Le thalamus
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Contrôle de l’activité corticale • Le diencéphale • Le tronc cérébral Le diencephale Le thalamus (du grec chambre interne) L’hypothalamus et la neurohypophyse L’épithalamus (l’épiphyse) (La rétine) thalamus epiphyse hypothalamus Le diencephale Thalamus Hypothalamus Thalamus Le thalamus Le thalamus recoit des afférences de tous les organes des sens et toutes les parties du corps: c’est un relais synaptique majeur qui est la porte d’entrée au cortex pour la quasi-majorité des influx provenant de l’ensemble du système nerveux. les échanges d’informations sont bidirectionnels entre le cortex et le thalamus Corona radiata Reste du SN Role de relais du thalamus Les noyaux de relais Ces noyaux recoivent des signaux des voies sensorielles et motrices Ces signaux sont traités et intégrés, puis envoyés vers les régions correspondantes du cortex Tous les voies sensorielles ont un relais dans le thalamus sauf l’olfaction Il filtre, trie, regroupe les informations et les distribue grâce à ses différents noyaux vers les aires corticales appropriés Quelques noyaux: Corps geniculé médial:relais auditif Corps géniculé latéral: relais visuel Noyau ventral postéro-latéral: relais somatosensoriel Projection des axones des cellules ganglionnaires de la rétine sur les corps geniculés du thalamus Certains noyaux intégrent des informations sensorielles et projettent sur les aires associatives: noyaux participant à l’intégration Noyau pulvinar, noyau dorsal médian,Noyau latéral postérieur (LP En association avec le tronc cérébral, le thalamus contrôlerait l’activité du cortex Rôle dans l’éveil, l’attention conscience. Activité pace maker du thalamus Electroencephalogramme Eveil Desynchronisé, et rapide (>>12 Hz) Sommeil profond Synchronisé et lent (<< 3Hz) β Contrôle de cortex par le tronc cérébral: systèmes de modulation diffus du tronc cérébral Systèmes de modulation diffus du tronc cérébral Les neurones des systèmes de modulation diffus sont regroupés surtout dans le tronc cérébral et la région centrale du cerveau où ils forment de petits amas de milliers de cellules qui projettent toutefois leurs axones dans de vastes régions de l'encéphale. Un seul de ces neurones peut donc en influencer plus de 100 000 autres grâce aux neuromodulateurs qu'ils déversent dans l'espace extracellulaire plutôt que dans la fente synaptique. Il en résulte aussi des effets plus long à s'établir et qui durent plus longtemps que ceux des neurotransmetteurs des circuits du « cerveau câblé »: Leurs axones ne sont pas myélinisés Les cinq principaux systèmes de modulation diffus sont: Noradrenergiques Acetylcholinergiques Dopaminergiques Sérotoninergiques Histaminergiques Système de modulation diffus dopaminergique Système mesostriatal ou nigrostriatal: Subtance noire striatum: facilitation des mouvements volontaires Système mésocorticolimbique: Aire tegmentale ventrale lobe frontal + système limbique Mémoire de travail, circuits de la récompense Système de modulation diffus noradrenergique Système de modulation diffus sérotoninergique Système de modulation diffus acetylcholinergiques La formation réticulaire ou réticulée Système complexe composée de plus de 100 amas de neurones éparpillés dans un réseau de fibres nerveuses (aspect en filet réticulé). Grande étendue axonale: projette sur l’hypothalamus, le thalamus, la moelle, le cervelet Le système réticulaire ascendant est impliqué dans le maintien de l’excitabilité et de l’ éveil du cortex par l’intermédiaire du thalamus Système réticulaire ascendant: contrôle de l’état du cortex Système réticulaire descendant: contrôle tonus musculaire et réflexe Les ganglions de la base (noyaux gris centraux) La définition anatomique des ganglions de la base comprend le striatum (putamen et noyau caudé),le globus pallidus, le noyau sous thalamique le claustrum (avant-mur) Corps Strié ou striatum Noyau caudé putamen Noyau lenticulaire Putamen Globus pallidus Noyau caudé Claustrum coronale horizontale Noyau