3-systNerveux.pdf

# Organisation du système nerveux Le système nerveux, composé de milliards de neurones et de gliocytes, est organisé en deux grands sous-systèmes: le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP). Il remplit trois fonctions fondamentales: sensorielle, intégrative et motrice [4](#page=4) [9](#page=9). ### 1.1 Le système nerveux central (SNC) Le SNC comprend l'encéphale, logé dans le crâne, et la moelle épinière, qui le relie à travers le foramen magnum. Il traite les messages sensoriels afférents, est le siège des pensées, des émotions et des souvenirs, et est à l'origine de la plupart des potentiels d'action commandant les muscles et les glandes [4](#page=4). ### 1.2 Le système nerveux périphérique (SNP) Le SNP regroupe toutes les structures nerveuses situées à l'extérieur du SNC [7](#page=7). #### 1.2.1 Composantes du SNP Les principales composantes du SNP sont : * **Les nerfs:** Groupements d'axones (fibres nerveuses) entourés de tissu conjonctif et de vaisseaux sanguins, ne se trouvant ni dans l'encéphale ni dans la moelle épinière. Il existe douze paires de nerfs crâniens émergeant du tronc cérébral et trente et une paires de nerfs spinaux émergeant de la moelle épinière [7](#page=7). * **Les ganglions:** Groupes de corps cellulaires de neurones situés en dehors du SNC, associés aux nerfs crâniens et spinaux [7](#page=7). * **Les plexus entériques:** Réseaux neuronaux dans les parois du tube digestif, régulant l'activité digestive [7](#page=7). * **Les récepteurs sensoriels:** Structures détectant les changements dans le milieu intérieur ou extérieur (exemples: récepteurs tactiles, photorécepteurs, récepteurs olfactifs) [7](#page=7). #### 1.2.2 Subdivisions du SNP Le SNP se subdivise en trois systèmes : * **Le système nerveux somatique (SNS) :** * Comprend des neurones sensitifs transmettant les informations des récepteurs somatiques (peau, articulations, muscles) et des sens spécialisés (vue, ouïe, goût, odorat) au SNC [7](#page=7). * Comprend des neurones moteurs acheminant les potentiels d'action du SNC uniquement vers les muscles squelettiques [7](#page=7). * Son activité est dite volontaire car les réponses motrices sont consciemment régies [7](#page=7). * **Le système nerveux autonome (SNA) :** * Comprend des neurones sensitifs transmettant les informations des récepteurs autonomes (vaisseaux sanguins, viscères) au SNC [8](#page=8). * Comprend des neurones moteurs acheminant les potentiels d'action du SNC vers les muscles lisses, le muscle cardiaque et les glandes [8](#page=8). * Son activité est dite involontaire car les réponses motrices ne sont généralement pas sous contrôle conscient [8](#page=8). * **Partie sympathique:** Augmente la fréquence cardiaque, intervient dans l'activité physique et les situations d'urgence ("lutte ou fuite") [8](#page=8). * **Partie parasympathique:** Diminue la fréquence cardiaque, intervient au cours du repos et de la digestion [8](#page=8). * Les parties sympathique et parasympathique ont souvent des effets antagonistes [8](#page=8). * **Le système nerveux entérique (SNE) :** * Souvent appelé le "cerveau de l'intestin" [8](#page=8). * Comprend environ 100 millions de neurones dans les plexus entériques le long du tube digestif [8](#page=8). * Son action est involontaire [8](#page=8). * Fonctionne de manière relativement indépendante du SNA et du SNC, mais communique avec eux [8](#page=8). * Ses neurones sensitifs détectent les changements chimiques et l'étirement des parois digestives [8](#page=8). * Ses neurones moteurs commandent la contraction des muscles lisses, régulent les sécrétions digestives et l'activité des cellules endocrines du tube digestif [8](#page=8). ### 1.3 Fonctions fondamentales du système nerveux Le système nerveux remplit trois fonctions principales [9](#page=9): 1. **La fonction sensorielle:** Détection des stimulus internes (ex: acidité sanguine) et externes (ex: pluie) par les récepteurs sensoriels. L'information est transmise au SNC par les nerfs [9](#page=9). 2. **La fonction intégrative:** Le SNC analyse, stocke et détermine les réponses à l'information sensorielle. Cette fonction est principalement assurée par les interneurones [9](#page=9). 