PHYSIOLOGIE HUMAINE

SYSTEME NERVEUX CENTRAL

Le système nerveux central (= SNC) comprend l'encéphale et la moelle épinière.

I. ENCÉPHALE

L'encéphale est constitué principalement : ρ du cerveau, ρ du cervelet, ρ du tronc cérébral.

A. RÉGIONS ET ORGANISATION DE L'ENCÉPHALE

Vésicules encéphaliques secondaires

Structures de l'encéphale adulte Cavités de l'encéphale adulte

Télencéphale

Cerveau (2 Hémisphères cérébraux) : - cortex, - substance blanche, - noyaux basaux.

- Ventricules latéraux. - Partie supérieure du 3ème ventricule.

Diencéphale

Diencéphale : - thalamus, - hypothalamus, - épithalamus.

Majeure partie du 3ème ventricule.

Mésencéphale Tronc cérébral : - mésencéphale. Aqueduc du mésencéphale.

Métencéphale

Tronc cérébral : - pont.

4ème ventricule. Cervelet.

Myélencéphale Tronc cérébral : - bulbe rachidien.

Moelle épinière.

Canal central de la moelle épinière.

B. VENTRICULES CÉRÉBRAUX

Ce sont des cavités situées dans l'encéphale.

L'encéphale contient 4 ventricules : ρ Les ventricules latéraux (= ventricules I et II) sont dans les hémisphères cérébraux. ρ Le 3ème ventricule se trouve dans le diencéphale. ρ Le 4ème ventricule est situé dans le tronc cérébral et il communique avec le canal central de la moelle épinière.

Les ventricules communiquent entre eux et avec les cavités de la moelle épinière (= canal central et cavité subarachnoïdienne qui entoure l'encéphale et la moelle épinière) : ρ Les ventricules et les cavités de la moelle épinière contiennent le liquide céphalo-rachidien ou LCR (= liquide

cérébro-spinal).

8) Le système nerveux central 1

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Encéphale et moelle épinière

Les 4 lobes des hémisphères cérébraux

Ventricules cérébraux

C. HÉMISPHÈRES CÉRÉBRAUX

Ils composent la partie supérieure de l'encéphale.

La fissure longitudinale du cerveau sépare les 2 hémisphères cérébraux et la fissure transverse du cerveau sépare les hémisphères cérébraux du cervelet (= situé en bas).

La coupe frontale de l'encéphale montre les 3 régions principales de chacun des hémisphères cérébraux : ρ Le cortex cérébral (= zone la plus externe) constitué de substance grise : principalement corps cellulaires de

neurones. ρ La substance blanche (= zone intermédiaire) correspondant à la région sous-corticale composée d'axones

myélinisés.

8) Le système nerveux central 2

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ρ Les noyaux basaux ou noyaux gris centraux (= zone la plus interne) qui sont des amas de corps cellulaires de neurones distribués dans la substance blanche.

Coupe frontale des hémisphères cérébraux Partie supérieure

Partie inférieure

1. CORTEX CÉRÉBRAL

Il fournit les facultés : o de perception, o de communication, o de mémorisation, o de compréhension, o de jugement, o d'accomplissement des mouvements volontaires.

Le cortex cérébral est constitué de substance grise.

On a 3 types d'aires fonctionnelles : ρ les aires motrices contrôlent la fonction motrice volontaire, ρ les aires sensitives permettent les perceptions sensorielles somatiques et autonomes, ρ les aires associatives intègrent (= traitent) les diverses informations sensorielles (= messages) afin d'envoyer

des commandes motrices aux effecteurs musculaires et glandulaires.

La surface des hémisphères cérébraux est parcourue de saillies de tissu appelées gyrus ou circonvolutions. 2 gyrus sont importants de part et d'autre de la scissure de Rolando ou sillon central de l'hémisphère cérébral : ρ à l'avant, le gyrus pré-central ou circonvolution frontale ascendante, ρ à l'arrière, le gyrus post-central ou circonvolution pariétale ascendante.

Aires fonctionnelles du cortex cérébral gauche

8) Le système nerveux central 3

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a) Aires motrices Les aires du cortex contrôlant les fonctions motrices sont situées dans la partie postérieure des 2 lobes frontaux.

(i)Aire motrice primaire ou aire motrice somatique Elle est située dans le gyrus pré-central (= circonvolution frontale ascendante).

Les gros neurones de ce gyrus (= neurones pyramidaux) contrôlent les mouvements volontaires des muscles squelettiques.

Chaque partie du corps est projetée dans une zone du gyrus pré-central de l'aire motrice primaire de chaque hémisphère.

Le corps est représenté à l'envers dans le cortex cérébral : ρ La tête correspond à l'extrémité latérale inférieure du gyrus pré-central. ρ Les orteils correspondent à la face supérieure médiane.

