Neurophysiologie Cours PDF

NEUROPHYSIOLOGIE Titulaire: Dr Carlyne ARNOULD Plan du cours Méthodes d’investigations en neurosciences Bases neurologiques Neuroanatomie Principaux systèmes sensoriels * Système somato-sensoriel (sensibilité somatique) * Système visuel (Vision) Contrôle moteur (Mo...

NEUROPHYSIOLOGIE Titulaire: Dr Carlyne ARNOULD Plan du cours Méthodes d’investigations en neurosciences Bases neurologiques Neuroanatomie Principaux systèmes sensoriels * Système somato-sensoriel (sensibilité somatique) * Système visuel (Vision) Contrôle moteur (Mouvement) * Réflexologie spinale (Réflexes médullaires) * Contrôles sous-corticaux (Tonus postural) * Commandes corticales * Fonction cérébelleuse * Fonction des NGC (ganglions de la base) Associations cérébrales Attention Émotions Apprentissage et mémoire Motivation V. Motricité Introduction  1. Introduction Syst sensoriel = transduction Syst moteur = transfo én électr en én phys par ms  2. Types de mouvements Réponses réflexes Involontaire Régulation par récepth myo-artic + cutanés Activité motrice rythmique = Motricité automatique Initiation/arrêt volont; act rfx lsq déclenché Ex: respi, marche Motricité volontaire Ctx cérébral  3. Importance des aff sensorielles Rôle syst sensoriel Donner représentation du monde extérieur Proprioception Motricité résulte de l’analyse par SNC des infos sensorielles 2 types de circuits lsq réalisation mvt: Feedback (comparaison geste voulu vs. geste effectué; lent) Feedforward (anticipation à partir des infos visuelles tactiles ou proprio; dépend expce/apprentissage; + rapide)  3. Importance des aff sensorielles 2 types de circuits lsq réalisation mvt: Ex.: saisie manuelle/préhension Attention Capture visuelle Infos visuelles Mémoire Identification de la cible Feedforward Transport MS + préforme main Infos proprioceptives et extéroceptives SNC Capture manuelle + manipulation Feedback 4. Organisation hiérarchique et // du mouvement Me: TM + rfx de retrait nociceptif Via MNα: contraction musc TC: Régulation du TM et posture (tête, Y, cps) Ajustement postural = équ (syst vestibulaire) Rôle ds orientation de la tête Ctx: Action sur me et TC Exécution mvt volont Inhibition rfx myotatique 5. Régulation du mouvement Cervelet « Thermostat » = comparateur /e/ info ctx (demandé) vs. Info me (effecté) Coordination mvt (précision spatiale + temp) NGC: Déclenchement/plannification mvts volont Motricité automatique  Unité motrice et fibre musculaire 1. Contraction musculaire 1. Contraction musculaire Activation MNα Décharge PA Division axone en +h branches Ouverture canaux Ca++ sens au voltage; entrée Ca++ Libération NT (Ach) au niv plaque motrice Ouverture canaux Na++ sens à Ach Dépolarisation cell musc Contraction f musc L’activation d’un MNα est tjs suffis pr provoquer contraction musc  2. Unité motrice Définition: 1 MNα + fibres musc innervées par celui-ci La + pte unité nerv que le SN peut activer pr qu’il y ait contraction Dorsal Ms fléchisseurs Ms extenseurs Nb: 10 à 1000 Ventral UM par m Médial Latéral Ms axiaux Ms prox Ms dist  2. Unité motrice Noyaux moteurs = gr de MNα qui inn 1 même m regroupés en 1 col (sur +h niv métamériques) Arborisation dendritique des MNα: jusque SB Mécanorécepteurs myo-articulaires  1. Introduction Au niv myoarticulaire Récepteurs artic Fuseaux neuromusculaires Organes tendineux de Golgi Capsules et ligaments Muscles Tendons Position des articulations Degré d’étirement des muscles Chgts de tension ds tendons Direction du déplacement Vitesse d’étirement des muscles Vitesse de ces changements Vitesse du déplacement  2. Fuseaux neuromusculaires 2.1. Anatomie / structure Fuseau Lgh: 10 mm Lieu: // f extrafusales Nb: qlqs centaines par m Codage: chgmt de longueur des m + v (étirement) 1 FNM = ± 10 fibres intrafusales Fibres intrafusales Dispositif Dispositif sensoriel (partie contractile médiane) (extrémités)  2. Fuseaux neuromusculaires 2.2. Innervation sensorielle et motrice Innervation sensorielle Nb: 10 à 20 Tsons nerv Terminaisons primaires Terminaisons secondaires Lieu: région équatoriale Lieu: en dehors des Tsons prim Forme: annulo-spiralée Analogie: ressort Codage: ∆L + v ∆L Codage: ∆L, ? f Ia (gros diam, v rapide) f II (+ petit diam, v - rapide) Rép stat et dyn Rép stat  2. Fuseaux neuromusculaires 2.2. Innervation sensorielle et motrice Innervation motrice  2. Fuseaux neuromusculaires 2.2. Innervation sensorielle et motrice  2. Fuseaux neuromusculaires 2.3. Physiologie Partie équatoriale: ressort (élastique, rapide) Extr contractiles: piston (visqueux, lent) Au repos: décharge des f Ia à fréquence continue Lsq contraction: f déchargent – ou pas (ressort détendu) Lsq étirement: f déchargent + (ressort étiré)  2. Fuseaux