motricite volontaire et plasticité cerebrale

4.2
Sciences de la Vie
Neurones et fibres musculaires : la communication nerveuse
MOTRICITE VOLONTAIRE ET PLASTICITE CEREBRALE
De
ce
cerveau
vu
globalement comme un
centre « de réflexion et
d’accumulation de savoirs
», il faut passer à un
cerveau responsable de la
commande volontaire du
mouvement
:
c’est
l’objectif de la motivation.
La motivation de cette
partie doit aussi poser la
question de la relation qui
existe entre le cerveau et la
moelle épinière afin que les
élèves n’imaginent pas qu’il
existe
des
voies
indépendantes, l’une qui
serait
affectée
à
la
commande de réactions
réflexes et l’autre qui serait
dévolue
à
l’activité
volontaire.
Ainsi la question suivante
mérite certainement aussi
d’être posée : les neurones
du cerveau vont-ils au
niveau des organes ou
sont-ils connectés aux
neurones médullaires ?
Si le réflexe myotatique sert 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. Ainsi, les mouvements
volontaires sont contrôlés par le système nerveux central.
De plus, Le système nerveux central peut récupérer ses fonctions après une lésion
limitée. La plasticité des zones motrices explique cette propriété.
>1 / Comment est assurée la commande volontaire du mouvement?
> 2 / Rôle plasticité ?
I. DE LA VOLONTE AU MOUVEMENT
I.1. Des aires cérébrales spécialisées
> L’exploration du cortex cérébral est permise grâce aux techniques d’imagerie
médicale.
IRM : Imagerie par résonnance magnétique / permet obtention d’images
anatomiques du cerveau correspondant à des coupes virtuelles ou en 3D.
IRM fonctionnelle (IRMf) / Permet de visualiser des variations d’activité de
certaines zones lorsque le sujet effectue une tâche déterminée.
> Dans le cas d’un mouvement volontaire, la partie du cortex associé à sa
réalisation se nomme cortex moteur.
Cortex moteur : partie du cortex cérébral impliquée dans la motricité volontaire. La
cartographie de ce cortex donne la carte motrice.
Activité 1
Etude expérimentale du
réflexe myotatique
TP EXAO
> Le cortex moteur est composé de plusieurs aires :
 Les aires motrices primaires (situées dans chaque hémisphère cérébral)
commandent directement les mouvements. Chaque partie du corps est
associée à un territoire défini du cortex. Les parties du corps douées d’une
mobilité importante occupent une surface relativement importante de
l’aire motrice.
La distribution globale des zones de contrôle dans le cortex moteur est la
même pour tous les individus.
 Les aires prémotrices jouent quant à elles un rôle dans la planification de
l’exécution d’un mouvement.
> D’autres territoires du cerveau situés plus en profondeur sont également
impliqués dans la commande volontaire du mouvement. Leur dégénérescence est à
l’origine des symptômes de la maladie de Parkinson.
DOSSIER 4.2 > MOTRICITE VOLONTAIRE ET PLASTICITE CEREBRALE
1
I.2. Les voies motrices
> Les messages nerveux moteurs sont élaborés au niveau des neurones pyramidaux
de l’aire motrice primaire. Ces derniers projettent leurs axones vers le bulbe
rachidien puis vers la moelle épinière.
A différents niveaux, ces neurones sont en connexion synaptique avec les
motoneurones.
> Ces voies motrices sont croisées : ainsi la commande des mouvements volontaires
est controlatérale, c’est l’aire motrice de l’hémisphère cérébral droit qui
commande la partie gauche du corps et inversement.
I.3. Des lésions qui se traduisent par des dysfonctionnements
musculaires
> Un accident vasculaire cérébral (AVC) est un trouble de la circulation sanguine
irriguant un territoire du cerveau. Le terme d’ « accident » est utilisé pour souligner
le caractère soudain de l’apparition des symptômes : il peut, en effet, arriver qu’un
caillot obstrue subitement une artère cérébrale ou bien que la paroi d’un vaisseau
sanguin se rompe, provoquant alors une hémorragie cérébrale. La partie
normalement irriguée par ce vaisseau celle alors de fonctionner.
On comprend ainsi que si une partie d’une aire motrice est atteinte, la conséquence
en soit une paralysie : on parle d’hémiplégie lorsque la paralysie touche une partie
du corps située d’une côté du corps.
> Des lésions accidentelles de la moelle épinière, dues cette fois-ci à un choc
violent (accident de la circulation, choc violent…) peuvent aussi entrainer des
paralysies : le territoire concerné dépend notamment du niveau de la moelle
concerné par la lésion.
On parle de paraplégie lorsque la paralysie concerne les membres inférieurs et la
partie basse du tronc.
> Une compression des racines des nerfs rachidiens (due, par exemple, à une hernie
discale) peut aussi se traduire par des troubles moteurs.
I.4. Le rôle intégrateur des neurones
> Notion de synapse excitatrices et inhibitrices
Toutes les synapses fonctionnent sur le même principe, mais, selon le
neurotransmetteur qu’elles libèrent, les synapses peuvent avoir des effets opposés
sur le neurone post-synaptique :
 Synapse excitatrice : le neurotransmetteur libéré a tendance à faire naitre
un nouveau message dans le neurone post-synaptique.
 Synapse inhibitrice : le neurotransmetteur empêche ou rend plus difficile
l’émission de potentiel d’action par le neurone post-synaptique.
> Notion d’intégration
Dans un centre nerveux, comme la moelle épinière, un neurone peut recevoir des
milliers de terminaisons axoniques qui sont en contact synaptique avec ses
dendrites ou son corps cellulaire. C’est le cas des motoneurones de la moelle
épinière.
Le motoneurone est soumis en permanence à une véritable pluie de
neurotransmetteurs. Le corps cellulaire du motoneurone doit intégrer ces
informations, qui se renforcent ou s’opposent, c'est-à-dire en faire la « somme
algébrique ».
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
Sommation temporelle : prendre en compte les informations arrivant
successivement d’un neurone pré-synaptique donné si les messages sont
suffisamment rapprochés.

Sommation spatiale : prendre en compte les messages arrivant en même
temps de différents neurones pré-synaptiques.
Si le résultat de cette sommation est une excitation suffisante, des potentiels
d’actions sont émis au niveau de son axone. Sinon, le neurone reste au repos. Ainsi,
grâce à ses propriétés intégratrices, le motoneurone émet un message nerveux
moteur unique tenant compte de multiples informations de diverses provenances.
La fibre musculaire, en revanche, ne reçoit un message que d’un seul
motoneurone : contrairement aux motoneurones, une fibre musculaire n’a aucune
capacité d’intégration.
Cette fonction intégratrice des neurones joue un rôle essentiel dans le traitement
des messages qui transitent à tout instant dans un centre nerveux.
.
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