L'homoncule moteur est la représentation graphique des régions du gyrus qui contrôlent les mouvements volontaires des différentes parties du corps.

La motricité est croisée : ρ Le gyrus gauche régit les muscles situés du côté droit du corps. ρ Le gyrus droit régit les muscles situés du côté gauche.

(ii)Aire motrice du langage ou aire de Broca Cette aire est un centre moteur du langage qui contrôle les muscles de la langue, de la gorge et des lèvres associés

à l'articulation (= elle est active au niveau des 2 hémisphères, mais il y a une dominance cérébrale de l'hémisphère gauche en général).

Aires sensitives et motrices du cortex cérébral

8) Le système nerveux central 4

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b) Aires sensitives

Les aires reliées à la conscience des sensations sont situées (= au niveau de chaque hémisphère) dans les lobes : ρ pariétaux : faces latérales et supérieures du cortex, ρ temporaux : faces latérales en dessous de la zone pariétale du cortex, ρ occipitaux : faces postérieures à la base du cortex.

(i)Aire somesthésique primaire

Elle se trouve dans le gyrus post-central.

Les neurones de ce gyrus permettent la perception des sensations tactiles, des sensations thermiques et des sensations nociceptives (= douloureuses) en provenance des récepteurs sensoriels somatiques de la peau et des muscles squelettiques.

De plus, ces neurones sont capables de localiser la provenance des stimulus (= régions du corps). C'est la discrimination spatiale.

Comme pour l'aire motrice primaire, le corps est représenté à l'envers dans l'aire somesthésique primaire. De même, l'hémisphère droit reçoit les informations sensorielles issues du côté gauche du corps et vice versa : La perception des différents stimulus est donc aussi croisée.

L’homoncule somesthésique (= sensitif) est la représentation graphique des parties de l’aire somesthésique qui contrôlent les perceptions sensorielles des différentes régions du corps.

(ii)Aire pariétale postérieure

Elle est située à l'arrière de l'aire somesthésique primaire.

C’est l’aire associative tactile : sa fonction est d'intégrer (= traiter) et d'analyser les différentes informations somesthésiques (= sensorielles) qui sont acheminées par l'intermédiaire de l'aire somesthésique primaire. ρ Ces informations sont alors traduites en perceptions de taille et de texture.

(Ex. : quand une personne met la main dans la poche, l'aire pariétale postérieure "consulte" ses souvenirs d'expériences sensorielles et identifie les objets comme des clés ou des pièces de monnaie sans avoir à les regarder).

(iii) Aires visuelles - Aire visuelle primaire :

Elle est située à l'extrémité postérieure du lobe occipital (= au-dessus du cervelet).

Elle reçoit l'information visuelle en provenance de la rétine.

La perception des stimulus visuels est croisée : la partie droite du champ visuel est représentée dans l'aire visuelle gauche et la partie gauche du champ visuel dans l'aire visuelle droite.

8) Le système nerveux central 5

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- Aire visuelle associative : Elle entoure l'aire visuelle primaire et communique avec elle.

Son rôle est d'interpréter les stimulus visuels d'après les expériences visuelles antérieures. C'est grâce à elle que les personnes peuvent reconnaître un visage ou un objet.

Des lésions de l'aire visuelle primaire entraînent la cécité fonctionnelle (= bien que leurs rétines soient en bon état, les personnes présentant ce trouble ne voient plus). Des personnes ayant subi une lésion de l'aire visuelle associative sont capables de voir, mais elles ne comprennent pas ce qu'elles regardent et ne reconnaissent plus les visages familiers.

(iv)Aires auditives - Aire auditive primaire :

Elle est située dans la partie supérieure du lobe temporal.

Son rôle est de percevoir la hauteur (= sons aigus ou graves), l’intensité (= amplitude) et le rythme des sons captés par les récepteurs auditifs (= cochléaires) de l'oreille interne.

- Aire auditive associative Elle est située derrière l'aire auditive primaire.

Elle permet de définir la nature de l’information auditive, c.a.d. d'interpréter le stimulus sonore comme étant des paroles ou de la musique ou un coup de tonnerre ou un bruit, etc. (= les souvenirs des sons sont stockés dans l'aire auditive associative).

c) Aires associatives

D'une manière générale, une aire associative est située à proximité de l'aire primaire qui lui correspond. (Ex. : l'aire somesthésique primaire et chacune des aires sensitives primaires sont situées près des aires associatives avec lesquelles elles communiquent).

(i)Cortex préfrontal

Il est situé dans la partie antérieure (= en avant et en bas) du lobe frontal.

Ses rôles sont multiples et importants : ρ Il est relié à l'intellect, à la cognition (= capacités d'apprentissage) et à la personnalité (= Il permet la

production des idées abstraites, le jugement, le raisonnement, la persévérance, l'anticipation, l'altruisme et la conscience).

