Anatomie fonctionnelle du systme nerveux Organisation du systme

Anatomie fonctionnelle du système nerveux

Organisation du système nerveux Système nerveux central Système nerveux périphérique Neurones sensitifs (afférents) encéphale Nerfs crâniens Neurones moteurs (efférents) Neurones sensitifs (afférents) Moelle épinière Nerfs rachidiens Neurones moteurs (efférents)

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

1 - Développement embryonnaire S’amorce au début de 3ème semaine de vie embryonnaire Le SNC se forme à partir d'un repli interne du tissu formant le dos de l'embryon (ectoderme). Ce tissu alors appelé plaque neurale se replie vers l'intérieur jusqu'à se refermer complètement formant ainsi un tube neural. Embryon à 25 jours

La plaque neurale est en vert Crête neurale : masse de tissu entre tube neural et ectoderme, formera plus tard les nerfs crâniens et rachidiens et leurs ganglions et la médullosurrénale (partie interne des glandes surrénales)

L'avant du tube neural se divise en trois sections : cerveau antérieur, cerveau moyen et cerveau postérieur. Le cerveau antérieur se divise en télencéphale et diencéphale Le cerveau postérieur se divise en métencéphale et myélencéphale

Le télencéphale est énorme chez l'humain. Il recouvre presque toutes les autres structures.

Télencéphale Chez l'humain, le télencéphale recouvre presque toutes les autres structures Cervelet

Le télencéphale se divise en 2 hémisphères

Télencéphale Diencéphale Mésencéphale Pont de Varole (protubérance) Bulbe rachidien Cervelet = Tronc cérébral

On retrouve cette même organisation chez tous les vertébrés Seules la taille et les proportions des différentes parties changent. L'encéphale humain, par exemple, est beaucoup plus gros que l’encéphale d'un requin de la même taille. Le télencéphale humain est aussi beaucoup plus gros, proportionnellement au reste de l'encéphale, que celui des poissons ou des reptiles.

Humain Chat Singe C’est surtout le télencéphale qui augmente en taille au cours de l ’évolution des mammifères.

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

2. Les ventricules cérébraux Ventricules latéraux (1 et 2) Foramen interventriculaire Ventricule 3 Aqueduc de Sylvius Ventricule 4 Canal de l ’épendyme Vers la surface du SNC

Ventricules latéraux 1 et 2 (un dans chaque hémisphère) Le SNC contient des cavités, les ventricules, emplies d'un liquide : le liquide céphalorachidien. Il y a en tout quatre ventricules. Ventricule 3 (fente verticale centrale) Ventricule 4 (entre cervelet et tronc cérébral)

Les ventricules 1 et 2 communiquent avec le 3 par de petites ouvertures, les foramens interventriculaires. Foramen interventriculaire Le ventricule 3 communique avec le 4 par l'aqueduc de Sylvius. Aqueduc de Sylvius Canal de l ’épendyme Le ventricule 4 se poursuit dans la moelle épinière par le canal de l'épendyme. De petits conduits permettent au liquide du ventricule 4 de se répandre à la surface de l'encéphale (dans l'espace sous-arachnoïdien). Vers la surface du SNC

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

3. Les protections du système nerveux central • Les méninges Ø Dure-mère Ø Arachnoïde Ø Pie-mère • Le liquide céphalo-rachidien • La barrière hémato-encéphalique

A - Les méninges

Sinus veineux Dure-mère

B - Le liquide céphalo-rachidien • Remplit les ventricules et l'espace sous-arachnoïdien (80 à 150 ml) : liquide clair contenant glucose, protéines, acide lactique, urée, ions, qqs lymphocytes • Constitue un "coussin" liquide amortisseur : protection mécanique. L’encéphale flotte dans la boîte crânienne • Permet l'élimination des déchets rejetés par les cellules et l’apport de nutriments • Milieu propice à la signalisation neuronale : protection chimique

• Liquide produit par les plexus choroïdes. • Remplit les ventricules • S’écoule dans l’espace sousarachnoïdien par des ouvertures au niveau du 4 e ventricule. • Remplit l’espace sousarachnoïdien où il forme un coussin liquide • Est réabsorbé par le sang au niveau des villosités arachnoïdiennes.

