1

Le système nerveux

Rigal Robert

Le neurone (p.5)Cellule de base (anatomique etfonctionnelle) du système nerveux;dispose d’un corps cellulaire et deprolongements: l ’axone, les dendrites.

corps cellulaire

axone

dendrites

Corps cellulaire axone

mitochondrie

Le neurone

dendrites

membraneAnatomie

2

L’axone est recouvert d'une gaine deSchwann et d’une gaine de myéline, laquellecomporte des noeuds de Ranvier;

Le neurone

Ses propriétés intrinsèques sont d’être:•excitable•conducteur•transmetteur

Physiologie (p.7)membrane percée de pores: diffusionou transport actif d'ions (K+ et Na+);gradients de concentrationschimiques;différence de charges électriques;potentiel de repos.

Le neuroneexcitabilité

ouvert récepteurdépendant

voltagedépendant

secondmessager

Le transfert des ions (p.8)

force du gradient de concentration chimiqueforce du gradient électrique

Échanges passifs d’ions K+(diffusion) dus aux forcesélectrochimiques provoquées par lesgradients de concentration et ladifférence de potentiel électrique

Échange actif d’ions: mécanismede la pompe à sodium-potassiumoù la cellule expulse activement lesodium et réintègre le potassium

3

Potentiel de reposSeuil d’excitabilité

RepolarisationDépolarisationTemps en ms

mV

=> potentiel de repos (-75 mv) et excitabilité de lacellule par état de repos instable;

l'excitation provoque la dépolarisation de la cellule:potentiel d'action;

Le neurone: physiologie (p.8)

seuil d'excitabilité,loi du tout ou rien;

Le potentiel d’action

excitabilité

L’influx nerveux (p.9) repos

dépolarisation

repolarisation

déplacement

excitation

déplacement dupotentiel d'action:l'influx nerveux.

conduction

Les synapses (p.11)

points de contactentre les neuronesoù l'influx nerveuxpasse d'un neurone àl'autre:communication dansle système nerveux;

Réseau de neurones

synapses

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La synapse (p.11) 1- Cellule présynaptique2- espace

synaptique3- cellulepostsynaptique

neurotransmetteur

bouton présynaptique:vésicules synaptiques,neuro-transmetteurschimiques (acétylcholine,noradrénaline).

Comprend

transmission

Le système nerveux central (p.13)Il comprend l'encéphale et la moelle épinière

Encéphale

Moelle épinière

Le système nerveux central (p.13)Encéphale: cerveau+cervelet+tronc cérébral

Cerveau

Tronccérébral

Cervelet

5

Le système nerveux central (p.15)1- cerveau:

deux hémisphères cérébraux unis par lecorps calleux;scissures et circonvolutions;lobes;

frontal

temporal

occipital

pariétal

Scissure centralede Rolando

Scissure latérale de Sylvius

insula

Le système nerveux central1- cerveau:

substance grise (cortex), substance blanche;noyaux gris centraux: thalamus, ganglions dela base.

Noyaux gris centraux

Corpscalleux

Cerveau: coupe horizontale

noyaux griscentraux:

cortex

substanceblanche

noyau caudé

noyaulenticulaire

thalamus

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Cerveau: coupe verticale (p.17)

noyaux griscentraux:

cortex

substanceblanche

noyau caudé

noyaulenticulaire

thalamus

Le système nerveux central2- cervelet:

deux hémisphèrescérébelleux;le vermis

scissures et sillonspédoncules cérébelleux

lobes

Le système nerveux central (p.16)3- tronc cérébral

pédoncules cérébraux

protubérance annulaire

bulbe rachidien

7

lobe frontal:aires motrices (homonculusmoteur) (4),aires prémotrices (6)(coordination desmouvements),aires motricessupplémentaires (AMS)(coordination bimanuelle),aires oculo-motrices (8)(mouvements des yeux)aires du langage parlé(Broca) (44; 45).

Le système nerveux central (p.19)

AMS

Homonculus

MoteurSensitif

Représentation corticale (motrice et sensitive) desdifférentes parties du corps;proportionnelle à l’importance fonctionnelle et non auvolume de chacune d’entre elles;chaque hémisphère dispose d’un homonculus moteur etsensitif représentant l’hémicorps opposé.