neuromusculaires 2.3. Physiologie Rôle des MNγ Rôle: ajuster la L du ressort (dispo sensoriel) à celle du m afin qu’il soit prêt à réagir à tt nv étirement (y compris lsq m se contracte)  2. Fuseaux neuromusculaires 2.3. Physiologie Sensibilité des Tsons prim et sec F Ia: sens aux étirements de pte amplitude F II: sens aux étirements de + gde amplitude  3. Organes tendineux de Golgi 3.1. Anatomie / structure capsule contenant f collagènes Lieu: en série des f extrafusales; jct musculo-tendineuse Codage: chgmt de tension + v 3.2. Innervation F Ib (diam légmt < f Ia)  3. Organes tendineux de Golgi 3.3. Physiologie Au repos: décharge des f Ib à basse fréquence Lsq contraction: f déchargent + Lsq étirement: f déchargent + Réflexes spinaux  1. Introduction Mvts rfx = mvts automatiques déclenchés par 1 S spécifique Sous ctl des centres surpa-spinaux 5 éléments: 1. Récepteurs (codage S phys) 2. Affces (transport message périph vers me) 3. Centre d’intégration (me: 1 ou +h synapses) 4. MN + effces (transport commande motrice vers périph) 5. Effecteurs (f musc de l’UM du MN)  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.1. Boucle α (rfx monosyn excitath homonyme) Définition: contraction rfx d’1 m suite à son étirement Récepteur: FNM, f intrafusales (dispositif sensoriel) S: ∆L, v ∆L Afférence: fibres Ia Synapses: monosyn Efférence: MNα homonyme Effecteur: f extrafusales  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.1. Boucle α (rfx monosyn excitath homonyme) Fct: boucle de rétroaction – sur la L du m Composante Composante phasique tonique (dyn) (statique) Percussion tendon TM destiné à lutter c/ g (ms antigravitaires soumis Réflexe de Hoffmann à un étirement permanent en station dbt) Résistance offerte par 1 m lsq’il est étiré /P/, à v moy, en l’absence de contraction volont. (propr visco-élast + rfx me) Rééd: tjs étirer lentement  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.2. Problème de la boucle α  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.3. Coactivation α−γ Définition: activation // des MNγ avec MNα Récepteur: FNM, f intrafusales (dispositif sensoriel) S: ∆L, v ∆L Afférence: fibres Ia Synapses: monosyn Efférence: MNγ homonyme Effecteur: FNM, f intrafusales (extr contractiles)  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.3. Coactivation α−γ Fct: régulation de la L du FNM en fct de la L du m afin de maintenir FNM ds plage de fcmt optimal Fct: réajustement de la sensibilité fusoriale, i.e. fréq de décharge f Ia Fct: régulation du TM Régulation: 1. FR, ctx sensori-moteur, NGC, cervelet 2. Inhibition présynaptique (interneurones inhibiteurs, syn sur f Ia) Ajustement boucle γ: 1. Complexité de la tâche (+ tâche cplx, + activation γ imp) 2. Degré d’apprentissage (nvl Assage nécess activation γ + imp)  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.4. Deux façons de stimuler rfx myotatique Stretch rfx (rfx ostéo-tendineux) Rfx de Hoffmann Percussion brève du tendon S électrique directe du nf périph FNM, étirement m PAS FNM, PAS étirement m Réponse T Réponse H  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.5. Connexions monosynaptiques excitatrices hétéronymes Définition: contraction rfx d’1 m agoniste au m qui est étiré Récepteur: FNM, f intrafusales (dispositif sensoriel) S: ∆L, v ∆L Afférence: fibres Ia Synapses: monosyn Efférence: MNα hétéronymes Effecteur: f extrafusales du m agoniste  2. Circuits Ia 2.1. Rfx myotatique = Rfx proprio d’origine fusoriale 2.1.6. Connexions polysynaptiques excitatrices homonymes Définition: contraction rfx d’1 m suite à son étirement Récepteur: FNM, f intrafusales (dispositif sensoriel) S: ∆L, v ∆L Afférence: fibres Ia Synapses: polysyn (2-3 syn) via interneurones Efférence: MNα homonyme Effecteur: f extrafusales Latence + imp  2. Circuits Ia 2.2. Inhibition réciproque Définition: inhibition // des MNα des ms antagonistes au m qui se contracte Récepteur: FNM, f intrafusales (dispositif sensoriel) S: ∆L, v ∆L Afférence: fibres Ia Synapses: 2 syn, 1 interneurone inhibiteur Efférence: MNα des ms antagonistes Effecteur: f extrafusales des ms antagonistes Fct: éviter l’apparition du rfx myot ds le m antagoniste étiré /P/ par la contraction de l’agoniste  2. Circuits Ia 2.3. Innervation réciproque  2. Circuits Ia 2.4. Inhibition récurrente collatérale de Renshaw Définition: Auto-inhibition des MNα ou γ Origine: collat récurrentes des MNα ou γ Synapses: cell de Renshaw (interneurone inhib) Terminaison: MNα ou γ homonymes et synergiques Fct: rôle de modulateur de gain au niv des MN (diminution) (modif % /e/ input et output) Si contraction faible: inhibition récurrente forte favoriser dosage fin de F Si contraction forte: inhibition récurrente faible