ρ Durant l'enfance, la croissance du cortex préfrontal est progressive et lente. (= Les facultés qu'il contrôle se développent très progressivement chez l'enfant, en interaction avec les rétroactivations et les rétro-inhibitions provenant du milieu social).

ρ Il intervient aussi sur l'humeur : il est relié au système limbique qui est le siège des émotions.

(ii)Aires associatives du langage

Les régions du cortex associées au langage sont situées dans les 2 hémisphères.

- Aire de Wernicke : Elle est présente dans la partie postérieure du lobe temporal d'un hémisphère (= en général le gauche).

Ses rôles sont : ρ de participer avec les aires préfrontales à la compréhension du langage écrit et parlé. ρ de permettre la prononciation de mots inconnus.

- Aires du langage affectif : Elles sont situées dans l'hémisphère opposé à l'aire motrice du langage et à l'aire de Wernicke, c.a.d. en général

dans l'hémisphère droit.

Leurs rôles sont de contrôler les aspects non verbaux et émotionnels du langage : ρ de faire que le rythme, le ton de la voix ou les gestes associés expriment les émotions pendant qu'une personne

parle. ρ de comprendre le contenu émotionnel de ce qui est entendu par les gens qui écoutent la personne.

(Ex. : une réponse amicale et douce ne véhicule pas la même signification qu'une répartie sèche).

d) Latéralisation fonctionnelle des hémisphères cérébraux

Bien que les 2 hémisphères cérébraux soient utilisés dans presque toutes les activités (= ils ont les mêmes souvenirs et sont presque identiques), il existe néanmoins une division du travail entre eux. ρ En effet, il y a une latéralisation fonctionnelle :

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Chacun est doté de facultés dont l'autre est dépourvu, et l'un ou l'autre domine dans l'accomplissement de chacune de nos tâches.

Par exemple, la dominance cérébrale est la prépondérance d'un hémisphère par rapport au langage. ρ Chez 90 % des gens, l'hémisphère gauche (= dit "dominant") est celui qui exerce le plus la maîtrise sur les

capacités du langage, les capacités mathématiques et logiques. (= il fonctionne lorsque nous écrivons une phrase, vérifions un relevé de compte et mémorisons une liste de noms). ρ L'autre hémisphère (= le droit en général) intervient dans les capacités spatio-visuelles, l'intuition, l'émotion,

l'appréciation de l'art et de la musique. Il contrôle le pôle créatif et intuitif d'un individu.

(= La plupart des gens dont l'hémisphère gauche est dominant sont droitiers). ρ Chez les 10 % restants de la population, les rôles des hémisphères sont inversés ou égaux :

o La plupart des gens dont l'hémisphère droit est dominant sont gauchers. o Les gauchers dont les fonctions corticales sont bilatérales, sont ambidextres (= se servent aussi habilement

de la main gauche que de la main droite).

2. SUBSTANCE BLANCHE CÉRÉBRALE

Elle est composée surtout de neurofibres myélinisées regroupées en faisceaux (= les gaines de myéline sont blanches).

On a 3 types de neurofibres (= axones de neurones) :

a) Neurofibres commissurales :

Elles relient les aires homologues des 2 hémisphères et permettent leur coordination. (= Ex. : relient l’aire motrice primaire de l’hémisphère gauche avec celle de l’hémisphère droit).

Elles sont regroupées en commissures. La plus grosse des commissures est le corps calleux, situé au-dessus des ventricules latéraux).

b) Neurofibres associatives

Elles forment les faisceaux d'association qui transmettent les influx nerveux à l'intérieur d'un même hémisphère. (= Ex. : relient l’aire visuelle primaire et l’aire visuelle associative d’un même hémisphère cérébral).

c) Neurofibres de projection

Elles relient le cortex cérébral au reste du système nerveux : elles forment les faisceaux de projection.

Les neurofibres de projection se croisent (= au niveau du bulbe rachidien et dans la moelle épinière) ⇒ la sensibilité est croisée, ⇒ la motricité est croisée (= décussation des pyramides au niveau du bulbe rachidien).

Neurofibres composant la substance blanche

Neurofibres composant la substance blanche

3. NOYAUX BASAUX

8) Le système nerveux central 7

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Au centre de la substance blanche cérébrale de chaque hémisphère se trouve un groupe de noyaux sous-corticaux : Les noyaux basaux ou noyaux gris centraux.

Les noyaux basaux sont constitués d'un amas de corps cellulaires de neurones (= d'où la couleur grise de ces structures).

On a principalement : ρ le noyau caudé, ρ le putamen et le globus pallidus qui constituent ensemble le noyau lenticulaire.

Le corps strié ou striatum est l'association des noyaux lenticulaire et caudé.

Les corps amygdaloïdes (= amygdales cérébrales) sont situés sur les 2 extrémités du noyau caudé.

