Contrôle moteur 2 PDF

Contrôle de la motricité de l’organisme Histoire de cas: Maladie de Parkinson 1 Objectifs d’apprentissage  Composantes des centres supérieurs, du niveau moyen et du niveau inférieur  Aires motrices du cortex cérébral impliqu...

Contrôle de la motricité de l’organisme Histoire de cas: Maladie de Parkinson 1 Objectifs d’apprentissage  Composantes des centres supérieurs, du niveau moyen et du niveau inférieur  Aires motrices du cortex cérébral impliquées dans le contrôle des mouvements  Noyaux de la base  Maladie de Parkinson  Importance du cervelet dans le contrôle des mouvements et de la posture  Composantes sensorielles qui acheminent de l'information au cervelet  Maladies cérébelleuses  Voies descendantes intervenant dans le contrôle de la motricité  Contrôle local des neurones moteurs  Fuseau musculaire et détection de la longueur d'un muscle squelettique  Récepteur à l'étirement et réflexe patellaire (de la rotule)  Motoneurones alpha et gamma  Action des motoneurones gamma sur les fibres musculaires intrafusales  Organe tendineux de Golgi dans le contrôle de la tension musculaire  Étapes impliquées dans le réflexe de retrait 2  Vue d’ensemble de l’implication du système sensitif dans le contrôle moteur  1. Les récepteurs sensoriels sont activés  2. Les potentiels d’actions générés se propagent le long des neurones sensitifs en direction du SNC  3. Les potentiels d’actions empruntent les voies ascendantes  4. Les voies ascendantes font décussation et atteignent le thalamus  5. Atteinte du cortex somatosensitif pour faire l’interprétation d’une sensation  6. Un potentiel d’action est ensuite généré au niveau du cortex moteur primaire  7. Ce potentiel d’action est transporté au niveau des voies descendantes  8. Le potentiel d’action atteint la jonction neuromusculaire pour stimuler la contraction de fibre musculaire squelettique 3  Contrôle moteur des mouvements volontaires  Centres supérieurs Centres supérieurs  Fonction: Élaboration de plans complexes et communication avec le niveau moyen  Structures: Aires participant à la mémoire, aux émotions et à la Cortex sensitivomoteur motivation, cortex sensitivomoteur et cortex d’association.  Niveau moyen  Fonction: Convertit les plans reçus des niveaux supérieurs en Noyaux de la base plusieurs programmes moteurs plus petits qui sont transmis par des voies descendantes vers le niveau inférieur. Thalamus  Structures: Cortex sensitivomoteur, cervelet, noyaux de la base et certains noyaux du tronc cérébral.  Niveau inférieur (local)  Fonction: Détermine la tension des muscles individuels et l’angle des articulations selon les instructions du niveau moyen Tronc cérébral Cervelet  Structures: Interneurones du tronc cérébral ou de la moelle épinière, neurones afférents et neurones moteurs.  Rétrocontrôle des neurones afférents sensitifs Interneurones du tronc cérébral  Vision et de la moelle épinière  Appareil vestibulo-cochléaire Neurones  Muscles, tendons, articulations, peau Neurones moteurs afférents En tout temps, les commandes motrices sont réévaluées: Récepteurs Fibres musculaires assure la précision des mouvements. Cortex sensitivomoteur: Centres moteurs cérébraux Cortex moteur supplémentaire Cortex sensitivomoteur Cortex d’association Aire prémotrice du lobe pariétale Cortex moteur primaire Cortex somatosensitif Ces nombreuses connexions entre les principales aires motrices du cortex cérébral permettent un contrôle du mouvement harmonieux et défini. 