favoriser F imp Régulation: supra-spinal (voie CS)  3. Circuit Ib = rfx myotatique inverse Définition: relâchement rfx d’1 m suite à l’augmentation de T au niv jct musculo-tendineuse Récepteur: OTG (jct musculo-tend) S: ∆T, v ∆T Afférence: fibres Ib Synapses: 2 syn, 1 intern inhib Efférence: MNα homonyme Effecteur: f extrafusales Fct: boucle de rétroaction – sur T; protection des tendons Régulation de l’intern inhib: voies desc et aff périph Troubles: ½, étirement d’1 m spastique (lame de canif)  4. Circuit II S: info statique = redondant % f Ia (stat et dyn) Rôle: ? Recrutement: Ia, Ib, II Pas de connexion monosyn avec MNα Pas impliqué ds rfx myotat Impliqué ds rfx nociceptif de triple retrait  5. Rfx de défense de flexion provoqué par des afférences nociceptives Définition: retrait du mb en cas de S nociceptif = rfx nociceptif de triple retrait Récepteur: nocic cutanés et myo-artic S: douleur Afférence: fibres II, III, IV Synapses: polysyn Efférence: MNα des fléchisseurs + extenseurs Effecteur: f extrafusales Action: activation des fléchisseurs inhibition des extenseurs  6. Résumé Le circuit Ia d’1 m est associé à l’activation du m agon et à l’inhibition réciproque du m antagon Le gain du circuit Ia est ajusté par l’inhibition récurrente collatérale de Renshaw Le circuit Ia est protégé par l’inhibition Ib d’origine tendineuse Rfx polysyn = prioritaires % au maintien permanent du tonus Rfx spinaux /so ctl d’eff facilitatrices ou inhib Rôle des aff musc ds ctl du mvt Proprioception Co-activation α – γ Tonus musc (++ ms antigravitaires; fléchisseurs MS, extenseurs MI)  7. Tonus musculaire Définition: Résistance offerte par 1 m lsqu’il est étiré /P/, à v moy, en l’absence de contraction volontaire Origine: propr visco-élast + rfx Facteur musculaire: dépend organisation des filaments d’A-M Rétroaction – s/ L: par FNM, rfx myotatique Rétroaction – s/ T: par OTG, rfx myotatique inverse  7. Tonus musculaire Définition: Résistance offerte par 1 m lsqu’il est étiré /P/, à v moy, en l’absence de contraction volontaire Origine: propr visco-élast + rfx Troubles: Hypotonie Hypertonie Spasticité: hyperexcitabilité du rfx myotatique 1. Excès d’activation α et/ou γ 2. Défaut d’inhibition présyn sur aff Ia 3. Défaut d’inhibition postsyn par interneurones de Renshaw + ROT vifs; signe + du Syndr pyr Rigidité: PAS associé à 1 hypercexcitabilité du rfx myotatique (syndr extra-pyr, Parkinson)  Ctl sous-cortical des réflexes spinaux par la FR et le vestibule  1. Introduction TM résulte du rfx myotatique (co-activation α et γ) Le rfx myotatique est modulé principalement par le TC: Affces sensitives et sensorielles Infos int (proprio) Infos ext (visuelles, tactiles) Pesanteur via vestibule (infos labyrinthiques sur a lin et angul de tête ds espace) a lin a angul otolithes Canaux semi-circulaires (utricule, saccule)  1. Introduction But du TC: = régulation automatique du TM pr que l’O prenne 1 posture Posture anti-gravitaire (maintien station dbt) Ajustements posturaux aux déséqu non anticipés: * origine proprio * origine labyrinthique Ajustement postural lors d’1 mvt volont (déséqu anticipés)  2. TM: ctl par la FR 2.1. Syst réticulaire inhibiteur bulbaire (SRI) Soma: bulbe rachidien Axones: faisc RSL Syn: interneurone inhibiteur Tson: MN bilat Effet: inhibition TM postural des ms antigravitaires Régulation par syst sup: * AMS (+ NR) * noy caudé * lobe ant cervelet Tr: ½ (augmentation TM par manque d’activation du SRI)  2. TM: ctl par la FR 2.2. Syst réticulaire facilitateur ponto- mésencéphalique (SRF) Soma: pont + mésencéph + noy vestib Axones: faisc RSV Syn: PAS d’interneurone Tson: MN ipsilat Effet: activation TM postural des ms antigravitaires Régulation par syst sup: * aff polysens non spécif thalamiques (IL) = excitation * ctx = inhibition Tr: ½ (augmentation TM par manque d’inhibition du SRF)  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.1. Introduction Charnière /e/ syst sens et moth Affces: infos sens s/ position de la tête Effces: * ctl s/ mvts oculaires * ctl s/ TM ds maintien équ (stat ou dyn) Position tête ++ 4 syst ds équ: vision, toucher, proprio, vestib Perception vestibulaire = info s/ F de gravité du cps et s/ a lin et angul de la tête  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Lieu: or int  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Canaux semi-circulaires: Lieu: /e/ or moy et utricule Nb: 3 (*2) Disposition: 3 plans de l’esp * horyz (lat): mvt « non », plan transv * ant: mvt « oui », plan sagittal * post: inclin lat, plan frontal  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Canaux semi-circulaires: Lieu: /e/ or moy et utricule Nb: 3 (*2) Disposition: 3 plans de l’esp * horyz (lat): mvt « non », plan transv * ant: mvt « oui », plan sagittal * post: inclin lat, plan frontal Int: endolymphe Ampoules: * forme: renflement * lieu: /e/ canaux et utricule * crête ampullaire  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Canaux semi-circulaires: ampoules et crêtes ampullaires Cell endothéliales de soutien f nerv = axones du nf VIII Cell ciliées Cupule  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Canaux semi-circulaires: cell ciliées Stéréocils (taille croissant jusque K) Kinocil (+ lg, + rigide): tjs orientation vers utricule (int) Deux types: * Phasico-tonique (bout, centre crête, gros diam, v rapide) * Tonique (cyl, périph crête, pt diam, v lente) Info: a angul  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Otolithes Nb: 2 (*2) Lieu: /e/ canaux et saccule = utricule /e/ utricule et cochlée = saccule Disposition: utricule (plan horiz) saccule (plan vertic) Int: endolymphe Macula: région + épaisse (⊥)  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Otolithes: macula Cell endothéliales de soutien f nerv = axones du nf VIII Cell ciliées Masse gélatineuse (cristaux Ca++ = otolithes)  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.2. Récepteurs vestibulaires/labyrinthiques Otolithes: cell ciliées 2 gr de cell ciliées: orientation des kinocils en miroir Utricule: K orientés vers ligne Saccule: K orientés vers ext Infos: a lin ds ttes les directions  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.3. Infos codées Le stimulus spécifique des organes de l’équilibre est un mouvement du liquide endolymphatique. Soit une accélération angulaire ⇒ réaction phasique i.e., d’équ cinétique liée à des changement rapides de position de la tête (ex: rotation). Ce système est enregistré par les canaux semi-circulaires. Soit une accélération linéaire ⇒ réaction tonique i.e., d’équ statique liée à des changements durables de la position de la tête % à g. Ce système est enregistré par les structures otolithiques.  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Principes de base Cell ciliées vont ê déformées lsq endolymphe se dcp et déforme cupule ou masse gélatineuse. Kinocil dét la polarisation de la cell  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Au repos Ressorts maintiennent canaux K+ ouverts (sens à la déformation méca) Décharge: 100 PA/sec  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Si déformation des cils ds sens K Ouverture + gde canaux K+ (sens défo méca) Entrée K+ Dépolarisation cell ciliée Ouverture canaux Ca++ (sens au voltage) Entrée Ca++ Exocytose des vésicules Libération d’1 NT excitateur PE et PA ds f nerv  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Si déformation des cils ds sens >< K Fermeture des canaux K+ (sens défo méca) Pas d’entrée K+ Hyperpolarisation cell ciliée Fermeture canaux Ca++ (sens au voltage) Pas d’entrée Ca++ Pas d’exocytose des vésicules Pas de libération d’1 NT Pas de PE et PA ds f nerv  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Au niv des canaux semi-circulaires a angulaire de tête dcpt endolymphe défo cupule (K ont même direction) Si dcpt endolymphe ds sens du K: activation/dépol (mvt ampullipète) Si dcpt endolymphe ds sens >< du K: inhibtion/hyperpol (mvt ampullifuge)  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Rotation de la tête vers la g ! Habituation si v cste !  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.4. Transduction Au niv des otolithes a linéaire de tête dcpt endolymphe défo masse gélatineuse (K n’ont pas la même direction) Cell ciliées vont avoir des réponses ≠ selon direction du S Chaque mvt des otolithes provoquent: * dépol de cert cell (si ds sens K) * hyperpol d’ô cell (si ds sens >< K)  3. Ctl vestibulaire = équilibration Canal ½ circulaire Tronc cérébral antérieur 4 noy vestib Canal ½ circulaire Rameau horiz Supérieur Nerf VIII Nerf cochléaire Fibres de Relais dans le ggl l’Utricule De Scarpa Nerf vestibulaire Fibres du Saccule 3.5. Voies Rameau nerveuses Canal ½ circulaire Inférieur postérieur  3. Ctl vestibulaire 3.5. Voies nerveuses Efférences des noyaux vestibulaires Fibres des canaux Fibres des structures semi-circulaires otolithiques 4 Noyaux vestibulaires Au niveau du plancher du IV ventricule Noyaux sup et médian Noyaux inf Noyaux latéral (et médian) Faisc longitudinal médian Cervelet Faisc vestibulo-spinal MNα, γ des ms cou (++) Noyaux oculo-moteurs MNα, γ des ms des mbs MNα, γ des ms axiaux TM axial Rfx vestibulo-oculaire TM prox des mbs  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.5. Voies nerveuses Afférences des noyaux vestibulaires Aire associative pariétale post (= aire vestibulaire prim) Ctx sensori-moteur Thalamus Thalamus (près du CGM) (VL) 4 Noyaux vestibulaires