En collaboration avec le cervelet, les principaux rôles des noyaux basaux sont : ρ contrôle de l’intensité et de l’arrêt précis des mouvements volontaires, ρ blocage des mouvements indésirables : inhibition des mouvements antagonistes ou superflus, ρ coordination des mouvements avec la posture, ρ régulation du tonus musculaire.

De plus, les amygdales cérébrales interviennent dans la mémorisation d’informations nouvelles (= cognition).

D. DIENCÉPHALE

Il est composé des 3 structures suivantes présentes sous les 2 hémisphères : ρ le thalamus, ρ l'hypothalamus, ρ l'épithalamus.

8) Le système nerveux central 8

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Thalamus hypothalamus

1. THALAMUS

Il regroupe de nombreux noyaux aux fonctions spécifiques.

La quasi-totalité des influx nerveux sensitifs (= afférents) envoyés au cortex cérébral passent par les noyaux thalamiques. ρ Le thalamus constitue ainsi la porte d'entrée du cortex cérébral. ρ Il joue donc un rôle important dans la sensibilité.

2. HYPOTHALAMUS

L'infundibulum ou tige pituitaire est une tige de tissu hypothalamique qui relie la base de l'hypothalamus à l'hypophyse. Comme le thalamus, il contient de nombreux noyaux.

Il joue un rôle essentiel dans le maintien de l'homéostasie :

a) Régulation des centres du SNA

L'hypothalamus contrôle les fonctions des centres autonomes du SNA qui sont situés dans le tronc cérébral et la moelle épinière ⇒ régulation de la pression artérielle, de la fréquence et de l'intensité des contractions cardiaques, contrôle de la motilité du tube digestif, de la fréquence et de l'amplitude respiratoire, du diamètre de la pupille, etc.

b) Régulation des réactions émotionnelles et du comportement

Il contient les noyaux associés à la perception du plaisir, de la peur, de la colère ainsi que les noyaux reliés aux rythmes et aux pulsions biologiques (ex. : la pulsion sexuelle). Il constitue le centre du système limbique (= partie émotionnelle du cerveau).

c) Régulation de la température corporelle

L'hypothalamus contient le thermostat de l'organisme et maintient une température corporelle (= du milieu interne) constante aux environs de 37 °C.

d) Régulation de l'apport alimentaire

L'hypothalamus régit l'apport alimentaire en agissant sur la sensation de faim et de satiété.

e) Régulation de l'équilibre hydrique et de la soif

Des neurones hypothalamiques sont des osmorécepteurs sensibles aux variations de la concentration de l'ion Na+ dans la sang (= natrémie).

ρ Lorsque la natrémie augmente, les osmorécepteurs stimulent les neurones hypothalamiques du centre de la soif ⇒ ingestion de liquides.

8) Le système nerveux central 9

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f) Régulation du cycle veille-sommeil

L'hypothalamus participe à la régulation du cycle veille-sommeil : ρ Son noyau supra-chiasmatique qui est l'horloge biologique de l'organisme, règle le cycle du sommeil en réponse

aux informations relatives à la clarté ou à l'obscurité (= amenées par les voies visuelles).

g) Régulation du fonctionnement endocrinien

L'hypothalamus est le centre de contrôle du système endocrinien : ρ Il régit la sécrétion des hormones par l'adénohypophyse (= lobe antérieur de l'hypophyse) en produisant des

hormones de libération (= les libérines). ρ Ses noyaux supra-optiques (= lobe postérieur) produisent l'ADH (= hormone antidiurétique). ρ Ses noyaux para-ventriculaires (= lobe postérieur) produisent l'ocytocine.

3. EPITHALAMUS

C'est la partie postérieure du diencéphale.

Il contient la glande pinéale. Celle-ci sécrète l'hormone mélatonine qui en association avec les noyaux hypothalamiques participe à la régulation du cycle veille - sommeil et de l'humeur.

E. TRONC CÉRÉBRAL

Il est composé de haut en bas : ρ du mésencéphale, ρ du pont (= protubérance annulaire), ρ du bulbe rachidien.

Les centres du tronc cérébral produisent les comportements automatiques nécessaires à la survie.

1. MÉSENCÉPHALE

On trouve plusieurs noyaux : ρ Les noyaux des nerfs crâniens : oculo-moteurs (III) et trochléaires (IV). ρ Les colliculus (= tubercules quadrijumeaux) :

o Les colliculus supérieurs commandent les réflexes visuels : Ils coordonnent les mouvements (= involontaires) de la tête et des yeux quand nous détectons le déplacement inattendu d'un objet. o Les colliculus inférieurs :

Relient les récepteurs auditifs de l'oreille et l'aire auditive du cortex. Contrôlent les réponses réflexes au son (= déplacement involontaire de la tête en direction d'un bruit inattendu). ρ La substantia nigra (= substance noire) riche en mélanine dont les neurones libèrent surtout de la dopamine. Elle est reliée aux noyaux basaux des hémisphères cérébraux. (= La maladie de Parkinson est provoquée par la dégénérescence des neurones de la substance noire

les noyaux basaux normalement approvisionnés en dopamine et qui ne le sont plus deviennent hyperactifs).

