TP 27 La commande volontaire du mouvement
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TP 27 La commande volontaire du mouvement Le réflexe myotatique est un exemple de commande involontaire des muscles mais bien entendu, les muscles peuvent aussi être commandés par la volonté. Des accidents ou des anomalies affectant le système nerveux central peuvent d’ailleurs se traduire par des dysfonctionnements musculaires. Monsieur X a été victime d’un accident vasculaire cérébral (AVC) au stade aigu. Le patient pris en charge au service des urgences cérébraux-vasculaires deux heures après le début des symptômes présente une hémiplégie droite (paralysie du côté droit du corps : face, membres supérieurs, membres inférieurs). Chez ce patient, le réflexe myotatique achilléen est intact. L’imagerie médicale moderne (IRM, IRM fonctionnel) permet d’explorer les centres nerveux et met en évidence des zones de lésion ou d’activité lors de la réalisation d’un mouvement. Problème : Comment expliquer que le réflexe achilléen soit intact alors que le patient présente une hémiplégie à droite ? Comment les mouvements volontaires sont-ils commandés ? Comment les motoneurones innervant les muscles intègrent-ils des informations d’origines diverses (réflexe et volontaire) ? Matériel : - Logiciel Eduanatomist et sa fiche technique, Différentes imageries médicales (IRM anatomique et IRM fonctionnelle) de l’encéphale de Monsieur X, où la lésion consécutive à l’AVC est visible et d’individus effectuant des mouvements volontaires Etape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation-problème (5 minutes max) Ressources : De nos jours, l’exploration du cortex cérébral d’un sujet est réalisable grâce aux techniques d’imagerie médicale. L’IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique) est une technique permettant d’obtenir des images anatomiques du cerveau correspondant à des coupes virtuelles ou en 3D. Il est non seulement possible de visualiser chez une personne les structures cérébrales avec une grande précision mais aussi de déterminer les variations d’activité de certaines zones lorsque le sujet effectue une tâche déterminée (IRM fonctionnelle ou IRMf). Problème :A l’aide d’imageries médicales diverses, on cherche à identifier les zones du cerveau impliquées dans la réalisation du mouvement volontaire. 1- Proposez une démarche d’investigation permettant de répondre au problème posé ci-dessus. Appeler le professeur pour présenter votre démarche et obtenir la fiche protocole. Etape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution 2- Chargez l’image du patient dans le logiciel Eduanatomist à l’aide de la fiche protocole fournie (protocole 1) 3- Localisez l’AVC du patient sur la coupe transversale. Appeler l’examinateur pour vérifier les résultats Etape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer 4- Réalisez une impression d’écran de l’IRM de M. X que vous traiterez avec le logiciel Paint afin de mettre en évidence, avec les fonctionnalités du logiciel, la localisation de l’AVC sur la coupe axiale. Mettez en forme votre présentation. Appeler l’examinateur pour impression Etape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème posé 5- A l’aide des données précédentes, des documents 1 et 2 ainsi que de la coupe sagittale obtenue lors de la visualisation de l’IRM, montrez que la commande du mouvement s’effectue par le cortex cérébral et proposez une localisation du cortex moteur (partie du cortex cérébral impliqué dans la motricité volontaire) NB : le cortex cérébral est la couche du cerveau constituée de couches de neurones superposées. 6- Proposez une hypothèse expliquant la paralysie du côté opposé à l’AVC. Pour préciser la localisation du cortex moteur, nous allons étudier les résultats d’une expérience réalisée sur deux sujets sains : voir la fiche des indications scientifiques et techniques des sujets 13112. 7- Chargez l’image d’une personne saine, ayant réalisé l’expérience avec la main droite, dans le logiciel Eduanatomist à l’aide de la fiche protocole fournie et utiliser les fonctionnalités du logiciel afin de régler les contrastes inférieur et supérieur selon la fiche protocole fournie. (protocole 2) 8- En modifiant les plans de coupe, faites apparaitre sur les 3 coupes l’aire motrice impliquée dans le mouvement volontaire de la main droite et compléter le document B. Appeler le professeur pour vérifier les résultats 9- Réalisez le même travail que précédemment pour une personne saine ayant réalisé le travail avec sa main gauche et complétez le document B. (protocole 3) Appeler le professeur pour vérifier les résultats Etape 5 : Mise en relation des données pour répondre au problème posé 10- A l’aide des données précédentes, de l’étude des IRM de M. X et des sujets sains et du document 3, précisez le trajet du message nerveux depuis le cortex moteur primaire vers les muscles et proposez une explication à la paralysie unilatérale de M. X. Document 1 : Organisation de l’encéphale humain : L’encéphale comprend le cerveau, le cervelet et le bulbe rachidien. Le cerveau est partagé en 2 hémisphères : droit et gauche. La surface du cerveau est découpé en 4 lobes (=aires corticales) séparés par des sillons profonds (voir document 2). On appelle cortex cérébral la partie superficielle du cerveau (=matière grise). C’est ici que ce se trouvent les corps cellulaires avec le noyau des neurones. 1 4 2 3 Coupes longitudinale et transversale de l’encéphale humain 5 6 Document 2 : Représentation des différents lobes d’un hémisphère cérébral Le trajet volontaire du message nerveux moteur Document 3 : Du cortex moteur au muscle Cas cliniques : Un AVC dans le cortex moteur l’hémisphère droit provoque une hémiplégie du côté gauche du corps. Une lésion haute de la moelle épinière entraine une paralysie totale au-dessous de la lésion ainsi qu’une perte de la sensibilité de la même région. Par contre, le réflexe myotatique est conservé. Cela montre qu’en ce qui concerne les mouvements volontaires, le cerveau est le centre nerveux intervenant.
