Neurobiologie Audiologie VFcomplete 2024 PDF

NEUROBIOLOGIE Bac 2 audiologie Julie Valkenborgh 1  Contacts: [email protected] 2  CHAPITRE 1: Introduction à la Neurobiologie 3 CHAPITRE 1: Introduction à la Neurobiologie 1....

NEUROBIOLOGIE Bac 2 audiologie Julie Valkenborgh 1  Contacts: [email protected] 2  CHAPITRE 1: Introduction à la Neurobiologie 3 CHAPITRE 1: Introduction à la Neurobiologie 1. Définitions de la neurobiologie 2. Les différents niveaux d’organisation structurelle 3. La neurobiologie s’intéresse à... 4. La neurobiologie dans le domaine de l'audiologie 5. Le cerveau: le chef d’orchestre du corps humain 4 La neurobiologie Étymologie de neurobiologie Dérivé de biologie avec le préfixe neuro-. Définitions de neurobiologie Branche de la biologie qui étudie le fonctionnement du système nerveux, sa structure, sa fonction, son développement, son évolution, ses troubles et ses mécanismes. Elle se concentre sur la compréhension des processus neurologiques à l'échelle cellulaire et moléculaire jusqu'aux niveaux des systèmes complexes du cerveau. 5 La neurobiologie En audiologie, la neurobiologie permet de comprendre comment les signaux sonores captés par l'oreille interne sont transformés en impulsions nerveuses et interprétées par le cerveau. 6 La neurobiologie La neurobiologie une discipline multidisciplinaire qui combine des aspects de la biologie cellulaire, la physiologie, la biochimie et de la psychologie pour comprendre comment les neurones interagissent pour produire des comportements et des fonctions cognitives. 7  La neurobiologie La neurobiologie permet de comprendre comment : Les signaux sonores captés par l'oreille sont transmis via le nerf auditif Ces signaux sont traités et interprétés par des régions spécifiques du cerveau comme le cortex auditif Les troubles neurologiques peuvent affecter la perception et le traitement des sons 8 Les différents niveaux d’organisation structurelle Dans le cas du système auditif, ces niveaux d'organisation permettent de transformer une onde sonore en perception auditive grâce à une communication coordonnée entre ces différentes structures. 9 Les différents niveaux d’organisation structurelle Cellule : Unité de base de la vie, capable de se reproduire et de remplir une fonction spécifique. Exemple : Les cellules ciliées de l'oreille interne convertissent les vibrations sonores en signaux électriques. Tissu : Ensemble de cellules ayant une origine commune et remplissant une fonction spécifique. Exemple : Le tissu nerveux du nerf auditif transporte les signaux électriques au cerveau. 10 Les différents niveaux d’organisation structurelle Organe : Structure composée de plusieurs tissus, exerçant une fonction précise. Exemple : Le cerveau qui capte et traite les vibrations sonores. Système : Ensemble d'organes coordonnés pour une fonction globale. Exemple : Le système nerveux intègre et interprète les signaux sonores via le cortex auditif. 11  La neurobiologie s’intéresse à : Structure et fonction du cerveau : Comprendre comment le cortex auditif traite et interprète les sons. Anatomie et morphologie neuronale : Étude des neurones impliqués dans la perception auditive, comme ceux du nerf auditif. Physiologie neuronale : Analyse des mécanismes de transmission des signaux électriques dans la voie auditive. Réseaux neuronaux : Étude des connexions synaptiques impliquées dans les fonctions sensorielles, comme l'identification des fils et leur localisation. 12 La neurobiologie s’intéresse à : Plasticité neuronale : Adaptation du système nerveux auditif après une perte auditive ou l'utilisation d'un implant cochléaire. Neuropharmacologie : Impact des médicaments sur le système auditif, par exemple dans le traitement des acouphènes. Neurobiologie clinique : Étude des troubles neurologiques affectant l'audition, tels que la surdité centrale, les acouphènes et les pertes auditives neurogènes. 13 La neurobiologie dans le domaine de l'audiologie Pourquoi la neurobiologie est essentielle en audiologie ? 14 La neurobiologie dans le domaine de l'audiologie Pourquoi la neurobiologie est essentielle en audiologie ? Compréhension du rôle central du système nerveux dans la perception auditive. Analyse de la structure et du fonctionnement du système auditif (cochlée, nerf auditif, cortex auditif). Diagnostic précis grâce à des tests auditifs basés sur les mécanismes neurobiologiques. Conception de programmes de rééducation auditive personnalisés. Développement de nouvelles thérapies pour traiter les troubles auditifs comme les acouphènes ou la surdité centrale... Une bonne compréhension de la neurobiologie est indispensable pour fournir des soins auditifs efficaces et adaptés aux besoins des patients. 15 Le cerveau: le chef d’orchestre du corps humain Le cerveau coordonne et régule : Les pensées : capacité à raisonner, analyser, planifier Le contrôle des mouvements : précision et fluidité des gestes Les fonctions cognitives : apprentissage, mémoire, langage Les émotions : joie, tristesse, peur, colère Les 5 sens : vision, audition, goût, odorat, toucher Les fonctions vitales : respiration, rythme cardiaque, digestion Le sommeil et l'éveil : cycles circadiens et récupération Le cortex auditif, situé dans le lobe temporal, est responsable de l'interprétation des sons, essentiel pour percevoir et comprendre notre environnement. 16  CHAPITRE 2: Le Système Nerveux 17 Qu'est-ce que le système nerveux ? Le système nerveux est un réseau complexe de cellules et de nerfs qui coordonne les actions et les réponses du corps aux stimuli internes et externes. 