F4. Mouvements volontaires

Cortex cérébr
cerveau cons
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F. Mouvements - 4. Mouvements volontaires
cortex cérébr
aires corticale
F4. Mouvements volontaires
fonction spéc
visuelle,
aire
Les mouvements volontaires impliquent l’encéphale. Dans ce chapitre,
nous
allons voir comment est transmise l’information depuis le cortex cérébral
jusqu’aux muscles.
F4.a COMMANDE VOLONTAIRE DU MOUVEMENT
Cortex moteu
impliqué dan
La partie superficielle du cerveau constituée de substance grise est appelée
le CORTEX CEREBRAL. Le cortex cérébral est organisé en différentes aires corticales qui ont chacune
une fonction spécialisée (aire auditive, aire visuelle,
…). La partie du cortex cérébral impliquée dans la
motricité volontaire est appelée CORTEX MOTEUR.
La compréhension du rôle des différentes aires a
été possible grâce à l’étude structurelle de cerveaux sains et atteins (autopsie, imagerie cérébrale)
et à la réalisation d’expériences de stimulation.
i. L’aire cérébrale motrice M1
La commande volontaire du mouvement est contrôlée par une région du
cortex cérébral appelée AIRE MOTRICE PRIMAIRE ou aire M1. Les neurones de
l’aire M1 contrôlent les mouvements des muscles grâce à une organisation
fonctionnelle particulière : l’hémisphère gauche contrôle les muscles de la
partie droite du corps et réciproquement. L’homonculus moteur figure un
humain dont les différentes parties du corps sont proportionnelles à la surface
des zones de l'aire M1 qui en contrôlent la motricité.
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ii. Autres aires corticales
D'autres aires corticales collaborent avec l'air motrice primaire dans la commande volontaire et forment avec elle le cortex moteur. Schématiquement,
les intentions de mouvements sont élaborées, entre autres, dans le cortex pariétal, en lien avec les informations sensorielles reçues.
L'AIRE PRE-MOTRICE (APM) et l’AIRE MOTRICE SUPPLEMENTAIRE (AMS) permettent quant à elles la préparation du mouvement, en fonction des stimuli externes (APM) ou internes (AMS).
F4.b VOIES MOTRICES
Le message nerveux moteur commandant un mouvement volontaire est élaboré au niveau des neurones pyramidaux de l'aire motrice primaire.
Ces derniers projettent leur axone vers les structures inférieures du SNC (bulbe
desfaisceaux
voies motrices
: du cortex aux muscles
rachidien puis moelle épinière) àSchéma
travers des
neuronaux.
Au niveau du bulbe rachidien, ces
faisceaux se croisent de telle sorte
que 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.
Dans la moelle épinière, les terminaisons synaptiques des neurones pyramidaux établissent des synapses avec
les extrémités dendritiques des motoneurones.
Par l’intermédiaire de synapses, les
motoneurones de la moelle épinière
sont en contact avec de nombreux
neurones dont ils reçoivent différentes
informations. Chaque motoneurone
intègre toutes ces informations et
émet ou non un unique message nerveux qui est transmis via son axone.
Au niveau des synapses neuromusculaires, le message nerveux induit la contraction des fibres musculaires.
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F4.c PARALYSIES
Des liaisons du système nerveux peuvent se traduire par des dysfonctionnements musculaires (paralysies).
Un ACCIDENT VASCULAIRE CEREBRAL (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 cesse alors de
fonctionner. On comprend aisément 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’un seul côté du corps.
Des lésions accidentelles de la moelle épinière, dues cette fois-ci à un choc
violent (accidents de la circulation, chute, ...) peuvent aussi entraîner 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 et de tétraplégie lorsqu’elle
concerne les quatre membres.
F4.d PLASTICITE CEREBRALE
Le cortex moteur se met en place lors du développement embryonnaire. Les
grandes étapes de ce processus sont identiques pour tous (universalisme).
Pourtant, des différences existent entre les individus et chez le même individu
au cours du temps.
