1. Système nerveux central

Chapitre 1. Système nerveux central

anatomie, physiologie

Tissu cérébral

tissu cérébralLe tissu cérébral est constitué de deux sortes de cellules; les cellules nerveuses ou neuronestissu cérébralneurones ont pour fonction de recevoir, générer et transmettre des messages nerveux, elles assurent les différentes fonctions cérébrales. Les cellules non neuronales ou glialestissu cérébralcellules gliales n’ont pas de rôle direct dans la transmission des messages, mais des fonctions indirectes essentielles : la glie isole, soutient et protège le tissu neuronal. Ces deux tissus ont des interrelations très étroites; de plus, les cellules gliales ont un rôle majeur au cours de la migration et de la maturation des cellules neuronales. Les cellules gliales sont 10 fois plus nombreuses que les neurones.

Substance grise

tissu cérébralsubstancegriseLes cellules neuronales sont groupées dans certaines zones; leur couleur grisâtre explique la désignation de «substance grise» donnée à ces groupements cellulaires : substance grise du cortex hémisphérique et cérébelleux, substance grise des noyaux profonds situés à la base des hémisphères et plus bas dans le tronc cérébral et le cervelet. On verra plus loin l’organisation en couches dans le cortex et comment chaque neurone fait partie d’un réseau fonctionnel.

Substance blanche

tissu cérébralsubstanceblancheLes axones issus des neurones sont groupés pour former des faisceaux de fibres, du «câblage»; ces zones de transmission sont de couleur blanc nacré (en raison de la myéline qui enveloppe les fibres nerveuses); elles sont désignées sous le terme de «substance blanche» qui contraste avec le cortex.

Architecture du système nerveux central

systèmenerveuxcentralLe cerveau est constitué de trois parties : cerveau antérieur (hémisphérique), cerveau moyen (mésencéphalique) et cerveau postérieur. Sur le plan fonctionnel, cependant, il sera plus utile de décrire rapidement le cerveau antérieur d’une part, le tronc cérébral d’autre part, qui représente l’ensemble des formations du cerveau moyen et du cerveau postérieur. Le cervelet, en dérivation sur le tronc cérébral, est étudié séparément.

Cerveau antérieur

Le cerveau antérieur (figure 1.1) est constitué par le cortex et la substance blanche hémisphériques, les noyaux gris centraux et l’hypothalamus.

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Figure 1.1

Morphologie du cerveau.1. Face externe. 2. Face interne des hémisphères et coupe sagittale du corps calleux.

Chaque hémisphère cérébral est divisé en lobes, tels qu’on les reconnaît sur les faces externe et interne du cerveau (figure 1.1) : lobe frontal, lobe pariétal, lobe occipital, lobe temporal. La scissure de Rolando sépare lobe frontal en avant et lobe pariétal en arrière; la scissure sylvienne, profonde, sépare le lobe temporal du lobe pariétal.

La topographie et la spécialisation des différentes zones du cortex seront étudiées plus loin, à propos de chaque fonction. Les voies motrices corticospinale (aussi appelées pyramidales) et corticobulbaire issues du cortex moteur frontal constituent une partie importante de la substance blanche hémisphérique; la voie corticobulbaire va vers les noyaux des nerfs crâniens moteurs bulbaires; la voie pyramidale se projette sans relais jusqu’à la corne antérieure de la moelle épinière.

Les ganglions de la baseganglions de la base (figure 1.2) comprennent le noyau caudé, le putamen, le globus pallidus ainsi que le noyau sous-thalamique et la substance noire qui sont situés en profondeur et donc aussi visibles en coupe, globus pallidus. Noyau caudé et putamen forment le striatum, dérivés embryologiquement du télencéphale; le globus pallidus ou pallidum dérive du diencéphale, comme le thalamus. L’ensemble des ganglions de la base et du thalamus porte le nom de noyaux gris centraux. La capsule interne est un large espace entre le thalamus et les ganglions de la base permettant le passage de la voie motrice corticospinale. Les ganglions de la base ne sont pas connectés directement avec le neurone moteur de la corne antérieure; ils participent à un réseau complexe qui influence les systèmes moteurs descendants. Ils sont connectés indirectement aux aires motrices corticales via les noyaux ventrolatéral et ventral antérieur du thalamus. Ils jouent donc un rôle important mais indirect dans la programmation motrice.

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Figure 1.2

Substance grise et substance blanche.1. Sur une coupe coronale des hémisphères. 2. Sur une coupe sagittale du tronc cérébral et du cervelet.

Le thalamusthalamus est un volumineux noyau gris situé de part et d’autre du troisième ventricule; c’est le relais sensitif (noyaux ventro-postéro-latéral et ventro-postéro-médian); il participe donc aussi au contrôle central de la motricité au niveau de son noyau ventrolatéral.

