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06/09/2023 UE4 Mme Chabran Anatomie du système nerveux I/ Formation du système nerveux Définition : Il s’agit d’un système biologique permettant la perception et l’interaction avec notre enviro...

06/09/2023 UE4 Mme Chabran Anatomie du système nerveux I/ Formation du système nerveux Définition : Il s’agit d’un système biologique permettant la perception et l’interaction avec notre environnement, la communication rapide entre toutes les parties du corps et le fonctionnement des organes internes. Infos sensorielles et motrices (conscientes ou non) A) Notions d’embryologie Pour l’ovocyte fécondé (= blastocyste), l’une des premières étapes va être de s’implanter dans l’utérus et plus précisément dans la paroi supérieure et postérieure de l’endomètre (en vert sur la coupe). Cette implantation se fait en plusieurs étapes : - Le blastocyste libère de sa zone pellucide - Adhésion à l’endomètre, sortie de la membrane pellucide - Entre le 4ème et 11ème jour il s’enfouit à l’intérieur de l’endomètre par une chaîne de messagers chimiques entraînent une modification de l’endomètre - 10ème et 11ème jour l’embryon se raccorde au réseau vasculaire de l’endomètre - 12ème jour, on parle de bouton embryonnaire ( = embryon + matériel cellulaire qui l’entoure et nécessaire à son développement ). On trouve 3 cavités : la cavité amniotique , la vésicule vitelline primaire, le mésoblaste extra-embryonnaire. A ce stade, l’embryon correspond à la petite structure en disque (disque embryonnaire didermique) ou en forme de croissant de lune , qui est didermique donc 2 feuillets qui sont l’épiblaste et l’hypoblaste. - Entre le 12ème et le 17ème jour, l'embryon passe de didermique à tridermique. L’épiblaste va donner naissance à 3 couches qui sont : l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme. - 56ème jour, l’embryon commence à être plus ou moins formé. L’hypoblaste quant à lui, va donner des annexes extra embryonnaire nécessaires pour le soutien de l'embryon mais ne le forme pas. Ce phénomène de changement de structure est appelé la GASTRULATION. La 1/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran gastrulation se fait en plusieurs étapes qui peuvent être simultanées : - la formation de la ligne primitive, qui est le résultat de la multiplication des cellules du disque embryonnaire puis de leur migration vers la ligne médiane. La ligne primitive se développe d’abord par la région caudale puis progresse vers la région céphalique. - la formation du sillon primitif, la ligne primitive se creuse et forme alors une gouttière/ un sillon - l’invagination, les cellules de ce sillon s’enfoncent en profondeur - la migration, les cellules se dispersent pour former les 3 feuillets (mésoderme, ectoderme, et endoderme). A retenir : Dans la formation de l’embryon, on observe d’abord une structure didermique puis tridermique à la fin de la gastrulation. A partir de la ligne primitive se fera un bouleversement de la structure de l’embryon. Suite à la formation des 3 feuillets, chacun de ces derniers va se transformer donnant ainsi naissance à différentes parties du corps de l’embryon : 2/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran Concernant l'ectoderme à 8 semaines, on trouve 6 régions primitives : - télencéphale, qui va donner le cortex, l’encéphale et le cerveau - diencéphale - mésencéphale - métencéphale - myélencéphale - moelle épinière C’est tout ce que l’on va trouver dans le cerveau “adulte”. II/ Neuroanatomie Il y a deux manières d’appréhender le système nerveux : Organisation anatomique = selon la localisation des différents organes et systèmes - SNC (= système nerveux central) = on trouve l’encéphale qui est contenu dans la boîte crânienne et son prolongement naturel tout le long de la colonne vertébrale qui est la moelle épinière - SNP ( système nerveux périphérique ) = le prolongement du SNC, donc tout ce qui part de la moelle épinière et achemine des messages nerveux comme les racines spinales, ganglions, nerfs spinaux, nerfs crânien (= émergent directement du crâne au lieu de la moelle épinière pour les nerfs spinaux). Organisation fonctionnelle = selon les fonctions exercées. - Versant sensoriel ou moteur - Système nerveux somatique = toutes les innervations qui permettent d’interagir avec notre environnement. Intègre et analyse l’information pour donner une réponse motrice adaptée. Ex : olfactif, tactile... - Système nerveux végétatif ou autonome = gère de façon inconsciente et involontaire nos fonctions internes vitales. Ex : digestion, rythme cardiaque, respiration. On trouve 2 composantes au système nerveux végétatif : - le système sympathique (activation physique et cognitive, réaction au stress ou au danger, mise en pause de la digestion) - le système parasympathique (ralentissement du rythme cardiaque, régulation des fonctions, économie d’énergie, digestion). Donc on a un système plutôt pour l’action et un système plutôt pour le repos et la digestion. 3/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran Au niveau anatomique, le système nerveux somatique recouvre à la fois une partie du SNP et une partie du SNC. Le système nerveux somatique ne correspond pas à une localisation mais à une fonction. Exemple : stimuli visuel part de la rétine via le nerf crânien. Le système recevant ce stimulus a une fonction qui est somatique/sensorielle mais qui passe par le SNP puis par le SNC. III/ Le système nerveux central (SNC) Le SNC contient l’encéphale et la moelle épinière. La cellule de base du SNC est le NEURONE, il réalise la transmission des messages nerveux. Un neurone peut avoir de nombreuses formes toutefois ils ont tous en commun le fait de posséder : - un soma ou corps cellulaire, qui est le centre vital de la cellule et où se trouvent de nombreux organites ce qui permet la vie de la cellule. C’est le noyau du neurone avec l’information génétique, on y trouve aussi des organelles qui assurent le bon fonctionnement du neurone. - Un axone, qui est un long filament qui permet de transmettre des informations du soma à d’autres neurones, muscles ou autres organes effecteurs. Il y a un seul axone par neurone, il peut être myélinisé ou non. Au bout de l’axone, on retrouve une arborisation terminale avec les boutons présynaptique : zone de contact avec d'autres neurones, organes ou vaisseaux sanguins. - des dendrites, arborescences partant du corps cellulaire au diamètre décroissant et au nombre variable. Elles reçoivent/intègrent des infos vers le soma. →La transmission se fait en général du corps cellulaire vers l’axone. → La forme d’un neurone dépend de sa fonction ! En général, on a des regroupement de corps cellulaires de neurones qui possèdent la même morphologie ou la même fonction au niveau du système nerveux. Ces regroupement de corps cellulaire sont appelés noyaux quand ils sont dans le SNC ou ganglions quand ils sont dans le SNP. Les axones vont eux aussi se regrouper par faisceaux qui vont dans une même direction ou vers un même organe. Ces regroupements sont appelés faisceaux ou tractus. 4/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran Tout le long de la moelle épinière, on retrouve des faisceaux qui regroupent des millions d’axones issus du cortex cérébral ou de neurones qui font étape dans la moelle épinière. A l'intérieur du cerveau on retrouve des réseaux neuronaux : certains neurones restent à l'intérieur du cerveau et se connectent les uns avec les autres, d'autres vont devenir des neurones de projection qui envoient des axones très loin dans le SNC ou le SNP vers différents organes. A) La moelle épinière Aspects anatomiques : Moelle épinière ou moelle spinale : elle débute sous le bulbe rachidien (partie du tronc cérébral juste avant le cervelet), sous la forme d’un long canal qui passe à l’intérieur de la colonne vertébral jusqu’à la partie terminale que l’on appelle la queue de cheval (au niveau du coccyx). Elle se situe dans le canal rachidien (=orifice qui se trouve dans chacune des vertèbres) qui permet de la maintenir et de la protéger ce qui permet une organisation en