Fiche de révision thème 3-B-2 : Motricité volontaire et plasticité

Fiche de révision thème 3-B-2 : Motricité volontaire et plasticité cérébrale
Si les réflexes myotatiques servent d’outils pour identifier d’éventuelles
anomalies du système neuromusculaire périphérique, ils ne sont pas suffisants
pour identifier certaines anomalies touchant le système neuromusculaire central.
1. De la volonté au mouvement
L’exploration du cortex cérébral à l’aide d’IRM permet de localiser avec précision
les aires motrices spécialisées dans les mouvements volontaires chez l’Homme.
La production du mouvement volontaire est contrôlée par le cortex moteur mais
plusieurs régions du cortex cérébral sont impliquées : la planification d’un
mouvement volontaire se fait dans la partie avant du lobe frontal (cortex
pariétal) qui va ensuite activer l’aire pré-motrice (aire de sélection des
mouvements) qui elle-même va activer le cortex moteur primaire dont les
neurones descendent dans la moelle épinière où ils établissent des synapses avec
les neurones moteurs. Cette région corticale occupe une surface d'autant plus
grande que la partie du corps considérée est plus complexe du point de vue de
sa motricité.
Une lésion de la moelle épinière pourra empêcher le cortex moteur de provoquer
un mouvement volontaire : selon le niveau où se situe la lésion, la paralysie
touchera plus ou moins de zones du corps. De plus, Le trajet des neurones entre
le cortex moteur (aire motrice primaire) et les motoneurones présente un
croisement dans le bulbe rachidien, ainsi L’information issue du cerveau droit
contrôle des muscles situés dans la partie gauche du corps et inversement.
2. L’intégration des messages nerveux par les centres nerveux
Si l’on soumet une zone du cortex moteur à une stimulation de faible intensité,
seuls un faible nombre de neurones corticaux réagissent et émettent une
succession de potentiels d’action de basse fréquence ce qui n’entraîne pas de
message nerveux dans les neurones moteurs correspondants.
Si l’on augmente l’intensité du stimulus, un nombre plus important de neurones
corticaux réagissent ce qui entraîne un message nerveux dans les neurones
moteurs correspondants.
Un même neurone moteur est connecté synaptiquement à un grand nombre de
neurones corticaux : s’il est stimulé par un nombre suffisant de ces neurones par
l’intermédiaire de neurotransmetteurs excitateurs, il effectue une sommation
spatiale qui conduit à un message nerveux moteur.
Si l’on soumet un neurone sensitif à une stimulation électrique d’intensité
insuffisante pour entraîner une réponse du neurone moteur mais que l’on répète
cette stimulation plusieurs fois, on peut obtenir un message nerveux dans le
neurone moteur : une succession de potentiels d’action présynaptiques
individuellement inefficaces peut entraîner un message nerveux moteur par
sommation temporelle.
3. Les cartes motrices et leurs variations individuelles
A partir de 6 à 8 semaines après la fécondation, les hémisphères cérébraux
commencent à se développer et des nerfs font des connexions avec des muscles
ce qui permet des mouvements spontanés de l’embryon.
Des interactions cellulaires influencent le destin des diverses cellules pendant
l’embryogenèse du cerveau : la neuroplasticité est très importante pendant cette
période et une lésion précoce du cerveau n’a souvent que peu de conséquences.
Chez l’Homme, la masse du cerveau quadruple de la naissance à l’âge adulte suite
à une augmentation du nombre et de la taille des neurones mais également à la
prolifération des connexions synaptiques.
De nombreux travaux expérimentaux sur des modèles animaux (rats, chats et
primates non humains) ont abouti à l’émergence du concept de « périodes
sensibles » du développement post-natal durant lesquelles s’élaborent les
propriétés fonctionnelles des neurones sous l’influence de l’apprentissage et du
milieu extérieur.
Les fonctions cérébrales continuent donc de se modifier tout au long de la vie
en réponse aux sollicitations multiples du milieu et aux apprentissages
permanents qui résultent des activités propres à chaque sujet.