Villosité arachnoïdienne Sinus veineux

C - La barrière hémato-encéphalique Capillaires de l'encéphale beaucoup plus étanches que ceux du reste du corps. Beaucoup de substances qui peuvent les traverser ailleurs ne le peuvent pas dans le SNC (jonctions serrées). Jonction serrée

Substances passant rapidement du sang aux cellules cérébrales : - glucose, O 2, CO 2, eau et substances liposolubles (alcool, caféine, nicotine, héroïne, anesthésiques…) Substances passant plus lentement du sang aux cellules cérébrales : - créatinine, urée, la plupart des ions Substances ne passant PAS du sang aux cellules cérébrales : - protéines et majorité des antibiotiques

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

4. La moelle épinière et l’arc réflexe Moelle épinière: deux fonctions • Lien entre l’encéphale (centre de contrôle) et tous les organes reliés aux nerfs rachidiens. • Intégration de certaines fonctions : réflexes simples. Les nerfs rachidiens se divisent en deux branches (racines) à leur jonction avec la moelle.

2 racines Moelle épinière Méninges Nerf rachidien Disque intervertébral Vertèbre

Ponction lombaire se fait dans la cavité sub-arachnoïdienne. Anesthésie par épidurale se fait dans la cavité épidurale.

Ponction lombaire La ponction lombaire permet de prélever un peu de liquide céphalorachidien pour analyse (déterminer s'il y a présence de bactéries ou de virus, par exemple). La moelle épinière se termine au niveau de la vertèbre L 1 (1 ere vertèbre lombaire). La ponction se fait sous la L 1 afin d'éviter de léser la moelle.

Anesthésie épidurale On injecte un produit anesthésiant dans le coussin graisseux situé entre la vertèbre et la dure mère (espace épidural). Espace épidural

On introduit un cathéter (mince tube de plastique) par l'aiguille qui a été enfoncée jusque dans l'espace épidural. Une fois le cathéter en place, on retire l'aiguille (en laissant le cathéter en place). Le produit anesthésiant est ensuite injecté sur demande par le cathéter. L'anesthésie épidurale est surtout utilisée pour diminuer les douleurs de l'accouchement. On l'utilise aussi pour les césariennes. Elle n'entraîne aucune complication.

Matière blanche Matière grise Nerf rachidien

Matière blanche = faisceaux de fibres myélinisées • Fibres ascendantes, de la périphérie vers l’encéphale (sensitives) • Fibres descendantes, de l’encéphale vers la périphérie (motrices) Matière grise = Composée de corps cellulaires et prolongements courts non myélinisées Reçoit et intègre l’information entrante et sortante Corne postérieure (dorsale) Corne antérieure (ventrale)

Ganglion spinal Racine postérieure (dorsale) Racine antérieure (ventrale) Nerf rachidien

Réflexes spinaux Réflexe = réaction rapide, prévisible et automatique (involontaire) face à des changements extérieurs : maintien de l’homéostasie. Arc réflexe : relie un neurone sensitif à un ou plusieurs neurones moteurs. Il comprend les 5 composantes suivantes : Un récepteur : réagit à un stimulus en produisant un potentiel générateur Un neurone sensitif : conduit l’IN du récepteur à la SG de la moelle Un centre d’intégration : une région du SNC qui envoie l’influx nerveux du NS au NM. Le plus simple : une seule synapse entre NS et NM (arc réflexe monosynaptique) ou voie impliquant un ou plusieurs neurones d’association (arc réflexe polysynaptique). Un neurone moteur : propage l’IN du centre intégrateur jusqu’à la partie du corps qui va réagir. Un effecteur : partie du corps (muscle ou glande) qui réagit à l’IN moteur. Son action est appelée un réflexe (somatique ou viscéral).

Le coup sur le tendon de la rotule étire soudainement et légèrement les fibres musculaires du muscle extenseur (stimulus). Stimulation du récepteur sensible à l’étirement dans le muscle extenseur (fuseau neuromusculaire). Stimulation du neurone moteur du muscle extenseur (quadriceps fémoral) qui se contracte : extension de la jambe Il n’y a pas de neurone d’association dans ce réflexe : arc réflexe mono-synaptique ipsilatéral Réflexe d’étirement : le réflexe rotulien

(de flexion) : arc réflexe polysynaptique Stimulus punaise plantée dans le pied : douleur Réaction retrait du pied réflexe ipsilatéral Rôle du réflexe : protection : la contraction des fléchisseurs permet de bouger un membre pour éviter la douleur (le relâchement des muscles extenseurs antagonistes a lieu également par inhibition par les neurones d’association inhibiteurs des NM de ces muscles) Arc réflexe intersegmentaire : mobilise plusieurs groupes de muscles par stimulation de pls NM à différents niveaux (segments) de la moelle : les neurones d’association montent et descendent le long de la moelle.

