Partie 2 - Schwann
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26/10/2012 Licence de Psychologie Bases de la Psychophysiologie 1 (E35PS3) Neuroanatomie cérébrale fonctionnelle Gina DEVAU [email protected] 2012 Sommaire 2ème partie: neuro-anatomie 4- Repérage spatial 5- Système nerveux périphérique 5 5-1. Les nerfs sensitifs 5-2. Les nerfs moteurs 5-3. Le système autonome 5-4. Les nerfs crâniens 6- Système nerveux central 6-1. Les système de protection 6-2. La barrière hémato-méningée 7- La moelle épinière 8- L’encéphale 8-1. Organisation histologique 8-2. Vascularisation cérébral 9- Le tronc cérébral 9-1. Le bulbe rachidien 9-2. 9 2. Le pont 9-3. Le mésencéphale 9-4. Le cervelet 10- Le diencéphale 10-1. Le thalamus 10-2. L’hypothalamus 10-3. L’hypophyse 10-4. L’épiphyse 11- Les structures sous-corticales 11-1. Le striatum 11-2. Le système limbique 12- Les hémisphères cérébraux 1 26/10/2012 4- Repérage spatial, repères pour les études anatomiques • Repérage R é spatial ti l • Vue externe • Vue ventrale • Coupe sagittale • Coupe ventrale • Coupe frontale ou coronale 4‐ Repères anatomiques Avant R t l Rostral Supérieur Dorsal Arrière C d l Caudal Organe complexe en 3D Nécessité de repères spatiaux Inférieur Ventral 2 26/10/2012 Vue latérale externe A Avant t A iè Arrière Vue latérale gauche Coupe sagittale A Avant t A iè Arrière Coupe sagittale médiane 3 26/10/2012 Vue ventrale Avant G Gauche h D it Droite Sillon interhémisphérique Chiasma optique Hémisphère droit T Tronc cérébral é éb l Cervelet Arrière Coupe Coronale ou Frontale Supérieur Droite Gauche Inférieur Coupe frontale 4 26/10/2012 Coupe basale Avant Cortex frontal Cortex occipital Gauche Droite Arrière Coupe coronale ou transversale Dorsal Droite Gauche Ventral Coupe coronale 5 26/10/2012 5‐ Le système nerveux périphérique (SNP) • Les nerfs sensitifs • Les nerfs moteurs • Le système végétatif ou autonome Les nerfs sont constitués de fibres sensitives et motrices très myélinisées qui innervent la peau et les muscles striés. Les nerfs du système végétatif innervent les organes, les glandes et les muscles lisses, les fibres sont moins myélinisées. 5‐1. Les nerfs sensitifs Le dermatome : zone cutanée innervée par les fibres sensitives d’une seule racine nerveuse. L’ensemble des dermatomes innervent tous les territoires corporels. 6 26/10/2012 Les fibres sensitives Arrière Réception d’information sensible et douloureuse Terminaisons nerveuses sensibles Dendrites des neurones sensitifs Neurones en T Ganglion spinal ou rachidien Fibres nerveuses afférentes Avant 5‐2. Les nerfs moteurs Un nerf moteur est un ensemble d’axones de motoneurones. Ils innervent les muscles et permettent les mouvements. Le nerf sciatique Le nerf brachial Les axones les plus longs du corps 7 26/10/2012 Commande de la contraction musculaire Arrière Nerf moteur et jonction neuromusculaire Fibres nerveuses efférentes Motoneurone Axone = fibre motrice Plaque motrice A Avant t 5‐3. Le système nerveux autonome Le système nerveux végétatif contrôle les fonctions involontaires. Il est composé de 2 systèmes antagonistes: le système sympathique et le système parasympathique. - Le système sympathique mobilise les ressources énergétiques pour faire face à des situations critiques : les émotions (la peur), de danger (la fuite), de stress… - Le système parasympathique participe à la récupération des énergies consommées par l’activation du système sympathique. Les 2 systèmes contribuent à l’homéostasie, au maintien des équilibres des fonctions physiologiques. 8 26/10/2012 Cibles du système autonome Le système sympathique Le système parasympathique Chaîne des ganglions sympathiques Les neurones ganglionnaires et post-ganglionnaires parasympathiques libèrent de l’ACh Les neurones postganglionnaires sympathiques libèrent de la NA Ces réponses végétatives sont des réponses réflexes et inconscientes. 