Fiche de révision : Réflexes et commande cérébrale

📋 Plan du Cours

1. Muscles antagonistes et réflexe myotatique
2. Organisation générale du système nerveux
3. Arc réflexe à l’échelle des organes
4. Neurones et arc réflexe cellulaire
5. Exploration du cerveau et AVC
6. Organisation cérébrale de la commande motrice
7. Voies motrices du cortex au muscle
8. Activation et inhibition du motoneurone
9. Intégration des messages nerveux
10. Centre et mesure du réflexe achilléen
11. AVC et récupération motrice

📖 1. Muscles antagonistes et réflexe myotatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : Contraction rapide, involontaire et stéréotypée d’un muscle déclenchée par son propre étirement.

★ À maîtriser

📌 Un mouvement réflexe ou volontaire mobilise deux muscles antagonistes : lorsque l’un se contracte, l’autre s’étire.

• Le réflexe myotatique rotulien est déclenché en frappant le tendon sous la rotule et provoque l’extension de la jambe sans décision consciente du patient.

Compléments

• Un tendon relie un muscle à l’os qu’il met en mouvement, et cet os pivote au niveau d’une articulation.

• Lors du réflexe rotulien, le choc étire le quadriceps, puis le réflexe contracte le quadriceps et inhibe le biceps crural, qui s’étire lors du mouvement, ce qui projette la jambe vers l’avant.

• Les réflexes myotatiques contribuent au tonus musculaire permanent nécessaire au maintien de la posture et de l’équilibre.

💡 Astuce mémo

Quadriceps contracté, biceps étiré : deux rôles opposés.

📖 2. Organisation générale du système nerveux

★ À maîtriser

• Dans un mouvement volontaire, un organe sensoriel transmet un message nerveux sensoriel à un centre nerveux, qui élabore un message nerveux moteur transmis par un nerf moteur à l’organe moteur.

📌 Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière, qui traitent les messages sensoriels et élaborent des messages moteurs, tandis que le système nerveux périphérique comprend les nerfs qui véhiculent ces messages.

Compléments

• Lors d’un mouvement de tennis, l’œil repère la balle et transmet l’information au cerveau par le nerf optique, puis un message moteur est envoyé aux muscles du bras pour renvoyer la balle.

📌 Un nerf sensoriel conduit les messages vers un centre nerveux, un nerf moteur les conduit du centre vers un organe moteur, et un nerf mixte contient des fibres sensorielles et motrices.

💡 Astuce mémo

Récepteur → centre nerveux → organe moteur.

📖 3. Arc réflexe à l’échelle des organes

🔑 Notions clés & Définitions

• Arc réflexe : Organisation structurale et fonctionnelle des organes impliqués dans un mouvement réflexe.

📝 Points essentiels

• Dans le réflexe myotatique, le muscle est à la fois l’organe sensoriel lorsqu’il s’étire et l’organe moteur lorsqu’il se contracte.

• Dans le réflexe myotatique, la moelle épinière est le centre nerveux et les nerfs rachidiens mixtes relient les muscles à la moelle.

📌 À la sortie de la moelle épinière, le message sensoriel rejoint la moelle par la racine dorsale, tandis que le message moteur la quitte par la racine ventrale.

💡 Astuce mémo

Racine dorsale : arrivée sensorielle ; racine ventrale : départ moteur.

📖 4. Neurones et arc réflexe cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurone : Cellule nerveuse spécialisée, organisée en réseau et capable de communiquer avec d’autres cellules.

★ À maîtriser

📌 Le neurone comprend un corps cellulaire contenant le noyau, des dendrites qui conduisent le message vers le corps cellulaire et un axone qui le conduit depuis celui-ci.

• Dans l’arc réflexe myotatique, chaque cellule musculaire fait intervenir un neurone sensoriel et un neurone moteur, aussi appelé motoneurone.

• 🔄 Le message sensoriel rejoint la moelle épinière :

  1. Le fuseau neuromusculaire, situé à l’extrémité de la dendrite, détecte l’étirement de la cellule musculaire.
  2. Le message se propage le long de la dendrite puis de l’axone.
  3. Le message atteint l’extrémité de l’axone dans la substance grise de la moelle épinière.

• Dans le motoneurone, le message sensoriel atteint le corps cellulaire situé dans la substance grise, qui élabore si les conditions requises un message moteur transmis par l’axone jusqu’au muscle via la racine ventrale et le nerf rachidien.

