ILe système nerveux central

Les chemins de la connaissance R.Schorpp
ILe système nerveux central
I Le système nerveux central...............................................................................................1
1. Introduction.....................................................................................................................1
2. L‘évolution du cerveau.....................................................................................................1
3. Le système nerveux central.............................................................................................2
3.1. Les cellules du cerveau............................................................................................2
3.1.1. Transmission d‘information................................................................................2
3.1.2. Contre-réaction..................................................................................................4
3.2. Le couplage entre les cellules..................................................................................4
3.3. Modélisation du cerveau ..........................................................................................5
3.4. Le squelette du cerveau...........................................................................................6
3.5. L’humeur cervicale...................................................................................................6
3.6. Le tronc cérébral .....................................................................................................7
3.7. Le système limbique.................................................................................................7
3.7.1. L’hypothalamus..................................................................................................7
3.7.2. Le thalamus.......................................................................................................7
3.7.3. L’amygdale........................................................................................................8
3.7.4. L’hippocampe....................................................................................................8
3.7.5. Le cerveau frontal..............................................................................................9
3.8. Le cortex..................................................................................................................9
3.8.1. Chemin des signaux de sensation...................................................................10
3.8.2. Couche 1.........................................................................................................11
3.8.3. Couche 2.........................................................................................................11
3.8.4. Couche 3.........................................................................................................11
3.8.5. Couche 4.........................................................................................................11
3.8.6. Couche 5.........................................................................................................11
3.8.7. Couche 6.........................................................................................................11
3.8.8. Lobes frontaux.................................................................................................11
3.8.9. Lobes temporaux.............................................................................................11
3.8.10. L’analyse d’image..........................................................................................12
3.8.11. L’analyse du son............................................................................................13
4. Psychologie Phisiologique.............................................................................................16
4.1. Liaisons entre le cortex et le système limbique......................................................16
4.2. Les deux moitiés du cerveau..................................................................................17
4.2.1. Croisement des nerfs optiques........................................................................17
4.2.2. Le visage.........................................................................................................17
4.2.3. Répartition des tâches.....................................................................................18
4.3. Les types de penseur.............................................................................................18
4.4. Types d‘êtres humains...........................................................................................19
5. Figures..........................................................................................................................20
6. Index............................................................................................................................. 20
1. INTRODUCTION
Pour comprendre comment l’homme perçoit son entourage, il faut étudier les organes des
sens et le cerveau qui traite les informations qui y parviennent.
Commençons par le système nerveux central, soit le cerveau.
2. L‘ÉVOLUTION DU CERVEAU
Le cerveau d’origine est le tronc cérébral qui représente le système nerveux central
jusqu’aux reptiles.
Plus tard apparu chez les mammifères le système limbique
En dernier se développa chez l’homme le cortex.
Cette partie du cerveau a besoin d’une température très stable, de beaucoup de protéine et
d’énergie. Un quart des calories ingurgitées sont utilisées par le cortex.
1 Le SNC.doc 01.10.131

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3. LE SYSTÈME NERVEUX CENTRAL
3.1. Les cellules du cerveau
Le cerveau contient 109 neurones.
Chaque neurone possède 10 à 10'000 dendrites (entrées) et axones à la pointe desquelles
se trouvent les synapses (sorties).
3.1.1. Transmission d‘information
L’information circule dans les axones et dendrites en tant que potentiel électrique. La
membrane de la cellule y joue un rôle important.
+ + + + +
- - - - -
Na+ K+ Cl-
Na+
K+
Cl-
extérieur
menbrane
intérieur
+ + + + +
- - - - -
Na+ K+ Cl-
Na+
K+
Cl-
augmentation
de potentiel
repos
Na+ K+ Cl-
Na+
K+
Cl-
diminution
de potentiel
+ + + + +
- - - - -
Na+ K+ Cl-
Na+
K+
Cl-
repos
sans courant
potentiel = - 70mV
courant Na+
jusqu'au
potentiel = 10mV
courant K+
jusqu'au
potentiel = - 70mV
sans courant
potentiel = - 70mV
Figure 1: dépolarisation de la membrane
Le potentiel de repos de la membrane est de –70mV. Lorsque le potentiel du synapse
s’élève de 10mV, il se produit une polarisation qui ne suffit pourtant pas pour provoquer une
dépolarisation de la membrane. Seulement après de nouvelles élévations du potentiel se
produit la dépolarisation. La membrane devient transparente aux ions de sodium Na+. Ils
traversent la membrane vers l’intérieur jusqu’à ce que la polarisation de la membrane se soit
inversée vers +10 mV. La membrane devient alors opaque au sodium et transparente aux
ions de potassium K+. Ceux-ci passent de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule jusqu’à ce
que l’équilibre de repos soit atteint.
1 Le SNC.doc 01.10.132