2. PONT (= PROTUBERANCE ANNULAIRE) Contient les noyaux des nerfs crâniens :

o nerfs trijumeaux (V), o nerfs abducens (VI), o nerfs faciaux (VII).

3. BULBE RACHIDIEN

C'est la partie inférieure du tronc cérébral. Il est relié à la moelle épinière. Les pyramides du bulbe rachidien sont formées par les tractus cortico-spinaux descendants (= moteurs) et

constituent sa face ventrale. ρ Les tractus sont composés d'axones dont la destination et la fonction sont identiques. ρ Les tractus cortico-spinaux relient le cortex (= aires motrices) à la moelle épinière et appartiennent à la voie

motrice efférente : Les influx nerveux sont acheminés des aires motrices corticales vers la moelle épinière.

permettent ainsi la contraction des muscles squelettiques des membres supérieurs et inférieurs et le contrôle des mouvements volontaires.

8) Le système nerveux central 10

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ρ À la jonction du bulbe rachidien et de la moelle épinière, ces neurofibres (= axones) croisent la ligne médiane (= décussation des pyramides) avant d'entrer dans la moelle épinière ⇒ conséquence de ce croisement :

chaque hémisphère régit ainsi les mouvements volontaires des muscles du côté opposé du corps.

Contient les noyaux des nerfs crâniens : o nerfs hypoglosses (XII), o nerfs glosso-pharyngiens (IX), o nerfs vagues (X), o nerfs accessoires (XI) en partie.

Rôle principal du bulbe rachidien : En interaction avec l'hypothalamus, il participe au maintien de l'homéostasie. Il regroupe les centres réflexes autonomes suivants :

a) Centre cardiovasculaire Il comprend : ρ Le centre cardiaque qui adapte la force et la fréquence des contractions cardiaques aux besoins de l'organisme. ρ Le centre vasomoteur qui contrôle la pression artérielle (= action sur les muscles lisses des parois des vaisseaux

sanguins => modification du diamètre des vaisseaux) : o la vasoconstriction fait augmenter la pression artérielle, o la vasodilatation la fait diminuer.

b) Centres respiratoires Ils contrôlent le rythme et l'amplitude de la respiration. De plus, ils maintiennent le rythme respiratoire (= intervention également des centres du pont).

c) Autres centres Ces centres contrôlent le vomissement, le hoquet, la déglutition, la salivation, la toux et l'éternuement.

F. CERVELET

Il est situé à l'arrière du pont et du bulbe rachidien. Il est séparé des lobes occipitaux des hémisphères cérébraux par la fissure transverse du cerveau.

1. ANATOMIE DU CERVELET

Il est composé de 2 hémisphères latéraux et symétriques qui sont réunis au niveau du vermis.

Comme le cerveau, chaque hémisphère du cervelet (= cérébelleux) présente : ρ un cortex de substance grise, ρ une substance blanche sous-corticale, ρ des masses jumelles de substances grises formant les noyaux du cervelet.

Cervelet : face postérieure

Cervelet : coupe frontale

2. FONCTIONNEMENT DU CERVELET

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Il synchronise les contractions des muscles squelettiques de manière à produire des mouvements coordonnés, comme ceux qui sont accomplis pour conduire une voiture, dactylographier un texte et jouer d'un instrument de musique.

En collaboration avec les noyaux gris centraux, les principaux rôles du cervelet sont : ρ contrôle de l’intensité et de l’arrêt précis des mouvements volontaires, ρ blocage des mouvements indésirables : inhibition des mouvements antagonistes ou superflus, ρ coordination des mouvements avec la posture, ρ régulation du tonus musculaire.

(Analogie : le cervelet se comporte comme un pilote automatique qui compare les réglages des instruments de l'avion au trajet réel : en permanence, le cervelet compare les intentions du cerveau aux mouvements exécutés par le corps et émet les messages visant à effectuer les corrections nécessaires. Il permet ainsi d'exécuter des mouvements volontaires qui sont harmonieux et précis).

G. SYSTÈMES DE L'ENCÉPHALE

Ce sont des réseaux de neurones et de noyaux qui participent à la même tâche alors qu'ils sont présents dans plusieurs parties de l'encéphale. On trouve 2 systèmes dans l'encéphale :

1. SYSTÈME LIMBIQUE Il est situé sur la face médiane des hémisphères cérébraux et dans le diencéphale.

Il encercle le sommet du tronc cérébral. Système limbique

Rôles du système limbique : ρ C'est le cerveau émotionnel ou affectif. ρ Il intervient aussi dans la mémorisation d'informations. (= L'hippocampe et le corps amygdaloïde participent à la conversion de données nouvelles en souvenirs durables).