Ces différences sont dues à la faculté adaptative de notre cerveau, appelée
PLASTICITE CEREBRALE. La plasticité cérébrale permet à notre cerveau de
s’adapter à nos besoins et notre environnement. Elle est basée sur trois
niveaux : la plasticité synaptique (nouvelles synapses entre les neurones), la
plasticité neuronale (nouveaux neurones) et la plasticité des aires cérébrales
(réaffectation de zones).
i. Cartes motrices individuelles
Il apparaît que les différences de cartes motrices interindividuelles peuvent
essentiellement s’expliquer par les apprentissages moteurs. Ces apprentissages sont permis par une plasticité́ du cortex moteur, qui s’exerce à court
terme ou à plus long terme. Un apprentissage moteur doit donc être répété́
régulièrement et sur une longue durée pour entraîner des modifications corticales durables (apprentissage de la marche par exemple).
Les structures cérébrales présentent à la naissance ne sont pas figées : sous
l’effet de l’apprentissage et de l’entrainement, le cortex moteur peut se modifier contribuant ainsi à l’amélioration des performances motrices. C’est une
conséquence de la plasticité cérébrale.
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ii. Plasticité cérébrale au cours du temps
Le vieillissement entraine une légère perte du nombre de neurones et de
connexions cérébrales. Il n’est en revanche pas certain que ces modifications
entrainent une diminution des capacités de remaniements (plasticité cérébrale) puisque les résultats de différentes études divergent sur ce point.
Il est en revanche très clair que la plasticité cérébrale est essentielle à la récupération motrice dans les cas d’AVC ou d’amputations suivies de greffes.
Le patient est alors confronté à un nouvel apprentissage moteur qui grâce à
la plasticité cérébrale permet la récupération motrice.
Plasticité et greffe
è Analyser des documents
Les suites d’une greffe
Doc 1 Denis Chatellier, un an après la greffe
Un mois et demi après, le
patient
pouvait2000,
ébaucherle
desprofesseur Dubernard, à l’hôpital Edouard
En
janvier
mouvements des doigts et au
Herriot
à
Lyon,
greffe
deux mains à un homme qui avait été
bout de 6 mois, il pouvait
amputé
de
sesdes
mains
commencer
à saisir
objets. en 1996.
Aujourd’hui, il se sert
Un
mois etdesdemi
après la greffe, le patient pouvait ébaucher
normalement
deux mains.
des mouvements des doigts et au bout de 6 mois, il pouvait
saisir des objets. Aujourd’hui, il se sert normalement des deux
mains.
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Doc 2 IRMf du cortex moteur (hémisphère
droit) correspondant aux muscles assurant la
mobilité de l’index gauche durant les mois suivants la greffe.
Doc 3 Réorganisation du cortex moteur
L’activité de cortex moteur primaire contrôlant le mouvement des mains est suivie
par IRMf avant et après la greffe. Après la greffe, l’IRMf a été réalisée alors que le
patient réalisait des mouvements de flexion et d’extension des doigts. Avant la
greffe ces mouvements ont été reproduits par une contraction assistée (palpation)
des muscles de l’avant-bras. Cette contraction est normalement associée aux
mouvements des doigts.
1. Préciser quelles sont les conséquences d’une greffe de main sur l’organisation
du cortex moteur. Penser à intégrer vos connaissances sur les nerfs.
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F4. Mouvements volontaires - Résumé
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S’exercer au BAC
Amérique du Sud 2015
II.a
Le Ice Bucket Challenge, aider la recherche sur la maladie de Charcot
Le Ice Bucket Challenge consiste à se renverser un seau d’eau glacée sur la tête, puis à inviter son
entourage à reproduire ce geste. Le but de ce défi est de médiatiser la luttecontre la Sclérose Latérale
Amyotrophique (SLA), également appelée maladie de Charcot.
Selon le journal Huffingtonpost du 25/08/2014, le Ice Bucket Challenge serait responsable du
triplement des dons en faveur de la recherche sur cette maladie.
On cherche à identifier les causes et les conséquences de la SLA.