3. **La fonction motrice:** Le SNC active les effecteurs (muscles ou glandes) via les neurones moteurs pour déclencher des contractions musculaires ou des sécrétions glandulaires [9](#page=9). --- # Structure et classification du neurone Ce sujet aborde la composition fondamentale du neurone, ses différentes parties constitutrices, ainsi que sa classification selon sa fonction dans la transmission de l'information nerveuse [10](#page=10) [13](#page=13). ### 2.1 Structure du neurone La majorité des neurones est composée de trois parties distinctes: le corps cellulaire, les dendrites et l'axone [10](#page=10). #### 2.1.1 Le corps cellulaire (soma) Le corps cellulaire, également appelé soma, contient le noyau. Il est délimité par un cytoplasme qui abrite les organites cellulaires classiques tels que le réticulum endoplasmique rugueux, les lysosomes, les mitochondries et le complexe de Golgi. C'est dans cette région que sont synthétisées la plupart des molécules nécessaires au fonctionnement du neurone [10](#page=10). #### 2.1.2 Les dendrites Les dendrites, dont le nom dérive du grec "dendron" signifiant arbre, sont de courts prolongements ramifiés qui émergent du corps cellulaire. Leur rôle principal est de recevoir l'information entrante et de la transmettre vers le corps cellulaire. Leur structure ramifiée forme une arborisation dense, optimisant ainsi la réception des signaux [10](#page=10). #### 2.1.3 L'axone L'axone, appelé également "axe", est un prolongement unique et généralement long et fin qui part du corps cellulaire. Sa fonction est de transmettre les potentiels d'action à d'autres neurones, à des myocytes ou à des cellules glandulaires. Il prend souvent naissance à partir d'une éminence conique du corps cellulaire nommée le cône d'implantation de l'axone, ou cône d'émergence. C'est généralement au niveau de ce cône que les potentiels d'action sont générés avant de se propager le long de l'axone [10](#page=10). ##### 2.1.3.1 Collatérales axonales et terminaisons axonales Certains axones présentent des ramifications latérales appelées collatérales. La partie distale de l'axone et de ses collatérales se divise en fines branches, les terminaisons axonales. Ces dernières se terminent fréquemment par un renflement appelé bouton terminal [10](#page=10). ##### 2.1.3.2 La synapse et les neurotransmetteurs La synapse représente le site de communication entre deux neurones, ou entre un neurone et une cellule effectrice. Les boutons terminaux contiennent des vésicules synaptiques, de minuscules sacs renfermant des neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs, libérés par les vésicules synaptiques, permettent la communication de la synapse avec diverses catégories de cellules. Ils peuvent ensuite exciter ou inhiber d'autres neurones, des myocytes ou des cellules glandulaires [10](#page=10). ### 2.2 Classification fonctionnelle des neurones Du point de vue fonctionnel, les neurones sont catégorisés selon la direction dans laquelle ils transmettent les potentiels d'action par rapport au système nerveux central (SNC) [13](#page=13). #### 2.2.1 Neurones sensitifs (afférents) Les neurones sensitifs, aussi appelés neurones afférents (du latin "afferre" signifiant porter vers), possèdent des récepteurs sensoriels à leur extrémité distale (dendrites) ou se situent immédiatement après des récepteurs sensoriels qui sont des cellules distinctes. Lorsqu'un stimulus approprié active un récepteur sensoriel, un potentiel d'action est généré dans l'axone du neurone sensitif, lequel se propage ensuite vers le SNC via les nerfs crâniens et spinaux [13](#page=13). #### 2.2.2 Neurones moteurs (efférents) Les neurones moteurs, ou neurones efférents (du latin "efferre" signifiant porter hors), transmettent les potentiels d'action du SNC vers les cellules effectrices (muscles et glandes) situées dans la périphérie (SNP). Cette transmission s'effectue également par l'intermédiaire des nerfs crâniens et spinaux [13](#page=13). #### 2.2.3 Interneurones (neurones d'association) Les interneurones, également connus sous le nom de neurones d'association, sont localisés exclusivement dans le SNC. Ils servent d'intermédiaires entre les neurones sensitifs et les neurones moteurs. Leur rôle est d'intégrer, c'est-à-dire de traiter, l'information sensorielle entrante provenant des neurones sensitifs, et de déclencher une réponse motrice en activant les neurones moteurs appropriés [13](#page=13). > **Tip:** Comprendre la structure tridimensionnelle du neurone, avec le corps cellulaire, les dendrites et l'axone, est essentiel pour visualiser le flux de