2. FORMATION RÉTICULAIRE (= FORMATION RETICULEE)

Elle s'étend à travers le bulbe rachidien, le pont et le mésencéphale.

Rôles de la formation réticulaire :

8) Le système nerveux central 12

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ρ Elle assure la vigilance du cortex cérébral et filtre les stimulus répétitifs (= système réticulaire activateur ascendant) :

o Certains neurones réticulaires envoient de manière continue des influx nerveux au cortex cérébral maintien du cortex cérébral en état de veille (Le système réticulaire ascendant est inactif durant le

sommeil profond, l’anesthésie générale ou le coma dû à une lésion de cette région). o Le système réticulaire amortit les signaux répétitifs, familiers ou faibles, mais il laisse parvenir à la

conscience les influx inhabituels, importants ou intenses. (Ex. : on n'est pas vraiment dérangé par le ronronnement du réfrigérateur, mais quand celui-ci cesse, on le remarque).

Le système réticulaire activateur ascendant et le cortex cérébral négligent environ 99 % des stimulus sensoriels enregistrés par les récepteurs.

ρ Elle participe à la régulation de l'activité des muscles squelettiques (= partie inférieure de la formation réticulée) : certains noyaux moteurs contribuent à régir les muscles squelettiques des membres.

(En cas de lésions de cette région de la formation réticulée ⇒ Locked-In-Syndrome).

H. PROTECTION DE L'ENCÉPHALE Il est protégé par : ρ le crâne, ρ les méninges qui sont des membranes, ρ le LCR (= liquide céphalo-rachidien ou cérébro-spinal), ρ la barrière hémato-encéphalique qui le protège des substances nuisibles présentes dans le sang.

1. MÉNINGES

Ce sont 3 membranes de tissu conjonctif qui se nomment de l'extérieur vers l'intérieur : ρ la dure-mère, ρ l'arachnoïde, ρ la pie-mère.

Elles recouvrent et protègent le SNC : l'encéphale et la moelle épinière.

a) Dure-mère

C'est la plus résistante des méninges.

Au niveau de l'encéphale, elle est constituée de 2 feuillets : ρ Le feuillet externe est attaché à la surface interne de la boîte crânienne. ρ Le feuillet interne constitue donc l'enveloppe la plus externe de l'encéphale.

b) Arachnoïde Elle est séparée de la dure-mère par une cavité séreuse étroite : l'espace sous-dural.

Elle est séparée de la pie-mère (= méninge la plus profonde) par la cavité sous-arachnoïdienne ou espace sous-arachnoïdien. La cavité sous-arachnoïdienne est remplie de LCR et elle contient de gros vaisseaux sanguins qui desservent l'encéphale.

c) Pie-mère Elle adhère fermement à l'encéphale. Des gaines de pie-mère enveloppent de petites artères qui pénètrent dans l'encéphale.

8) Le système nerveux central 13

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2. LIQUIDE CÉPHALO-RACHIDIEN (LCR)

On le trouve à l'intérieur et autour de l'encéphale et de la moelle épinière.

Rôles : ρ Protection de l'encéphale et de la moelle épinière contre les traumatismes. ρ Contribue avec les vaisseaux sanguins à nourrir l'encéphale. ρ Sert de soutien à l’encéphale : empêche que celui-ci s’affaisse sur lui-même.

C'est un filtrat de plasma sanguin.

Le LCR est fabriqué par les plexus choroïdes qui sont présents dans chaque ventricule cérébral : ρ Ce sont des amas de capillaires sanguins entourés par une couche d'épendymocytes (= tapissent aussi les

ventricules). ρ Une partie du plasma sanguin filtre depuis l'intérieur des capillaires vers les ventricules en traversant les

épendymocytes : Ceux-ci sont dotés de pompes ioniques qui leur permettent de modifier le filtrat en transportant activement certains ions au travers de leur membrane, jusque dans le LCR : Le LCR est donc une véritable sécrétion des plexus choroïdes (= Chez l'adulte, le volume total du LCR est d'environ 150 ml. Il est remplacé toutes les 3 ou 4 h => formation quotidienne de 900 à 1200 ml de LCR).

Une fois produit, le LCR circule librement dans les ventricules : ρ une certaine quantité passe des ventricules dans le canal central de la moelle épinière, ρ la majeure partie pénètre dans la cavité sous-arachnoïdienne.

Ce sont les sinus de la dure-mère qui assurent le drainage du LCR vers le sang et permettent ainsi d'en maintenir le volume constant.

