Développement du Système Nerveux
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Développement du Système Nerveux I) Introduction : Plasticité du système nerveux = capacité qu’on les corps déformables de changer leur forme sous l’action d’une force extérieure et de conserver cette déformation, lorsque cette force a cessé d’agir. A ne pas confondre avec les notions d’élasticité et de flexibilité qui est dans ce cas, la propriété qu’on les corps déformables de reprendre leur forme et leur volume primitif, quand la force qui s’exerce sur eux a cessé d’agir. (ex : un élastique) Dans le cas du système nerveux, la plasticité est utilisée dans 2 sens différents : 1) la propriété qu’on les organisations vivantes d’être des structures organisées et modelables, c'est-à-dire malléables et déformables, sous la contrainte du milieu extérieur. (= le changement du système nerveux sous l’influence du milieu extérieur) 2) la propriété des organismes vivants d’être des structures organisantes, c'est-à-dire génératrices et créatrices d’ordre à différents niveaux, c’est ce que l’on appelle la morphogenèse planifiée par les programmes génétiques. (= c’est tout ce qui concerne la croissance) Le système nerveux possède une structure, un fonctionnement et une fonction. _ La structure du système, elle est définie, d’une part par une structure d’interface, c’est le lien d’interaction avec son environnement. (ex : la membrane extérieure, tous le sens, tous les récepteurs avec l’environnement) Ensuite, on a une structure de connectivité interne, ce sont les éléments qui constituent le système et qui le solidarisent. (ex : les neurones, la substance blanche, la substance grise) _ Et ce système (en entier), il va modifier sa configuration spatio-temporelle, en réponse à différents stimuli, c’est ce que l’on appelle le fonctionnement interne. _ La fonction du système, elle correspond au produit du fonctionnement qui est exprimé par une production ou une réaction du système par rapport aux éléments de son environnement. (ex : le réflexe myotatique) Ce qui va nous intéresser c’est le changement de la structure du Système Nerveux Central. 3 types de plasticité vont correspondre à cette notion : 1) La transformation des espèces dans leur morphologie et leur capacité réactionnelle. Elle traduit une certaine mutabilité du génome, elle est évolutive. = la phylogenèse (= façon dont ont évolué les espèces). 2) Au niveau individuel : L’épigenèse, c'est-à-dire que l’embryon se construit graduellement par addition de parties nouvelles. On assiste a une malléabilité du Système Nerveux au cours de son développement et c’est aussi la mise en forme de la structure, sous l’influence de l’extérieur. On parle d’ontogénétique. 3) La capacité du système, ayant achevé son développement, à remanier sa propre structure et à enrichir son répertoire réactionnel de nouvelles possibilités, non initialement présentes dans son répertoire. = la plasticité adaptative. (ex : un nouvel apprentissage, une nouvelle capacité que l’on acquière après un accident = adaptation du système) II) Neurobiologie du développement : Développement : C’est la transformation aboutissant à l’élaboration d’une structure plus complexe, que la structure d’origine. Il est sous l’influence de 2 facteurs qui interagissent : _ L’un « intrinsèque », que l’on dit maturatif. _ L’autre « extrinsèque », qui est originaire de l’environnement. Maturation : C’est l’ensemble des modifications qui se produisent dans l’organisme, en voie de croissance, elles sont déclenchées génétiquement. On va s’intéresser à la mise en place du circuit génétique sur l’effet des 2 forces. 1) La notion d’embryogenèse : (= formation de l’embryon) 1ère étape = la fécondation de l’ovocyte par le spermatozoïde. Au cours de cette étape, il y a fusion des gamètes, qui sont les cellules reproductrices mâles et femelles, et formation d’une cellule unique. Cet œuf fécondé progresse dans la cavité utérine en subissant des divisions cellulaires. Lors de sa progression dans les trompes utérine, il vit de ses réserves. 