5 Représentation des principales parties du corps dans le cortex moteur primaire  Les neurones qui contrôlent les groupes musculaires dans différentes parties de l’organisme se répartissent anatomiquement en carte somatotopique Face postérieure Motricité Sensibilité Carte motrice Face antérieure Carte sensitive du gyrus du gyrus Hanche Tronc Cou précentral postcentral Genou Pied Orteils Organes génitaux Mâchoire Langue Cortex moteur Cortex primaire (gyrus somesthésique Viscères Déglutition précentral) primaire (gyrus abdominaux postcentral) 6 Organisation du SN contrôlant le mouvement musculaire Centres supérieurs Noyau: regroupement de corps Cortex sensitivomoteur cellulaires des neurones, donc riche en synapses. Noyaux de la base Thalamus Tronc cérébral Cervelet Tronc cérébral et moelle épinière Neurones Neurones moteurs afférents Récepteurs Fibres musculaires Noyaux sous-corticaux et du tronc cérébral  Rôle essentiel dans la planification et le contrôle des mouvements  Interviennent dans l’apprentissage des mouvements spécialisés Noyaux de la base Noyau caudé  Noyaux de la base Putamen  Influencent le cortex moteur via des voies vers Globus pallidus le thalamus  Maladie de Parkinson:  Caractérisée par:   du nombre de mouvements (akinésie)  Mouvements lents (bradykinésie)  Rigidité musculaire et tremblements au repos   des influx vers les noyaux de la base  Atteinte des neurones de la « substantia nigra » qui libèrent moins de dopamine Noyau rouge Substance noire 8 Traitement de l’information par les noyaux de la base Glutamate GABA Striatum: formé par le noyau caudé et le putamen 9 Figure 12.11 Noyaux basaux. Noyau Corps strié caudé Thalamus Putamen Queue du noyau caudé Corps amygdaloïde Partie antérieure Corps calleux Ventricule latéral Noyau caudé Putamen Globus pallidus Thalamus Queue du noyau caudé Troisième ventricule Partie postérieure © ERPI, tous droits réservés. Organisation du SN contrôlant le mouvement musculaire Centres supérieurs Cortex sensitivomoteur Noyaux de la base Thalamus Tronc cérébral Cervelet Tronc cérébral et moelle épinière Neurones Neurones moteurs afférents Récepteurs Fibres musculaires Le cervelet  Intervient dans le contrôle de la posture et du mouvement  Influx émis par l’entremise du tronc cérébral et du thalamus:  Aux régions du cortex sensitivomoteur  Aux noyaux de la base  Maladies cérébelleuses  Mouvements non harmonieux des yeux et des membres (ataxie)  Tremblement intentionnel (s’accentue à la fin 1/10 volume de l’encéphale du mouvement) 1/2 des neurones !  À distinguer du tremblement du Parkinson (constant) 12 Le cervelet Lobe antérieur  Plus grosse partie de l’encéphale après Cortex cérébelleux les hémisphères.  Formé d’un cortex cérébelleux et de groupements cellulaires profonds. Pédoncules cérébelleux Lobe postérieur Supérieur  Traite l’information sensorielle reçue Moyen Inférieur Plexus choroïde du des muscles, des viscères, de la peau, Medulla quatrième ventricule des yeux, des oreilles et des aires oblongata motrices.  Centre important de coordination des mouvements dont ceux de la posture et de l’équilibre  Participe à certains apprentissages 13 Marieb_Figure 12.17 © ERPI, tous droits réservés. Tronc cérébral  Contient les fibres nerveuses qui relient le prosencéphale, le cervelet et la moelle épinière Diencéphale Chiasma optique Thalamus Nerf optique (II)  Mésencéphale: Hypothalamus Tractus optique  présente 2 renflements, les pédoncules cérébraux qui contiennent les tractus moteurs descendant vers la moelle Mésencéphale épinière. Pédoncule cérébelleux moyen  Pont: (Protubérance) Pont  Relais entre le cerveau et la moelle épinière et entre le cortex moteur et le cervelet.  Comprend le centre pneumotaxique qui contrôle le rythme respiratoire. Bulbe rachidien  Bulbe rachidien (medulla oblongata):  Contrôle de la fréquence cardiaque, de la vasomotricité, de la fréquence respiratoire, du vomissement, de la toux, etc. Moelle épinière  Relais sensitif vers le cervelet.  