Au niveau du plancher du IV ventricule  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.6. Régulation du TM et de la posture Ms axiaux: cou (rfx vestibulo-collique) + tc (rfx vestibulo-somatique) Canaux semi-circ Noy vestib méd Faisc long méd MNα, γ des ms cou + tc Ms des mbs: Structures otolith Noy vestib lat Faisc VSL MNα, γ des mbs Fct: 1. Maintien d’une posture antigravitaire 2. Adaptation cste du TM en fct position cps 3. Régulation du TM lors des modif brusques de position de la tête Régulation: lobe ant du cervelet inhibe noy lat vestib  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.6. Régulation du TM et de la posture Ms axiaux: cou (rfx vestibulo-collique) + tc (rfx vestibulo-somatique) Canaux semi-circ Noy vestib méd Faisc long méd MNα, γ des ms cou + tc Ms des mbs: Structures otolith Noy vestib lat Faisc VSL MNα, γ des mbs Fct: 1. Maintien d’une posture antigravitaire 2. Adaptation cste du TM en fct position cps 3. Régulation du TM lors des modif brusques de position de la tête Régulation: lobe ant du cervelet inhibe noy lat vestib 3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.7. Régulation des mvts oculaires = Rfx vestibulo- oculaire Noy vestib sup et Canaux semi-circ Faisc long méd méd Noy III, VI  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.7. Régulation des mvts oculaires = Rfx vestibulo-oculaire Rotation vers la g Activation noy vestib g: activation III o ipsi (g) activation VI o controlat (dr) Inhibition noy vestib dr: inhibition III o ipsi (dr) inhibition VI o controlat (g) Y tournent vers la dr  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.7. Régulation des mvts oculaires = Rfx vestibulo- oculaire Fct: Rotation tête provoque rotation >< desY pour maintenir le regard fixe pr stabilité image s/ rétine  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.7. Régulation des mvts oculaires = Rfx vestibulo- oculaire Nystagmus post-rotatoire A l’arrêt de la rotation tête: mvt lent des Y ds sens >< rotation tête suivi d’1 retour rapide des Y pr fixer regard ds nvl axe de la tête Sur ch tournante: retour rapide des Y (ds sens rot tête) lsq Y atteignent limite mécan (! Habituation!)  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.8. Stimulation labyrinthique par rotation Au niv oculaire Déviation lente des Y ds sens >< rotation tête Suivie d’1 saccade ocul rapide ds même sens que rotation tête Au niv musculature axiale Rfx vestibulo-collique Rfx vestibulo-somatique Hypertonie axiale du côté de la rotation  3. Ctl vestibulaire = équilibration 3.9. Évaluation fonctionnelle du vestibule Test rotatoire sur ch (vers la dr) Début rotation: dcpt lent du regard vers g + nystagmus vers dr + hypertonie axiale à dr A l’arrêt: inverse Test calorique = instillation eau fr ou chaude ds conduit auditif ext si irrigation chaude (dr) : cô si rotation côté or irriguée (dr) * dcpt endolymphe côté >< or irriguée (g) * déviation lente des Y côté >< or irriguée (g) * nystagmus côté or irriguée (dr) * hypertonie axiale côté or irriguée (dr) si irrigation fr (dr): cô si rotation côté >< or irriguée (g) * inverse de l’irrigation chaude Motricité volontaire  1. Introduction ≠ rfx: * intentionnel * amélioration par expce et Assage * déclenchement par 1 pensée/émotion + cplx +h étapes: 1. Identification/localisation d’1 cible 2. Intention motrice 3. Planification (sélection progr moth en fct but) 4. Programmation (prescriptions temporelles + exig param du mvt = qui?, qd?, cmt?) 5. Exécution du mvt  1. Introduction Identification de la cible Intention motrice Cf. syst somesthésique Thalamus médian + hypothalamus + cortex préfrontal (motivation) Cf. syst visuel (+ auditif) Syst limbique + thalamus ant Cf. syst vestibulaire (émotions) Aires corticales associatives Planification + Programmation NGC + cervelet Aire corticale 6 Aires cortic associatives Exécution Aire corticale 4 (M1) Aires motrices sec  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Lieu: Aire 4 Rôle: exécution du mvt volont Organisation somatotopique: Int vers ext: MI, tc, MS, visage Homoncule moteur Représentations motr //  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Couches cortic: 5 (pyr int) Représentation éclatée de M1: * pas aussi simpliste que gnome Penfield * pas les cell d’1 mvt d’1 segmt à 1 endr précis de ctx Organisation en colonnes de M1: alternance F/E/F/E/… Plasticité des représentations M1: * Représentation dyn * Variation en fct de l’Assage, lésions * Expériences  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Plasticité des représentations M1: * Expériences 1. Piano: Assage Gr entraîné au niv moth: représentation ms lsq Assage, perf Gr entraîné au niv mental: représentation ms mais – qu’ô gr 