Aires somesthésiques (3,1,2)

aires somesthésiques(3,1,2) (afférences del'ensemble du corps)(homonculussensitif),

schéma corporel.

aires 5 et 7:planification desréponses motrices(direction dumouvement);

Lobe pariétal

Aires associativespariétales

Gyrus angulaire

Le système nerveux central (p.19)

8

Aire de Wernicke

Aires pariéto-temporo-

occipitales

Aires visuelles

Lobe Occipital

Lobe

temporal

visionAction complétée par celle des lobes

pariétal et temporal

audition etlangage écouté

(22, 41)

Lobe occipital

Lobe temporal

Aires auditives

Lobe limbique :contrôle des émotions,mémoire, équilibredu milieu interne

Le système nerveux central

thalamus: relais sensitifs et moteurs;ganglions de la base: organisation et contrôledu mouvement, automatismes, motricitéglobale;systèmes pyramidal et extra-pyramidal.

Le système nerveux central

2- CerveletFonctions:

préparation et contrôle des mouvements;posture, équilibre, tonus;apprentissage moteur.

9

Le système nerveux central

3- tronc cérébralfonctions:

substance réticulée: attention, tonusmusculaire, posture;bulbe: noyaux de la vie végétative

Le système nerveux central (p.22)Moelle épinière:

long cylindre desubstance blanchepériphérique et desubstance grisecentrale;naissance des nerfsrachidiens;

Fonctions:centre réflexe,voies de passage de

l'influx nerveux.

Organisation de la moelle

Canal de l’épendyme

Sillon ant.Corne ant.

Racine ant.

Racine post.

Corne post.

Sillon post.

Substance grise

Substance blanche

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Le système nerveux central (p.23)

Systèmes de protection:Squelette (boîte crânienne, canal rachidien),Méninges (dure mère, arachnoïde, pie mère),

liquide céphalo-rachidien

dure mèrearachnoïdeespace sous arachnoïdienliquide céphalo-rachidienpie mèretissu nerveux

os

Le système nerveux périphérique(p.14)

Les nerfs relient lesdifférentes partiesdu corps au systèmenerveux central;(afférences etefférences)

Nerfs crâniens

Nerfs rachidiens

Le système nerveux périphérique(p.24)

Nerfs rachidiens:31 paires;deux racines (ventraleet dorsale) par nerf;ganglion spinal sur laracine dorsale;

mixtes: moteurs etsensitifs

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Le système nerveux périphérique(p.26)

Nerfs crâniens:12 paires;moteurs,sensitifs oumixtes

Localisations fonctionnelles(p.20)Lobe frontal

•planification du mouvement•déclenchement de l’action•contrôle musculaire•motricité fine•pensée, mémoire

Lobe pariétal•aires somesthésiques•organisation spatiale•schéma corporel•planification dumouvement

Ganglions de la base•programmation du mouvement•centre d’automatismes•motricité globale

Lobe limbique•contrôle des émotions•mémoire•survie de l’individu et de l’espèce

Cervelet•programmation dumouvement

•contrôle dumouvement

•apprentissage dumouvement

•tonus musculaire•contrôle del’équilibre

Tronc cérébral•contrôle du tonus•état de veille•vie végétative

Lobe occipital•vision

Lobe temporal•audition

Myélinisation (p.6)Formation de la gaine de myéline autour desaxones;

myéline

axone

12

Myélinisation

Caractéristiques de la myéline:-> isole les fibres nerveuses;-> augmente la vitesse de conduction del'influx nerveux;-> s'effectue selon un ordre spatial ettemporel précis;

À la naissance, aires motrices> aires somesthésiques> aires visuelles> aires auditives;

à la fin de la première année,aires auditives> aires visuelles> aires motrices> aires somesthésiques.