Contient les noyaux des nerfs crâniens III à XII 14 La formation réticulée  La formation réticulée s’étend le long du Distribution des influx sensoriels dans l’ensemble tronc cérébral du cortex cérébral  Formée d’un chevauchement de la matière grise et de la matière blanche  Maintien le cortex cérébral en état d’éveil  Joue un rôle dans le maintien du tonus musculaire Influx visuels Influx auditifs Formation réticulée Faisceaux sensitifs Réponses motrices dirigées ascendants (toucher, vers la moelle épinière douleur, température) 15 Marieb Fig. 12-19 Organisation du SN contrôlant le mouvement musculaire Centres supérieurs Cortex sensitivomoteur Noyaux de la base Thalamus Tronc cérébral Cervelet Tronc cérébral et moelle épinière Neurones Neurones moteurs afférents Récepteurs Fibres musculaires Les voies descendantes motrices  Les fibres de ces voies se terminent sur des synapses avec les motoneurones α et   Effets excitateurs ou inhibiteurs  Voies corticospinales (pyramidales)  Décussation à la jonction entre la moelle épinière et tronc cérébral  Caractéristiques de convergence et de divergence de l’information  Une lésion des voies corticospinales entraîne des mouvements plus lents et plus faibles  Voies du tronc cérébral  Restent du même côté  Comprend les voies vestibulospinale et réticulospinale  Interviennent dans le contrôle de la position debout, de l’équilibre et de la marche 17 Convergence des influx sur des interneurones locaux qui contrôlent l’activité des motoneurones Récepteurs articulaires Circuits locaux Récepteurs cutanés Interneurones locaux Récepteurs tendineux excitateurs et Autres niveaux spinaux inhibiteurs + - Récepteurs musculaires Neurone moteur Voies descendantes + Fibres musculaires Les fibres afférentes transmettent aussi l’information aux niveaux supérieurs Entrée en jeux des arcs réflexes 18 Les 5 éléments de tous les arcs réflexes Stimulus Peau 1 Récepteur Interneurone 2 Neurone sensitif 3 Centre d’intégration 4 Neurone moteur 5 Effecteur Moelle épinière (en coupe transversale) 19 Sensations proprioceptives - kinesthésie  Informent du degré de contraction, du degré de tension des tendons, de la position des articulations et de l’orientation de la tête par rapport au sol et pendant les mouvements.  Renseignent également sur la vitesse du mouvement d’une partie du corps par rapport aux autres  Permettent d’estimer le poids d’un objet et de déterminer l’effort musculaire nécessaire pour accomplir la tâche.  Propriocepteurs:  Fuseaux neuromusculaires dans les muscles squelettiques (récepteurs à l’étirement)  Fuseaux neurotendineux dans les tendons  Organe tendineux de Golgi  Récepteurs kinesthésiques dans les articulations et les capsules articulaires des articulations synoviales  Cellules ciliées de la composante vestibulaire l’oreille interne 20 Systèmes de surveillance de la longueur et de la tension du muscle squelettique  Longueur:  Un fuseau neuromusculaire est composé de: Capsule  Capsule – Tissu conjonctif dense Fibres  Fibres musculaires intrafusales musculaires  Récepteur à l’étirement intrafusales Récepteur à  Tension: l’étirement  Organe tendineux de Golgi Fibres Fibres nerveuses afférentes musculaires extrafusales  Importance:  Agissent sur les circuits réflexes locaux  Fournissent des informations sur la position des muscles.  