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26/10/2012
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Licence de PsychologieBases de la Psychophysiologie 1 (E35PS3)
Neuroanatomie cérébrale fonctionnelle
Gina DEVAUGina.devau@univ-montp2.fr
2012
Sommaire 2ème partie: neuro-anatomie
4- Repérage spatial
5- Système nerveux périphérique
9- Le tronc cérébral9-1. Le bulbe rachidien9-2. Le pont5 Système nerveux périphérique
5-1. Les nerfs sensitifs5-2. Les nerfs moteurs5-3. Le système autonome5-4. Les nerfs crâniens
6- Système nerveux central6-1. Les système de protection6-2. La barrière hémato-méningée
9 2. Le pont9-3. Le mésencéphale9-4. Le cervelet
10- Le diencéphale10-1. Le thalamus10-2. L’hypothalamus10-3. L’hypophyse10-4. L’épiphyse
7- La moelle épinière
8- L’encéphale8-1. Organisation histologique8-2. Vascularisation cérébral
11- Les structures sous-corticales11-1. Le striatum
11-2. Le système limbique
12- Les hémisphères cérébraux
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4- Repérage spatial, repères pour les études anatomiques
R é ti l• Repérage spatial• Vue externe• Vue ventrale• Coupe sagittale• Coupe ventrale• Coupe frontale ou coronale
4‐ Repères anatomiques
AvantR t l
ArrièreC d l
SupérieurDorsal
Organe complexe en 3DNécessité de repères spatiaux
Rostral Caudal
InférieurVentral
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Vue latérale externe
A t A ièAvant Arrière
Vue latérale gauche
Coupe sagittale
A t A ièAvant Arrière
Coupe sagittale médiane
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Vue ventrale
Avant
G h D itGauche Droite
Sillon interhémisphérique
Chiasma optique
T é éb l
Hémisphère droit
Arrière
Tronc cérébral
Cervelet
Coupe Coronale ou Frontale
Supérieur
Coupe frontale
Droite Gauche
Inférieur
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Coupe basale
Avant
Cortex frontal
Arrière
Gauche Droite
Cortex occipital
Coupe coronale ou transversale
DroiteDorsal
Gauche
Coupe coronale
Ventral
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5‐ Le système nerveux périphérique (SNP)
• Les nerfs sensitifs
Les nerfs sont constitués de fibres sensitiveset motrices très myélinisées qui innervent lapeau et les muscles striés.
• Les nerfs moteurs• Le système végétatif ou autonome
Les nerfs du système végétatif innervent lesorganes, les glandes et les muscles lisses, lesfibres sont moins myélinisées.
5‐1. Les nerfs sensitifs
Le dermatome : zone cutanée innervée par les fibressensitives d’une seule racine nerveuse. L’ensemble desdermatomes innervent tous les territoires corporels.
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Les fibres sensitives
ArrièreRéception d’information sensible et douloureuse
Terminaisons nerveuses sensiblesDendrites des neurones sensitifsNeurones en TGanglion 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 brachial
Le nerf sciatique
Les axones les plus longs du corps
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Commande de la contraction musculaire
ArrièreNerf moteur et jonction neuromusculaire
A t
Axone = fibre motriceMotoneurone
Plaque motrice
Fibres nerveuses efférentes
Avant
5‐3. Le système nerveux autonome
Le système nerveux végétatif contrôle les fonctions involontaires.Il est composé de 2 systèmes antagonistes: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.
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Cibles du système autonome
Le système sympathique Le système parasympathique
Chaîne desChaîne des ganglions sympathiques
Les neurones post-ganglionnaires sympathiques libèrent de la NA
Les neurones ganglionnaires et post-ganglionnaires parasympathiques libèrent de l’ACh
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
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Les nerfs crâniens
Nerfcrânien
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 S A i S i l A di i E ilibNerf VIII Stato‐Accoustique Sensoriel Audition et Equilibre
Nerf IX Glossopharyngien Mixte Langue Palais
Nerf X Vague Pneumogastrique
Mixte Respiration, DigestionCardiaque
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
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6‐1. Les systèmes de protection
L t tiLes protections osseuses:• L e crâne• Les vertèbres
Les protections membranaires : Les méninges• La dure-mère• L’arachnoïde• La pie-mère• 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
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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: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 plexus choroïdes dans les pventricules 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.