L’hypothalamushypothalamus forme avec le thalamus la région appelée «diencéphale». L’hypothalamus se termine par une tige qui le relie à l’hypophyse. Il est le principal centre de régulation des fonctions physiologiques et assure le maintien de l’homéostase, c’est le cerveau viscéral. Il régule les émotions, la température corporelle, l’appétit, l’équilibre hydrique, les fonctions endocriniennes; il participe à la régulation du cycle veille-sommeil.

Le système ou lobe limbiquelobe limbique est un ensemble disposé en frange circulaire autour de la partie haute du tronc cérébral. Au cours de l’évolution, le cerveau olfactif (rhinencéphale) a considérablement diminué de volume; une partie du lobe limbique est ce qu’il en reste chez l’homme. C’est le cerveau émotionnel. Il interagit avec le cortex préfrontal (cognitif) voisin.

Le corps calleuxcorps calleux n’est pas un noyau; il est fait de fibres dites commissurales qui unissent les deux hémisphères; il forme un très large éventail, au-dessus des ventricules latéraux, il est volumineux, comme on peut le voir en coupe (figure 1.1). C’est grâce au corps calleux et aux autres commissures interhémisphériques (trigone, commissures blanches antérieure et postérieure) que les deux hémisphères sont unis fonctionnellement, «deux hémisphères mais un seul cerveau».

Le système nerveux autonomesystèmenerveuxautonome(SNA) comporte des voies afférentes, des centres, des voies efférentes. Il règle les fonctions viscérales par deux systèmes antagonistes, le sympathique et le parasympathique. Il ne sera pas décrit anatomiquement. Il suffit de savoir qu’un dérèglement peut se manifester dans ce domaine en cas de lésion ou œdème cérébral intéressant la région du diencéphale, et en connaître la sémiologie à la période néonatale (voir «Signes de stress» au chapitre 10).

Tronc cérébral et bulbe rachidien

tronc cérébralbulbe rachidienLe tronc cérébral est la partie la plus primitive du cerveau des mammifères. Il sert à la transmission des informations; il est le lieu de la régulation des fonctions vitales. Il est à la fois une zone de passage et un centre de survie, situé au-dessous des hémisphères et relativement petit (figure 1.1). Le mésencéphale (figure 1.2), situé juste au-dessous du diencéphale, donne passage en avant aux faisceaux de connexion entre les différents systèmes sensorimoteurs; en arrière, on trouve les tubercules quadrijumeauxtubercules quadrijumeaux (relais visuels et auditifs). Le noyau rougenoyau(x)rouge, situé dans le mésencéphale, joue également un rôle dans la fonction motrice (bien que, chez l’homme, le faisceau rubrospinal ait été supplanté fonctionnellement par le faisceau pyramidal). Enfin, la partie haute de la formation réticulée se situe dans le mésencéphale.

Au-dessous, la protubéranceprotubérance (figure 1.2) passe en pont en avant du quatrième ventricule; elle contient des faisceaux et des noyaux (une partie de la substance réticulée et beaucoup de noyaux de nerfs crâniens, dont les noyaux vestibulaires).

Plus bas, le bulbe rachidienbulbe rachidien est une zone de transition avec la moelle épinière. C’est là que la plus grande partie du faisceau pyramidal croise la ligne médiane. Il contient des noyaux des nerfs crâniens et des noyaux importants pour le contrôle autonomique viscéral parasympathique.

La formation réticuléeformation réticulée (figure 1.2) est une structure très allongée, allant du mésencéphale au bulbe; c’est une zone étendue de substance grise disposée en mailles, avec quelques noyaux distincts. C’est un centre de régulation de l’activité de l’ensemble du système nerveux central (SNC) : mouvement, état de conscience, veille-sommeil.

Cervelet

cerveletLe cervelet est situé dans la fosse postérieure, sous les lobes occipitaux (figures 1.1 et 1.2); c’est une masse arrondie, en «chou-fleur», avec deux lobes, sillons et circonvolutions ou lamelles, comme les hémisphères cérébraux, avec un cortex gris et des faisceaux blancs, et un élément médian, le vermis. Les afférences viennent des récepteurs à l’étirement des muscles et des tendons, du cortex moteur par les fibres cortico-ponto-cérébelleuses, mais aussi des systèmes sensoriels et somesthésiques (visuel, auditif, vestibulaire). Les efférences se projettent sur le noyau rouge, les noyaux vestibulaires, et le noyau ventrolatéral du thalamus qui projette à son tour au cortex cérébral moteur et d’association. C’est un centre de coordination de l’activité musculaire somatique et donc de régulation du tonus musculaire; il traite toutes les informations et joue le rôle de synchronisateur pour la coordination et le maintien des postures et de l’équilibre.

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