Compléments

• À l’extrémité de l’axone, l’arborisation terminale comporte de nombreuses synapses qui transmettent le message à la dendrite d’un autre neurone ou à une cellule musculaire.

• Le corps cellulaire du neurone sensoriel en T se trouve dans le ganglion rachidien, sa dendrite rejoint le muscle et son axone rejoint la substance grise par la racine dorsale.

• À l’extrémité de l’axone du motoneurone, le message moteur atteint les synapses neuromusculaires de la plaque motrice, puis se propage dans la cellule musculaire et commande sa contraction.

• Le nerf rachidien mixte contient les dendrites des neurones sensoriels et les axones des motoneurones, et une gaine de myéline entoure chaque fibre nerveuse observée.

📌 Les fibres nerveuses myélinisées orientées verticalement dans la substance blanche relient la moelle épinière au cerveau et participent aux mouvements volontaires, non aux mouvements réflexes.

📖 5. Exploration du cerveau et AVC

🔑 Notions clés & Définitions

• AVC : Accident vasculaire cérébral qui survient lorsqu’une région du cerveau n’est plus irriguée, à la suite d’une hémorragie crânienne ou de l’obstruction d’un vaisseau appelée ischémie.
• IRM : Technique d’imagerie par résonance magnétique permettant d’explorer le cortex cérébral.
• Hémiplégie : Paralysie de la partie du corps opposée à l’hémisphère cérébral lésé.

★ À maîtriser

📌 Les IRMa fournissent des images anatomiques précises à l’échelle du millimètre, en 2D ou en 3D, tandis que les IRMf mettent en évidence les zones cérébrales activées lors d’une tâche déterminée.

📌 Une lésion d’un hémisphère cérébral peut perturber la motricité du côté opposé du corps, car chaque hémisphère contrôle les mouvements volontaires du côté opposé.

Compléments

• Les vues d’IRM comprennent :

  • les vues coronales ou frontales
  • les vues axiales ou transversales
  • les vues sagittales ou longitudinales

• Les AVC dus à l’ischémie représentent 75 à 80 % des AVC.

• L’atteinte cérébrale provoquée par un AVC peut entraîner des troubles du langage, de la vue ou de la motricité.

• Une lésion haute de la moelle épinière au niveau des vertèbres cervicales peut entraîner une paralysie volontaire totale des membres appelée tétraplégie.

• Les messages nerveux des mouvements volontaires quittent le cerveau et transitent par la moelle épinière avant d’atteindre les muscles.

💡 Astuce mémo

Hémisphère droit : commande gauche ; hémisphère gauche : commande droite.

📖 6. Organisation cérébrale de la commande motrice

🔑 Notions clés & Définitions

• Aire motrice : Zone précise du cortex frontal impliquée dans la commande volontaire d’une région du corps.

★ À maîtriser

• Chaque hémisphère comprend quatre zones :

  • frontale
  • pariétale
  • temporale
  • occipitale

• Le cortex pariétal gauche commande la partie droite du corps, tandis que le cortex pariétal droit commande la partie gauche.

Compléments

• Le cerveau comprend : une partie interne appelée cerveau profond, un cortex externe, un cervelet situé à l’arrière, un tronc cérébral reliant le cerveau à la moelle épinière

• La surface d’une aire motrice est proportionnelle à la précision et à la variété des mouvements que la région du corps correspondante peut effectuer.

• Chaque aire motrice comprend un réseau de neurones corticaux associé à des cellules gliales, et les neurones corticaux du cortex frontal élaborent un message nerveux moteur volontaire.

• Les cellules gliales alimentent les neurones en glucose et en dioxygène puisés dans le sang.

• Les cellules gliales élaborent une gaine de myéline autour de l’axone, ce qui favorise la propagation du potentiel d’action.

• Les cellules gliales synthétisent le liquide cérébrospinal dans lequel baignent les neurones.

• Les cellules gliales défendent les neurones contre les agents pathogènes grâce à leur capacité de phagocytose.

📖 7. Voies motrices du cortex au muscle

★ À maîtriser

• La voie motrice volontaire relie les neurones pyramidaux des aires motrices au neurone moteur par une synapse dans la moelle épinière, puis le neurone moteur se connecte à une cellule musculaire.

• Les axones des neurones pyramidaux se croisent dans le bulbe rachidien, ce qui explique que chaque cortex commande le côté opposé du corps.

• Un neurone moteur véhicule à la fois des messages nerveux réflexes et volontaires.

Compléments

• Une hémiplégie est une paralysie d’un côté du corps et résulte le plus souvent d’un AVC du cortex moteur opposé au côté paralysé.