3 – 4 jours après l’ovulation, l’œuf devient une morula, c’est le stade de 16 cellules. Elle va évoluer en blastocytes (= 128 cellules). A ce stade de blastula, l’œuf va s’accrocher à l’utérus. La paroi du blastocytes, que l’on appelle trophoblaste, permet de s’attacher à l‘utérus. Et ce trophoblaste va devenir le placenta. L’œuf s’implante dés le 7ème jours de grossesse, c’est ce que l’on appelle la nidation. A ce stade, le blastocyte a subit de nombreuses divisions cellulaires et la différenciation des cellules. Au 9ème jours de grossesse, on distingue ce que l’on appelle le disque didermique qui est formé de l’ectoblaste et de l’endoblaste. Il va se transformer en embryon, composé de 3 couches, appelé feuillets embryonnaires primitifs : 1) ectoblaste, 2) mésoblaste, 3) endoblaste. Ce processus est appelé la gastrulation. Tous les organes vont dériver de ces feuillets primitifs, on aura : _ l’ectoderme qui va réaliser les structures (du SN) et l’épiderme de la peau. _ le mésoderme qui donnera naissance à la musculature et aux os, au cartilage, au cœur, aux vaisseaux et aux reins, aux organes reproducteurs, au derme. _ l’endoderme qui va former les muqueuses des systèmes digestifs (= foie, estomac, intestin), l’appareil respiratoire et les glandes qui sont associées. Donc, la gastrulation jette les bases de la structure de l’embryon et constitue une préparation au réarrangement, qui constitue l’organogenèse, c'est-à-dire la formation des organes et des systèmes. A la fin de la période embryonnaire, alors que l’embryon n’est âgé que de 8 semaines et ne mesure que (2)40 mm de la tête aux fesses, tous les systèmes de l’adulte sont présents. A partir de la 9ème semaine, ce n’est plus un embryon, c’est un fœtus. Au bout du 18ème jours de grossesse, une partie de l’ectoderme se dessine en sillon neural. Il prend la forme d’une gouttière, dont les bords se rejoignent pour former le tube neural qui va contenir le liquide céphalo-rachidien. La partie antérieure du tube neural deviendra l’encéphale et le reste deviendra la moelle épinière. C’est ce que l’on appelle la neurulation. Les cellules de la crête neurale vont migrer des plusieurs directions pour donner naissances aux nerfs crâniens et rachidiens, et aux ganglions associés à ses nerfs. A la fin du 1er mois ( 25ème jours de gestation) de développement, les 3 vésicules cérébrales primaires sont apparentes. 1) Le prosencéphale, 2) Le mésencéphale, 3) Le rhombencéphale. Ensuite, on passe à 5 vésicules, dés le 35ème jours de gestation. 1) Le télencéphale, cortex, hémisphères 2) Le diencéphale, hypothalamus, thalamus 3) Le mésencéphale, 4) Le métencéphale, pont, cervelet 5) Le myencéphale, bulbe rachidien A la fin du 2ème mois de grossesse, toutes les courbures de l’encéphale sont présentes, les hémisphères cérébraux recouvrent l’extrémité supérieure du tronc cérébral et ont peut même enregistrer des ondes EEG (= électroencéphalogrammes activité du cerveau). En quelques mois, plusieurs milliards (ou millions) de cellules nerveuses vont être produites. Mais, 16 semaines après la fécondation (= 4 mois), les divisions cellulaires des cellules nerveuses s’arrêtent, c'est-à-dire que le nombre maximal de neurones est atteint. Les 1ers mois in-utéro sont précieux pour le développement du système nerveux. C'est-à-dire que l’exposition de la mère aux radiations, aux divers substances comme l’alcool, la nicotine, les opiacés (etc.), ainsi que des infections, peuvent empêcher le développement normal des neurones et endommager le système nerveux du fœtus, particulièrement dans les 1ers stades de son développement. Exemple : La Rubéole surdité ou lésions du SNC. Le Tabac diminuer la quantité d’oxygène présente dans la circulation sanguine, privation d’oxygène même de courte durée = perte de neurones, exposition de l’enfant à des lésions cérébrales. La Malnutrition idem (attention aux carences alimentaires). L’homme naît avec un cerveau qui pèse, à peu près 300g, soit 1/5 du poids du cerveau adulte. Ce qui permet l’augmentation de la taille du cerveau est : _ l’augmentation du nombre de cellules gliales, _ l’augmentation du volume du liquide céphalorachidien, _ l’augmentation des vaisseaux. Du début à la fin, il y a, à peu près 8 grandes étapes de la formation du système nerveux : 1) Induction de la plaque neurale = formation de l’ectoderme, 2) Prolifération localisée des cellules des différentes régions. (ex : formation des vésicules cérébrales primaires et des nerfs crâniens et rachidiens grâce à la crête neurale). 3) Migration des cellules de leur lieu de fabrication vers leur emplacement définitif. 4) L’agrégation des cellules pour former des ensembles identifiables dans le cerveau. 5) Différenciation des cellules qui va se faire grâce aux dendrites et aux axones des neurones et aux neurotransmetteurs qui seront libérés. 6) Etablissement des connexions avec les autres neurones, via les dendrites et les axones. 7) Mort sélective de certains neurones. 8) Elimination de certaines connexions établies initialement et la stabilisation des autres. On assiste à une compétition sélective entre les cellules nerveuses et leurs connexions.