4. La plasticité cérébrale et la récupération post-traumatique
Dans l’espèce humaine, le suivi médical a montré que les atteintes pathologiques
ou traumatiques du cortex cérébral entraînent des déficits fonctionnels qui
régressent généralement en fonction du temps et donnent lieu à une
compensation partielle voire totale des symptômes initiaux grâce à des
modifications de l’excitabilité de neurones corticaux ayant pour conséquence le
remodelage des réseaux neuronaux des aires corticales.
L’habileté motrice ou le temps de réaction déclinent avec l’âge car les capacités
de remaniements et le nombre de cellules nerveuses se réduisent mais ces pertes
n’ont de conséquences notables qu’à partir de 80 ans, ce qui laisse un certain
temps à vos professeurs !
A la fin de ce chapitre, vous devez :
Oui
Expliquer le rôle des aires corticales permettant la création d’un
mouvement volontaire
Savoir définir le cortex moteur primaire et sa particularité.
Savoir schématiser le trajet des messages nerveux entre l’aire
motrice primaire et les motoneurones de la moelle épinière
Expliquer ce qu’est l’intégration des messages nerveux par un
neurone
Savoir définir la plasticité cérébrale
Non
Sommation spatiale de PPSE
PA
Sommation spatiale de PPSE
et de PPSI
Pas de PA
Sommation temporelle
Des PA
EXO1 : QUESTIONS A CHOIX MULTIPLE
Q1 : Le corps cellulaire d’un motoneurone du muscle extenseur du pied
reçoit des informations diverses qu’il intègre :
a. sous la forme d’un message moteur unique qui active toutes les fibres
musculaires du muscle extenseur du pied ;
b. sous la forme d’un message moteur unique qui active une fibre
musculaire du muscle extenseur du pied ;
c. sous la forme d’un message nerveux codé en amplitude de potentiels
d’action ;
d. sous la forme d’un message nerveux qui activera une synapse neuroneuronale.
EXO2 : RESTITUTION DE CONNAISSANCES
Q2 : Le système nerveux central peut récupérer ses fonctions :
a. de la même façon chez tous les individus ;
b. après une lésion majeure ;
c. après un accident vasculaire cérébral limité ;
d. plus rapidement lorsque l’âge augmente.
Les personnes qui jouent d’un instrument à cordes tel que le violon utilisent et
stimulent les doigts de la main gauche plus fréquemment que les non-musiciens
(notamment l’annulaire et l’articulaire).
Q : Utilisez les documents pour déterminer si la pratique du piano a une
conséquence au niveau du cortex moteur.
Q3 : La comparaison des cartes motrices de plusieurs individus :
a. montre des différences importantes ;
b. montre des similitudes fortes ;
c. permet de prédire les capacités de chaque individu ;
d. donnera les mêmes résultats à tout âge.
Q4 : La plasticité cérébrale :
a. se réduit tout au long de la vie ;
b. se maintient tout au long de la vie ;
c. augmente tout au long de la vie ;
d. se modifie en fonction des mutations accumulées.
Q5 : Les aires motrices :
a. sont à l’origine des réflexes myotatiques ;
b. sont connectées directement aux motoneurones ;
c. localisées à droite contrôlent les muscles de la partie gauche du corps ;
d. sont totalement innées.
Si les réflexes myotatiques servent d’outil diagnostique pour identifier
d’éventuelles anomalies du système neuromusculaire local, il n’est pas suffisant,
car certaines anomalies peuvent résulter d’anomalies touchant le système
nerveux central et se traduire aussi par des dysfonctionnements musculaires.
Q : Après avoir décrit comment les mouvements volontaires sont contrôlés par
le système nerveux central, expliquez la possibilité qu’a une personne de
récupérer ses fonctions après une lésion limitée du cortex moteur.
L’exposé devra être structuré selon une introduction, un développement et une
conclusion.
EXO3 : LA COMPARAISON DES CARTES MOTRICES DE PLUSIEURS
INDIVIDUS