étage. Elle fait environ 50 cm de longueur et 1 cm de diamètre. Son rôle est soit d’acheminer les informations motrices programmées par le cerveau au muscle (voie descendante) soit d’acheminer des informations des organes sensoriels au cerveau pour être traités (voie ascendante) soit de créer des coordination (boucles) réflexes qui sont des messages moteurs ou sensoriels gérés par des structures sous corticales du cortex cérébral en automatique (réaction rapide, non consciente). La moelle épinière est symétrique de part et d’autre du canal épendymaire où circule le liquide céphalo-rachidien. Elle présente une zone de substance grise composée par les corps cellulaires (ou soma des neurones), et une zone de substance blanche composée de fibres. Cette substance grise a une forme de papillon, on distingue des cornes dorsales et ventrales, ces cornes se prolongent en dehors de la moelle épinière par des faisceaux de fibres (= des axones) qui vont sortir par les racines dorsales et ventrales. Ensuite ces deux racines se rejoignent et forment un faisceau qui est le nerf spinal. Cela se fait à chaque étage de la colonne. A chaque étage (vertèbres), les nerfs sortent par le foramen intervertébral. Les nerfs spinaux ou rachidiens réparti en 5 tronçons : 5/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran Aspects fonctionnels : Les nerfs spinaux sont mixtes (transmettent des informations sensoriels et motrices) - les axones qui passent par la racine ventrale véhiculent des informations motrices du cerveau aux muscles - Les axones qui passent par la racine dorsale véhiculent des informations sensorielles captées par les organes sensoriels puis ramenés au niveau cérébral. Les racines dorsales présentent un ganglion spinal (contenant les somas) Pour les neurones moteurs les corps cellulaires se trouvent à l’intérieur de la substance grise et plus précisément au niveau de la racine ventrale, pour les neurones sensoriels les corps cellulaires se trouvent dans un renflement situé à côté de la moelle dans un ganglion (dans le SNP). La substance blanche est composée de faisceaux sensitifs ascendants et moteurs descendants. Ces fibres sont organisées dans la moelle, elles sont donc regroupées selon l’endroit où elles projettent et selon leur fonction. Organisation fonctionnelle métamérique : - Chaque nerf spinal assure l’innervation sensitive et motrice d’un segment spécifique du corps humain, appelé métamère. - Cette répartition en segments résulte de la division primitive de du mésoderme et de l’ectoderme chez l’embryon B) L’encéphale Afférence = amène des informations à la structure Efference = envoi des informations vers d’autres structures Il est constitué de 3 sous parties : le cerveau , le tronc cérébral et le cervelet. L’encéphale correspond à tout ce qui est contenu dans la boîte crânienne : - Le cerveau est composé de deux hémisphères cérébraux et du diencéphale (= principalement composée du thalamus et hypothalamus) - Le tronc contient le mésencéphale, pont de Varole, bulbe rachidien - Le cervelet est situé à l’arrière du tronc cérébral et à l’arrière et en-dessous du cerveau 6/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran C) Le cerveau Il est composé de 2 hémisphères séparés par un sillon/scissure sagittal médian, chaque hémisphère projette sur le côté controlatéral. → L’hémisphère gauche (aussi appelé historiquement majeur ou dominant) contrôle les fonctions du langage, du calcul, de la logique ou de la praxie. → L’hémisphère droit (ou mineur) traite lui les informations liées au comportement social, la reconnaissance des émotions faciales, la capacité à situer des objets dans espaces (visuospatiale), à dessiner, la reconnaissance des formes … Le cerveau est composé de 2 matières : - Substance grise = cortex cérébral : constituée par des corps cellulaires (soma) des neurones et les noyaux gris (sous le cortex) - Substance blanche : constituée principalement par des axones et synapses des neurones, peut comporter des gaines de myéline (protège + accélère la diffusion de