Circulation du liquide céphalo-rachidien

Barrière hémato-encéphalique

3. BARRIÈRE HÉMATO-ENCÉPHALIQUE

Le sang qui circule dans les capillaires de l'encéphale est séparé de l'espace interstitiel et des neurones par : ρ L'endothélium de la paroi des capillaires, ρ Les astrocytes (= type de gliocyte) fixés aux capillaires.

La barrière hémato-encéphalique est basée principalement sur l'imperméabilité relative de l'endothélium de la paroi des capillaires.

La barrière hémato-encéphalique est sélective : ρ Des nutriments comme le glucose, les acides aminés essentiels et certains ions la franchissent passivement

par diffusion facilitée. ρ Les déchets du métabolisme transportés par le sang (= urée, créatinine), la plupart des médicaments, les

protéines et certaines toxines ne peuvent diffuser du sang vers le tissu cérébral.

8) Le système nerveux central 14

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ρ Les acides aminés non essentiels et les ions K+ ne peuvent pénétrer dans l'encéphale (= ils en sont même retirés activement par l'endothélium des capillaires).

ρ L'O2 et le CO2 diffusent facilement à travers l'endothélium des capillaires sanguins. (= permet l'apport d'O2 aux neurones et l'élimination du CO2 de l'encéphale). ρ L'alcool, la nicotine, les drogues et les anesthésiques circulant dans le sang peuvent passer facilement la

barrière hémato-encéphalique.

II. MOELLE ÉPINIÈRE

A. ANATOMIE MACROSCOPIQUE ET PROTECTION DE LA MOELLE ÉPINIÈRE

Moelle épinière

Anatomie de la moelle épinière

Elle est présente dans la colonne vertébrale et s'étend de l'extrémité inférieure du bulbe rachidien jusqu'à la 1ère ou la

2ème vertèbre lombale (= L1 ou L2).

Elle est protégée (= comme l'encéphale) par : ρ des os (= les vertèbres), ρ les méninges, ρ le LCR.

Comme l'encéphale, elle est enveloppée par les 3 méninges : ρ le feuillet interne de la dure-mère ou dure-mère spinale (= méninge externe non fixée aux parois du rachis), ρ l'arachnoïde (= méninge intermédiaire), ρ la pie-mère (= méninge interne).

8) Le système nerveux central 15

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À son niveau, on trouve aussi des cavités : ρ La cavité épidurale, située entre les vertèbres et la dure-mère spinale : elle contient des lipides et est parcourue

d'un réseau de veines. ρ La cavité sous-durale, située entre la dure-mère spinale et l'arachnoïde : elle contient un liquide séreux. ρ La cavité sous-arachnoïdienne, située entre l'arachnoïde et la pie-mère : elle est remplie de LCR. ρ Le canal central de la moelle épinière : il contient aussi du LCR.

31 paires de nerfs rachidiens (= nerfs spinaux) naissent dans la moelle épinière et à partir de 2 racines (= ventrale et dorsale) émergent de la colonne vertébrale (= par les foramens intervertébraux de la colonne vertébrale) pour rejoindre les parties du corps qu'elles desservent. ρ La moelle épinière est segmentée : chaque segment médullaire est rattaché à une paire de nerfs rachidiens.

Dans sa partie inférieure, la moelle épinière se termine par le cône médullaire : ρ L'ensemble des racines situées à l'extrémité inférieure du canal vertébral, en dessous du cône médullaire est

appelé queue de cheval. (= A ce niveau, les racines des nerfs spinaux lombaux et sacraux s'infléchissent et parcourent une certaine distance dans le canal vertébral avant d'en sortir par l'intermédiaire de leur foramen intervertébral. La ponction lombaire ou prélèvement de LCR se fait dans la cavité sous-arachnoïdienne de la région lombaire à partir de L3 car on ne peut alors atteindre la moelle épinière à ce niveau : en effet, celle-ci ne dépasse pas la région L1 ou L2).

B. ANATOMIE DE LA MOELLE ÉPINIÈRE EN COUPE TRANSVERSALE

La substance grise est enveloppée par la substance blanche.

1. SUBSTANCE GRISE ET RACINES DES NERFS SPINAUX

En coupe transversale, elle a une forme de papillon. On distingue : ρ 2 projections postérieures (= à l'arrière) : les cornes dorsales ou postérieures. ρ 2 projections antérieures (= à l'avant) : les cornes ventrales ou antérieures. ρ 2 projections sur les côtés : les cornes latérales dans les segments thoraciques et lombaux supérieurs de la

moelle épinière.

La substance grise de la moelle épinière peut être subdivisée selon le rôle joué par ses neurones dans l'innervation des régions somatiques et viscérales de l'organisme : ρ la zone sensitive somatique : SS, ρ la zone sensitive viscérale (= autonome) : SV, ρ la zone motrice viscérale : MV, ρ la zone motrice somatique : MS.