l'information nerveuse. L'analogie de l'arbre pour les dendrites aide à comprendre leur fonction de réception [10](#page=10). > > **Tip:** La distinction entre neurones sensitifs, moteurs et interneurones met en évidence la division fonctionnelle du système nerveux, de la réception des stimuli à l'exécution des réponses [13](#page=13). --- # Communication neurale et potentiels membranaires La communication neuronale repose sur les différences de potentiel à travers la membrane cellulaire, les gradients ioniques, les canaux ioniques et la génération de potentiels d'action [25](#page=25) [26](#page=26). ### 3.1 Principes fondamentaux des potentiels membranaires #### 3.1.1 Différences de potentiel et gradients ioniques La différence de potentiel à travers la membrane d'un neurone est le résultat d'une séparation de charges positives et négatives. Les deux facteurs essentiels expliquant ces différences de potentiel sont la concentration des ions et la perméabilité sélective de la membrane. Les mouvements d'ions sont dirigés par deux forces: le gradient de concentration chimique, qui pousse les ions des zones de haute concentration vers celles de basse concentration, et la force électrostatique, due à la charge de l'ion, qui l'éloigne des charges similaires et l'attire vers les charges opposées [25](#page=25) [26](#page=26) [27](#page=27). #### 3.1.2 Le potentiel de repos Le potentiel de repos d'une cellule est déterminé par la proportion relative des différents types de canaux ioniques ouverts et par leurs potentiels d'équilibre respectifs. Dans une cellule au repos, un excès de charges positives se trouve à l'extérieur de la membrane, tandis qu'un excès de charges négatives est présent à l'intérieur [27](#page=27) [28](#page=28). > **Tip:** Le potentiel de repos n'est pas un état d'équilibre, mais un régime stationnaire où les flux ioniques passifs sont compensés par des pompes ioniques [34](#page=34). ##### 3.1.2.1 Les gradients de concentration et les forces motrices Les ions diffusent selon leur gradient de concentration, ce qui génère un gradient électrique. Lorsque le gradient électrique compense le gradient de concentration, le flux total d'un ion devient nul [26](#page=26). ##### 3.1.2.2 Le rôle de la pompe Na+/K+ Pour maintenir stable le potentiel de membrane, la séparation des charges doit être conservée. La pompe sodium-potassium (Na+/K+) est essentielle pour compenser la dissipation des gradients ioniques après un certain temps. Cette pompe déplace les ions sodium vers l'extérieur et les ions potassium vers l'intérieur, contre leur gradient électrochimique, nécessitant de l'énergie sous forme d'ATP. La pompe Na+/K+ est électrogénique, expulsant trois ions sodium pour deux ions potassium entrants, contribuant à une légère hyperpolarisation de la membrane [34](#page=34). > **Example:** Dans une cellule au repos où seuls les canaux perméables au potassium sont présents, les ions potassium sont à l'équilibre [28](#page=28). ##### 3.1.2.3 L'équilibre électrochimique Lorsque la conductance des canaux potassiques est bien supérieure à celle des canaux sodiques (souvent en raison d'un plus grand nombre de canaux K+ ouverts), le potentiel de repos s'établit à une nouvelle valeur. Un petit flux net de potassium peut compenser un flux net de sodium plus important, résultant en un flux de charge net nul [28](#page=28). ### 3.2 Les canaux ioniques Les canaux ioniques sont des protéines transmembranaires qui permettent le passage sélectif d'ions à travers la membrane cellulaire. Ils constituent une voie de transport différente des transporteurs. Il existe deux grands types de canaux ioniques [29](#page=29) [30](#page=30). #### 3.2.1 Types de canaux ioniques Les canaux peuvent être classés selon leur mécanisme d'ouverture ou de fermeture, tels que les canaux voltage-dépendants, les canaux ligand-dépendants, les canaux mécaniques ou les canaux régulés par des facteurs intracellulaires. Les canaux voltage-dépendants, comme ceux du sodium (Na+) et du potassium (K+), jouent un rôle crucial dans la génération des potentiels d'action [35](#page=35) [38](#page=38). ### 3.3 Potentiels gradués et potentiel d'action #### 3.3.1 Potentiels gradués Les changements du potentiel de membrane peuvent être gradués, c'est-à-dire qu'ils varient en amplitude en fonction de la stimulation. Une dépolarisation implique une diminution de la différence de potentiel à travers