Réflexe d’extension croisée Stimulus punaise plantée dans le pied : douleur Réaction retrait du pied réflexe controlatéral Quand la punaise se plante dans le pied, la personne peut perdre l’équilibre lors du transfert du poids du corps sur l’autre pied. Les réflexes font retrouver l’équilibre et évitent la chute. Comment? Par réflexe d’extension croisée : activation de neurones d’association transversaux : les IN de la douleur traversent la moelle sur plusieurs niveaux de part et d’autre du point d’entrée de l’INS. Il y a alors des INM qui provoquent l’extension du genou, de la cheville, de la hanche du membre opposé : permet le transfert de poids.

R. de flexion : R. protecteur ds lequel l’action des muscles fléchisseurs est stimulée alors que celle des muscles extenseurs est inhibée (même côté) Avec innervation réciproque : contraction des muscles fléchisseurs du pied stimulé par la punaise ET stimulation des muscles extenseurs de l’autre membre provoquant l’extension (maintien de l’équilibre) Réflexe d’extension croisée => Réflexe ds lequel l’extension des articulations d’un membre se produit conjointement avec la contraction des muscles fléchisseurs du membre opposé.

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

5. Le tronc cérébral Formé de : Mésencéphale Pont de Varole (protubérance) Bulbe rachidien

Mésencéphale Pont (protubérance annulaire) Bulbe rachidien

1 - Bulbe rachidien : prolongement de la partie supérieure de la moelle. Contient tous les faisceaux ascendants et descendants (substance blanche) qui relient la moelle épinière à l’encéphale via le thalamus. 2 - Pont : situé au dessus du bulbe et devant le cervelet. Formée de faisceaux de fibres myélinisées et de plusieurs noyaux. Relie la moelle à l’encéphale et pls parties de l’encéphale entre elles. Contient des noyaux : centres pneumotaxique et apneustique qui aident au contrôle de la respiration. 3 – Mésencéphale : s’étend du pont à la partie inférieure du diencéphale. Traversé par l’aqueduc de Sylvius. Contient des fibres motrices (du cortex à la ME) et sensitives (de la ME au thalamus). 3 2 1

Tronc cérébral : Formé de substance blanche (faisceaux de fibres) contenant des amas de matière grise (noyaux) v Substance blanche : Fibres myélinisées : liaison entre moelle et structures supérieures et avec cervelet. v Substance grise (noyaux) : activités réflexes Ø Relais entre ME et encéphale Ø Centres réflexes pour le mouvement des yeux, de la tête et du cou Ø Centre cardio-vasculaire : règle fréquence et force des battements et le diamètre des vaisseaux Ø Centre de contrôle respiratoire : régule la fréquence respiratoire Ø Réflexes respiratoires (toux, éternuement, etc. ) Ø Déglutition, hoquet et vomissement

Certains noyaux du tronc = système modulateur diffus = petites régions de substance grise dispersées parmi les fibres de SB : formation réticulée. Ensemble de neurones dont les longs axones se ramifient en milliers de branches dans tout le cerveau. Fonctions sensorielles et motrices. Interviennent dans : • Mouvements, tonus musculaire • Régulation des états émotionnels • Activation de toute l’activité du cerveau: : système réticulaire activateur (prépare le cortex à l’envoi de signaux sensoriels). • Joue un rôle dans le réveil et le maintien de l’état conscient.