caudé Noyaux gris central, en forme de fer à cheval ouvert en avant. Il s'enroule autour du thalamus, Vue latérale Ventricules Noyau caudé Thalamus Vue de dessus Le Putamen (la gousse) et le Globus Pallidus (le globe pale) Le Putamen (la gousse) et le Globus Pallidus (le globe pale) Putamen Globus pallidus Vue de dessus Vue médiale 1. Tete noyau caudé 2. Corps noyau caudé 3. liens 4. putamen 5. Queue noyau caudé 6. segment externe globus pallidus 7. segment interne globus pallidus 8. amygdaloid body Vue latérale 1. Putamen 2. Noyau caudé 3. Liens putamo caudé 4. Amygdale 5. Thalamus Tête noyaux caudé noyau caudé Putamen noyau caudé Putamen Globus pallidus Capsule interne Le système limbique ou le système des émotions Les émotions comme la peur, ou les perceptions comme la vision, ne sont pas produits dans le cerveau à des endroits uniques que l'on pourrait appeler le "centre" de la peur ou "centre" de la vision. Ces fonctions dépendent plutôt de plusieurs régions cérébrales interconnectées que l'on appelle des systèmes. Chaque fonction possède donc son propre système qui est un sous-ensemble unique de plusieurs régions cérébrales reliées par des connexions. Le système limbique ou le système des émotions Les émotions s’accompagnent de modifications physiologiques: sudation, modification du rythme cardiaque, piloerection, changement de la couleur et de la conductance de la peau, … Modification du système nerveux autonome (SNA) lors d’émotions WB Cannon suggère que l’activation du système nerveux sympathique prépare l’animal à une situation d’urgence en mobilisant les ressources métaboliques (augmentation fréquence cardiaque, .. Walter Hess et P Bard montrent le rôle essentiel de l’hypothalamus dans le contrôle du SNA et des modifications physiologiques liées à la perception d’émotion Walter Hess (prix nobel 1949) Recherche des régions impliquées dans l’émotion Elimination du cortex chez le chat le chat devient très susceptible et présente un comportement de type rage si on le stimule (« sham rage ») Dans l’expérience A, l’élimination de l’hypothalamus inhibe la « sham rage » Rôle essentiel de l’hypothalamus dans l’expression des émotions au niveau du système nerveux autonome et somatique Stimulation électrique de l’hypothalamus Réponse du système nerveux autonome et somatique de type colère •Augmentation fréquence cardiaque •Pilo érection •Constriction de la pupille •Courbure du dos L’hypothalamus coordonne l’expression périphérique des émotions Emotions Composante « physique » Composante « psychique » perception consciente Hypothalamus Cortex Système nerveux autonome Système nerveux somatique A la recherche de la représentation des émotions dans le cortex: James Papez:un précurseur DR. JAMES PAPEZ (1883-1958) Circuit de Papez Papez propose que le néocortex influence l’hypothalamus par l’intermédiaire du gyrus cingulaire Il montre qu’il existe des interconnections entre des structures situées dans le lobe limbique Lobe limbique (Limbe= bord) (rhinencephale) Pour Papez, les signaux émotionnels en provenance du gyrus cingulaire, se projetteraient sur l’hypothalamus (corps mammilaires) via l’hippocampe et le fornix Rôle du Gyrus cingulaire et parahippocampique dans la perception et l’expression des émotion Vrai Rôle clé dans l’émotion de l’hippocampe, corps mammilaires, thalamus antérieur Faux Le système limbique proposé de Papez n’est pas réellement concerné par les émotions 1939: Travaux de Klüver et Bucy chez le singe L’ablation des lobes temporaux chez le singe; Change radicalement leur comportement: caractère intrépide (plus peur), docile, sans relief Rôle clé du complexe amygdalien Le complexe amygdalien (amygdale) L'amygdale doit son nom à sa forme d’ amande, située tout près de l'hippocampe, dans la partie frontale du lobe temporal. Elle est composée de plusieurs noyaux L'amygdale et la peur L'amygdale est essentielle à notre capacité de ressentir et de percevoir chez les autres certaines émotions. C'est le cas de la peur et de toutes les modifications