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FA4 CORRECTION
II/Plasticité cérébrale
En 1S vous avez vu que la mise en place du phénotype fonctionnel du système cérébral impliqué dans la
vision repose sur des structures cérébrales innées, issues de l’évolution et sur la plasticité cérébrale au
cours de l’histoire personnelle d’un individu.
Le cortex moteur est-il lui aussi affecté par cette plasticité ?
1) La plasticité du cortex moteur.
a. Le constat d’une variabilité individuelle. Doc 1 et 2 page 382
On établit par IRMf les régions du cortex moteur activées de différents sujets. Quatre sujets, de même âge,
A, B, C et D exécutent successivement huit mouvements différents. Chaque mouvement est répété
pendant plusieurs minutes et ne met en jeu qu’une région musculaire restreinte.
Le cortex moteur se met en place lors du développement embryonnaire. Les grandes étapes de ce
processus sont identiques pour tous les individus.
Les cartes motrices des différents individus ne sont pas identiques, elles montrent des différences
importantes. Si la localisation du cortex moteur est toujours identique, la disposition et la surface de
chacune des aires sont très variables d’un individu à l’autre.
Les grandes étapes de la mise en place du cortex moteur sont identiques pour tous les individus mais
leurs activités en relation avec la plasticité sont à l’origine des différences observées.
Plasticité : capacité́ qu’a le cerveau de modifier les réseaux de neurones en réponse à une stimulation
environnementale.
b. Les effets de l’apprentissage. Doc 3 et 4 page 383 :
- Grandir : selectionner des connections ? : https://vimeo.com/121768894
- Etudes expérimentales : On cherche à monter que L’apprentissage modifie l’organisation du cortex
moteur . Des chercheurs ont placés deux groupes de singes dans les conditions suivantes :
- Le premier groupe A doit saisir des croquettes de nourriture placées sur un petit plateau localisé à
l’extérieur de leur cage présentant des barreaux ;
- Le deuxième groupe B doit saisir les croquettes sur un grand plateau.
Du fait du dispositif (petit ou grand plateau), les singes du premier groupe ne peuvent utiliser qu’un ou
deux doigts pour saisir les croquettes alors que les singes du deuxième groupe peuvent se servir de la
totalité de leur main. Une tâche est donc plus difficile à réaliser que l’autre.
Des cartes motrices de la main ont été établies après
12000 récupérations de croquettes par chaque groupe
pendant 16 jours.
Les cartes motrices correspondent aux zones du cortex moteur commandant différents muscles en relation
avec les mouvements de la main.
Les chercheurs ont constaté que l’organisation de la carte motrice des singes du deuxième groupe n’a pas
été modifiée à la suite de l’apprentissage.
- Le cortex des musiciens : http://www.larecherche.fr/savoirs/dossier/empreinte-cortex-violonistes-0107-1996-87671 (exercice 7 page 393)
Il apparaît donc ici que les différences entre les cartes motrices des professionnels et des amateurs est due
essentiellement à leur pratique de l’instrument, et donc aux apprentissages moteurs. Ces différences ont
donc été acquises au cours de leur entraînement et témoignent de la plasticité du cortex moteur.
La plasticité permet la mise en place de différences entre les individus en relation avec leurs activités.
Des expériences sont réalisées pour mettre en évidence les modalités de cette plasticité :
Les expériences mettent en évidence deux types de modifications corticales liées à l’entraînement.
- D’une part, les cartes motrices des différents muscles des doigts présentent une surface croissante pour
la main entraînée d’un jour sur l’autre (expérience 1) et d’une semaine sur l’autre (expérience 2). On peut
parler d’apprentissage et de plasticité à long terme.
- D’autre part, on constate que la surface des cartes motrices est également croissante après 20 minutes
d’entraînement. Ceci témoigne d’un apprentissage et d’une plasticité à plus court terme.
Les structures cérébrales présentent à la naissance ne sont pas figées : sous l’effet de l’apprentissage et de
l’entraînement, le cortex moteur peut se modifier contribuant ainsi à l’amélioration des performances
motrices. C’est une conséquence de la plasticité cérébrale.
2) Plasticité cérébrale et récupération après une lésion
a. Après une lésion cérébrale : doc 1page 384 + TP2
On constate qu’après leur AVC, les patients récupèrent progressivement leur force motrice au cours du
temps : on passe de 60% après 2 jours à 75% après 10 jours.
Les IRMf des patients présentent des modifications des cartes motrices de la main droite (par rapport à
une absence de modification pour la main gauche non affectée). On constate une extension des zones
corticales mobilisées et en particulier le recrutement de zones situées au sein de l’hémisphère opposé.
b. Après une amputation doc 2 page 384
c. Préparer une greffe : doc 4 page 385
Une greffe des 2 mains : http://www.cnrs.fr/cw/fr/pres/compress/ReorgCerebrale.htm
Un cas de syndactilie : http://acces.ens-lyon.fr/biotic/neuro/plasticite/html/plasthom.htm
L'activité neuronale interne ou déclenchée par l'environnement a une influence sur les connexions
synaptiques.
L'activité d'une personne créé de nouvelles connexions, stabilise des connexions existantes (réussites) et
en déprime d'autres (échecs). Cela entraîne une plasticité neuronale permettant une adaptation à
l'environnement (apprentissage de conduite par exemple). Cette plasticité a une influence sur son
phénotype, on peut parler de plasticité structurale (la structure nerveuse est modifiée) et de plasticité
fonctionnelle (le fonctionnement et les fonctions disponibles sont modifiés).
Bilan
L'existence d'une plasticité neuronale possible tout au long de la vie et la récupération suite à une lésion
cérébrale suggèrent que de nouvelles synapses et de nouveaux circuits se mettent en place à l'âge adulte.
La production de nouveaux neurones dans certaines régions du cerveau a même été mise en évidence.
Des cellules à l'état embryonnaire, ou cellules souches, ont été découvertes dans le cerveau d'adultes.
Cette neurogénèse chez l'adulte ouvre des perspectives thérapeutiques nouvelles pour le traitement de
certains accidents ou maladies du cerveau.