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

6. Le diencéphale Formé de : • Épithalamus • Thalamus • Hypothalamus

Épithalamus • principale structure = épiphyse (ou glande pinéale) • Sécrète l’hormone mélatonine • Rôle dans la régulation du cycle circadien (alternance jour/nuit) Thalamus • Centre de relais : les informations sensorielles provenant de la moelle, du tronc cérébral, du cervelet font relais avant d’atteindre le cortex • « Tri » de l ’information • Rôle dans les émotions

Hypothalamus : un des plus importants régulateurs de l’homéostasie 1. Contrôle de tous les organes végétatifs par le SNA (parasympathique et sympathique) 2. Rôle dans les émotions 3. Régulation de la température 4. Régulation de l'appétit 5. Régulation de la soif 6. Horloge interne, rythme veille /sommeil 7. Contrôle du système hormonal (par le contrôle de l'hypophyse) Les infos sensorielles provenant des milieux interne et externe y sont ultimement envoyées par des voies afférentes en provenance des organes sensoriels somatiques et viscéraux (récepteurs olfactifs, auditifs, gustatifs, R sensibles à pression osmotique, concentration en hormones, t°du sang…)

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

7. Le télencéphale (cerveau) 2 hémisphères reliés intérieurement par un large faisceau de fibres transverses formé de matière blanche : corps calleux Fissure longitudinale

• Écorce de substance grise (2 à 4 mm épaisseur) = cortex cérébral Grande surface plissée : circonvolutions ou gyri (fissures et sillons). • Contient des milliards de neurones. Siège de l’intelligence, habileté à écrire, lire, calculer, musique, souvenir du passé, planifier l’avenir, créer… • Recouvrant de la substance blanche (axones myélinisés) • Et des amas de substance grise : noyaux gris centraux

Cortex divisé en lobes Lobe frontal Lobe pariétal Lobe occipital Lobe temporal

Divisions fonctionnelles du cortex : • Aires motrices • Aires sensitives • Aires d'association

Fonctions du cortex • Perception et intégration des informations INS provenant de R du toucher, de la douleur, de la t°, des propriocepteurs Formes, couleurs, mouvements Chaque région commande un groupe de muscles Traduction des pensées en paroles Hauteur du son, rythme • Élaboration et contrôle des mouvements • Aire motrice : les parties du corps ne sont pas représentées de façon égale (aire plus grande pour les mvts habiles, complexes, délicats). • Langage (à gauche seulement en général)

• Mémorisation et intégration des informations : aires associatives non spécifiques (en blanc) Aires d’association relient les aires sensitives et motrices avec le cortex. Elles sont formées de faisceaux d’association

Aires d’association Somesthésique : détermination des formes et textures et orientation des objets, positions relatives des parties du corps. Mémoire des expériences sensorielles Visuelle : reconnaît et interprète les expériences visuelles actuelles en les comparant aux expériences passées. Auditive : distinction entre parole, musique et bruit + signification du langage (traduction mots => pensées) Gnosique : intègre les interprétations sensorielles provenant de toutes les aires d’association et des autres aires : formation d’une unité de pensée commune. Transmet ensuite aux parties appropriées du cerveau pour déclencher les réactions Prémotrice : traite des activités motrices apprises, de nature séquentielle et complexe. Permet l’écriture. Contrôle, permet et mémorise mvts nécessitant dextérité Oculo-motrice : règle les mvts de balayage des yeux (cher un mot dans le dictionnaire)

La matière blanche Relient les gyri d’un hémisphère aux gyri correspondants de l’autre hémisphère Fibres commissurales Fibres d'association Relient entre eux les gyri du même hémisphère Fibres de projection Forment des faisceaux ascendants et descendants qui relient l’encéphale à la moelle et vice versa

Les noyaux basaux (ou noyaux gris centraux) Noyaux gris centraux

Corps strié

Noyaux basaux • Rôle dans le déclenchement, la régulation et la cessation des mouvements dirigés par le cortex. • Régissent aussi l'intensité des mouvements. • Mouvements stéréotypés comme le balancement des bras au cours de la marche. • Maladie de Parkinson = anomalie du fonctionnement des noyaux basaux (due au manque de dopamine).