18 CHAPITRE 2: Le Système Nerveux Notions de base sur le système nerveux central et périphérique L’homéostasie Voie afférente/efférente Le système nerveux périphérique: 1) contrôle moteur volontaire: Système nerveux somatique 2) contrôle moteur involontaire: système nerveux autonome sympathique et parasympathique 3) Mise en situation (exercices) 19 Notions de base sur le système nerveux central et périphérique 20 Le système nerveux central et périphérique Le Système nerveux est composé: Système nerveux central (SNC) Système nerveux périphérique (SNP) 21 Le système nerveux central et périphérique Le système nerveux central (SNC) : Agit comme une centrale de contrôle pour le corps, où il reçoit, enregistre et interprète toutes les informations envoyées par les neurones sensitifs, provenant des influx nerveux du SNP Le système nerveux périphérique (SNP) : Assure la transmission des signaux entre le SNC et les autres parties du corps, permettant ainsi le contrôle des fonctions motrices, sensorielles et autonomes 22 Le système nerveux central et périphérique Le système nerveux : Un des systèmes les plus complexes du corps humain Composé d’un réseau complexe de nerfs et de cellules nerveuses appelées des neurones Les neurones se trouvent dans l’encéphale et dans la moelle épinière du SNC 23 Le système nerveux central et périphérique Les fonctions clés du système nerveux: Spécialisé dans le codage, l’analyse et le stockage d’informations Responsable de la transmission des signaux et des messages à travers tout le corps Responsable de la coordination de toutes les activités et fonctions du corps 24  Vidéo n° 1: Le fonctionnement du système nerveux https://www.youtube.com/watch?v=rXpIcsg5Vcc&ab_channel=Inserm 25 L’homéostasie: qu’est ce que c’est? 26  L’homéostasie Capacité du corps à maintenir un environnement interne stable et équilibré 27 L’homéostasie: Boucle de régulation 28 L’homéostasie: Boucle de régulation 29 L’homéostasie: Boucle de régulation 30 L’homéostasie: Boucle de régulation 31 L’homéostasie: Boucle de régulation 32 L’homéostasie: Boucle de régulation 33 34  Vidéo n° 2: Vidéo sur l’audition et son fonctionnement https://www.youtube.com/watch?v=I-kty9Ltqg4&ab_channel=MED-EL 35 Voie afférente et efférente 36 Voie afférente et efférente 37 1) Voie sensitive afférente 1. Stimulation de l’oreille par un stimulus (des stimuli) 2. Activation du récepteur sensoriel par un stimulus 3. Le récepteur transmet le message sensoriel via un nerf sensoriel du SNP (exemple: le nerf auditif pour l’audition) vers une région du cerveau au niveau du SNC 4. Le SNC (le cerveau) va ensuite intégrer et interpréter le message sensoriel reçu 38 2) Voie motrice efférente 1. Le SNC (le cerveau) va intégrer et interpréter le message sensoriel reçu et y répondre 2. Réponse par voie efférente motrice du SNC vers le SNP via un nerf moteur 3. Jonction du nerf moteur avec un muscle (effecteur) 4. Mouvement musculaire ou réponse inconsciente 39 Activité 1 : Analyse du processus neurobiologique de perception et réaction auditive Imaginez-vous dans une pièce calme. Soudain, vous entendez une sonnerie de téléphone 40 Activité 2 : Analyse neurobiologique d'une conversation Lorsque tu es en pleine conversation avec une personne 41 Activité 3 : Analyse du traitement d'un son très fort Lorsque que tu es exposé à un son très fort, comme celui d'une sirène d'alarme à proximité 42 Système nerveux périphérique 43 Système nerveux périphérique 44 Système nerveux périphérique Les principaux rôles du SNP: Transmission de l'information sensorielle Contrôle moteur volontaire Contrôle moteur involontaire Régulation des réflexes Communication neuronale 45 = 46  Contrôle moteur volontaire Neurones moteurs efférents transmettent les signaux du SNC aux muscles squelettiques, déclenchant ainsi les mouvements volontaires planifiés par le cerveau Le système nerveux somatique est responsable de la coordination des mouvements volontaires et de la perception sensorielle consciente 47 = 48  Contrôle moteur involontaire L'information est envoyée vers des neurones efférents responsables des mouvements involontaires Ces mouvements sont liés aux organes internes tels que les vaisseaux sanguins, l'estomac, les intestins, le foie, les reins, la vessie, les organes génitaux, les poumons, les pupilles, le cœur, ainsi que les glandes sudoripares, salivaires et digestives Le système nerveux autonome (SNA) est responsable de la coordination des mouvements involontaires 49 Contrôle moteur involontaire Le SNA se divise en deux branches principales: 1) le système nerveux (ortho)sympathique 2) le système nerveux parasympathique Ces deux branches agissent en opposition pour maintenir l'homéostasie du corps en réponse aux changements environnementaux internes et externes 50 Contrôle moteur involontaire: SNA 1) Le système nerveux sympathique: Responsable de la réponse "combat ou fuite" Active le corps en situation de stress ou d'urgence 2) Le système nerveux parasympathique: Impliqué dans la réponse "repos et digestion" Favorise la détente et la conservation de l'énergie 51 52 1) Le système nerveux sympathique: Il prépare le corps à réagir à une situation d’urgence ou de stress 53 1) Le système nerveux sympathique: Dilatation des pupilles (mydriase) Inhibition salivaire Bronchodilatation (respiration facilitée) Accélération du rythme cardiaque Sécrétion de glucose hépatique Augmentation de la transpiration Les processus physiologiques qui sont moins importants en cas d’urgence sont ralentit (digestion, sécrétion, miction)... 54 2) Le système nerveux parasympathique Il contrôle les processus physiologiques lors des situations quotidiennes, de repos et de relaxation 55 2) Le système nerveux parasympathique Contraction des pupilles (myosis) Production de salive Ralentissement du rythme cardiaque Bronchoconstriction Réduction de la tension artérielle Stimulation de la digestion, de la sécrétion, de la miction... 