2. Singe: Assage  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Plasticité des représentations M1: * Expériences 3. Rat: section du nerf facial: Envahissement  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Plasticité des représentations M1: * Expériences 4. Singe: Envahissement 5. Lésion corticale centrale chez l’hô: Réorganisation  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Variables du mvt codées par M1 1. Code de la F fréq de décharge des neurones cortic est proportionnelle à la F codage par chaque cell cortic ISOLEE 2. Code de la direction codage par POPULATION de cell cortic ordre d’apparition des déch success corresp à la mise en jeu des ms impliqués ds mvt  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.2. Aires motrices non primaires/secondaires 2.2.1. Introduction Rôle: planification + programmation mvt Critères: * cell pyr projettent vers me (CS) * connexions cortico-corticales avec M1  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.2. Aires motrices non primaires 2.2.2. Aire pré-motrice (APM ou PMA) Lieu: Aire 6 Organisation somatotopique Rôle: (planification du mvt +) programmation mvts générés de faç ext Régulation: cervelet Lésions: pas de paralysie; incap d’associer 1 mvt à 1 S ext Enregistrements: cell /A/ durant mvts générés de faç ext  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.2. Aires motrices non primaires 2.2.2. Aire motrice supplémentaire (AMS ou SMA) Lieu: Aire 6 (au niv sciss inter1/2sph) Organisation somatotopique Rôle: 1. programmation de mvts cplx générés de faç int 2. programmation de la coordination bimanuelle Régulation: NGC Lésions: pas de paralysie; incoordination des segmts d’1 même mb; incoordination biman; apraxie idéatoire Enregistrements: cell /A/ durant mvts générés de faç int + durant tâche biman  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.2. Aires motrices non primaires 2.2.2. Aire motrice supplémentaire (AMS ou SMA) Expériences % M1: Pet-scan (TEP) Injection d’isotopes radioactifs et mesure de la radioactivité d’une zone du cerv Flexion simple du pce: M1 Opposition success pce vs ô dgts: M1 + AMS  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.2. Aires motrices non primaires 2.2.2. Aire motrice cingulaire (AMC ou CMA) Lieu: Aires 23-24 (ctx cingulaire) Découverte récente Rôle: 1. programmation de la séqu des mvts 2. interaction /e/ émotions et ctl du mvt Quelque soit type de mvt, ordre final transite par M1  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal 2.3.1. Introduction Pariétale ascendante (S1, aires 1, 2, 3) Lobe pariétal post (aires 5, 7, (39, 40)) Partie ant Partie post (aire 5) (aire 7) Aff somato- Aff visuelles sensorielles du (syst dors: Where) thalamus (VPL)  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal 2.3.2. Pariétale ascendante Lieu: Aires 1, 2, 3 (S1) Rôle: 1. faisc CS (1/3) 2. implication ds act motrice Organisation somatotopique: grossière Lésions: Déficits mvts fins des extr dist des mbs Enregistrements: avt début mvt SSI mvt lent  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal 2.3.3. Lobe pariétal post Lieu: Aires 5, 7, (39, 40) Spécialisation fonctionnelle: G (langage); D (espace, cps) Rôle: aide visuelle et somato-sens pr ut ds organisation des mvts  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Lésions: 1/2négligence spatiale et corporelle Syndrome de Balint: désorientation visuo-spatiale, 1/2négligence spatiale (++lésion D), simultagnosie ataxie optique (ataxie visuo-motrice): * tr coordination visuo-motr * diffic de saisir obj apraxie optique Apraxie: diffic à programmer 1 mvt Apraxie idéomotrice (lésion G): tr représentation mentale du geste (gestes symb, à valeur expressive, mimes) Apraxie idéatoire (lésion D+G): tr organisation séquentielle des gestes  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Réprésentation spatiale: (1/2négligence) Si lésion de l’aire intrapariétale postérieure/ latérale (LIP): 1/2néglig visuelle (tr de la représentation de l’obj ds espace extraperso) Si lésion de l’aire intrapariétale ventrale VIP: 1/2néglig corporelle (tr de la représentation spatiale du cps)  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Coordination visuo-motrice: (ataxie optique) Localisation de l’obj ds esp (pr transport MS vers cible) Saisie obj: Forme/orientation obj (pr préforme de la main) V1 cortex pariétal post APM Repr esp extraperso immédiat Transport à portée d’atteinte du B 2 canaux: M1 Préforme V1 cortex pariétal post APM Repr spatiale de la forme de la main ds act de saisie  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Représentation mentale du mvt: (apraxie idéo-motrice) Expce: lsq représentation mentale d’1 mvt, activation ctx