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Les ventricules cérébraux (LCR)
Les ventricules latéraux
V t i l IIIVentricule III
Aqueduc de SylviusVentricule IV
Le canal de l’épendyme
7‐ La moelle épinière
DorsalVoies myélinisées de conduction Centre d’intégration
Droite Gauche
Corne latérale
Corne dorsale
Corne ventrale
Voies sensitives et nociceptivesAscendantesFaisceau de Goll et Burdach
V i t i
Ventral
Corne ventraleVoies motrices descendantesFaisceau cortico-spinal = Faisceau pyramidal
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Centre intégrateur : L’arc réflexe
ArrièreVoie afférente sensitiveNeurone sensitif Voie afférente sensitiveNeurone sensitif
Ganglion rachidienRacine dorsale
Interneurone
MotoneuroneCorne antérieure
Avant Voie efférente motriceCorne antérieure
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
(Sylvius)
• Le cervelet
Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau.
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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• 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
Le cerveau est très richement vascularisé par les artères cérébrales qui se divisent en capillaires qui irriguent tous le territoire cérébral.
Vue de face
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8‐2. Vascularisation cérébrale
La circulation sanguine apporte au cerveau tous les
Une ischémie ou une hémorragie provoque une diminution
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.
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 cérébralLe tronc cérébral• Le mésencéphale• Le pont• Le bulbe rachidien
• Le cervelet
(Sylvius)Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau.
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9‐1. Le bulbe rachidien
Le bulbe rachidien est la partie
Noyau Magno-cellulaire (neurones géants)Noyau du Raphé (neurones 5-HT)Noyaux vestibulaires
pinférieure du tronc cérébral, c’est la partie intermédiaire entre le pont et la moelle épinière.
yNoyaux cochléairesNoyaux 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 sérotoninergiquesLa sérotonine = 5‐HydroxyTryptamine (5‐HT)
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9‐1. Le bulbe rachidien
Bulbe rachidien intermédiaire entre
Implications fonctionnelles:• Conduction des informations motrices et sensitives;
Bulbe rachidien intermédiaire entre le pont et la moelle épinière.
• 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 coeruleusNoyaux vestibulairesNoyaux cochléairesLa réticulée pontiqueLa réticulée pontique
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Le pont
Le locus coeruleus contient des neurones noradrenergiques (NA).
9‐2. Le pont
Implications fonctionnelles :Conduction et régulation motrice Contrôle de l’équilibreConduction auditiveConduction sensitive
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9‐3. Le mésencéphale
Le mésencéphale, partie supérieure du tronc cérébral, constitue l’intermédiaire entre le diencéphale et le 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,
b t ti i l i ( DA)
constitue l intermédiaire entre le diencéphale et le pont.
substantia nigra ou locus niger (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).
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9‐3. Le mésencéphale
Le mésencéphale intermédiaire entre le diencéphale et le pontle diencéphale et le 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 leLe noyau rouge relais entre la moelle épinière, le cervelet et le cortexLe colliculus supérieur est un relais visuel du réflexe vestibulo-oculaireLe colliculus inférieur est un relais auditif.
9‐4. Le cervelet
Le cervelet est séparé du tronc cérébral
Le cervelet est constitué :Les hémisphères cérébelleuxLe vermis médian
par le IVème ventricule.
(Sylvius)Schéma représentant une coupe sagittale du cerveau.
Le vermis médianLes noyaux profonds
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9‐4. Le cervelet
Structure:- 2 hémi-cervelets et un vermis médian.Les faisceaux de fibres myélinisées-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
Implications fonctionnelles:Centre de l’équilibre et de la postureCoordination motrice : Coordination et synchronisation des gestesApprentissage moteur
Schéma représentant le cerveau en coupe sagittale du cerveau et montrant le cervelet section passant par le vermis médian (Sylvius).