56 Résumer: SN sympathique et parasympathique Collaborent pour permettre au corps de s'adapter de manière appropriée aux différentes situations Régulent ensemble tous les processus involontaires et automatiques du corps et leurs actions sont souvent opposées Essentiels pour maintenir l'homéostasie du corps Ces deux systèmes travaillent en harmonie pour maintenir l'équilibre physiologique du corps, en ajustant les réponses en fonction des besoins de l'organisme 57 = 58 MISES EN SITUATION: ACTIVITÉS 59 SITUATION NUMERO 1 60 Interprétation de la situation Un couple dîne sur la terrasse d’un restaurant. Elle le regarde, lui parle et tient son verre de vin. Ils mangent un bon petit plat en ressentant le soleil qui réchauffe leur peau. 61 Interprétation de la situation 1) les actions volontaires telles que regarder, parler, tenir un objet et manger sont contrôlées par le système nerveux somatique 2) Les sensations sensorielles telles que la perception de la chaleur du soleil sur la peau sont traitées à la fois par le système nerveux somatique et le système nerveux autonome 3) La réponse physiologique de la digestion du repas est régulé par le système nerveux autonome 62 Interprétation de la situation Expliquer le mécanisme de perception sensorielle et la réaction au stimulus de l'environnement, dans ce cas-ci la chaleur du soleil. Stimulus, récepteur, centre de contrôle, effecteur 63 Interprétation de la situation: RESUMER le stimulus: chaleur du soleil Récepteur: récepteurs cutanés Centre de contrôle: les informations sont transmises au SNC qui les traite et coordonne une réponse appropriée Les effecteurs: muscles et vaisseaux sanguins 64 SITUATION NUMERO 2 65 Interprétation de la situation Lors d'un grand marathon de course à pied, l'homme démarre rapidement, puis entre dans une phase d'effort intense pendant quelques minutes. Ensuite, il termine la course et reprend son souffle progressivement. 66 Interprétation de la situation: RESUMER le stimulus: L’effort intense pendant la course Récepteur: Centre de contrôle: Les effecteurs: 67 SITUATION NUMERO 3 68 Interprétation de la situation Un homme se promène tranquillement avec son chien dans un parc lorsqu'il entend soudain un bruit fort et effrayant derrière lui. 69 Interprétation de la situation: RÉSUMER le stimulus: Un bruit fort et soudain Récepteur: Centre de contrôle: Les effecteurs: 70 71  CHAPITRE 3: Anatomie et physiologie du Système nerveux 72  CHAPITRE 3: Anatomie et physiologie du système Nerveux Introduction Organisation structurale: Système nerveux central (SNC) Système nerveux périphérique (SNP) 73  Introduction Anatomie: Etude de la structure des parties du système nerveux et des relations qui s’établissent entre elles Physiologie: Science qui s’intéresse au fonctionnement des différents composants du SNC Relation « structure – fonction » 74 ORGANISATION STRUCTURALE 75 Organisation Structurale 1) Système nerveux central (SNC) I. Encéphale II. Moelle épinière 2) Système nerveux périphérique (SNP) III. Nerfs: nerfs crâniens et rachidiens IV. Ganglions nerveux 76 77 78 1) Système Nerveux Central (SNC) 79 I. L’Encéphale Il est composé : 1. Cerveau 2. Cervelet 3. Tronc cérébral 80 1. Le Cerveau Pèse +/- 1,3kg (2% de la masse corporel) Recouvert et protégé par la boite crânienne et les méninges Organe principal du système nerveux central (SNC) Responsable d'une multitude de fonctions cognitives, sensorielles et motrices 81  1. Le Cerveau Le cerveau est divisé en plusieurs régions anatomiques : Télencéphale Diencéphale Cortex cérébral 82 1. Le Cerveau Télencéphale : Hémisphère gauche Hémisphère droit 83  Télencéphale HEMISPHERE GAUCHE HEMISPHERE DROIT 84  Télencéphale La partie la plus volumineuse et la plus évoluée du cerveau Il est composé de deux hémisphères cérébraux : l'hémisphère droit et l'hémisphère gauche Ces deux hémisphères sont séparés par une fissure médiane profonde appelée la scissure interhémisphérique Ils sont reliés entre eux par un grand faisceau de fibres nerveuses appelé le corps calleux 85  Télencéphale Chaque hémisphère Contrôle les fonctions motrices, sensorielles et les fonctions cognitives supérieures (la pensée, la mémoire et les émotions) du coté opposé du corps Chaque hémisphère cérébral contrôle le côté du corps situé de l'autre côté du cerveau Latéralisation cérébrale ou dominance hémisphérique croisée 86 Télencéphale 87 Chaque lobe a des fonctions spécifiques: Lobe frontal : Impliqué dans le contrôle des mouvements volontaires, la prise de décision, le raisonnement, la planification et la résolution de problèmes Lobe pariétal: Responsable de la perception sensorielle, y compris la perception du toucher, de la pression, de la température et de la douleur Lobe temporal: Associé au traitement de l'audition, de la mémoire et de la reconnaissance faciale Lobe occipital: Spécialisé dans le traitement visuel, la perception des formes, des couleurs et des mouvements 88  1. Le Cerveau Le cerveau est divisé en plusieurs régions anatomiques : Diencéphale : Thalamus Hypothalamus Epiphyse 89 Diencéphale Diencéphale 90  Diencéphale Thalamus: Structure en forme de noyau Station de relais sensoriel du cerveau Traitement des informations sensoriels Filtrage des informations Régulation de la conscience, sommeil et l’éveil 91  Diencéphale Hypothalamus: Situé en dessous du thalamus Régulation de nombreuses fonctions vitales: température corporelle, la faim, la soif,... Contrôle du cycle veille-sommeil Régulation hormonale Rôle dans les émotions et le comportement Centre de contrôle majeur pour maintenir l'homéostasie de l'organisme 92  Diencéphale Epiphyse: Située dans le centre du cerveau: petite glande en forme de cône Produit de la mélatonine Rôle dans l'induction du