Permet de régler finement la vitesse et l'intensité de la contraction musculaire. Organe tendineux 21 Tendon de Golgi  Figure 13.15 Anatomie du fuseau neuromusculaire et du fuseau neurotendineux. Terminaisons sensitives Motoneurone  relié aux fibres secondaires (neurofibre musculaires intrafusales de type II) Terminaisons Motoneurone  reliée sensitives primaires aux fibres musculaires (neurofibres de extrafusales type Ia) Fibres musculaires extrafusales Fuseau neuro- musculaire Fibres musculaires intrafusales Capsule de tissu conjonctif Neurofibre Notez les neurofibres afférentes provenant sensitive du fuseau neuromusculaire et les neurofibres efférentes qui s’y rendent. (La myéline des neurofibres n’est pas représentée pour plus de clarté.) Fuseau neurotendineux Tendon 22 © ERPI, tous droits réservés. Impact de l’étirement musculaire Étirement musculaire Contraction musculaire Fuseau musculaire Récepteur à l’étirement Fibre nerveuse afférente Fibre musculaire extrafusale Fibre musculaire intrafusale Potentiels d’action Étirement Contraction 23  FN afférente provenant du 2 Co-activation alpha- récepteur à l’étirement gamma Sens de la force de contraction  Les motoneurones alpha contrôlent les fibres extrafusales.  Plus gros  Les motoneurone gamma contrôlent les fibres intrafusales.  Plus petits 1 NM gamma vers la fibre musculaire intrafusale  Quand les fibres musculaires intrafusales se contractent en réponse à une activation des motoneurones gamma  Elles tirent sur le centre de la fibre et étirent le récepteur Sens de la force Fibres musculaires de contraction 24 intrafusales  Co-activation alpha-gamma: Permet d’assurer une fréquence de potentiels d’action en fonction de la contraction Détection de l’étirement du muscle But de la coactivation − FPA FPA Fuseau neuromusculaire Raccourcissement Raccourcissement Myocyte intrafusorial Neurofibre sensitive primaire (de type Ia) Myocyte intrafusorial Temps Temps Temps Temps (a) Muscle non étiré. (b) Muscle étiré. (c) Seuls les neurones (d) Coactivation −. Les La fréquence des potentiels L’étirement du muscle stimule moteurs  sont activés. Seuls myocytes extrafusoriaux et d’action est constante dans le fuseau neuromusculaire et les myocytes extrafusoriaux se intrafusoriaux se contractent. La les neurofibres sensitives de provoque une augmentation contractent. Le fuseau tension est maintenue dans le type Ia. de la fréquence des potentiels neuromusculaire se relâche et fuseau neuromusculaire, ce qui d’action. aucun potentiel d’action n’est lui permet d’envoyer de généré. Il n’arrive plus à envoyer l’information sur la modification de l’information sur la modification de la longueur du muscle. de la longueur du muscle. 25 © ERPI, tous droits réservés.  Vers le cerveau Synapse excitatrice Systèmes de surveillance de la longueur Synapse inhibitrice  Réflexe patellaire: JNM  Exemple de réflexe d’étirement  La percussion du tendon patellaire Fibre nerveuse allonge le récepteur à l’étirement du afférente provenant du Moelle muscle extenseur de la cuisse, récepteur de l’étirement épinière NM vers les m. fléchisseurs NM vers m. extenseurs  Entraîne les réponses suivantes: NM vers m. extenseur initialement étiré  Une contraction compensatrice du Récepteur à muscle extenseur (A) l’étirement Muscle extenseur  Une relaxation du muscle fléchisseur Muscle fléchisseur adverse (B) Patella  Acheminement d’afférences sensorielles au cerveau. Site de percussion Quelle est l’utilité du réflexe? Tibia 26 Tendon patellaire Figure 13.17 ZOOM sur le réflexe d’étirement. Le réflexe patellaire, un exemple précis de réflexe d’étirement 2 Quadriceps + 3a3b + 3b (extenseur) – 1 Rotule Fuseau (patella) Moelle épinière neuromusculaire (L2 à L4) 1 La percussion du tendon patellaire cause l’étirement des fuseaux Muscles Tendon neuromusculaires du muscle quadriceps. fléchisseurs patellaire 2 Les influx afférents (en bleu) atteignent la moelle épinière, où les neurones moteurs et les interneurones font synapse. 