pariétal post Loi de Fitt: durée nécess pr faire 1 mvt dépend de 1. distance % cible 2. taille de l’obj Lésions: lsq imagination mvt: sous ou sur-estimation de la durée du mvt  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Déf: Ensemble de f /e/ ctx et me via la pyr bulbaire (pas cell pyr) Structure: Faisc CS + Faisc cortico-bulbaire O: 30% aire 4 30% aire 6 40% aires 1,2,3 + aires 5,7(,39,40) Nb f: 106 axones Diam f: 2%: 10-20 µm 92%: 1-4 µm Traj f: capsule int – pédonc cérébr mésenc – pyr bulbaires Décussation (80-90%) Pas de décussation (10-20%) CS lat = Faisc pyr croisé CS ventral = Faisc pyr direct  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Cerebral cortex Internal capsule Midbrain Cerebral peduncule Pons Medulla Pyramid Medulla-spinal Pyramid decussation cord juncture Lateral corticospinal tract Cervical spinal cord  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Décussation (80-90%) Méd Lat Pas de décussation (10-20%) Ms axiaux Ms dist CS lat = Faisc pyr croisé Ms prox CS ventral = Faisc pyr direct Terminaisons: MNα controlat Interneur MNα ipsi + controlat (++ ms dist des mbs) (lame VII pr (ms axio(++)-prox) CSL et VIII pr CSV) Fct: Exécut mvt volont dist Exécut mvt volont axio- prox  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Collat: * voies asc (inhib dlh), ô voies desc (SRI et SRF), cervelet (copie progr moteur), rfx myotatique (sur f Ia, intern de Renshaw) * Rôle: Ajustement postural durant un mvt volontaire Dvpt phylogénétique: Dext man d’1 espèce animale est corrélée avec nb de f CS monosyn  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Structures anat et propr bioméc SNC Schulz, 1969  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Structures anat et propr bioméc SNC Schulz, 1969  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Dvpt ontogénétique: * /e/ 9ème et 29ème sem (fœtus): croiss faisc CS * Projections spin aberrantes % adultes * Projections spin exhubérantes % adultes * Jusqu’à ado: myélinisation des axones (sup vers inf)  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Corrélation /e/ voie CSL (contact direct monosynaptique) et RIFM: * RIFM = Relative independent finger mvt * Lésions: perte des mvts indép des dgts * Enregistrements: act la + imp au niv ms dist * Dvpt phylog: R /e/ dext man et nb de connexions monosyn CS * Dvpt ontog: maturation en // des connexions monosyn CS et dext man  3. Principales voies motrices 3.1. Voie cortico-spinale: « Faisc pyramidal » Syndrome pyramidal: * ≠ lésion de la seule voie CS * Signe -: * ½ paralysie/parésie * disparition cert rfx cutanés élaborés * Signe +: * Signe de Babinski * Hypertonie spastique * Hyperréflexie tendineuse * Syncinésies * Si section CS au niv bulbaire: paralysie/parésie, PAS spasticité/hyperéflexie OT * Si section CS au niv ctx, caps int: syndr pyr  3. Principales voies motrices 3.2. Voies extrapyramidales Déf: Voies desc circulant en dehors des pyr bulbaires Dvpt phylog et ontog: + primitifs 3.2.1. Syst ventro-médian Origine: TC Faisc: * vestibulo-spinal M et L (O: noy vestib) * réticulo spinal ventral (O: FR ponto-mésenc) * tecto-spinal (O: tuberc IVjum) Tson: * bilat * MN α, γ médians Fct: réguler act musc axio-prox * Posture antigravitaire * Ajustements post réactionnels et anticipateurs * Mvts de fixation (d’1 S ext)  3. Principales voies motrices 3.2. Voies extrapyramidales 3.2.1. Syst ventro-médian VSM TS RSV RSL  3. Principales voies motrices 3.2. Voies extrapyramidales Déf: Voies desc circulant en dehors des pyr bulbaires Dvpt phylog et ontog: + primitifs 3.2.2. Syst lat Origine: TC Faisc: * réticulo spinal latéral (O: FR bulbe) * rubro-spinal (O: noy rouge) Tson: * controlat (pr RS) * MN α, γ lat (pr RS) Fct: réguler act musc dist intervenant ds mvts fins extr (pr RS)  3. Principales voies motrices 3.2. Voies extrapyramidales 3.2.2. Syst lat RS  3. Principales voies motrices 3.3. Résumé: classification générale des voies motrices (selon Kuypers) Syst desc ventro-médian Syst desc lat Dvpt + primitif + récent Lieu (me) ventral latéral O FR ponto-mésenc (+ bulb) Ctx Noy vestib Noy rouge Tuberc IVjum Ctx Faisc RSV (RSL), VS, TS, CSV CSL, RS Tson Bilat Controlat Fct Facilitation des act musc axio-prox pr mvt de Facilitation des act musc dist fixation, posture antigravitaire, ajustements (++ flex) pr mvts fins des extr post anticipés et réactionnels  Dias supplémentaires  3. ≠ types d’UM, f musc 3.1. Taille des UM = nb de f musc inn par 1 MN donné Taille de l’UM est proportionnelle à la taille du m Ex: 1er interosseux vs. deltoïde Petit m Gd m Petite UM Gde UM Peu de f musc pr 1 MN activé Bcb de f musc pr 1 MN activé Ctl + fin Ctl + grossier  3. ≠ types d’UM, f musc 3.2. Vitesse de contraction