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

8. La latéralisation du cerveau Toutes les fibres nerveuses sensorielles et motrices se croisent dans le SNC

Hémisphère gauche: • Contrôle côté droit du corps • Plus habile que le droit (90% = droitiers) • Langage parlé et écrit, habiletés mathématiques et scientifiques • Raisonnement analytique, logique, séquentiel Hémisphère droit: • Contrôle côté gauche du corps • Perception dans l’espace • Intuition plus que logique, perspicacité, imagination • Production d’images mentales (visuelles, auditives, tactiles, gustatives et olfactives) permettant d’établir des relations • Sensibilité musicale et artistique

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

9. Le cervelet • 11% du volume mais 50% des neurones • Ajustement fin et coordination des mouvements complexes produits ailleurs dans le cerveau • Emmagasine des séquences de mouvement apprises • Agit sur les centres moteurs du cortex qui, lui, agit sur les muscles. • Intègre le tout pour produire des mouvements fluides et harmonieux dont nous n’avons plus conscience. • Maintien de l’équilibre/posture

le cervelet reçoit du cortex sensoriel et moteur de l’information sur l’intention d’un mouvement. Il informe ensuite en retour le cortex moteur des caractéristiques requises pour le mouvement à effectuer en terme de direction, de force et de durée.

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

10. L'éveil et le sommeil Cycle généré par l ’hypothalamus : responsable des modifications de l’activité du cerveau au cours de l ’éveil et du sommeil. Deux types de sommeil : • Sommeil lent : Ø divisé en 4 stades (1 à 4) (0 = éveil) Ø caractérisé par une faible activité du cerveau • Sommeil paradoxal Ø caractérisé par une intense activité du cerveau Ø correspond aux périodes de rêve

Alternance sommeil lent et sommeil paradoxal au cours de la nuit: Cycles d ’environ 90 min.

Importantes modifications de l’électroencéphalogramme (EEG) au cours du sommeil. EEG = enregistrement de l’activité électrique des neurones à la surface du cortex. Chaque électrode enregistre l’activité simultanée de millions de neurones.

Modifications de l ’EEG selon l ’état de conscience • Sommeil lent caractérisé par ondes delta • Sommeil paradoxal ET éveil caractérisés par ondes alpha et bêta

Sommeil lent • activité du cerveau ( consommation O 2 et glucose) • EEG à ondes delta • Perte de sensibilité aux stimuli (informations sensorielles n’atteignent presque plus le cortex) • générale du métabolisme (respiration, cœur, tension, etc. ) • 4 stades (stade 0 = éveil)

Sommeil paradoxal • Intense activité du cerveau (parfois plus qu’à l’éveil) • Ondes alpha et bêta • Correspond au rêve en général (90% des gens réveillés pendant le paradoxal disent qu’ils rêvaient) • Mouvement rapide des yeux (REM) • Perte de tonus musculaire, paralysie complète (moins à la tête) • Augmentation des rythmes cardiaque et respiratoire • Érection (pénis, clitoris) • Durée: 5 à 50 minutes

Durée du sommeil paradoxal diminue avec l ’âge

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

11. La perception des sensations Pour qu'une sensation soit perçue, on doit avoir: • Un stimulus (toucher, douleur, lumière, chaleur…) • Un récepteur nerveux sensible à ce stimulus

Cinq types de récepteurs nerveux • Chimiorécepteurs : p. H, concentration en CO 2… • Photorécepteurs : lumière • Thermorécepteurs : t° • Mécanorécepteurs : degré d’étirement R somatiques généraux (SNS) • Nocicepteurs : douleur R. des sens spéciaux : vue, ouïe, goût, odorat, équilibre (SNS) Propriocepteurs : position des muscles et articulations (SNS) Chaque récepteur réagit en émettant des potentiels d'action (voir cours de neurophysiologie). L'identification de la sensation dépend de la zone du cortex où parvient l'influx nerveux.

Aires sensitives du cerveau Aires somesthésiques Aires visuelles Aire olfactive Aires auditives

Les aires sensitives Neurone sensitif Neurone d'association Thalamus Aires somesthésiques Aires visuelles CORTEX Aires auditives Aires olfactives

Les aires somesthésiques (aire sensitive générale) Aire somesthésique primaire Aire somesthésique d'association

Cortex somesthésique primaire droit

Homonculus somesthésique

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

12. La réponse motrice Trois structures interviennent dans l'élaboration et l'exécution des mouvements volontaires : • Le cortex (cortex moteur) • Les noyaux gris centraux et le système limbique • Le cervelet

Structure 1 : Les mouvements volontaires sont élaborés dans le cortex Aire prémotrice Aire motrice du langage (aire de Broca) (hémisphère gauche seulement) Aire motrice primaire

Aire motrice primaire

“Homoncule moteur" Expériences de stimulation corticale de Penfield ont permis de dresser une cartographie complète du cortex moteur Les surfaces allouées sur le cortex ne sont pas proportionnelles à la taille de la partie du corps correspondante, mais à la complexité des mouvements effectués par cette partie. Mains/visage : surfaces disproportionnées / au reste du corps : dextérité et rapidité de mouvement des mains et bouche confèrent à l'homme deux de ses facultés les plus spécifiques : se servir d'outils et parler.

