Système nerveux

Le système nerveux
Rigal Robert
Le neurone
(p.5)
Cellule de base (anatomique et
fonctionnelle) du système nerveux;
dispose d’un corps cellulaire et de
prolongements: l ’axone, les dendrites.
dendrites
corps
cellulaire
axone
Le neurone
Anatomie
membrane
mitochondrie
dendrites
Corps cellulaire
axone
1
Le neurone
L’axone est recouvert d'une gaine de
Schwann et d’une gaine de myéline, laquelle
comporte des noeuds de Ranvier;
Ses propriétés intrinsèques sont d’être:
•excitable
•conducteur
•transmetteur
Le neuronePhysiologie
z
z
z
z
(p.7)
excitabilité
membrane percée de pores: diffusion
ou transport actif d'ions (K+ et Na+);
gradients
de
concentrations
chimiques;
différence de charges électriques;
potentiel de repos.
ouvert
récepteur
dépendant
voltage
dépendant
second
messager
Le transfert des ions (p.8)
Échanges passifs d’ions K+
(diffusion) dus aux forces
électrochimiques provoquées par les
gradients de concentration et la
différence de potentiel électrique
Échange actif d’ions: mécanisme
de la pompe à sodium-potassium
où la cellule expulse activement le
sodium et réintègre le potassium
force du gradient
de concentration chimique
force du gradient électrique
2
Le neurone: physiologie
(p.8)
z=>
potentiel de repos (-75 mv) et excitabilité de la
cellule par état de repos instable;
zl'excitation provoque la dépolarisation de la cellule:
potentiel d'action;
Le potentiel d’action
mV
seuil d'excitabilité,
loi du tout ou rien;
Seuil d’excitabilité
Potentiel de repos
excitabilité
Temps en ms
Repolarisation
Dépolarisation
L’influx nerveux
(p.9)
repos
déplacement du
potentiel d'action:
l'influx nerveux.
excitation
dépolarisation
conduction
déplacement
repolarisation
Les synapses
(p.11)
Réseau de neurones
z
points de contact
entre les neurones
où l'influx nerveux
passe d'un neurone à
l'autre:
communication dans
le système nerveux;
synapses
3
Comprend
1- Cellule
2- espace présynaptique
3- cellule synaptique
postsynaptique
La synapse (p.11)
transmission
bouton présynaptique:
vésicules synaptiques,
neuro-transmetteurs
chimiques (acétylcholine,
noradrénaline).
neurotransmetteur
Le système nerveux central
(p.13)
Il comprend l'encéphale et la moelle épinière
Encéphale
Moelle épinière
Le système nerveux central
(p.13)
En cé phale: cerveau+cervelet+tronc cérébral
Cerveau
Tronc
cérébral
Cervelet
4
Le système nerveux central
(p.15)
1- cerveau:
z deux hémisphères cérébraux unis par le
corps calleux;
Scissure centrale
de Rolando
z scissures et circonvolutions;
z lobes;
frontal
pariétal
insula
Scissure latérale
de Sylvius
occipital
temporal
Le système nerveux central
1- cerveau:
z substance grise (cortex), substance blanche;
z noyaux gris centraux: thalamus, ganglions de
la base.
Noyaux gris centraux
Corps
calleux
Cerveau: coupe horizontale
cortex
substance
blanche
noyaux gris
centraux:
noyau caudé
noyau
lenticulaire
thalamus
5
Cerveau: coupe verticale
(p.17)
cortex
substance
blanche
noyaux gris
centraux:
noyau caudé
noyau
lenticulaire
thalamus
Le système nerveux central
2- cervelet:
z deux
hémisphères
cérébelleux;
z le vermis
z scissures
et sillons
cérébelleux
z pédoncules
z lobes
Le système nerveux central
(p.16)
3- tronc cérébral
pédoncules cérébraux
protubérance annulaire
bulbe rachidien
6
Le système nerveux central
AMS
z
z
z
z
z
z
z
(p.19)
lobe frontal:
aires motrices (homonculus
moteur) (4),
aires prémotrices (6)
(coordination des
mouvements),
aires motrices
supplémentaires (AMS)
(coordination bimanuelle),
aires oculo-motrices (8)
(mouvements des yeux)
aires du langage parlé
(Broca) (44; 45).
Homonculus
Représentation corticale (motrice et sensitive) des
différentes parties du corps;
proportionnelle à l’importance fonctionnelle et non au
volume de chacune d’entre elles;
chaque hémisphère dispose d’un homonculus moteur et
sensitif représentant l’hémicorps opposé.