10. Le diencéphale
Région centrale du cerveau qui contient:‐ Le thalamus
‐ L’épiphyse‐ L’hypothalamus
‐ L’hypophyse
Thalamus
EpiphyseHypothalamusHypophyseHypophyse
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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 sensori-motrice.
10.2 L’hypothalamus
L’hypothalamus est un ensemble de noyaux localisés sous le thalamus:Le noyau supra-chiasmatiqueLes 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 par des Hormones de stimulation ou- Régulation de la libération d hormones par des Hormones de stimulation ou de ‘inhibition
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10.3 L’hypophyse
Structure:Structure:L’adéno-hypophyseLa 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.
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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- Régulation de la motricité
- Apprentissage moteur- Mémoire motrice
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Les ganglions de la base
Communication entre les 2 hémisphères
Ventriculelatéral
Matière grise (marron clair)Matière blanche (beige clair)
11.2 Le système limbique
Hippocampe
Amygdale
Schéma représentant le système limbique
AmygdaleBulbe olfactif
6: cortex frontal5: corps calleux
12: thalamus
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11.2 Le système limbique
Structures et fonctions :L’hi- L’hippocampe
Traitement et consolidation de la MémoireMémoire spatiale, cellules de localisationContrôle des émotions
- l’amygdaleRéaction à la peurRéaction au stressRéaction au stressRéaction à la nouveauté
- le bulbe olfactifMémoire olfactive
- le septum
Avant Arrière
12. Les hémisphères cérébraux
Les hémisphères
Hémisphère droit et Hémisphère gaucheSéparés par un
Les hémisphères
p pSillon inter‐hémisphérique.
Photo montrant une vue externe gauche du cerveau.
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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’estle plus développé au cours de l’évolution Une vue externe montre des
4 lobes: frontal, temporal, pariétal et occipital
Scissure de Sylvius entre les lobes temporaux, frontaux et pariétaux
Scissure de Rolando entre le lobe frontal et le lobe pariétal
le plus développé au cours de l’évolution. Une vue externe montre descirconvolutions ou gyrus et des sillons. Les sillons les plus profonds ouscissures délimitent les lobes.
Scissure pariéto‐occipitale entre le lobe pariétal et le lobe occipital
Connexion par les fibres du corps calleux.
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Architecture corticale
Couche granulaire
Projection terminaisons sensorielles
Grands neurones pyramidaux
Neurones pyramidaux
g
Neurones pyramidaux
Couche polymorphe
Le cortex cérébral: Épaisseur de 2 à 4 mm, Stratifié en 6 couches.
p y p
Le corps calleux
Communication entre les 2 hémisphères
Ventriculelatéral
Matière grise (marron clair)Matière blanche (beige clair)
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Neurones corticaux
Organisation en réseaux, Contacts synaptiques.
Les aires de Brodmann
Relations structure‐fonction
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Imagerie cérébrale fonctionnelleInformations sur les relations entre les structures cérébrales et les fonctions.
Lien entre activité
Tomographie à émissions de positons (PET)
Lien entre activité cérébrale et le débit sanguin, mesure indirecte avec un traceur radioactif.
Hémisphère gauche
IRM fonctionnelle
Lobe pariétal
actif durant des tâches de reconnaissanceVue externe
Vue interne
Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle (fRMI).
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Les fonctions des hémisphères cérébraux
Intégrations des informations sensoriellesIntégrations des informations motricesDéveloppement des fonctions cognitives
Aires corticales sensorielles, motrices et associatives.
A t A ièAvant Arrière
Vue externe de l’hémisphère gauche
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Références:
LivresNeurosciences de Purves et al., Ed De Boeck UniversitéAtlas du cerveau d’Hanaway et al Ed De Boeck UniversitéAtlas du cerveau d Hanaway et al., Ed De Boeck Université
Sites WebLe cerveau à tous les niveaux: http://lecerveau.mcgill.ca/Gene to cognition: http://www.g2conline.org/