Fiche de révision : Cerveau et mouvements volontaires

📋 Plan du Cours

1. Cellules du cerveau
2. Aires corticales motrices
3. Voie motrice et commande controlatérale
4. Intégration des messages nerveux
5. Connectome et neurotransmetteurs
6. Fragilité et neurodégénérescence
7. Pistes thérapeutiques de Parkinson
8. Plasticité cérébrale et apprentissage

📖 1. Cellules du cerveau

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurones : Cellules qui assurent le traitement et la transmission des messages nerveux.

★ À maîtriser

• Le cerveau comprend deux hémisphères et, en coupe, une substance grise périphérique formant le cortex et des centres profonds, ainsi qu’une substance blanche.

• Les astrocytes soutiennent, protègent et nourrissent les neurones, contribuent à leur métabolisme énergétique et peuvent réguler la transmission synaptique.

• Les oligodendrocytes ont un rôle métabolique dans la substance grise et produisent la gaine de myéline dans la substance blanche, ce qui peut accélérer jusqu’à 100 fois la conduction nerveuse.

Compléments

• Le système nerveux central comprend l’encéphale et la moelle épinière, tandis que les nerfs spinaux appartiennent au système nerveux périphérique.

• Le nombre de neurones du cerveau est estimé entre 86 et 100 milliards.

• Les cellules de la microglie participent à la défense immunitaire du cerveau par phagocytose et peuvent libérer des médiateurs chimiques ou présenter des antigènes.

💡 Astuce mémo

Les neurones transmettent ; les glies soutiennent et protègent.

📖 2. Aires corticales motrices

🔑 Notions clés & Définitions

• Carte motrice : La carte motrice de M1 associe chaque région du corps à une surface corticale dont les neurones commandent les muscles permettant les mouvements de cette région.

★ À maîtriser

• L’aire motrice primaire M1, située dans la région la plus postérieure du lobe frontal, élabore la commande volontaire des muscles et contient les corps cellulaires de neurones pyramidaux.

• L’aire prémotrice M2 et l’aire motrice supplémentaire, situées plus en avant dans le cortex frontal, participent à la préparation du mouvement en fonction de stimuli internes et externes.

Compléments

• Le cortex pariétal participe notamment à l’élaboration des intentions de mouvement.

• L’homunculus moteur de Penfield représente le corps avec des parties dont la taille est proportionnelle à leur surface de projection corticale.

💡 Astuce mémo

Intention pariétale → préparation frontale → réalisation par M1.

📖 3. Voie motrice et commande controlatérale

🔑 Notions clés & Définitions

• Décussation : Croisement des voies motrices dans le bulbe rachidien, entraînant une commande controlatérale du corps par les hémisphères.

★ À maîtriser

• 🔄 Le trajet des messages moteurs suit ces étapes :
  1. Les messages partent du cortex moteur dans des faisceaux d’axones.
  2. Ils descendent par le bulbe rachidien.
  3. Ils poursuivent leur trajet dans la moelle épinière.
  4. Ils atteignent les motoneurones.

Compléments

• Une lésion médullaire peut provoquer une paralysie en interrompant le trajet des messages moteurs vers les motoneurones.

• Un motoneurone peut commander simultanément plusieurs fibres musculaires, mais chaque fibre musculaire ne reçoit le message que d’un seul motoneurone.

💡 Astuce mémo

Cortex → bulbe croisé → moelle → motoneurone.

📖 4. Intégration des messages nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommation spatiale : Intégration, à un instant donné, des informations reçues de nombreux neurones présynaptiques par un neurone postsynaptique.
• Sommation temporelle : Intégration de messages successifs provenant d’un même neurone présynaptique lorsqu’ils sont suffisamment rapprochés dans le temps.

★ À maîtriser

• Les synapses excitatrices produisent des PPSE et les synapses inhibitrices des PPSI, que le neurone postsynaptique intègre par sommation algébrique.

• Si la sommation des messages produit une excitation suffisante pour franchir le seuil de dépolarisation, le motoneurone émet un train de potentiels d’action dans son axone, ce qui peut déclencher la contraction musculaire.