l’information). Elle forme aussi des faisceaux qui sont des axones regroupés comme dans la moelle épinière. La substance blanche, son rôle est d’assurer des connexions entre différentes parties du cerveau : soit entre les deux hémisphères (ex : le corps calleux) soit à l’intérieur de l’ hémisphère. Cela peut se faire sur de courtes distances (les fibres en U) ou sur de longues distances (le faisceau arqué). A retenir : la fonction du cerveau c’est de véhiculer les messages nerveux c’est donc avant tout énormément de fibre. La substance grise (couche superficielle au niveau du cerveau), a pour rôle de créer les informations et/ou de les analyser. Il y a une répartition d’abord globale de la substance grise : - Partie postérieure du cerveau a un rôle de réception/ perception/ interprétation (sensorielle, visuelle ou auditive)→ afférences sensorielles - Partie antérieure assure un rôle moteur et exécutif : là où sont programmés et exécuter les actions → efférences motrices 7/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran Chaque pôle contient 3 niveaux de régions qui réalisent des tâches de complexité croissante avec pour chaque type de modalité : - Cortex primaire : reçoit les infos cérébrales d’une modalité sensorielle ou motrice (ex pour la vision : on a des régions cellulaires qui ne traitent que la couleur = j’ai vu du rouge ) - Cortex associatif unimodal : intègre et associe des informations issues d’une même modalité (ex : cellules traitent la couleur et d’autres les contours ou les formes, ce cortex va donc combiner ces cellules donc par exemple c’est rouge et rond) - Cortex associatif multimodal : associé des informations de différentes modalités à différents sens (ex : associe le visuel à l’auditif ou à l’olfaction donc on a du rouge associé à rond et à sent bon →tomate) A retenir : On a donc 2 pôles et chacun de ces pôles possède un cortex primaire, unimodal ou multimodal que ce soit au niveau perceptif ou moteur. Au niveau moteur, on va d’abord avoir un cortex pré-moteur qui se charge de la programmation des différentes étapes d’action et un cortex moteur qui se charge de l'exécution. Puis d’autres structures vont ajuster le mouvement en cours d'exécution. Les aires de Brodmann : il s'agit d’une cartographie de la substance grise en différentes zones en fonction de leur composition cellulaire (architecture cytologique), la plupart des régions sont composées de 3 à 6 couches cellulaires qui peuvent varier en épaisseur et au niveau du type de cellules. Chaque aire possède un numéro et une fonction, on possède en tout 52 aires. IV/ Les lobes cérébraux Les lobes cérébraux sont séparés par des sillons/scissures, les 2 principaux sillons sont le sillon central (ou de Rolando, entre le lobe frontal et le lobe pariétal) et le sillon latéral (ou Sylvius, entre le lobe frontal et le lobe temporal). Les noms des lobes correspondent au nom des os adjacents. Le cerveau humain n’est pas lisse, on possède différents plis qui sont des gyrus alors que les sillons eux sont plutôt lisses. On trouve 5 lobes : - Frontal - Occipital - Pariétal - Temporal - Insula (caché par les lobes frontal et temporal) (émotion, odorat, rythme cardiaque, dégoût, frissons,...) On trouve aussi d’autres sillons qui sont moins importants, mais utiles car 8/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran ils servent de base pour repérer les gyrus et donc les différentes parties du cerveau. Astuce repérage : le sillon central, qui sépare le lobe frontal du pariétal, possède une particularité car il est en forme de lettre oméga à l’envers. A) Lobe frontal Il s’agit du lobe le plus développé chez l’humain. Il se situe en avant du sillon de Rolando. Cortex frontal : - responsable de la motricité de l’hémicorps controlatéral selon une organisation somatotopique (homonculus de Penfield) - réalise l’exécution avec le cortex primaire et la programmation avec le cortex prémoteur. Cortex préfrontal : - impliqué dans le langage (expression) avec le gyrus frontal : aire de Broca qui intervient de la programmation