5-4. Les nerfs crâniens 12 paires de nerfs crâniens Innervation du visage et du cou 9 26/10/2012 Les nerfs crâniens Nerf crânien Nom Nature Fonction Nerf I Olfactif Sensoriel Olfaction Nerf II Optique Sensoriel Vision Nerf III Oculomoteur Moteur Œil Nerf IV Pathétique Moteur Nerf V Trijumeau Moteur Mastication Nerf VI Oculaire externe Moteur Œil Nerf VII Facial Moteur Visage N f VIII Nerf VIII S Stato‐Accoustique A i S Sensoriel i l A di i Audition et Equilibre E ilib Nerf IX Glossopharyngien Mixte Langue Palais Nerf X Vague Pneumogastrique Mixte Respiration, Digestion Cardiaque Nerf XI Spinal Moteur Cou Nerf XII Hypoglosse Moteur Déglutition 6‐ Le système nerveux central (SNC) • Les systèmes de protection • La moelle épinière • Le tronc cérébral • Le diencéphale • Les structures sous-corticales • Les hémisphères cérébraux 10 26/10/2012 6‐1. Les systèmes de protection L protections Les t ti osseuses: • L e crâne • Les vertèbres Les protections membranaires : Les méninges • La dure-mère • L’arachnoïde • La pie-mère Les méninges La dure-mère : membrane résistante protectrice L’arachnoïde : synthèse du liquide céphalo-rachidien (LCR) La pie-mère : membrane très vascularisée nourricière 11 26/10/2012 6‐2. La barrière hémato‐méningée (BHM) La barrière hémato-méningée (BHM) : protège le cerveau de nombreux agents pathogènes, filtre l’entrée de nombreuses molécules et la sortie de métabolites. Cette barrière est constituée de cellules avec des jonctions serrées : les cellules endothéliales des capillaire sanguins et les prolongements astrocytaires. La BHM sélectionne les molécules par la taille des molécules mais aussi par leur nature. Exemple de molécules: traversant la BHM : Le glucose (Glc) ne traversant pas la BHM : la dopamine (DA) Lorsque cette barrière est détériorée les agents infectieux peuvent entrer dans le cerveau. Synonyme : barrière hémato-encéphalique Le liquide céphalorachidien (LCR) Liquide biologique produit par les cellules des p plexus choroïdes dans les ventricules et par les cellules de l’arachnoïde. Zone d’échanges dans le cerveau. Rôle d’amortisseur des mouvements et des chocs du SNC Circulation dans l’espace arachnoïdien et à travers les ventricules. Prélèvement de LCR par ponction lombaire, Injection lors d’une anesthésie péridurale. 12 26/10/2012 Les ventricules cérébraux (LCR) Les ventricules latéraux V t i l III Ventricule Aqueduc de Sylvius Ventricule IV Le canal de l’épendyme 7‐ La moelle épinière Voies myélinisées de conduction Dorsal Droite Centre d’intégration Gauche Voies sensitives et nociceptives Ascendantes Corne dorsale Faisceau de Goll et Burdach Corne latérale Corne ventrale Voies V i motrices ti descendantes Faisceau cortico-spinal = Faisceau pyramidal Ventral 13 26/10/2012 Centre intégrateur : L’arc réflexe Arrière Voie afférente sensitive Neurone sensitif Ganglion rachidien Racine dorsale Interneurone Motoneurone Corne antérieure Voie efférente motrice Avant Intégration ultrarapide inconsciente – réponse automatique : réflexe 8‐ L’encéphale • Le cerveau • Le télencéphale • Le diencéphale • Le tronc cérébral • Le mésencéphale • Le pont • Le bulbe rachidien • Le cervelet Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau. (Sylvius) 14 26/10/2012 8‐1. organisation histologique Les cellules neuronales, principalement neurones et cellules gliales, constituent le tissu cérébral. Les corps cellulaires des neurones ou somas sont regroupés en 3 structures: • en noyaux = ganglions, les somas sont groupés de manière dense • en couches stratifiées dans les cortex cérébraux et cérébelleux • en réticulé, les somas sont dispersés dans un réseau diffus, la réticulée du tronc cérébral. 8‐2. Vascularisation cérébrale Vue de face Le cerveau est très richement vascularisé par les artères cérébrales qui se divisent en capillaires qui irriguent tous le territoire cérébral. 15 26/10/2012 8‐2. Vascularisation cérébrale La circulation sanguine apporte au cerveau tous les éléments dont il a besoin pour fonctionner. Notamment l’oxygène (O2) qui diffuse à travers les cellules et le glucose (Glc) qui traverse la BHM. Le cerveau pèse 2% du poids du corps et consomme 20% de l’O2 inspiré. Une ischémie ou une hémorragie provoque une diminution d’apport d’O2. Un manque d’O2 est une hypoxie, une absence totale est une anoxie. Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) : 120 000 personnes/an 9‐ Le tronc cérébral • Le tronc cérébral • Le mésencéphale • Le pont • Le bulbe rachidien • Le cervelet Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau. (Sylvius) 16 26/10/2012 9‐1. Le bulbe rachidien Le bulbe rachidien est la p partie inférieure du tronc cérébral, c’est la partie intermédiaire entre le pont et la moelle épinière. Noyau Magno-cellulaire (neurones géants) Noyau du Raphé (neurones 5-HT) Noyaux y vestibulaires Noyaux cochléaires Noyaux du complexe Olivaire. • La Réticulée bulbaire. Faisceaux : les voies de conduction. Les voies motrices (pyramidales) se croisent juste sous le bulbe rachidien, décussation des voies motrices. Le cortex moteur gauche commande la partie droite du corps. Les noyaux du raphé Le raphé: les neurones sérotoninergiques La sérotonine = 5‐HydroxyTryptamine (5‐HT) 17 26/10/2012 9‐1. Le bulbe rachidien Bulbe rachidien intermédiaire entre le pont et la moelle épinière. Implications fonctionnelles: • Conduction des informations motrices et sensitives; • Régulation des automatismes respiratoires et cardiaques. 9‐2. Le pont Le pont de Varole ou protubérance annulaire constitue le plancher du IVème ventricule. Les Noyaux (droit et gauche) : Noyau du locus coeruleus Noyaux vestibulaires Noyaux cochléaires La réticulée pontique 18 26/10/2012 Le pont Le locus coeruleus contient des neurones noradrenergiques (NA). 9‐2. Le pont Implications fonctionnelles : Conduction et régulation motrice Contrôle de l’équilibre Conduction auditive Conduction sensitive 19 26/10/2012 9‐3. Le mésencéphale Le mésencéphale, partie supérieure du tronc cérébral, constitue ll’intermédiaire intermédiaire entre le diencéphale et le pont pont. Les noyaux du mésencéphale (droit et gauche) : • Le tectum contient les tubercules quadrijumeaux ou colliculi (inférieur et supérieur); Le tegmentum contient • L’Aire Tegmentale ventrale et la substance noire, substantia b t ti nigra i ou locus l niger i ( (neurones DA) • Le noyau rouge • Le noyau oculomoteur. • Réticulée mésencéphalique activatrice. Le mésencéphale Aire tegmentale ventrale et la substance noire contiennent des neurones dopaminergiques (DA). 20 26/10/2012 9‐3. Le mésencéphale Le mésencéphale intermédiaire entre le diencéphale et le pont pont. Implications fonctionnelles : La substance noire, dans le régulation motrice, La réticulée mésencéphalique dans la régulation de l’éveil, Le noyau rouge relais entre la moelle épinière épinière, le cervelet et le cortex Le colliculus supérieur est un relais visuel du réflexe vestibulo-oculaire Le colliculus inférieur est un relais auditif. 9‐4. Le cervelet Le cervelet est séparé du tronc cérébral par le IVème ventricule. Le cervelet est constitué : Les hémisphères cérébelleux Le vermis médian Les noyaux profonds Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau. (Sylvius) 21 26/10/2012 9‐4. Le cervelet Structure: - 2 hémi-cervelets et un vermis médian. -Les Les faisceaux de fibres myélinisées constttuent l’arbre de vie - Le cortex cérébelleux qui contient les cellules de Purkinje qui séparent la couche granulaire et la couche moléculaire. - Les noyaux profonds du cervelet, le floculus et le nodulus formant l’archéocervelet Schéma représentant le cerveau en coupe sagittale du cerveau et Schéma représentant le cerveau en coupe sagittale du cerveau et montrant le cervelet section passant par le vermis médian (Sylvius). Implications fonctionnelles: Centre de l’équilibre et de la posture Coordination motrice : Coordination et synchronisation des gestes Apprentissage moteur 10. Le diencéphale Région centrale du cerveau qui contient: ‐ Le thalamus ‐ L’épiphyse ‐ L’hypothalamus ‐ L’hypophyse Thalamus Epiphyse Hypothalamus Hypophyse 22 26/10/2012 10.1 Le thalamus Structure: Le thalamus est un ensemble de noyaux localisés au centre du cerveau: Le noyau latéral genouillé, Le noyau genouillé médian. Le thalamus est connecté au cortex, au striatum, à l’hypothalamus, au mésencéphale. Implications fonctionnelles : Le thalamus est un centre relais qui trie, filtre et redirige les informations sensorielles visuelles, auditives et somésthésiques, et les informations motrices. Le thalamus est aussi impliqué dans la prise de conscience sensorimotrice. 