sommeil Impliqué dans la fonction reproductrice 93 1. Le Cerveau Le cerveau est divisé en plusieurs régions anatomiques : Substance grise= CORTEX CEREBRAL Substance blanche 94 Le Cortex cérébral 95  Le cortex cérébral= substance grise Couche externe du cerveau Plié en de nombreuses circonvolutions Zone riche en neurones: corps cellulaires, dendrites et synapses Responsable de nombreuses fonctions cognitives et perception sensorielle Divisé en 4 types de cortex >< lobes Épaisseur 2 à 4 mm 96  Le cortex cérébral= substance grise Interconnecté avec d'autres régions du cerveau grâce à des fibres nerveuses Ces connexions se divisent en trois types principaux : Faisceaux de projection Faisceaux d’association Faisceaux commissuraux 97 Lobe temporal et cortex temporal Structures cérébrales similaires mais avec des distinctions subtiles Cortex temporal: Une partie spécifique du lobe temporal Associé au traitement auditif, perception des sons, localisation spatiale du son et fréquences des sons Divisé en cortex auditif primaire et cortex auditif secondaire 99 100  Cortex auditif primaire Cortex auditif primaire (aussi appelé cortex de Heschl): Responsable de la réception initiale des informations auditives en provenance de l'oreille Vital pour la perception initiale du son, incluant sa localisation et les différentes fréquence de sons 101  Cortex auditif secondaire Cortex auditif secondaire : Situé autour du cortex auditif primaire, il fait partie également du lobe temporal Traite des informations auditives plus complexes, telles que la reconnaissance des motifs sonores et la compréhension du langage 102  La substance blanche Couleur blanchâtre Située en dessous du cortex Principalement composée d'axones myélinisés qui transmettent les signaux entre différentes régions du cerveau et moelle épinière Transmission rapide et efficace des informations 103 2. Le cervelet Situé dans la partie arrière de l’encéphale Localisé sous le cerveau postérieur Composé de deux hémisphères cérébelleux Composé de matière grise et de matière blanche 104 2. Le cervelet Les différents rôles du cervelet: Fonctions motrices: coordination des mouvements volontaires et automatiques du corps Equilibre et posture Apprentissage moteur 105 3. Le tronc cérébral Située à la base du cerveau, juste au-dessus de la moelle épinière Composé de 3 parties ayant des fonctions spécifiques: 1) Le bulbe rachidien 2) Le pont de Varole 3) Le mésencéphale 106 3. Le tronc cérébral 1) Le bulbe rachidien: Situé à la base du tronc cérébral Contrôle les fonctions vitales: respiration, fréquence cardiaque, pression artérielle,... 107 3. Le tronc cérébral 2) Le pont de Varole: Juste au-dessus du bulbe rachidien Impliqué dans le contrôle des mouvements oculaires, l'équilibre, la coordination motrice, la déglutition et la parole 108 3. Le tronc cérébral 3) Le mésencéphale: Partie supérieure du tronc cérébral Rôle crucial dans le contrôle des mouvements volontaires, la perception sensorielle (audition, etc.), l'orientation spatiale, l'attention, la régulation du tonus musculaire,... 109 3. Le tronc cérébral: EN RESUMER Transmission des signaux nerveux Relie le cerveau et le cervelet à la moelle épinière Point de départ de la plupart des nerfs crâniens TOUTES les informations ascendantes ou descendantes entre le cerveau et le corps passent par le tronc cérébral 110 3. Le tronc cérébral: EN RESUMER La combinaison de la substance blanche et grise dans le tronc cérébral permet le traitement, la modulation et la transmission efficaces des informations entre le cerveau, la moelle épinière et d'autres parties du système nerveux central, ainsi que la régulation de nombreuses fonctions vitales! 111 1) Système nerveux central (SNC) II. Moelle épinière 112 II. Moelle épinière: Située dans le canal rachidien Protégée par les os du rachis et les méninges Composée de matière grise (interne) et matière blanche (externe) Vascularisée ( transports d’O2 et nutriments) 113  La moelle épinière débute au niveau du bulbe rachidien et se termine au niveau des vertèbres lombaires supérieures (L1 à L2) 114  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE La moelle épinière est composée: 1. Matière grise (interne) 2. Matière blanche (externe) 115  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE 1. La matière grise (interne) Constituée de corps cellulaires de cellules nerveuses Organisée en forme de papillon: cornes antérieures et cornes postérieures 116  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE La matière grise est composée de 2 types de cornes: Les cornes antérieures/ventrales: destinées aux efférences motrices Les cornes postérieures/dorsales: destinées aux afférences sensorielles 117  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE 2. La matière blanche (externe) Composée d’axones (prolongements de neurones) entourés d’une gaine de myéline Entoure la matière grise et forme la périphérie de la moelle épinière Constituée des fibres nerveuses ascendantes et descendantes 118  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE La substance blanche est constituée des fibres nerveuses: Fibres ascendantes: Elles transmettent l’information sensorielle à partir de récepteurs sensoriels (douleur, température, le toucher,...) vers le cerveau Fibres descendantes: Elles transmettent l’information motrice du cerveau vers la moelle épinière en passant par le tronc cérébral 119  COMPOSITION DE LA MOELLE EPINIERE La moelle épinière joue donc un rôle crucial donc la circulation des influx nerveux sensoriels vers le cerveau et des influx nerveux moteurs vers les différentes partie du corps 120  Les méninges Membranes protectrices qui entourent le cerveau et la moelle épinière Assurent un soutien Servent de barrière