langagière et l’articulation photologique - impliqué dans les fonctions exécutives notamment l’inhibition, le contrôle (cognitives) - impliqué dans les comportements organisés (dorsolatéral), comportement contrôlé (orbitofrontal), comportement motivé (mésial). B) Lobe pariétal C’est un lobe qui ne gère pas la motricité mais plutôt la sensibilité de l’hémicorps controlatéral, son organisation est somatotopique. Il gère donc l’intégration des perceptions sensorielles. Il est constitué du cortex sensitif primaire et du cortex sensitif associatif. On a un homonculus sensitif c’est-à-dire que les différentes régions du cerveau vont chacune être dédiée à l'analyse de perception d’un organe ou d’une partie du corps. Le traitement des informations sensorielles beaucoup plus fine nécessite des surfaces de cerveau plus grandes. Le lobe pariétal est aussi impliqué dans la lecture, l'écriture, l’analyse des perceptions visuelles , les calculs, la praxie, les fonctions visuo-constructives (identifier des objets) et visuo-spatiales (situer des objets dans l'espace ) et la mémoire à court terme. C) Lobe occipital C’est un lobe très spécialisé qui est vraiment dédié à la vision (hémichamps visuel controlatéral). Il a une organisation rétinotopique (portions du champ visuel correspondent à différents zones de la rétine et sont traitées par des zones cérébrales distinctes). Il comporte une aire visuelle primaire (BA17 ou V1), des aires visuelles secondaires (BA18-19 ou V2-V3) ainsi que des aires associatives. Au niveau des voies optiques, on a des stimulis visuels qui sont 9/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran réceptionnés par les cellules de la rétine, puis passent par des nerfs optiques (SNP), se croisent au niveau du chiasma optique et enfin passent de l’autre côté de la ligne médiane et vont être analysés par le côté opposé du cerveau. Voies optiques : de la rétine au cortex occipital - Nerfs optiques (IIème paire nerfs crâniens, SNP) - Chiasma optique - Tractus optiques - Corps genouillés (thalamus) - Radiations optiques D) Lobe temporal Il s’agit d’un lobe très important avec différentes fonctions assez variées dont certaines de très haut niveau. On peut distinguer trois parties : - le cortex temporal latéral : consacré à l’audition, au langage (aire de Wernicke ou aire de Brodmann 22) et à la mémoire sémantique (=connaissances générales, compréhension lexicale, sens) ( ex : la tour Eiffel se trouve à Paris) - le cortex temporal inférieur : dédié à la reconnaissance visuelle (visage, lettres,...) - le lobe temporal interne : on y retrouve les structures de la mémoire sémantique (hippocampe, cortex piriforme, …), mais aussi des structures liées aux émotions et à l’olfaction. E) Insula et système limbique Ce ne sont pas des lobes mais plutôt des circuits répartis dans l'ensemble du cerveau, des régions connectées entre elles et qui travaillent ensemble pour permettre une même fonction. Ces circuits sont responsable de : - la mémoire : Circuit mnésique = circuit de Papez avec l'hippocampe, le cortex cingulaire, les corps mamillaire et le thalamus antérieur - la motivation ; circuit de récompense - des émotions (principale structure associé aux émotions sont : l'amygdale, l'insula) - la gustation (insula) - la douleur, l’intéroception = perception des organes et de l’intérieur du corps (insula) III/ Système nerveux central SNC (suite) D ) Noyaux gris centraux Les noyaux gris centraux sont des structures à l’intérieur du cerveaux comme enchâssé à l’intérieur des hémisphères. Les ganglions de la base sont impliqués dans des boucles motrices (motricité 10/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran réflexe automatique très rapide) et non motrices (comportementales) avec les cx frontal et préfrontales. On a aussi le thalamus (vestibule ou hall d’entrée) qui est le passage obligatoire pour la quasi- totalité des informations sensorielles qui remontent du corps pour arriver au cerveau et être traitées. Il fait office de filtre et hiérarchise les informations selon leur importance