muscle peut mesurer un mètre de long. Le corps cellulaire neuronal qui maintient cette longue fibre doit être assez grand, peut-être plusieurs centaines de micromètres de diamètre, ce qui en fait l'une des plus grandes cellules du corps.
Cordons blancs
Tout comme la substance grise est séparée en cornes, la substance blanche de la moelle épinière est séparée en cordons. Les faisceaux ascendants de fibres du système nerveux dans ces cordons transportent les informations sensorielles vers le cerveau, tandis que les tractus descendants transportent les commandes motrices du cerveau. En regardant la moelle épinière longitudinalement, les cordons s'étendent sur toute sa longueur comme des bandes continues de substance blanche. Entre les deux cornes postérieures de substance grise se trouvent les cordons postérieurs. Entre les deux cornes antérieures, et délimités par les axones des motoneurones émergeant de cette zone de substance grise, se trouvent les colonnes antérieures. La substance blanche de chaque côté de la moelle épinière, entre la corne postérieure et les axones des neurones de la corne antérieure, sont les colonnes latérales. Les cordons postérieurs sont composés d'axones de faisceaux ascendants. Les cordons antérieurs et latéraux sont composés de nombreux groupes différents d'axones de faisceaux ascendants et descendants — ces derniers transportant les commandes motrices du cerveau vers la moelle épinière pour contrôler la sortie vers la périphérie.
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Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur la substance grise de la moelle épinière qui reçoit les entrées des fibres de la racine dorsale (postérieure) et envoie des informations via les fibres de la racine ventrale (antérieure). Comme discuté dans cette vidéo, ces connexions représentent les interactions du SNC avec les structures périphériques pour les fonctions sensorielles et motrices. Les moelles épinières cervicale et lombaire présentent des élargissements résultant de populations plus importantes de neurones. À quoi ces élargissements sont-ils responsables ?
Troubles de...
Les noyaux gris centraux
La maladie de Parkinson est un trouble des noyaux gris centraux, spécifiquement de la substantia nigra, qui démontre les effets des voies directe et indirecte. La maladie de Parkinson est le résultat de la mort des neurones de la substantia nigra pars compacta. Ces neurones libèrent de la dopamine dans le striatum. Sans cette influence modulatrice, les noyaux gris centraux sont bloqués dans la voie indirecte, sans que la voie directe ne soit activée. La voie directe est responsable de l'augmentation des commandes de mouvement corticales. L'activité accrue de la voie indirecte entraîne le trouble hypokinétique de la maladie de Parkinson.
La maladie de Parkinson est neurodégénérative, ce qui signifie que les neurones qui meurent ne peuvent pas être remplacés, il n'y a donc pas de remède à ce trouble. Les traitements de la maladie de Parkinson visent à augmenter les niveaux de dopamine dans le striatum. Actuellement, le moyen le plus courant d'y parvenir est de fournir l'acide aminé L-DOPA, qui est un précurseur du neurotransmetteur dopamine et peut traverser la barrière hémato-encéphalique. Avec des niveaux élevés de précurseur, les cellules restantes de la substantia nigra pars compacta peuvent produire plus de neurotransmetteur et avoir un effet plus important. Malheureusement, le patient deviendra moins réactif au traitement par L-DOPA au fil du temps, et cela peut provoquer une augmentation des niveaux de dopamine ailleurs dans le cerveau, ce qui est associé à la psychose ou à la schizophrénie.
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Visitez ce site pour une explication approfondie de la maladie de Parkinson.
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Comparé à son plus proche parent évolutif, le chimpanzé, l'homme a un cerveau énorme. À un moment donné dans le passé, un ancêtre commun a donné naissance aux deux espèces d'humains et de chimpanzés. Cette histoire évolutive est longue et reste un domaine d'étude intense. Mais quelque chose s'est produit pour augmenter la taille du cerveau humain par rapport à celui du chimpanzé. Lisez cet article dans lequel l'auteur explore la compréhension actuelle des raisons de ce phénomène.
Selon une hypothèse sur l'expansion de la taille du cerveau, quel tissu aurait pu être sacrifié pour que l'énergie soit disponible pour faire croître notre cerveau plus grand ? D'après ce que vous savez de ce tissu et du tissu nerveux, pourquoi y aurait-il un compromis entre eux en termes de consommation d'énergie ?