sélective (passage du LCR) 121  Les méninges Composées de 3 couches de tissu protecteur: 1) La dure-mère: couche externe (dense et résistante) 2) L’arachnoïde: membrane intermédiaire (mince et délicate) 3) Pie-mère: membrane interne (très fine et délicate) 122  COMMUNICATION ENTRE LE SNC ET SNP La moelle épinière est un centre important de communication entre le SNC et le SNP De chaque côté de l'empilement des vertèbres il existe des ouvertures qui permettent la sortie des nerfs de la moelle épinière 123  COMMUNICATION ENTRE LE SNC ET SNP La moelle épinière est constituée de nombreux nerfs qui véhiculent l’info sensorielle et motrice entre le SNC et le SNP Il existe deux catégories de nerfs: 1) Les nerfs sensorielles (= nerfs afférents) 2) Les nerfs moteurs (= nerfs efférents) 124 2) Système Nerveux Périphérique (SNP) 125 2) Système nerveux périphérique (SNP) Le SNP est composés : III. Nerfs: 1. Nerfs crâniens 2. Nerfs rachidiens (= spinaux) IV. (Ganglions) 126 2) Système nerveux périphérique (SNP) III.Les nerfs Véritables lignes de communication qui connectent l'organisme entier au SNC 12 paires de nerfs crâniens rattachés au tronc cérébral de l’encéphale 31 paires de nerfs rachidiens rattachés à la moelle épinière 127  COMPOSITION D’UN NERF Un nerf est composé: D’un grand nombre de fibres nerveuses appelées axones De vaisseaux sanguins Tissu conjonctif qui enveloppe le nerf pour le protéger Cellules de soutien (cellule Schwann) 128  COMPOSITION D’UN NERF Cette combinaison de composants assure la fonctionnalité, la protection et la vitalité des nerfs dans le corps 129  RÔLES DES NERFS Assurer la transmission des signaux électriques et chimiques à travers le corps: Transmission de l'information sensorielle Transmission de l'information motrice Coordination des activités corporelles Régulation des fonctions autonomes 130  RÔLES DES NERFS: Nerfs mixtes Nerfs mixtes: Responsables de la transmission bidirectionnelle de l'information entre le système nerveux central (SNC) et les organes, les muscles et les tissus périphériques 131 LES NERFS CRANIENS ET RACHIDIENS 132 1. LES NERFS CRANIENS Emergent directement du cerveau et du tronc cérébral Responsables de l'innervation sensorielle et motrice de la tête, du cou, de certaines cavité crânienne et des muscles faciaux 133 12 paires de nerfs crâniens 134 Différents types de nerfs crâniens: Rôle sensoriel: nerfs olfactif, optique et auditif Rôle moteur: nerfs oculaires, pathétique, spinal et grand hypoglosse Rôle mixte: nerfs trijumeaux, facial glosso-pharyngien et pneumogastrique 135  2 nerfs crâniens sont impliqués dans la fonction auditive 2 nerfs crâniens sont responsables de l'innervation sensorielle et motrice de certaines structures de l'oreille: 1) Nerf vestibulocochléaire (= nerf auditif) 2) Nerf facial 136 1) Nerf vestibulocochléaire (= nerf auditif) Responsable de la transmission des informations auditives et vestibulaires de l'oreille interne vers le cerveau Il se divise en deux branches principales : La branche cochléaire, qui transmet les signaux auditifs provenant des cellules de la cochlée (partie de l'oreille interne qui détecte les vibrations sonores) La branche vestibulaire, qui transmet les signaux relatifs à l'équilibre et à la position de la tête 137 2) Nerf facial Innervation motrice de certains muscles, comme le muscle stapédien (qui protège l'oreille interne des sons trop forts en particulier les vibrations de l'étrier) Innervation sensible partielle autour de l'oreille externe 138 Structure de l’oreille 139  Structure de l’oreille L’oreille est divisée en 3 parties: 1) L’oreille externe: pavillon, conduit auditif 2) L’oreille moyenne: tympan, osselets, trompe d’Eustache 3) L’oreille interne: vestibule, canaux semi-circulaires, cochlée 140 141 142  Le trajet du son dans l’oreille Au niveau de l'oreille externe: Le son est capté par le pavillon de l'oreille Le pavillon concentre le son vers le conduit auditif L’onde sonore est acheminée vers l’oreille moyenne 143  Le trajet du son dans l’oreille Au niveau de l'oreille moyenne: L'onde sonore atteint le tympan, provoquant son oscillation Le tympan transmet ces vibrations à la chaîne d'osselets (marteau, enclume, étrier) 144  Le trajet du son dans l’oreille Au niveau de l'oreille interne: Les cellules ciliées de la cochlée détectent les vibrations sonores Les cils des cellules ciliées transforment les vibrations en influx nerveux 145  Le trajet du son dans l’oreille Transmission nerveuse: L'influx nerveux est transmis par le nerf auditif (nerf cochléaire) jusqu'au cerveau (lobe temporal) Le cerveau interprète l'information de l'influx nerveux, permettant ainsi la perception et la compréhension du son 146 147 148 149 Les cellules ciliées Qu'est-ce que les cellules ciliées ? Cellules sensorielles auditives situées dans la cochlée de l'oreille interne Possèdent des structures filamenteuses, les stéréocils à leur surface Rôle : Jouent un rôle clé dans l'audition et l'équilibre (système vestibulaire) Convertissent les vibrations sonores en influx nerveux interprétables par le cerveau 150 Les cellules ciliées 151 Comment une cellule ciliée détecte un son? 1. Le son arrive → Il fait bouger un liquide dans l'oreille interne (l'endolymphe) 2. Les stéréocils bougent → Des canaux s'ouvrent, et des ions (K⁺) entrent. 