Myélinisation des aires corticales(p. 28)

naissance 6 12 18 mois

Maturation du système nerveux (p. 28)

13

Maturation du système nerveux(Yakovlev et Lecours, 1967) (p. 32)

Système nerveux central-> très avancée dès la naissance dans lescentres nerveux de la vie végétative (centressous-corticaux et système limbique);-> amorcée à la naissance dans les airescorticales motrices et sensitives;-> état d'avancement dégressif dans l'ordreaires motrices, somesthésiques, visuelles,auditives;-> dans les aires motrices, aires du tronc enavance par rapport à celles de la tête et desmembres inférieurs.

Myélinisation

Système nerveux périphérique

racines ventrales des nerfs rachidiensen avance par rapport aux racinesdorsales

Myélinisation

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-> les aires associées à la survie de l'individu(respiration, déglutition et vie végétative)évoluent plus rapidement que les aires corticales(vie de relation);

-> décalage spatial et temporel entre les aires etau sein des mêmes aires;-> plus d'actions motrices effectuées quecontrôlées;

Conséquences

-> ajustements moteurs au fur et à mesure que lesaires somesthésiques rattrapent les aires motrices;-> évolution générale du contrôle moteur selon desdirections céphalo-caudale et proximo-distale-> le contrôle des actions motrices évolue grâce enpartie aux transformations qui se produisent dans lescentres et les voies de contrôle;-> relation probable entre l'évolution des airescorticales et celle des fonctions motrices ou cognitivesqu'elles supportent.

Conséquences

FIN

15

Variations de la consommation de glucose par lescellules nerveuses (synapses):témoins de la synaptogenèse etdes modifications fonctionnelles du système nerveux;accompagnent l'émergence des grandes fonctionsmotrices, sensorielles et cognitives, de la naissance àla fin de l'adolescence;corrélation entre l'utilisation du glucose et lamaturation, la synaptogenèse et la plasticité dusystème nerveux et les comportements qui assurentnotre adaptation progressive au milieu.

Consommation du glucose

MÉTABOLISME CÉRÉBRAL DUGLUCOSE

Nouveau né

– cortex primairesensoriel et moteur

– thalamus

– tronc cérébral

– cervelet (vermis)

– hippocampe

2-3 mois

– cortex pariétal,temporal, occipital

– ganglions de la base

– cervelet: hémisphères

6-12 mois

– cortex frontal et préfrontal

• prédominance des comportementsréflexes du tronc cérébral

• modification des réflexes etamélioration descomportements visuo-sensori-moteurs et spatiaux

• apparition de comportementscognitifs (réponses différées)

1- 3 ans

– cortex frontal et préfrontal

• apparition du langage,amélioration du contrôle moteur

La consommation de glucose:ne suit pas ensuite une courbe ascendanterégulière maisaugmente abruptement jusqu'à quatre ans,conserve des valeurs élevées jusqu'à neuf ans;décroît ensuite pour atteindre les valeursadultes aux environs de 16 ans.

Consommation du glucose

16

Évolution du taux local de consommation cérébrale de glucose(D'après Chugani, 2000) (p.31)

La consommation indiquée dans cette figure est une consommationmoyenne, toutes régions confondues. Elle montre que cetteconsommation augmente de la naissance à quatre ans, resterelativement élevée jusqu'à huit-neuf ans avant de diminuerprogressivement pour atteindre sa valeur adulte à la fin del'adolescence

0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 Adulte

Age (en années)

Con

som

mati

on

en

m

mol/

min

/100g

Adulte-30%

nouveau-né

2 fois +

enfant

La densité synaptique chez les enfants est:largement supérieure à celle des adultes;l'élagage se fait ensuite en fonction de l'activité desenfants, entre la première et la neuvième année;importance de la stimulation précoce pourconserver le plus grand nombre possible desynapses actives dans un "environnement enrichiactif »;existence de périodes sensibles, moments où unapprentissage est le plus facile et efficace;la non utilisation du système nerveux aux périodesappropriées en limiterait ainsi ses possibilitésfonctionnelles ultérieures.

Consommation du glucose

Les fonctions cognitives, dont le langage ou lamémoire de travail, requièrent plus de tempspour se développer, compte tenu de lacomplexité des fonctions qu'elles contrôlent, cequi explique la très longue durée d’évolutiondes aires préfrontales, en particulier, qui seprolonge jusqu’à près de 30 ans.

Consommation du glucose