corporelles qu'elle entraîne. Stimulation de l'amygdale sensation de danger imminent et de peur. Destruction de l'amygdale docilité, platitude de comportement, incapacité à reconnaître la peur sur un visage L'amygdale attribue une signification émotionnelle aux stimuli sensoriels qui lui parviennent du monde extérieur L'évolution a regroupé plusieurs circuits du système d'alarme de notre organisme dans l'amygdale. Stimulus sensoriel amygdale Prometteur, désirable Dangereux, a fuire plusieurs influx sensoriels convergent vers l'amygdale pour l'informer des dangers potentiels de son environnement. Cette information sensorielle lui parvient soit directement du thalamus sensoriel, ou soit des différents cortex sensoriels. Contrôle du SN Autonome et Somatique par l’amygdale Hypothalamus Système Nerveux Autonome amygdale Tronc cérébral Stimulation éléctrique de l’amygdale: augmentation fréquence cardiaque, pression artérielle, respiration amygdale Système Nerveux Somatique Productions de gestes, modification de la voix, fuite Tiré du laboratoire de Joseph Ledoux Le système limbique sort du limbe: Neocortex et émotions Stimulation électrique du cortex orbito frontal provoque des réponses du système nerveux autonome augmentation pression artérielle, respiration, salivement, inhibition contractions gastrointestinales Lésions du cortex orbito frontal réduit l’agressivité, la réponse émotionnelle; la colère Egas Moniz Prix Nobel, 1949 Lobotomie Préfrontale dans les cas de psychoses sévères (depression, anxiété, obsessions) amélioration des symptomes, mais atteinte de la personnalité (perte de l’initiative et du dynamisme) Control cognitif des émotions: Influences corticales sur l’amygdale L’amygdale et le cortex sont reliés Cortex Cortex amygdale amygdale L’amygade attribue une composante émotionnelle aux souvenirs, aux pensées du cortex Le cortex peut inhiber et controler des émotions: contrôle rationnel Les enfants contrôleraient moins bien leurs émotions parce que les axones qui transmettent l'information du cortex au système limbique ne sont pas encore pleinement développés. De plus, les neurones du cortex préfrontal où s'établit une bonne part du contrôle rationnel des émotions ne parviennent à maturité qu'au début de l'âge adulte. En contrepartie, l'amygdale est mature dès la naissance et exerce donc un pouvoir prédominant chez l'enfant. L’amygdale et l’hippocampe L'amygdale reçoit de nombreuses connexions de l'hippocampe. Celuici étant impliqué dans le stockage et la remémoration de souvenirs explicites, ses connections à l'amygdale peuvent être à l'origine d'une émotion déclenchée par un souvenir particulier Le système limbique aujourd’hui 1960 Paul Mc Lean Addition de l’amygdale, du septum et du cortex prefrontal Cortex préfrontal Gyrus cingulaire Septum Hippocampe Noyau Accumbens Amygdale Bulbes olfactifs Hypothalamus Thalamus Tronc cérébral Influx sensoriels Les trois cerveaux de Paul MacLean Pour MacLean, trois cerveaux distincts apparus successivement au cours de l’évolution cohabitent en nous : cerveau « reptilien », le plus ancien, assure les fonctions vitales de l’organisme en contrôlant, la fréquence cardiaque, la respiration, la température corporelle, l’équilibre, etc.. Il est fiable mais a tendance à être plutôt rigide et compulsif cerveau « limbique », apparu avec les premiers mammifères, capable de mémoriser les comportements agréables ou désagréables, et par conséquent responsable chez l’humain de ce que nous appelons les émotions. Il comprend principalement l’hippocampe, l’amygdale et l’hypothalamus. C’est le siège de nos jugements de valeur, souvent inconscients, qui exercent une grande influence sur notre comportement. un « néo-cortex », qui prend de l’importance chez les primates et culmine chez l’humain. C’est grâce à eux que se développera le langage, la pensée abstraite, l’imagination, la conscience. Le néocortex est souple et a des capacités d’apprentissage quasi infinies. C’est aussi grâce au néo- cortex que peut se constituer la culture.