3a Les neurones moteurs (en rouge) envoient des influx activateurs au quadriceps, ce qui provoque sa contraction et l’extension du genou. + Synapse excitatrice 3b Les interneurones (en vert) forment – Synapse inhibitrice des synapses inhibitrices avec les neurones moteurs (en violet) innervant les muscles antagonistes et empêchant ceux-ci de s’opposer à la contraction du quadriceps. © ERPI, tous droits réservés. Systèmes de contrôle de la Synapse excitatrice tension Synapse inhibitrice JNM  La contraction du muscle extenseur de la cuisse étire l'organe tendineux de Golgi  Activation et augmentation de la production de potentiels d'action Fibre nerveuse afférente provenant de l’organe Moelle tendineux de Golgi épinière NM vers les m. fléchisseurs NM vers m. extenseurs Muscle extenseur Muscle fléchisseur  La réponse inclut: Organe tendineux  Inhibition des neurones moteurs qui activent le muscle de Golgi extenseur  Excitation des neurones moteurs qui activent les muscles fléchisseurs. Patella 28 Réflexe « Clasp-knife » Figure 13.18 Réflexe tendineux. 1 Le muscle quadriceps se 2 Les neurones afférents font synapse avec contracte. Activation des organes des interneurones de la moelle épinière. tendineux de Golgi. + + Quadriceps Interneurones (extenseur) – + Organe Moelle épinière tendineux de Golgi Muscles fléchisseurs de la cuisse 3a Les influx efférents 3b Les influx efférents atteignant atteignant le muscle le muscle antagoniste + Synapse excitatrice extenseur sont inhibés. provoquent sa contraction. – Synapse inhibitrice Le muscle se relâche, ce qui réduit la tension. © ERPI, tous droits réservés. En résumé  Le fuseau neuromusculaire procure un contrôle homéostatique local de la longueur du muscle  Alors que l’organe tendineux de Golgi procure un contrôle homéostatique local de la tension musculaire 30 Réflexe de retrait  1. Les nocicepteurs du pied détectent la douleur   du # de potentiels d'action vers la racine dorsale de la moelle épinière  2. Les interneurones activent  les muscles fléchisseurs du même côté que la douleur  les muscles extenseurs du côté contra-latéral  La réponse musculaire réflexe éloigne le corps du stimulus douloureux 31 Figure 13.19 Réflexe d’extension croisée. + Synapse excitatrice Interneurones – Synapse inhibitrice + + – + + – Neurofibre Neurofibres afférente efférentes Neurofibres efférentes Inhibition de Inhibition du l’extenseur fléchisseur Stimulation du Mouvements du Stimulation fléchisseur bras de l’extenseur Siège du stimulus: Siège de l’activation Un stimulus désagréable réciproque: En même déclenche le réflexe temps, les muscles des raccourcisseurs extenseurs du côté du côté stimulé, qui se opposé sont activés. traduit par le retrait du bras. © ERPI, tous droits réservés.  Réflexe de maintien de la posture  Tous les neurones moteurs ne peuvent provoquer que des contractions lorsqu'ils sont stimulés.  Les motoneurones capables d'inhiber un muscle n'existent pas !  Le relâchement d'un muscle antagoniste ne se produit que grâce à la diminution de la fréquence des influx nerveux moteurs.  Le contrôle de la posture se fait en réalité par plusieurs mécanismes:  Voies motrices,  Voies intéroceptives et proprioceptives  Voies sensorielles (somesthésie, audition, vision)  Par l'intermédiaire de la perception de la gravité dans l'oreille interne. 33 Retour sur la maladie de Parkinson  2e maladie neurodégénérative après l’Alzheimer  Plus fréquente chez les hommes  Hyperactivité des noyaux de la base  Attribuée à une déficience en dopamine  Mort des neurones dopaminergiques  Symptômes de tremblements au repos, rigidité, perte de finesse des mouvements, problèmes posturaux