3. La cellule s'active → Elle libère des messages chimiques (neurotransmetteurs) 4. Le nerf envoie un signal au cerveau → Le cerveau comprend qu'il y a un 152 son. Organisation des cellules ciliées Alignées le long de la membrane basilaire, dans l'organe de Corti. À la naissance, environ 16 000 cellules ciliées , représentant le capital auditif humain Le système auditif humain est constitué de deux types de cellules ciliées : Les CCE (Cellules ciliées externes) Les CCI (Cellules ciliées internes) 153 Organisation des cellules ciliées 154 Organisation des cellules ciliées Les cellules ciliées externes Amplification cochléaire des sons faibles Contraction sous l'effet du signal sonore grâce à la protéine prestine Entre 60 et 100 stéréocils par cellule Contribuent à la sélectivité fréquentielle (distinction des différentes fréquences) Commandées par le système nerveux efférent 155 Organisation des cellules ciliées Les cellules ciliées internes Convertissent les vibrations amplifiées en message nerveux (influx nerveux) Environ 20 cils acoustiques par cellule Associées à une dizaine de fibres nerveuses , réparties selon : o Bas seuil : Sons faibles o Seuil modéré : Sons modérés o Haut seuil : Sons forts Libération de neurotransmetteurs en réponse au 156 mouvement des cils 157 Cellules ciliées et sons audibles par l’oreille humaine https://www.youtube.com/watch?v=00AHMAg5NDQ&t=296s 158 Dommages au niveau des cellules ciliées 159 Dommages au niveau des cellules ciliées Les cellules ciliées ne sont pas renouvelables : perte irréversible en cas de lésion! Facteurs qui peuvent entrainer des dommages : o Chocs sonores ou traumatismes. o Médicaments ototoxiques. o Vieillissement. o Causes congénitales: surdité génétique ou des malformations cochléaires. o Stress oxydant. o... La destruction des cellules ciliées compromet la compréhension des sons et entraîne une perte auditive irréversible. 160 Solutions d'appareillage pour surdité de perception 1. Appareils auditifs Utilisés pour les pertes auditives modérées. Fonctions : Amplifier les sons pour améliorer la compréhension de la parole. Offrent un confort auditif accumulé dans les environnements quotidiens. 161 Solutions d'appareillage pour surdité de perception 2. Implants cochléaires Indiqués pour les pertes auditives profondes lorsque les appareils auditifs ne sont plus suffisants. Principe : Dispositif appliqué chirurgicalement. Permet de contourner les cellules ciliées endommagées. Transmet directement les sons au nerf auditif via des signaux électriques. Avantages : Restauration partielle de l'audition. Amélioration significative de la communication dans 162 les environnements calmes et bruyants. 2. LES NERFS RACHIDIENS Emergent de la moelle épinière à travers les foramens intervertébraux de la colonne vertébrale Responsables de l'innervation sensorielle et motrice des membres supérieurs et inférieurs, du tronc et des organes internes situés dans la région du tronc et du bassin 163  CHAPITRE 4: La Neurobiologie cellulaire 164  I. Le neurone Nœud de Ranvier Péricaryon (corps cellulaire) 165  I. Le neurone Cellule fondamentale du système nerveux Le cerveau humain contient 10 milliards de neurones Chaque neurone est en relation avec 10.000 autres neurones 166  I. Le neurone Délimité par une membrane cytoplasmique Contient un noyau et de multiples organites Cellule amitotique (qui ne se divise pas) Spécialisé dans la communication intercellulaire 167  I. Le neurone Les neurones sont des cellules fortement polarisées qui assure la réception, la transmission et la propagation de l’influx nerveux, impliquant à la fois des signaux électriques et chimiques 168  Les différents types de neurones Les trois principaux types de neurones sont: 1) Les neurones sensoriels: cellules spécialisées dans la réception des stimuli sensoriels 2) Les neurones moteurs: responsables de la transmission des signaux moteurs du système nerveux central vers les muscles ou les glandes effectrice 3) Les interneurones: situés entièrement dans le système nerveux central et sont responsables de la communication entre les neurones sensoriels et moteurs 169  Structures/fonctions des neurones 1. Péricaryon (corps cellulaire) 2. Dendrites 3. Axone 4. Gaine de Myéline 5. Cellule de Schwann 6. Nœuds de Ranvier 7. Terminaison axonale 170 1. Le péricaryon 171  1. Le péricaryon Corps cellulaire ou soma Partie la plus volumineuse du neurone Il se compose : 1) Membrane plasmique 2) Cytoplasme 3) Noyau 172 1) La membrane plasmique Bicouche lipidique classique composée: Phospholipides Cholestérols Protéines transmembranaires 173 1) La membrane plasmique (au potentiel de repos) Membrane sélective (semi-perméable) Permet le passage d’ions à travers les protéines transmembranaires 174 1) La membrane plasmique (au potentiel de repos) Permet le passage d’ions à travers les protéines transmembranaires: Canaux Na+ et K+: passage sélectif d’ions dans le sens du gradient de concentration (transport passif) Pompe Na+/K+ ATPase: transport dans le sens contraire du gradient de concentration (transport actif) Permet de maintenir les gradients ioniques nécessaire à la polarisation de la membrane au potentiel de repos 175 2) Cytoplasme Regroupe les organites dont ceux responsable de la synthèse protéique: ribosomes, RER, appareil de Golgi permettant la croissance, la régénération et l’entretien des fibres nerveuses Lieu de synthèse des neurotransmetteurs (noradrénaline, adrénaline, acétylcholine, dopamine, sérotonine, GABA,...) Un cytosquelette spécifique, organisé de manière particulière assurant la stabilité et le bon fonctionnement du neurone 176 3) Le noyau La chromatine est dispersée dans le noyau Nucléole bien visible, lieu de la synthèse des ARNr et de transcription élevée Renferme l’ADN qui va diriger la synthèse des protéines (ex: NT qui sert à la communication neuronale) 177 2. Les dendrites 178  2. Les dendrites Prolongements cytoplasmiques courts en forme de ramifications Conduction de l'influx nerveux vers le noyau Abondance de ribosomes et protéines du cytosquelette Lieu des contacts synaptiques post-synaptiques Présentes au niveau du cortex cérébral (substance grise) 179 2. Les dendrites