💡 Astuce mémo

Cortex → moelle épinière → motoneurone → muscle

📖 8. Activation et inhibition du motoneurone

★ À maîtriser

• Un neurone sensoriel issu du muscle ou un neurone pyramidal issu du cortex peut activer un motoneurone par une synapse neuro-neuronale excitatrice utilisant le glutamate.

• Un interneurone inhibiteur inactive le motoneurone par une synapse neuro-neuronale inhibitrice utilisant le GABA.

📌 Une synapse excitatrice stimule le motoneurone et utilise le glutamate, tandis qu’une synapse inhibitrice l’inhibe et utilise le GABA ou la glycine.

• Un potentiel post-synaptique excitateur dépolarise la membrane et augmente le potentiel de membrane au-dessus de −70 mV, ce qui peut rapprocher celle-ci du seuil de déclenchement.

• Le seuil de création d’un train de potentiels d’action au niveau du motoneurone est de −40 mV.

Compléments

• L’interneurone inhibiteur reçoit lui-même une connexion excitatrice à glutamate d’un neurone sensoriel ou pyramidal.

• Les interneurones inhibiteurs peuvent bloquer la contraction du muscle antagoniste lors d’un mouvement réflexe ou volontaire.

• Les potentiels post-synaptiques générés par les synapses arrivent au corps cellulaire du motoneurone par ses dendrites.

• Un potentiel post-synaptique inhibiteur hyperpolarise la membrane et diminue le potentiel de membrane en dessous de −70 mV, l’éloignant du seuil de déclenchement.

💡 Astuce mémo

Acétylcholine stimule ; GABA freine

📖 9. Intégration des messages nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Sommation temporelle : L’addition par le corps cellulaire du motoneurone des potentiels post-synaptiques issus d’une même synapse.
• Sommation spatiale : L’addition simultanée par le corps cellulaire du motoneurone des potentiels post-synaptiques provenant de plusieurs synapses.

★ À maîtriser

• Le corps cellulaire du motoneurone intègre les messages par sommation temporelle à chaque synapse et sommation spatiale entre les synapses ; si le potentiel atteint −40 mV, un train de potentiels d’action codé en fréquence se propage le long de l’axone jusqu’aux synapses neuro-musculaires.

• Le motoneurone intègre simultanément les messages nerveux réflexes et volontaires et se trouve ainsi au carrefour de la commande musculaire réflexe et volontaire.

Compléments

• Dans l’illustration de sommation spatiale, les synapses A, B et C sont excitatrices car elles produisent des dépolarisations, tandis que D est inhibitrice car elle produit une hyperpolarisation.

• Dans les exemples de sommation, un potentiel de membrane de −40 mV atteint le seuil et déclenche un train de potentiels d’action, alors que −50 mV ne l’atteint pas.

📖 10. Centre et mesure du réflexe achilléen

★ À maîtriser

• Dans l’exemple du réflexe achilléen, la distance entre le muscle du mollet et le centre nerveux est inférieure à la distance entre le mollet et la nuque, ce qui situe le centre nerveux dans la moelle épinière, au niveau lombaire.

Compléments

📐 Formule - La distance parcourue par un message nerveux se calcule par $d = v \times t$.

• Dans l’exemple du réflexe achilléen, la vitesse du message nerveux est de 50 m/s et le délai mesuré est de 30 ms, soit 0,03 s.

• Avec une vitesse de 50 m/s et un délai de 0,03 s, le trajet aller-retour du message mesure 1,5 m et la distance entre le muscle et le centre nerveux est de 0,75 m.

💡 Astuce mémo

La distance parcourue par le message situe le centre nerveux

📖 11. AVC et récupération motrice

📝 Points essentiels

• L’analyse des IRM et l’observation microscopique d’une zone corticale lésée ont relié la maladresse de Miss Cheese à un AVC ayant endommagé l’aire motrice gauche de la main.

• Un AVC entraîne un déficit neurologique localisé dans la zone touchée, qui n’est plus irriguée en sang.

• Des autoportraits successifs d’un peintre atteint d’un AVC moteur du bras et de la main droite deviennent plus réalistes au cours du temps, ce qui indique une récupération fonctionnelle des aires motrices.

• Après un AVC, des mouvements répétés du bras et de la main concernés et des séances de kinésithérapie peuvent favoriser le retour au fonctionnement de l’aire motrice.

📊 Tableaux de synthèse

Effets des synapses sur le motoneurone