10.2 L’hypothalamus L’hypothalamus est un ensemble de noyaux localisés sous le thalamus: Le noyau supra-chiasmatique Les noyaux para-ventriculaires L’hypothalamus est impliqué dans les régulations physiologiques des processus de survie. - Survie de l’individu: contrôle de l’énergie (thermorégulation), le contrôle de la satiété et de la soif… - Survie de l’espèce contrôle de la reproduction. - Régulation de la libération d’hormones d hormones par des Hormones de stimulation ou de ‘inhibition 23 26/10/2012 10.3 L’hypophyse Structure: L’adéno-hypophyse La neuro-hypophyse Implications fonctionnelles: L’adéno-hypophyse, production et libération d’hormones - l’hormone de croissance (GH, Growth Hormon) - l’hormone de stimulation de la thyroïde (TSH) - l’hormone corticotrope (ACTH) - les hormones sexuelles (FSH et LH) La neuro-hypophyse, libération d’hormones - la vasopressine - l’ocytocine 10.4 L’épiphyse L’épiphyse ou glande pinéale est impliquée dans la synchronisation des rythmes biologiques en relation avec l’alternance circadienne, jour/nuit. Synthèse et libération en fin de nuit de la mélatonine par les pinéalocytes. 24 26/10/2012 11. Les structures sous‐corticales Les structures sous-corticales sont constituées: - du striatum ou ganglions de la base - du système limbique - du noyau accumbens - cortex cingulaire - cortex entorhinal 11.1 Le striatum Structure : - Le noyau caudé - Le putamen - le globus pallidus - le noyau lenticulaire Implications fonctionnelles : - Régulation de la motricité - Apprentissage moteur - Mémoire motrice 25 26/10/2012 Les ganglions de la base Communication entre les 2 hémisphères Ventricule latéral Matière grise (marron clair) Matière blanche (beige clair) 11.2 Le système limbique Hippocampe Amygdale Bulbe olfactif Schéma représentant le système limbique 6: cortex frontal 5: corps calleux 12: thalamus 26 26/10/2012 11.2 Le système limbique Structures et fonctions : - L’hippocampe L’hi Traitement et consolidation de la Mémoire Mémoire spatiale, cellules de localisation Contrôle des émotions - l’amygdale Réaction à la peur Réaction au stress Réaction à la nouveauté - le bulbe olfactif Mémoire olfactive - le septum 12. Les hémisphères cérébraux Avant Arrière Les hémisphères Les hémisphères Hémisphère droit et Hémisphère gauche Séparés par un p p Sillon inter‐hémisphérique. Photo montrant une vue externe gauche du cerveau. 27 26/10/2012 Les 4 lobes cérébraux: frontal, temporal, pariétal et occipital Avant Lobe frontal (rouge) Lobe temporal (vert) Lobe pariétal (bleu) Lobe occipital (rose) Les lobes cérébraux Chez l’humain, les hémisphères cérébraux représentent la partie qui s’est le plus développé au cours de l’évolution. l’évolution Une vue externe montre des circonvolutions ou gyrus et des sillons. Les sillons les plus profonds ou scissures délimitent les lobes. 4 lobes: frontal, temporal, pariétal et occipital 9 Scissure de Sylvius entre les lobes temporaux, frontaux et pariétaux 9 Scissure de Rolando entre le lobe frontal et le lobe pariétal 9 Scissure pariéto‐occipitale entre le lobe pariétal et le lobe occipital 9 Connexion par les fibres du corps calleux. 28 26/10/2012 Architecture corticale Couche granulaire g Neurones pyramidaux Neurones pyramidaux Projection terminaisons sensorielles Grands neurones pyramidaux Couche polymorphe p y p Le cortex cérébral: Épaisseur de 2 à 4 mm, Stratifié en 6 couches. Le corps calleux Communication entre les 2 hémisphères Ventricule latéral Matière grise (marron clair) Matière blanche (beige clair) 29 26/10/2012 Neurones corticaux Organisation en réseaux, Contacts synaptiques. Les aires de Brodmann Relations structure‐fonction 30 26/10/2012 Imagerie cérébrale fonctionnelle Informations sur les relations entre les structures cérébrales et les fonctions. Lien entre activité Lien entre activité cérébrale et le débit sanguin, mesure indirecte avec un traceur radioactif. Tomographie à émissions de positons (PET) IRM fonctionnelle Hémisphère gauche Lobe pariétal Vue externe actif durant des tâches de reconnaissance Vue interne Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (fRMI). 31 26/10/2012 Les fonctions des hémisphères cérébraux 9 Intégrations des informations sensorielles 9 Intégrations des informations motrices 9 Développement des fonctions cognitives Aires corticales sensorielles, motrices et associatives. A t Avant A iè Arrière Vue externe de l’hémisphère gauche 32 26/10/2012 Références: Livres Neurosciences de Purves et al., Ed De Boeck Université Atlas du cerveau d’Hanaway d Hanaway et al al., Ed De Boeck Université Sites Web Le cerveau à tous les niveaux: http://lecerveau.mcgill.ca/ Gene to cognition: http://www.g2conline.org/ 33