Aire prémotrice Joue un rôle important dans la planification des mouvements volontaires et dans l'élaboration de la séquence des mouvements à effectuer.

Structure 2 : Noyaux gris centraux (groupe de noyaux logés dans chaque hémisphère cérébral) Ils reçoivent de l’info du cortex, du thalamus et de l’hypothalamus et en envoient à ces derniers. Contrôle du mvt automatiques des muscles squelettiques (balancement des bras) Régulation du tonus musculaire lors de mvts particuliers

Le système limbique Formé de: • circonvolution du corps calleux et hippocampe surtout • Noyaux amygdaliens • Certains noyaux de l'hypothalamus et du thalamus Cerveau «émotionnel» Aspect émotif du comportement lié à la survie et rôle dans la mémoire (meilleure mémorisation des évènements qui ont marqué) Contrôle des aspects involontaires du comportement (plaisir, douleur, culpabilité, colère, docilité, affection

Structure 3 : le cervelet Compare le mvt désiré et élaboré par le cortex à ce qui se passe vraiment Reçoit en permanence de l’info sensorielle des propriocepteurs (muscles, tendons, articulations), des récepteurs de l’équilibre et des R. visuels Si action des muscles intentions des aires motrices : fluctuation détectée par cervelet qui renvoie des signaux à ces aires : corrections pour stimuler ou inhiber les muscles squelettiques : => interaction qui facilite et coordonne des séquences complexes (habileté) de contractions musculaires. Contrôle également la posture et l’équilibre : rend possible toute activité motrice d’adresse (danse, jeu de balle…)

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

13 – Les neurotransmetteurs (NT) de l’encéphale Environ 50 substances dans l’encéphale reconnues comme NT (action directe et rapide en se fixant sur un récepteur, ou plus lente par l’intermédiaire de seconds messagers) : excitation ou inhibition des neurones post-synaptiques Certains NT sont également connues comme des hormones libérées dans le sang par des glandes endocrines Certains neurones de l’encéphale appelées cellules neuroendocrines secrètent aussi des hormones D’autres neurones libèrent des neuromodulateurs dans le LCR qui influent sur les signaux des neurones (amplifiant ou restreignant leur action)

Quatre classes de neurotransmetteurs (NT) de l’encéphale ACETYLCHOLINE q effet excitateur ou inhibiteur selon la nature du récepteur post-synaptique ACIDES AMINES q glutamate et aspartate sont excitateurs q GABA (acide gamma aminobutyrique) est inhibiteur AMINES BIOGENES q acides aminés décarboxylés : dopamine, adrénaline, histamine, noradrénaline, sérotonine. Excitateurs ou inhibiteurs selon le type de récepteurs NEUROPEPTIDES q groupe le plus important. Formés de 2 à 40 aa, effets inhibiteurs ou excitateurs : angiotensine II, ADH, endorphines, enképhalines, glucagon, inhibine, mélatonine, ocytocyne, Gn. RH etc…

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

12. Le système nerveux périphérique = nerfs + récepteurs sensoriels SNC SNP Les nerfs peuvent être: • Sensitifs : uniquement formés de fibres sensitives • Mixtes : formés de fibres sensitives et motrices

Les nerfs crâniens I : nerf olfactif (S) II : nerf optique(S) III : nerf oculomoteur (Mi) IV : nerf trochléaire (Mi) V : nerf trijumeau (Mi) VI : nerf oculomoteur externe (Mi) VII : nerf facial (Mi) VIII nerf vestibulo-cochléaire(S) IX : nerf glosso-pharyngien (Mi) X : nerf pneumogastrique (Mi) XI : nerf accessoire (Mi) XII : nerf hypoglosse (Mi)

