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CHAPITRE 18 : LA PLASTICITE CEREBRALE
Les centres nerveux sont des ensembles de neurones organisés en structures
spécialisés dans l'interprétation de stimulations sensorielles, le contrôle d'activités motrices, la
mémorisation, etc.
Ces fonctions permettent à l’individu d'avoir un comportement cohérent, adapté à la
situation à laquelle il est confronté.
Si chacun est capable de ressentir les effets d'une stimulation sensorielle, l'interprétation
qu'il en fait lui est propre. Les réseaux de neurones se développent, en effet, en fonction des
caractéristiques, de l’environnement propre à chaque individu.
Problématique : Le fonctionnement du système nerveux est-il défini une fois pour toute par les
gènes ou au contraire peut-il se modifier en fonction de l’environnement et du passé de chaque
individu ?
Q : Comment les informations sensorielles sont-elles intégrées par le système nerveux central?
I – ORGANISATION ET PROPRIETES DU CORTEX SENSORIEL
A - Des récepteurs sensoriels
À la périphérie de l'organisme, de nombreux récepteurs spécifiques captent des
informations en provenance de l'environnement: lumière, sons, odeurs, pression, douleur,
température. Ils sont soit diffus (par exemple dans la peau), soit regroupés dans des organes
sensoriels (comme l’œil ou l'oreille).
En profondeur, l'organisme recèle des récepteurs qui fournissent notamment des
informations sur les forces mécaniques ayant leur origine dans le corps lui-même. II s'agit de
proprio-récepteurs qui renseignent sur la position spatiale des membres et des autres parties
du corps.
B - Des aires cérébrales sensorielles
Les techniques d’imagerie médicale permettent ainsi de situer dans le cortex superficiel
ou profond, des territoires, ou aires corticales, où arrivent les messages nés au niveau des
différents organes sensoriels. Les aires visuelles, auditives, olfactives et les aires du cortex
somesthésique existent chez toutes les espèces possédant un cortex bien développé.
C - Une représentation du corps sur le cortex
Au niveau des aires du cortex somesthésique, les différentes parties du corps sont
représentées sans conservation des proportions. Cette représentation corticale est nommée
homonculus (littéralement « petit homme »).
D - Un exemple de circuit: la voie visuelle
Les messages nerveux nés au niveau des récepteurs rétiniens (cônes et bâtonnets) sont
transmis, par les axones constituant les nerfs optiques, aux noyaux gris (ou corps genouillés
latéraux), puis au cortex occipital nommé, pour cette raison, cortex visuel. Comme l'ensemble
du cortex cérébral, le cortex visuel est organisé en 6 couches. Les neurones des noyaux gris se
projettent sur des neurones de l'une des couches du cortex, la couche IV. Les afférences de
chaque oeil demeurant séparées, la couche IV est divisée en colonnes, appelées colonnes de
dominance oculaire.
Quelle est la part du génotype dans le fonctionnement du système nerveux?
II – LA PART DU GENOTYPE DANS LA FONCTIONNEMENT DU SYSTEME NERVEUX
A Des gènes architectes
Des gènes architectes ou gènes homéotiques sont à l’origine de la mise en place du plan
d’organisation du système nerveux à partir du tube neural de l’embryon.
B° Mise en place des réseaux neuroniques au cours du développement
D’autres gènes contrôlent la migration, dans le temps et dans l’espace des cellules
précurseurs des neurones.
Ceux-ci dirigent la croissance et la migration des neurones par l'intermédiaire de
molécules variées (molécules d'adhérence cellulaire, molécules attractives ou répulsives,
facteurs de croissance et de survie des neurones...) qui assurent le guidage des cellules
nerveuses ou qui stimulent leur développement. D'autres molécules sont impliquées dans la
formation des synapses.
C° Etude des mutations
Des mutations des gènes qui contrôlent la synthèse de ces molécules se traduisent par
la disparition de certains neurones et se manifestent par exemple, par des troubles de la
locomotion ou du maintien de la posture. Le génotype d'un organisme a donc une part
importante dans la réalisation du phénotype comportemental.
III – LA PLASTICITE CEREBRALE
A° Mise en évidence d’une neuroplasticité
La neuroplasticité est très importante chez le jeune au cours des premiers temps de la
vie, particulièrement au cours de périodes temporelles limitées, dites périodes critiques. Les
structures mises en place lors de l'exécution du programme génétique deviennent alors
fonctionnelles sous l'action de l'environnement.
Chez l'adulte, la neuroplasticité se réduit fortement, mais reste néanmoins possible.
L'apprentissage, les expériences individuelles modifient continuellement l'organisation corticale.
Chaque individu, y compris les vrais jumeaux, a, de ce fait, un cerveau unique.
La neuroplasticité est liée à un remodelage des connexions synaptiques et sans doute à
une production de nouveaux neurones. Elle est une propriété générale du système nerveux
central.
B ° Neurogénèse
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.