À partir de l’étude des documents proposés, cocher la bonne réponse dans chaque série de
propositions du QCM.
Document 1 : la sclérose latérale amyotrophique
Le nom de cette maladie s’explique par ses symptômes. En effet, dans la SLA la dégénérescence des
motoneurones centraux et périphériques provoque l’apparition d’un tissu cicatriciel, appelé aussi «
Sclérose ». Les axones des neurones moteurs centraux impliqués se trouvent dans la partie «
Latérale » de la moelle épinière. Et, l’absence de stimulation nerveuse, liée à la disparition des
motoneurones, entraîne une fonte
musculaire, appelée « Amyotrophie ».
L’apparition de la maladie de Charcot peut être subtile avec des symptômes souvent négligés. Mais,
tôt ou tard, le patient finit par perdre le contrôle de ses mouvements.
Une caractéristique essentielle de la SLA est qu’en dehors de la motricité, elle respecte les autres
fonctions du système nerveux, telles que les fonctions intellectuelles et sensorielles, tout le long de la
maladie. Cette maladie épargne également certains muscles tels ceux de l’œil, du cœur, de la vessie,
de l’intestin et des organes sexuels.
D’autres symptômes peuvent toutefois s’ajouter aux troubles moteurs, notamment constipation,
amaigrissement, douleurs, œdèmes, troubles du sommeil et troubles respiratoires.
On distingue deux formes de SLA selon le site où débute l’atteinte des motoneurones périphériques :
– la forme « spinale » dans laquelle les premiers motoneurones périphériques atteints se trouvent
dans la moelle épinière. Elle se traduit par des troubles de la motricité des membres supérieurs et/ou
inférieurs (contractions musculaires, crampes, raideur ou faiblesse musculaire) ;
– la forme « bulbaire » dans laquelle les premiers motoneurones périphériques atteints se trouvent
dans le tronc cérébral. Il en résulte des troubles de la parole et de la déglutition.
D’après les sites http://www.maladiedecharcot.org et http://www.arsla-asso.com
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Document 2 : l’organisation du système nerveux central
D’après Wikipédia
Document 3 : motoneurones et commande volontaire
Pour réaliser un mouvement, les messages véhiculés par les motoneurones centraux sont transmis
aux motoneurones périphériques :
– le corps cellulaire d’un motoneurone central est localisé dans le cerveau, au niveau du cortex
moteur ;
– le corps cellulaire d’un motoneurone périphérique se trouve dans le tronc cérébral ou dans la moelle
épinière. Ce type de motoneurone est directement connecté à un muscle à qui il transmet l’ordre de
contraction à l’origine du mouvement.
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QCM
Cocher la réponse exacte pour chaque proposition
1. Le système nerveux central est constitué
☐ des différents lobes du cerveau
du tronc cérébral et de la moelle épinière
du cerveau et du cervelet
du cerveau, du tronc cérébral, du cervelet et de la moelle épinière
2. Les motoneurones centraux sont
localisés entièrement dans le cerveau
connectés aux motoneurones périphériques
connectés aux cellules musculaires
impliqués dans la sensibilité
3. La forme « bulbaire » de la SLA
affecte exclusivement des motoneurones centraux
affecte exclusivement des motoneurones périphériques
provoque des troubles de la motricité des membres inférieurs et/ou supérieurs
provoque des troubles de la parole et de la déglutition
4. La SLA correspond à une dégénérescence
des motoneurones du cortex moteur, suivie d’une atteinte du cervelet
des cellules musculaires, suivie d’une atteinte des motoneurones
des motoneurones, suivie d’une atteinte musculaire
du cervelet, suivie d’une atteinte des motoneurones du cortex moteur
5. Les conséquences de la SLA sont
une paralysie progressive des muscles de l’œil, du cœur et de la vessie
une paralysie progressive des muscles et des troubles de la motricité
la perte progressive des fonctions intellectuelles et des troubles de la motricité
des troubles de la parole et la perte progressive des fonctions sensorielles
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