I : nerf olfactif : olfaction II : nerf optique : vision III : nerf oculomoteur : mouvements paupière et globe oculaire, accommodation du cristallin, constriction pupille, sensibilité musculaire (proprioception) IV : nerf trochléaire : mouvements du globe oculaire, sensibilité musculaire V : nerf trijumeau : mastication, sensations tactiles, douloureuses et thermiques VI : nerf oculomoteur externe : mouvements du globe oculaire, sensibilité musculaire VII : nerf facial : sécrétions salivaire et lacrymale, expression faciale, sensibilité musculaire, goût. VIII : nerf vestibulo-cochléaire : équilibre (vestibulaire), audition (cochléaire) IX : nerf glosso-pharyngien : sécrétion salive, goût, régulation pression sanguine, sensibilité musculaire X : nerf pneumogastrique : contraction/relaxation muscles lisses, sécrétion substances digestives ; sensations provenant des organes innervés, sensibilité musculaire XI : nerf accessoire : déglutition, mvts de la tête, sensibilité musculaire XII : nerf hypoglosse : mvts langue pdt déglutition et élocution, sensibilité musculaire

Ex. nerf trijumeau (V) Les nerfs crâniens innervent la tête et le cou principalement

Innervent la tête et le cou sauf la Xè paire de nerfs crâniens, les nerfs vagues qui innervent plusieurs organes des cavités abdominales et thoraciques)

Le nerf vague (X)

Les nerfs rachidiens C 1 à C 8 T 1 à T 12 L 1 à L 5 S 1 à S 5 Nerf coccygien

Les nerfs rachidiens sont des voies de communication entre la moelle épinière et la majeure partie du corps.

Racines postérieures (dorsales, sensitives) Racines antérieures (ventrale, motrice) Nerf rachidien Les racines relient chaque nerf rachidien à un segment de la moelle R. Ventrale : contient les axones de neurones moteurs (corps cellulaires ds SG moelle) R. Dorsale : contient fibres nerveuses sensitives (de la périphérie jusqu’à la moelle)

Branche postérieure du nerf rachidien Branche antérieure du nerf rachidien

Plexus cervical C 1 à C 8 Plexus brachial Nerfs intercostaux T 1 à T 12 Tous les nerfs rachidiens sont formés de fibres sensitives et de fibres motrices Plexus lombaire Plexus sacré Queue de cheval L 1 à L 5 S 1 à S 5 Nerf coccygien

Plexus cervical

1 – Développement embryonnaire 2 – Les ventricules cérébraux 3 – Les protections du SNC (central) 4 – La moelle épinière et l’arc réflexe 5 – Le tronc cérébral 6 – Le diencéphale 7 – Le télencéphale (cerveau) 8 – La latéralisation du cerveau 9 – Le cervelet 10 – L’éveil et le sommeil 11 – La perception des sens 12 – La réponse motrice 13 – Les neurotransmetteurs de l’encéphale 14 – Le système nerveux périphérique (SNP) 15 – Le système nerveux autonome (SNA)

15. Le système nerveux autonome (SNA) = portion du système nerveux assurant la régulation du milieu interne = assure le maintien et l'entretien des fonctions vitales. = contrôle des organes végétatifs ou viscères : fréquence cardiaque, respiration, digestion, miction, défécation. . Formé de deux ensembles de fibres nerveuses: • Système sympathique • Système parasympathique La plupart des organes reçoivent des terminaisons sympathiques ET des terminaisons parasympathiques.

Comparaison du système nerveux autonome (SNA) avec le système nerveux somatique (SNS) SN somatique SN autonome Neurones sensitifs somatiques : Neurones sensitifs viscéraux : • véhiculent l’information venue de récepteurs généraux • véhiculent l’information venue • sensations consciemment perçues • sensations non consciemment perçues (sauf si intenses) d’intérocepteurs (étirement, CO 2. . ) Neurones moteurs somatiques : Neurones moteurs autonomes : • innervent muscles squelettiques • excitent OU inhibent les viscères (coeur, muscles lisses, glandes) • produisent mvts volontaires et conscients Neurone moteur unique TJS excitateur (stimule OU cesse de stimuler) • activité automatique et inconsciente • voie motrice TJS composée de 2 neurones en série

Ach Ganglion : rassemblement de corps cellulaires neuronaux situés à l’extérieur du SNC. Dans le ganglion (para ou sympathique), le médiateur déversé est toujours l’Acétylcholine.