Compléments

• Le motoneurone reçoit notamment des informations de neurones sensitifs du fuseau neuromusculaire et de neurones provenant du cortex moteur.

💡 Astuce mémo

La sommation spatiale combine plusieurs neurones ; la temporelle combine leurs messages rapprochés.

📖 5. Connectome et neurotransmetteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Connectome : Ensemble des connexions neuronales du cerveau.

★ À maîtriser

• Les aires cérébrales sont spécialisées dans des fonctions précises et communiquent par des réseaux de neurones pour traiter les informations et réaliser des actions complexes.

• Les neurotransmetteurs cités et leurs effets sont :

  • L’acétylcholine augmente la fréquence des potentiels d’action.
  • Le glutamate augmente la fréquence des potentiels d’action.
  • La dopamine augmente la fréquence des potentiels d’action.
  • Le GABA diminue la fréquence des potentiels d’action.

Compléments

• Les neurotransmetteurs agissent en se fixant sur des récepteurs spécifiques constitués de protéines jouant le rôle de canaux ioniques pour des anions ou des cations.

💡 Astuce mémo

L’excitation augmente la fréquence des PA ; l’inhibition la diminue.

📖 6. Fragilité et neurodégénérescence

★ À maîtriser

• Des cellules souches découvertes dans le cerveau adulte peuvent se différencier en nouveaux neurones, qui peuvent migrer, établir des contacts synaptiques et s’intégrer à un réseau existant.

• Le nombre de neurones ne diminue pas significativement lors du vieillissement normal, contrairement aux dégénérescences massives associées notamment aux maladies d’Alzheimer et de Parkinson.

• Les maladies neurodégénératives détériorent le fonctionnement des cellules nerveuses et peuvent entraîner leur mort ainsi qu’une aggravation progressive des capacités motrices ou cognitives.

Compléments

• Une atteinte de la gaine de myéline, comme dans la sclérose en plaques, perturbe la transmission des messages nerveux et peut provoquer différents troubles.

• Le système nerveux central peut être la cible d’infections virales ou bactériennes.

💡 Astuce mémo

Dégénérescence massive → perte neuronale et troubles progressifs.

📖 7. Pistes thérapeutiques de Parkinson

★ À maîtriser

• La neuro-rééducation par activité physique améliore les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson et pourrait protéger les neurones contre la dégénérescence.

Compléments

• Les recherches sur l’animal suggèrent que certains exercices intenses pourraient stimuler la régénération neuronale, mais un bénéfice de neuroprotection semblerait nécessiter 3 à 4 heures d’exercice intense par jour.

• Des substances neuroprotectrices sont étudiées, mais leur administration pose la difficulté de cibler spécifiquement le cerveau et les neurones ; une injection directe dans le cerveau est envisagée.

• La thérapie génique étudiée vise à introduire dans les cellules cérébrales les gènes permettant la synthèse de dopamine, tandis que les doses, les fréquences d’injection et les patients les plus susceptibles d’en bénéficier restent à évaluer.

📖 8. Plasticité cérébrale et apprentissage

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité cérébrale : Capacité du cerveau à modifier ses réseaux de neurones.

★ À maîtriser

• Les apprentissages moteurs peuvent modifier durablement les cartes du cortex moteur lorsqu’ils sont répétés régulièrement sur une longue durée.

• Après un AVC touchant les aires motrices, la récupération progressive peut s’accompagner du retour de fonctions dans les zones endommagées et du recrutement de zones voisines.

• La stimulation, l’entraînement et les lésions sont présentés comme des causes de la plasticité motrice, laquelle entraîne une réorganisation du cortex moteur et contribue à l’apprentissage ou à la récupération motrice.

Compléments

• Après une greffe de la main, les cartes motrices peuvent se modifier afin de compenser les pertes.

• Selon le document attribué à C. Vidal, la perte de neurones liée à l’âge est mineure, de l’ordre de 10 %, tandis que la connectivité du réseau diminue.

💡 Astuce mémo

Entraînement répété → réorganisation corticale → apprentissage moteur.