Maturation du système nerveux

Maturation du
système nerveux
Rigal Robert
Moyens d’étude


coloration des cellules nerveuses in vitro
(fixation de différents types de colorants sur des
parties distinctes de la cellule): la myélinisation;
utilisation du métabolisme cellulaire in vivo
(consommation de glucose sanguin par les
cellules nerveuses en activité): la synaptogenèse.
Embryologie





étapes de la formation du tissu nerveux et de
son anatomie
formation des trois feuillets de l'embryon:
- ectoderme (système nerveux et tissu cutané)
- mésoderme (appareil locomoteur: squelette
et muscles;
système cardio-vasculaire)
- endoderme (système digestif)
1
Modifications cellulaires

division cellulaire: prolifération des cellules ->
28e semaine

migration cellulaire: déplacement des cellules
vers leur destination définitive; rôle de facteurs
génétiques et biochimiques; action possible des
cellules gliales

différenciation
cellulaire:
les
cellules
acquièrent leurs caractéristiques particulières
(forme, taille, connexions)
Modifications cellulaires





ramification cellulaire: augmentation du nombre de
ramifications sur les dendrites et les axones;
formation des synapses avec les cellules périphériques;
organisation des contacts cellulaires: synaptogenèse;
myélinisation cellulaire: formation de la gaine de
myéline autour des axones (-> âge adulte);
-> isole les fibres nerveuses et augmente la vitesse de
conduction de l'influx nerveux;
mort cellulaire: disparition possible de neurones
(incertaine chez l'homme); certaines connexions sont
renforcées, d'autres éliminées.
Myélinisation
Système nerveux central
 -> elle s'effectue selon un ordre spatial et temporel
précis;
 -> elle est très avancée dès la naissance dans les
centres nerveux de la vie végétative (centres souscorticaux et système limbique);
 elle est amorcée dans les aires corticales motrices et
sensitives;
 l’état d'avancement est dégressif dans l'ordre aires
motrices, somesthésiques, visuelles, auditives;
 dans les aires motrices, les aires du tronc sont en
avance par rapport à celles de la tête et des membres
inférieurs.
2
Myélinisation des aires corticales
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.
Myélinisation
Système nerveux périphérique
 racines
ventrales des nerfs rachidiens en
avance par rapport aux racines dorsales
Maturation du système nerveux
(Yakovlev et Lecours, 1967)
3
Maturation du système nerveux
naissance 6
12
18
mois
Conséquences



->les aires du rhinencéphale et du lobe
limbique (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




-> 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
-> relation probable entre l'évolution des aires
corticales et celle des fonctions motrices ou
cognitives qu'elles supportent;
-> le contrôle des actions motrices évolue grâce en
partie aux transformations qui se produisent dans
les centres et les voies de contrôle.
4
Consommation cérébrale du
glucose
Variations de la consommation de glucose:
 pour fonctionner, les neurones utilisent du glucose;
 la consommation est un témoin de la synaptogenèse et
 des modifications fonctionnelles du système nerveux;
 les variations accompagnent l'émergence des grandes
fonctions motrices, sensorielles et cognitives, de la
naissance à la fin de l'adolescence;
 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
(Âges et aires prédominantes)
Nouveau né
 2-3 mois
– cortex primaire
– cortex pariétal,
sensoriel et moteur
temporal, occipital
– thalamus
– ganglions de la base
– tronc cérébral
– cervelet: hémisphères
– cervelet (vermis)
• modification des réflexes et
– hippocampe
amélioration des
– ganglions de la base
comportements visuo-sensori• prédominance des
moteurs et spatiaux
comportements réflexes du tronc
 1- 3 ans
cérébral
 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





Après les premiers mois, la consommation de
glucose:
ne suit pas une courbe ascendante régulière mais
augmente abruptement jusqu'à quatre ans,
conserve des valeurs élevées jusqu'à neuf ans,
avant de
décroître pour atteindre les valeurs adultes aux
environs de 16 ans.
5
Évolution du taux local de consommation cérébrale de glucose
(D'après Chugani, 2000)
enfant
2 fois +
Adulte
-30%
nouveau-né
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


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;
ceci explique la très longue durée d’évolution
des aires préfrontales, en particulier, qui se
prolonge jusqu’à près de 30 ans.
Consommation du glucose
La densité synaptique chez les enfants est:
 largement supérieure à celle des adultes;
 l'élagage se fait ensuite en fonction de l'activité des
enfants, entre la première et la neuvième année;
 importance de la stimulation précoce pour
conserver le plus grand nombre possible de
synapses actives dans un "environnement enrichi
actif »;
 existence de périodes sensibles, moments où un
apprentissage est le plus facile et efficace;
 la non utilisation du système nerveux aux périodes
appropriées en limiterait ainsi ses possibilités
fonctionnelles ultérieures.
6