Fibres sympathiques : proviennent de la moelle épinière. Neurotransmetteur = noradrénaline. Fibres parasympathiques : La plupart sont dans des nerfs crâniens (le nerf vague X surtout) et nerfs sacrés. Neurotransmetteur = acétylcholine

Système sympathique: • Actif en cas d ’urgence. • Prépare l ’organisme à affronter un danger : attaque ou fuite. Système parasympathique: • Actif au repos. En pratique, les deux systèmes sont toujours actifs (annulent leurs effets respectifs).

Para Sympa Œil (iris) Constriction de la pupille Dilatation de la pupille Système digestif Augmentation de la sécrétion des glandes salivaires, de l'estomac et du tube digestif. Baisse de la sécrétion des glandes salivaires, de l'estomac et du tube digestif. Augmentation de l'activité musculaire de l'estomac et du tube digestif Coeur Baisse de l'activité musculaire de l'estomac et du tube digestif Baisse de la fréquence et de la force de contraction Augmentation de la fréquence et de la force de contraction Vaisseaux sanguins Pas d'effet Constriction (sauf cœur, cerveau, Bronches Constriction Dilatation Pénis Érection Éjaculation muscles)

Sympathique : • Neurone pré-ganglionnaire court • Neurone post-ganglionnaire long • Ganglion près de la colonne vertébrale Adr long court Ach Parasympathique : • Neurone pré-ganglionnaire long • Neurone post-ganglionnaire court • Ganglion près ou dans la paroi de l’organe court long Ach

Le lien entre le SNC et l'organe se fait par deux neurones Neurone sympathique préganglionnaire Neurone sympathique postganglionnaire Neurone parasympathique pré-ganglionnaire Neurone parasympathique post-ganglionnaire

Ach Adr

Neurotransmetteurs du système nerveux autonome Sympathique Ganglion Organe Noradrénaline Acétylcholine (récepteurs muscariniques et nicotiniques) Parasympathique On connaît deux types de récepteurs à l'acétylcholine: les récepteurs nicotiniques et les muscariniques. L'acétylcholine peut agir sur chacun des deux récepteurs, mais certaines drogues n'agissent que sur un type. La nicotine du tabac, par exemple, agit sur les récepteurs nicotiniques, mais pas sur les muscariniques. Ganglion Acétylcholine (récepteurs muscariniques et nicotiniques) Organe Acétylcholine (récepteurs muscariniques)

Les réflexes autonomes viscéraux Permettent d’ajuster l’activité d’un effecteur viscéral (contraction ou relâchement d’un muscle lisse ou changement du taux de sécrétion d’une glande) aux besoins de l’organisme. Rôle clé dans le maintien de l’homéostasie : régulation de l’activité cardiaque, pression artérielle, respiration, digestion, défécation, miction. . Récepteur : extrémité distale d’un neurone sensitif Neurone sensitif : conduit les IN vers la moelle épinière ou l’encéphale Neurones d’association : dans le SNC Neurones moteurs autonomes : - préganglionnaire : conduit l’IN de l’encéphale ou ME au ganglion autonome - postganglionnaire : conduit l’IN du ganglion autonome à l’effecteur Effecteur viscéral : muscle lisse, muscle cardiaque ou glande. Résultat : changement d’activité del’effecteur

La régulation par les centres supérieurs Le système nerveux autonome assure l'auto-régulation du système nerveux de l'organisme et se trouve sous le contrôle du cortex cérébral, de l'hypothalamus et du bulbe rachidien. Le SNA ne constitue pas un système nerveux distinct. De nombreux axones en provenance du SNC se rattachent aux systèmes du SNA et régulent ce dernier. Hypothalamus : principal centre de régulation et d’intégration du SNA. Il reçoit des infos en provenance des régions du SNC liées aux émotions, fonctions viscérales, olfaction, gustation, changements de t°, osmolarité… Parties postérieure et latérale de l’hypothalamus régulent le système sympathique (augmentation fréquence cardiaque et de PA (vasoconstriction), hausse t°corporelle, augmentation fréquence respiratoire, dilatation pupilles, inhibition tube digestif) Parties antérieure et médiane de l’hypothalamus régulent le système parasympathique (réduction fréquence cardiaque, baisse de PA, constriction pupilles, augmentation de la sécrétion et motilité du tube digestif) Régulation du SNA par le cortex : surtout au cours d’un stress émotif (anxiété extrême, mauvaises nouvelles, vision très désagréable, frayeur…)