S(low): UM lente = contraction/relâchement lent F(ast): UM rapide = contraction/relâchement rapide fatiga endur 3.3. Fatigabilité bilité ance - S = pas fatigable + FR = « fast resistant »: peu fatigable FF = « fast fatiguable »: très fatigable + -  3. ≠ types d’UM, f musc 3.4. Tension (F) Twitch tension: tension dvpée lors de la stimulation isolée d’1 MN - Peu de F musc dvpée par UM + Bcp de F musc dvpée par UM Specific twitch tension: F de l’UM / nb de f de l’UM activée  3. ≠ types d’UM, f musc 3.5. Vitesse de conduction Taille UM V conduction S - - FR FF + + 3.6. Fibre musculaire S: f musc de type I (f endurante, pte F) = f rouge (posture) FR: f musc de type IIa (f endurante, F moy) = f rouge FF: f musc de type IIb (f non endurante, gde F) = f blanche PAS d’UM avec des f mixtes  3. ≠ types d’UM, f musc 3.7. Recrutement (augmentation nb d’UM /A/ ds 1 m) Recrutement S t1 I augmente FR FF t3 Pr 1 I donnée: les UM S atteignent + vite valeur seuil pr PA  3. ≠ types d’UM, f musc 3.8. Durée d’hyperpolarisation Durée Fréquence de d’hyperpolarisation décharge S + - FR FF - + 3.9. F dvpée par 1 m = nb d’UM recrutées * fréquence à laquelle UM peut décharger S - Petite UM * Pte fréq de déch FR FF + Gde UM * Gde fréq de déch  3. ≠ types d’UM, f musc 3.10. Résumé Caractéristique Slow Fast Resistant Fast Fatiguable Fibre I (rouge) IIa (rouge) IIb (blanche) Vitesse de Lente Rapide Rapide contraction Fatigabilité Nulle Faible Importante Taille UM Pte Moy Gde Vitesse de conduction Lente Moy Rapide Recrutement 1ère 2ème 3ème Durée Longue Moyenne Courte d’hyperpolarisation F Faible Moyenne Importante  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.1. Aire motrice primaire (M1) Variables du mvt codées par M1 2. Code de la direction expce de Georgopoulos et al. (1993) chaque cell décharge à 1 direction préférentielle vecteur global d’1 pop de cell qui a bonne relation avec direction réelle du B  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Réprésentation spatiale: (1/2négligence) LIP (aire intrapariétale latérale) * Aff: voie dors visuelle (Where) * Transfo coordonnées rétino-centriques en crânio-centriques * Rôle: Réprésentation obj ds espace extraperso Si dcpt tête: LIP interprète « obj ne bouge pas » Le dpcmt de l’image sur la rétine peut survenir dans deux situations différentes : L'objet bouge devant l'œil immobile L'œil se déplace devant un objet immobile. Dans les deux cas, il y a un déplacement équivalent de l'image rétinienne.  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Réprésentation spatiale: (1/2négligence) LIP (aire intrapariétale latérale) Vraie ?: cmt se déplace l'objet % au mouvement du sujet puisque le déplacement de l'image rétinienne est lié non seulement au mouvement de l'objet (système rétine - objet) mais également au mouvement des yeux (système œil - tête) ? Il apparaît que le cerveau juge en fonction de deux éléments : 1. infos rétiniennes (info qt au mvt obj % rétine) 2. infos sur mvts de l’œil (aff proprio + copie eff commande motrice) Si obj = immobile alors que dpct œil/tête: équivalence au niveau du cerveau /e/ infos rétiniennes (s/ amplit du mvt de l'image rétinienne) et infos oculo-motrices (s/ amplit du mvt oculaire exécuté).  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Réprésentation spatiale: (1/2négligence) VIP (aire intrapariétale ventrale) * Neurones codent infos sensorielles bimodales (visuel + somatosens) * Rôle: représentation spatiale du cps lui- même Si lésion LIP: 1/2néglig visuelle (tr de la représentation de l’obj ds espace extraperso) Si lésion VIP: 1/2néglig corporelle (tr de la représentation spatiale du cps)  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Coordination visuo-motrice: (ataxie optique) Localisation de l’obj ds esp (pr transport MS vers cible) Saisie obj: Forme/orientation obj (pr préforme de la main) MIP V1 (aire intrapariétale APM dors médiane) Transport Repr esp extraperso immédiat à portée d’atteinte du B 2 canaux: M1 Préforme AIP APM ventr V1 (aire intrapariétale ant) Repr spatiale de la forme de la main ds act de saisie  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont 2.3. Cortex pariétal: 2.3.3 Lobe pariétal post Représentation mentale du mvt: (apraxie idéo-motrice) Expce: lsq représentation mentale d’1 mvt, activation ctx pariétal post Loi de Fitt: durée nécess pr faire 1 mvt dépend de 1. distance % cible 2. taille de l’obj Lésions: lsq imagination mvt: sous ou sur-estimation de la durée du mvt  2. Aires corticales impliquées ds ctl mvts volont Codage temporelle /e/ ≠ aires corticales: +h aires cortic impliquées ds ctl moteur Convergence + synchro Cell doivent décharger de faç synchrone pr que perception correcte du mvt à effectuer