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COURS 13 : LE CORTEX SENSORIEL ET LA PLASTICITÉ DU
SYSTÈME NERVEUX CENTRAL
Le chapitre précédent a mis en évidence l'organisation fonctionnelle des circuits neuroniques assurant la
réalisation d'un phénotype comportemental : le réflexe myotatique.
Dans ce chapitre, on cherche à mettre en évidence les parts respectives du génotype et de
l’environnement dans la réalisation des phénotypes comportementaux.
Malgré la mise en place d’un plan d’organisation du système nerveux commun à tous les vertébrés et le
contrôle génétique du développement du réseau neuronique, chaque individu ne perçoit pas son
environnement de la même façon.
I) La part du génotype dans le fonctionnement du système nerveux
A) La part du génotype dans la mise en place des réseaux de neurones
On connaît chez la Souris un certain nombre de mutations qui touchent le système nerveux. Un groupe de
mutants montre des anomalies du développement post-natal d'une région de l’encéphale : le cervelet. De
tels mutants sont appelés mutants cérébelleux.
Le cervelet est une région de l'encéphale qui joue un rôle dans la coordination des mouvements.
Divers noms sont donnés à ces mutants : tournoyant, chancelant, titubant, selon les altérations
locomotrices qui les caractérisent. Tous ces mutants présentent, à l’échelle du phénotype cellulaire, une
désorganisation des circuits de neurones dans le cortex de leur cervelet.
Pour chaque type de mutant, l'anomalie est due à une mutation d’un des gènes codant pour des protéines
impliquées dans la mise en place des réseaux de neurones.
Au niveau du SNC, les aires de projection varient d’une espèce à l’autre (homonculi somatosensoriels
différents chez l’Homme, le rat, le singe...) mais au sein d’une même espèce les aires sensorielles et
motrices sont localisées aux mêmes endroits, suggérant l’intervention du génotype. La répartition en
couches et colonnes du cortex cérébral et l’apparition de mutants qui présentent les couches I à VI
dans le désordre prouvent l’intervention du génotype dans l’établissement des phénotypes micro et
macroscopique du cortex cérébral. D’autre part, la dominance hémisphérique gauche pour le
langage et droite pour la perception visuo-spatiale serait également génétiquement déterminée. Le
cerveau gauche serait plus analytique et le cerveau droit plus globaliste dans son fonctionnement.
L’étude du daltonisme, de l’insensibilité gustative et de maladies rares comme certaines formes
d’insensibilité́ congénitale à la douleur, dont l’origine est une mutation génétique, montre que le système
nerveux périphérique (SNP) est également, en partie, sous contrôle génétique.
Des mutations des gènes homéotiques Hox-1.3 et Pax-3 entraînent des malformations des SNC et SNP.
B) La part du génotype dans la réalisation d’un réflexe
On connaît des cas d'insensibilité congénitale à la douleur, sans altération des autres fonctions
sensorielles.
L'insensibilité congénitale à la douleur est une maladie exceptionnelle, le plus souvent de cause
génétique, caractérisée par une incapacité à percevoir la douleur sous toutes ses formes et sur tout le
corps, avec conservation des autres sensations tactiles.
Certaines formes de la maladie sont dues à une augmentation de la production d'endorphines dans le
cerveau.
Une mutation du gène codant pour le récepteur au NGF (le NGF = Nerve Growth Factor, est un facteur de
croissance indispensable au développement des neurones) est responsable de cette grave maladie. Chez
les individus possédant cette mutation, les fibres amyéliniques (dépourvues de gaine de myéline)