Sensitif
Moteur
Le système nerveux central
(p.19)
Aires somesthésiques (3,1,2)
z aires
somesthésiques
(3,1,2) (afférences de
l'ensemble du corps)
(homonculus
sensitif),
z aires
5
et
7:
planification
des
réponses
motrices
(direction
du
mouvement);
z schéma corporel.
Aires associatives
pariétales
Gyrus angulaire
Lobe pariétal
7
Lobe limbique :
Lobe occipital
contrôle des émotions,
mémoire, équilibre
du milieu interne
Lobe temporal
Lobe Occipital
zvision
Lobe zAction complétée par celle des lobes
pariétal et temporal
temporal
Aires visuelles
zaudition et
langage écouté
(22, 41)
Aires auditives
Aire de Wernicke
Aires pariétotemporooccipitales
Le système nerveux central
z thalamus:
relais sensitifs et moteurs;
de la base: organisation et contrôle
du mouvement, automatismes, motricité
globale;
z systèmes pyramidal et extra-pyramidal.
z ganglions
Le système nerveux central
2- Cervelet
Fonctions:
z préparation et contrôle des mouvements;
z posture, équilibre, tonus;
z apprentissage moteur.
8
Le système nerveux central
3- tronc cérébral
fonctions:
z substance
réticulée:
attention,
musculaire, posture;
z bulbe: noyaux de la vie végétative
tonus
Le système nerveux central
(p.22)
Moelle épinière:
z long cylindre de
substance blanche
périphérique et de
substance grise
centrale;
z naissance des nerfs
rachidiens;
Fonctions:
zcentre réflexe,
zvoies de passage de
l'influx nerveux.
Organisation de la moelle
Sillon post.
Racine post.
Substance blanche
Corne post.
Substance grise
Racine ant.
Corne ant.
Canal de l’épendyme
Sillon ant.
9
Le système nerveux central
(p.23)
Systèmes de protection:
z Squelette (boîte crânienne, canal rachidien),
z Méninges (dure mère, arachnoïde, pie mère),
z liquide céphalo-rachidien
os
dure mère
arachnoïde
espace sous arachnoïdien
liquide céphalo-rachidien
pie mère
tissu nerveux
Le système nerveux périphérique
(p.14)
Les nerfs relient les
différentes parties
du corps au système
nerveux
central;
(afférences
et
efférences)
Nerfs crâniens
Nerfs rachidiens
Le système nerveux périphérique
(p.24)
Nerfs rachidiens:
z 31 paires;
z deux racines (ventrale
et dorsale) par nerf;
z ganglion spinal sur la
racine dorsale;
z mixtes: moteurs et
sensitifs
10
Le système nerveux périphérique
(p.26)
Nerfs crâniens:
z 12 paires;
z moteurs,
sensitifs ou
mixtes
Localisations fonctionnelles
Lobe frontal
•planification du mouvement
•déclenchement de l’action
•contrôle musculaire
•motricité fine
•pensée, mémoire
Lobe limbique
•contrôle des émotions
•mémoire
•survie de l’individu
et de l’espèce
Tronc cérébral
•contrôle du tonus
•état de veille
•vie végétative
(p.20)
Lobe pariétal
•aires somesthésiques
•organisation spatiale
•schéma corporel
•planification du
mouvement
Lobe occipital
•vision
Lobe temporal
•audition
Ganglions de la base
•programmation
du mouvement
•centre
d’automatismes
•motricité globale
Cervelet
•programmation du
mouvement
•contrôle du
mouvement
•apprentissage du
mouvement
•tonus musculaire
•contrôle de
l’équilibre
Myélinisation (p.6)
Formation de la gaine de myéline autour des
axones;
axone
myéline
11
Myélinisation
Caractéristiques de la myéline:
z -> isole les fibres nerveuses;
z -> augmente la vitesse de conduction de
l'influx nerveux;
z -> s'effectue selon un ordre spatial et
temporel précis;
Myélinisation des aires corticales
(p. 28)
À la naissance,
aires motrices> aires somesthésiques> aires visuelles> aires auditives;
à la fin de la première année,
aires auditives> aires visuelles> aires motrices> aires somesthésiques.