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Ce processus provoque une impulsion potentielle locale qui par influence électrique se
propage le long des axones et dendrites.
- - - - + + + - - - - - - - - - -
- - - - + + + - - - - - - - - - -
+ + + + - - - + + + + + + + + + +
+ + + + - - - + + + + + + + + + +
- - - - - - - + + + - - - - - - -
+ + + + + + + - - - + + + + + + +
+ + + + + + + - - - + + + + + + +
- - - - - - - + + + - - - - - - -
Figure 2: Propagation de l’impulsion potentielle
Comme la dépolarisation s’effectue chimiquement elle est relativement lente. La période de
répétition maximal est de 1ms.
L’information est contenue dans la fréquence de répétition des impulsions. Les neurones
traitent les trains d’impulsions présents aux entrées par combinaison et intégration jusqu’à
un seuil. Lorsque celui-ci est atteint une impulsion est transmise à la sortie. Le neurone fait
feu.
seuil
modulé par impulsions
discrètes
modilé continuellement en amplitude
dendrites neurone axone
modulé par impulsions
discrètes
Ce traitement dure plusieurs millisecondes.
La vitesse de propagation de l’impulsion est d’env. 100m/s. Les axones utilisés souvent sont
entourés de myéline. Cette couche facilite la transmission et augmente cette vitesse d’un
facteur de douze.
Pour compenser cette lenteur le cerveau travaille en parallèle contrairement aux ordinateurs
qui effectuent les opérations de manière sérielle. Dans le cerveau de nombreuses opérations
s’effectuent donc en même temps.
1 Le SNC.doc 01.10.133

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Tension de seuil
potentiel d‘action
Potentiel de
repos de la
membrane
Le neurone fait feu Le neurone ne fait pas feu
Figure 3: Mise à feu des neurones
3.1.2. Contre-réaction
Des produits chimiques circulent dans le sens contraire aux impulsions et influencent de
cette façon la sensibilité des dendrites aux impulsions.
3.2. Le couplage entre les cellules
dendrites:
réception de signaux
d'autres neurones
axones:
à partir d'une certaine force des
signaux d'entrée, le neurone envoie
lui-même des signaux par l'axone
synapses:
les signaux sont envoyés, affaiblis ou
amplifiés, vers d'autres neurones
un changement de la structure du
synapse entraine un changement
de la fonction
Les contacts possibles entre des axones et le corps de la cellule, entre des axones et des
dendrites ainsi qu’entre des axones eux-mêmes sont appelés synapses.
1 Le SNC.doc 01.10.134

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Dans les synapses les produis chimiques responsable à la transmission des impulsions sont
appelés neurotransmetteurs. Plus il y en a, plus fort est le couplage au niveau du synapse.
Différentes hypothèses sont pensables pour expliquer la capacité du cerveau à apprendre.
•Agrandissement des surfaces de contact.
•Meilleur transparence de la membrane aux neurotransmetteurs
•Dédoublement des synapses sur place
•Reprise des contacts voisins constitués par des synapses diminués.
Mais avant tout
•la croissance de nouvelles liaisons entre dendrites et axones. En effet des tentacules –
ou filopodia - croissent en synchronisation avec les impulsions électriques des dendrites
attirées par le champ électrique des axones qui transmettent en même temps des
impulsions. Elles disparaissent après quelques minutes si l’attraction ne suffit pas.
Autrement il peut apparaître des nœuds (engl: bouton) et une nouvelle synapse (engl:
spine) prend naissance.
3.3. Modélisation du cerveau
Voir aussi le document „réseaux de neurones“
Dans le cerveau s’effectuent 1014 opérations élémentaires en ¼ de seconde.
Il existe 3 opérations élémentaires :
x
A
B
0 si A-B < x
1 si A-B > x
B bloque A
x
A0 si A < x
1 si A > x
x
B
0 si A+B < x
1 si A+B > x
A
Figure 4: Les opérations élémentaires dans le cerveau
1 Le SNC.doc 01.10.135