L’absence de dendrites réduit la capacité de réception des signaux électriques ou chimiques Le nombre de terminaisons afférentes qui entrent en contact avec un neurone donné dépend de sa quantité de ramifications dendritiques 180 3. L’axone 181  3. L’axone Appelé également fibre nerveuse Prolongement du corps cellulaire (court ou long) Segment de la cellule nerveuse spécialisé dans la conduction des signaux électriques Peut mesurer de 1nm à plus d’1 mètre 182  3. L’axone Se localise au niveau de la substance blanche du SNC Au niveau du SNP les axones sont regroupés en faisceaux pour former les nerfs Composé de cytosquelette spécialisé permettant le maintient de son intégrité fonctionnelle 183  3. L’axone Les caractéristiques structurales de l'axone qui favorisant la conduction nerveuse: 1) La gaine de myéline 2) Les nœuds de Ranvier 184 1) La gaine de myéline 185 1) La gaine de myéline Feuilleté riche en lipide Isolant électrique Plus la gaine de myéline est épaisse, plus l’influx nerveux est rapide Plus le diamètre de l’axone est gros, plus la gaine de myéline est épaisse 186 1) La gaine de myéline Elle est composée de protéines et de lipides (70% lipides et 30% protéines) Elle permet la stabilisation de l’axone et le passage des nutriments nécessaires à son fonctionnement La gaine de myéline est interrompue à intervalles réguliers par les nœuds de Ranvier 187 2) Nœuds de Ranvier 188 2) Nœuds de Ranvier Présents de part et d’autres de la gaine de myéline L’influx nerveux se propage le long de l’axone en sautant d’un nœud de Ranvier à l’autre Phénomène de la conduction saltatoire 189 4. Terminaison axonale 190  4. Terminaison axonale Couramment appelée terminaison synaptique ou bouton synaptique Lieu de la libération de neurotransmetteurs en réponse à la transmission de l’influx nerveux Lieu ou se regroupe les mitochondries, cela permet de fournir l'énergie nécessaire à la libération des neurotransmetteurs et au fonctionnement efficace de la terminaison axonale 191  CHAPITRE 5: La communication entre les neurones 192  1. Localisation des cellules nerveuses Système nerveux central Système nerveux périphérique 193 2. Morphologie d’un neurone 194 3. La communication entre les neurones 195 3. La communication entre les neurones Fonctionnement essentiel: toutes nos pensées, émotions, sensations et mouvements sont le résultat de la communication entre les neurones Discontinuité de la connexion Communication par l’intermédiaire d’une synapse (point de contact entre 2 neurones) Le potentiel d’action est le mécanisme par lequel les neurones communiques 196 3. La communication entre les neurones Composition d’une synapse: Un neurone présynaptique Un neurone postsynaptique Fente synaptique 197 Les synapses 198 4. Transmission de l’influx nerveux 199 1) L’influx nerveux Définitions L'influx nerveux est le potentiel électrique qui se propage le long de l'axone après que le neurone a été stimulé. L'excitabilité désigne la capacité à réagir à un stimulus et à le convertir en influx nerveux. La conductivité représente la capacité de propagation et de transmission de l'influx nerveux. 200 201 1) Le sens de l’influx nerveux 202 1) Le sens de l’influx nerveux 203 2) Notion de potentiel de repos Le neurone est au repos, c.à.d. en absence de stimulation externe Les neurones au repos ont leurs membranes cellulaires dites polarisées 204 2) Notion de potentiel de repos Le potentiel de repos désigne la différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur de la fibre nerveuse (neurone) lorsqu'elle est au repos On observe une différence de potentiel d'environ -60 mV à -70 mV au repos, indiquant que l'intérieur de la fibre est plus négatif en charge électrique que l'extérieur 205 2) Notion de potentiel de repos Le potentiel de repos peut être mesuré à l'aide d'un oscilloscope et de microélectrodes placées de chaque côté de la membrane plasmique de l'axone 206 2) Notion de potentiel de repos 207 2) Notion de potentiel de repos Différence de concentration en ions entre l'intérieur et l'extérieur du neurone Le milieu extracellulaire: principalement concentré en ions Na+ Le milieu intracellulaire: plus concentré en ions K+ et en grosses molécules chargées négativement, les anions Gradient de concentration pour les ions Na+ et K+ 208 2) Notion de potentiel de repos 209  La membrane plasmique au potentiel de repos Membrane sélective (semi-perméable) Protéines transmembranaires permettent le passage d’ions: 1) Canaux de fuite Na+ et K+ sont toujours ouverts: Transport passif Passage des ions Na+ vers le milieu intracellulaire et des ions K+ vers le milieu extracellulaire du neurone dans le sens du gradient de concentration 210  La membrane plasmique au potentiel de repos 2) Pompe Na+/K+ ATPase: Transport actif (consomme de l’ATP) Cette pompe permet la répartition inégale des ions Na+ et K+ de part et d’autre de la membrane plasmique 3 ions Na+ vers le milieu extracellulaire et 2 ions K+ vers le milieux intracellulaire dans le sens contraire du gradient de concentration 211 La membrane plasmique au potentiel de repos 212  3) Le potentiel d’action Mécanisme de communication entre les neurones Permet la conduction des influx nerveux Propagation axonale unidirectionnelle Stabilité de l’intensité du potentiel d’action Loi du tout ou rien Stimulation multiples peuvent déclencher un PA 213 Mesure du potentiel de membrane lors d’un influx nerveux 214 Les étapes d’un potentiel d’action 1. Dépolarisation Dépolarisation 2. Pic du potentiel d’action 3. Repolarisation 4. Hyperpolarisation 5. Retour au potentiel de repos 215  1. La dépolarisation Stimulus atteignant le seuil d'excitation Ouverture des canaux sodiques voltage- dépendants Entrée massive d'ions Na+ Changement rapide de la