Maturation du système nerveux
(p. 28)
naissance
6
12
18
mois
12
Maturation du système nerveux
(Yakovlev et Lecours, 1967)
(p. 32)
Myélinisation
Système nerveux central
z -> très avancée dès la naissance dans les
centres nerveux de la vie végétative (centres
sous-corticaux et système limbique);
z -> amorcée à la naissance dans les aires
corticales motrices et sensitives;
z -> état d'avancement dégressif dans l'ordre
aires motrices, somesthésiques, visuelles,
auditives;
z -> dans les aires motrices, aires du tronc en
avance par rapport à celles de la tête et des
membres inférieurs.
Myélinisation
Système nerveux périphérique
z racines
ventrales des nerfs rachidiens
en avance par rapport aux racines
dorsales
13
Conséquences
z
z
z
-> les aires associées à la survie de l'individu
(respiration, déglutition et vie végétative)
évoluent plus rapidement que les aires corticales
(vie de relation);
-> décalage spatial et temporel entre les aires et
au sein des mêmes aires;
-> plus d'actions motrices effectuées que
contrôlées;
Conséquences
z
z
z
z
-> ajustements moteurs au fur et à mesure que les
aires somesthésiques rattrapent les aires motrices;
-> évolution générale du contrôle moteur selon des
directions céphalo-caudale et proximo-distale
-> le contrôle des actions motrices évolue grâce en
partie aux transformations qui se produisent dans les
centres et les voies de contrôle;
-> relation probable entre l'évolution des aires
corticales et celle des fonctions motrices ou cognitives
qu'elles supportent.
FIN
14
Consommation du glucose
Variations de la consommation de glucose par les
cellules nerveuses (synapses):
z témoins de la synaptogenèse et
z des modifications fonctionnelles du système nerveux;
z accompagnent l'émergence des grandes fonctions
motrices, sensorielles et cognitives, de la naissance à
la fin de l'adolescence;
z corrélation entre l'utilisation du glucose et la
maturation, la synaptogenèse et la plasticité du
système nerveux et les comportements qui assurent
notre adaptation progressive au milieu.
MÉTABOLISME CÉRÉBRAL DU
GLUCOSE
z
Nouveau né
– cortex primaire
sensoriel et moteur
– thalamus
– tronc cérébral
– cervelet (vermis)
– hippocampe
z
2-3 mois
– cortex pariétal,
temporal, occipital
– ganglions de la base
– cervelet: hémisphères
• modification des réflexes et
amélioration des
comportements visuo-sensorimoteurs et spatiaux
• prédominance des comportements
réflexes du tronc cérébral
z 1- 3 ans
z 6-12 mois
– cortex frontal et préfrontal
– cortex frontal et préfrontal
• apparition de comportements
• apparition du langage,
cognitifs (réponses différées)
amélioration du contrôle moteur
Consommation du glucose
La consommation de glucose:
z ne suit pas ensuite une courbe ascendante
régulière mais
z augmente abruptement jusqu'à quatre ans,
z conserve des valeurs élevées jusqu'à neuf ans;
z décroît ensuite pour atteindre les valeurs
adultes aux environs de 16 ans.
15
Évolution du taux local de consommation cérébrale de glucose
(D'après Chugani, 2000) (p.31)
enfant
Consommation en
mmol/min/100g
70
60
50
2 fois +
40
Adulte
30
-30%
20
nouveau-né
10
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Adulte
Age (en années)
La consommation indiquée dans cette figure est une consommation
moyenne, toutes régions confondues. Elle montre que cette
consommation augmente de la naissance à quatre ans, reste
relativement élevée jusqu'à huit-neuf ans avant de diminuer
progressivement pour atteindre sa valeur adulte à la fin de
l'adolescence
Consommation du glucose
La densité synaptique chez les enfants est:
z largement supérieure à celle des adultes;
z l'élagage se fait ensuite en fonction de l'activité des
enfants, entre la première et la neuvième année;
z importance de la stimulation précoce pour
conserver le plus grand nombre possible de
synapses actives dans un "environnement enrichi
actif »;
z existence de périodes sensibles, moments où un
apprentissage est le plus facile et efficace;
z la non utilisation du système nerveux aux périodes
appropriées en limiterait ainsi ses possibilités
fonctionnelles ultérieures.
Consommation du glucose
z
Les fonctions cognitives, dont le langage ou la
mémoire de travail, requièrent plus de temps
pour se développer, compte tenu de la
complexité des fonctions qu'elles contrôlent, ce
qui explique la très longue durée d’évolution
des aires préfrontales, en particulier, qui se
prolonge jusqu’à près de 30 ans.
16