puis redirige les informations vers d’autres structures. Le thalamus est encore aujourd’hui mal compris. Le thalamus est impliqué dans de nombreuses pathologies à la fois cognitives et motrices. E) Cervelet Le cervelet est une région avant tout motrice, son rôle principal est de comparer et d’ajuster les efférences motrices et les afférences sensitives. Il contrôle le mouvement en temps réel. Au niveau moteur, il participe à l’équilibre, le tonus, la coordination motrice des membres et des muscles articulatoires. Il a un rôle non moteur, n’a pas qu'une fonction motrice, il participe aussi : - aux fonctions cognitives importantes - à la planification langagière - à un certain nombre de fonctions exécutives - à la coordination du comportement par son action sur le cortex préfrontal. Le cervelet est juste au-dessus de la moelle épinière c’est donc une zone massive de fibres et surtout c’est une zone d’étapes. F) Tronc cérébral Le tronc cérébral est divisé en 3 parties : le mésencéphale (en bleu), le pont (en rouge) et le bulbe (en jaune). C’est le centre de passage des fibres afférentes et efférentes (face et membres). Il contrôle les systèmes cardiovasculaire, respiratoire, digestif et du sommeil. Le SNC est un système actif et très énergivore, il consomme environ 20% des dépenses énergétiques totale du corps. Le cerveau n’a pas ou très peu de réserve donc si on le prive d'oxygène ou de nutriments, il va très vite cesser de fonctionner. Polygone de Willis : À CONNAÎTRE C’est un réseau qui permet l’apport du sang au cerveau via des artères et des capillaires. Systèmes de “suppléance vasculaire”: organisation spatiale particulière avec des anastomoses entre les artères, permettant de maintenir l’apport sanguin même si l’une d’elles est lésée ou bouchée. Les neurones ont besoin de sang pour pouvoir fonctionner donc l’apport en sang est essentiel au cerveau ! G) Apports et drainages Le nettoyage du cerveau se fait par le liquide céphalo-rachidien (ou cérébro-spinale). Le cerveau 11/13 06/09/2023 UE4 Mme Chabran est entouré de trois couches de membranes qui s'appellent les méninges (de l'extérieur à l'intérieur on a : la dure-mère, l’arachnoïde et la pie-mère). L’encéphale est entouré de méninges et baigne dans du liquide céphalo-rachidien (LCR). Le LCR circule ainsi autour de l’encéphale et à l’intérieur d’un système de ventricules. Le sang issu des artères et le LCR sont drainées (=filtrés et rejetés) par un système de veines et sinus cérébraux. Il y a une circulation constante de liquide qui permet de rejeter et de filtrer en coordination avec un système de sinus. Le LCR peut être prélevé au niveau lombaire par une ponction lombaire (sert pour des tests de base dans les maladies neurodégénératives par exemple Alzheimer). V/ Système nerveux périphérique (SNP) C’est tout ce qui n'est pas la moelle épinière et l’encéphale. c’est ce qui part de la moelle épinière : les racines spinales, les ganglions et les nerfs. Les nerfs crânien qui partent du tronc cérébral : Nerf I : nerf olfactif Nerf II : nerf optique Nerfs III, IV, VI : nerfs oculomoteurs Nerf V : nerf Trijumeau (sensibilité de la face) Nerf VII : Nerf Facial (motricité de la face) Nerf VIII : nerf cochléo (audition) – vestibulaire (équilibre) Nerf IX, X, XI : nerfs mixtes, pour la déglutition et la phonation Nerf XII : nerf hypoglosse, motricité de la langue Exemple : nerf I = nerf olfactif - est un nerf uniquement sensoriel donc pas moteur. - permet l’olfaction mais à un lien très étroit avec le système limbique et mnésique. - est à une synapse de l’hippocampe (région de la mémoire) ce qui explique que l’olfaction est très lié à la mémoire. - il y a des odeurs qui vont vous rappeler des souvenirs et inversement il y a des souvenirs qui sont aussi associé à des odeurs. Ces deux systèmes sont très liés pour des raisons évolutives. - est un des seuls qui n’a pas de noyau comparé aux autres nerfs crâniens. - possède un bulbe olfactif. - est le seul nerf possédant des neurones qui sont en contact direct avec l’extérieur du corps. 12/13