polarité membranaire Début du potentiel d'action 216 1. La dépolarisation 217  2. Pic du potentiel d’action Poursuite de la dépolarisation Atteinte du potentiel d'action maximal Fermeture des canaux sodiques Ouverture des canaux potassiques Sortie d'ions K+ 218 3. Repolarisation Sortie des ions K+ Retour à la polarité négative de repos Repolarisation progressive Restauration du potentiel de repos initial 219 3. Repolarisation 220 4. hyperpolarisation Prolongement de l'ouverture des canaux potassiques Hyperpolarisation temporaire Difficulté à générer un nouveau potentiel d'action 221 5. Retour au potentiel de repos Fermeture des canaux potassiques Retour à la polarité de repos Polarité électrique normale Préparation pour de nouveaux stimuli 222 223 CHAPITRE 6: L’homonculus 224 Définition de l’homonculus L'homonculus est une représentation schématique du corps humain, souvent sous la forme d'un petit homme ou d'un robot. 225  L’Homonculus Contrôle des fonctions motrices et sensorielles Deux types d'homonculus : l'homonculus sensitif et l'homonculus moteur Division en segments Correspondance avec les parties du corps :Chaque segment de l'homonculus correspond à une partie spécifique du corps humain, illustrant ainsi la répartition des fonctions motrices et sensitives dans le cortex cérébral 226 227 2 types d’homonculus 1) Homonculus sensitif: L'homonculus sensitif comprend deux composantes principales : L’aire sensitive primaire: lobe pariétal du cortex cérébral L’aire sensitive (somesthésique ou somatosensorielle): elle traite les informations sensorielles provenant de la peau 228 2 types d’homonculus: 2) Homonculus moteur: L'homonculus moteur comprend deux composantes principales : L’aire motrice primaire: lobe frontal du cortex cérébral L’aire motrice: impliquée dans la planification, le contrôle, et l’exécution des mouvements volontaires des muscles du corps 229 1) L’homonculus sensoriel L'homonculus sensitif représente la sensibilité du corps, mais d'une manière qui n'est pas strictement liée à la superficie corporelle elle-même. Cette représentation est plutôt basée sur la densité des récepteurs sensoriels présents dans différentes parties du corps Représentation du cortex sensoriel 230 1) L’homonculus sensoriel Zones les plus représentées au niveau sensoriel : Les mains Le visage La langue Ces zones sont extrêmement sensibles et comportent une densité élevée de récepteurs sensoriels Zones moins représentées au niveau sensoriel : Le dos Les mollets Ces zones présentent une densité relativement faible de récepteurs sensoriels. 231 1) L’homonculus sensoriel Exemple : Si l'on prend le bout du doigt, bien qu'il s'agisse d'une petite superficie, sa représentation sensorielle est beaucoup plus grande Cela s'explique par la grande sensibilité de cette zone, qui ne dépend pas de la superficie de la peau, mais de la densité élevée de récepteurs sensoriels présents dans cette région 232 2) L’homonculus moteur L'homonculus moteur représente la dextérité des membres La taille des zones dans l'homonculus moteur correspond à la capacité de contrôler les mouvements des muscles dans différentes parties du corps Représentation du cortex moteur 233 2) L’homonculus moteur Les zones de l'homonculus moteur représentant les mains et les doigts sont particulièrement grandes car ces parties nécessitent un contrôle moteur précis. Par exemple, les doigts jouent un rôle essentiel dans des tâches comme écrire ou jouer d'un instrument. À l'inverse, des parties comme le tronc, avec des mouvements plus grossiers, ont une représentation plus petite. Représentation du cortex moteur 234 2) L’homonculus moteur Zones les plus représentées (contrôle moteur précis) : Les mains : pour des tâches comme écrire ou manipuler des objets Le visage : essentiel pour l'expression faciale et la parole Zones moins représentées (mouvements grossiers): Les mollets : impliqués principalement dans la posture et la marche 235 2) L’homonculus moteur Exemple : Les mains possèdent une grande dextérité grâce à la coordination de nombreux petits muscles et articulations. -> Cela nécessite une forte représentation dans l'homoncule moteur, pour contrôler ces mouvements précis. 236  Conclusion: La représentation de l'homoncule dans le cortex moteur et sensoriel est basée sur l'importance fonctionnelle des différentes parties du corps. Elle reflète les besoins en précision et en sensibilité, et non leur taille ou leur volume physique. Cette organisation met en lumière la priorisation du cerveau pour les zones nécessitant une coordination fine et une grande sensibilité! 237 Pour aller plus loin... 238  C. Les synapses et la neurotransmission Définitions « La synapse correspond au point de connexion fonctionnel existant entre deux neurones. Un millimètre cube de substance grise du cortex peut contenir 5 millions de synapses. » « La neurotransmission se fait par libération de vésicules synaptique contenant des neurotransmetteurs au niveau de l’espace synaptique. » 239 Les synapses: Point de connexion entre deux cellules ( une des deux cellules est au moins un neurone) Permettent la communication entre deux cellules voisines Propagation d’un potentiel d’action entre la 1ere cellule et la 2eme cellule Les synapses peuvent être électriques ou chimiques Se localise au niveau de la substance grise du cortex +/- 10 000 synapses par neurone 240  C. Les synapses et la neurotransmission C. a) Les synapses Les synapses peuvent être électriques ou chimiques : 241  C. Les synapses et la neurotransmission C. a) Les synapses Les synapses électriques correspondent à des jonctions communicantes de type GAP entre les membranes de deux neurones collées et reliées La transmission synaptique par les synapses électriques est rapide (