Organisation de la substance grise de la moelle épinière

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2. SUBSTANCE BLANCHE

Elle est constituée surtout d'axones myélinisés nombreux (= qui donnent la couleur blanche à cette région de la moelle épinière).

En coupe transversale, on distingue : ρ le cordon dorsal, ρ le cordon latéral, ρ le cordon ventral, dans la substance blanche, de part et d'autre de la moelle épinière.

Chaque cordon contient quelques faisceaux et tractus. ρ Chacun de ceux-ci est composé d'axones (= neurofibres) ayant la même destination et une fonction identique. ρ En général, les noms des faisceaux et tractus indiquent leur origine et leur destination.

Les faisceaux et tractus de la moelle épinière appartiennent à des voies multineuronales qui relient, dans les 2 sens, l'encéphale à la périphérie du corps (= récepteurs et muscles). Les voies ascendantes et descendantes présentent les caractéristiques générales suivantes : ρ Les neurofibres de la plupart des voies passent d'un côté du SNC à l'autre (= croisent la ligne médiane) en un

point spécifique de leur trajectoire (= décussation). ρ La relation entre la périphérie et l'encéphale se fait généralement par 2 ou 3 neurones qui établissent des

jonctions synaptiques. ρ Tous les faisceaux et tractus vont par paires :

o Un membre de la paire se trouve dans un cordon situé du côté gauche de la moelle épinière. o L'autre membre se trouve dans un cordon situé du côté droit de la moelle épinière.

a) Faisceaux et tractus ascendants (sensitifs)

Les faisceaux et tractus ascendants transportent les influx sensitifs vers l'encéphale au moyen de 3 neurones consécutifs unis par des synapses : ρ neurone de 1er ordre, ρ neurone de 2ème ordre, ρ neurone de 3ème ordre. (= les influx sensitifs proviennent de la stimulation :

- des récepteurs cutanés du toucher, de la pression, de la température et de la douleur, - des propriocepteurs mesurant le degré d'étirement des muscles, des tendons et des articulations).

L'ensemble des informations sensitives chemine dans 6 paires de faisceaux ou de tractus répartis également entre le côté gauche et le côté droit de la moelle épinière : ρ 4 de ces tractus et faisceaux sensitifs transmettent les influx aux aires somesthésiques du cortex cérébral : Les stimulus y sont traités de manière consciente (= les sensations produites sont conscientes et plus ou moins faciles à localiser avec précision sur la surface du corps).

o le faisceau cunéiforme, o le faisceau gracile, o le tractus spino-thalamique latéral, o le tractus spino-thalamique ventral.

Les axones de ces 4 faisceaux et tractus croisent la ligne médiane avant d'arriver au cortex (= au niveau du bulbe rachidien pour les 2 faisceaux et de la moelle épinière pour les 2 tractus). ρ 2 tractus sensitifs transmettent les influx provenant des propriocepteurs (= étirement des muscles et des tendons)

au cervelet, qui les interprète de manière à coordonner l'activité des muscles squelettiques : Les stimulus y sont traités de manière inconsciente (= ces tractus n'atteignent pas l'aire somesthésique et ne contribuent donc pas aux sensations conscientes).

o Le tractus spino-cérébelleux ventral, o Le tractus spino-cérébelleux dorsal.

b) Tractus descendants (moteurs) 2 groupes de tractus moteurs transportent les influx efférents moteurs des aires motrices du cerveau à la moelle

épinière : ρ les tractus de la voie motrice principale, ρ les tractus de la voie motrice secondaire.

Les voies motrices sont composées de 2 neurones : ρ Le neurone moteur supérieur.

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ρ Le neurone moteur inférieur.

Les tractus de la voie motrice principale (= faisceaux pyramidaux) acheminent les commandes motrices permettant la contraction des muscles squelettiques et la régulation des mouvements volontaires :

ρ Ce sont les tractus corticaux-spinaux. ρ Ils conduisent les influx nerveux vers les muscles squelettiques des membres inférieurs et supérieurs.

Les tractus de la voie motrice secondaire (= faisceaux extrapyramidaux) acheminent les influx nerveux vers les muscles squelettiques à partir de plusieurs noyaux moteurs du tronc cérébral.

ρ Principaux rôles des tractus descendants de la voie motrice secondaire : o Contrôlent la contraction semi-volontaire ou réflexe des muscles de la tête et du tronc qui permet le

maintien de l'équilibre et de la posture. o Contrôlent les mouvements de la tête, du cou et des yeux permettant de suivre les objets placés dans le

champ visuel (= réflexes visuels nécessaires à la survie).

EXEMPLES DE VOIES SENSITIVES ASCENDANTES : Cordons antérolatéraux Cordons postérieurs ou dorsaux

EXEMPLE DE VOIE MOTRICE DESCENDANTE : tractus cortico-spinal

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