la membrane (l'intérieur devient moins négatif), tandis qu'une hyperpolarisation entraîne une augmentation de cette différence (l'intérieur devient plus négatif) [31](#page=31) [33](#page=33). #### 3.3.2 Le potentiel d'action Le potentiel d'action est un événement électrique rapide et transitoire qui se produit lorsque le potentiel de membrane atteint un certain seuil de dépolarisation, typiquement autour de -40 millivolts. Ce potentiel d'action obéit à la loi du tout ou rien et se propage sans atténuation le long de l'axone [35](#page=35) [38](#page=38). ##### 3.3.2.1 Les phases du potentiel d'action Le potentiel d'action comprend trois phases principales : 1. **Phase ascendante (dépolarisation rapide):** Lorsque le potentiel de membrane atteint le seuil, les canaux sodiques voltage-dépendants s'ouvrent rapidement, entraînant un afflux massif d'ions Na+ dans la cellule. Cette dépolarisation accrue provoque l'ouverture d'un plus grand nombre de canaux sodiques voltage-dépendants. Le potentiel de membrane s'approche de la valeur du potentiel d'équilibre des ions sodiques [35](#page=35) [36](#page=36) [38](#page=38). 2. **Phase descendante (repolarisation):** La repolarisation est due à deux événements: l'inactivation des canaux sodiques voltage-dépendants et l'ouverture, plus lente, des canaux potassiques voltage-dépendants. L'ouverture des canaux K+ entraîne un efflux de charges positives hors de la cellule, restaurant le potentiel de membrane vers des valeurs négatives [35](#page=35) [36](#page=36) [38](#page=38). 3. **Hyperpolarisation:** Après la repolarisation, la membrane peut devenir temporairement plus négative que le potentiel de repos avant de revenir à ce dernier. Ceci est dû à la fermeture lente des canaux potassiques voltage-dépendants [38](#page=38). > **Tip:** L'amplitude du potentiel d'action est relativement constante et ne dépend pas de la force du stimulus initial une fois le seuil atteint [32](#page=32). ##### 3.3.2.2 Propagation du potentiel d'action La propagation du potentiel d'action le long de l'axone est un processus électrotonique dans les régions non myélinisées et saltatoire dans les axones myélinisés [42](#page=42). * **Propagation sans myéline:** Dans les axones non myélinisés, le potentiel d'action se propage de manière continue le long de la membrane, régénérant le signal à chaque segment de l'axone. La vitesse de conduction est proportionnelle à la racine carrée du diamètre de la fibre [42](#page=42). * **Propagation saltatoire (axones myélinisés):** La myéline agit comme un isolant, et les potentiels d'action ne se régénèrent qu'au niveau des nœuds de Ranvier, qui sont des interruptions de la gaine de myéline. Les courants ioniques se propagent passivement le long des segments internodaux (myélinisés) entre les nœuds. Cette propagation saltatoire permet une conduction beaucoup plus rapide et une économie d'énergie, car l'activité des canaux ioniques est concentrée dans les nœuds. La vitesse de conduction est proportionnelle au diamètre de la fibre pour une fibre myélinisée [42](#page=42). > **Example:** Pour atteindre une vitesse de conduction de 100 mètres par seconde, une fibre non myélinisée devrait avoir un diamètre de plusieurs centimètres, tandis qu'une fibre myélinisée de 20 micromètres suffit [42](#page=42). ### 3.4 Synapses et communication chimique Une synapse est une structure qui permet à un neurone de transmettre un signal électrique ou chimique à un autre neurone ou à une cellule effectrice. La découverte de l'acétylcholine par Otto Loewi a démontré que le langage principal de la communication neuronale est chimique, et non purement électrique [44](#page=44) [49](#page=49). > **Tip:** L'expérience de Loewi avec les cœurs de grenouilles a révélé que la stimulation du nerf vague d'un cœur entraînait un ralentissement de son battement, et que le fluide perfusant ce cœur pouvait ralentir le battement d'un deuxième cœur, démontrant la libération d'un messager chimique [49](#page=49). --- # Structure et fonction de l'encéphale et de la moelle épinière Ce chapitre détaille la structure, la protection et les fonctions de la moelle épinière et de l'encéphale, composants centraux du système nerveux. ### 4.1 La moelle épinière La moelle épinière est une partie essentielle du système nerveux central, logée dans le canal vertébral et protégée par plusieurs couches. #### 4.1.1 Protection de la moelle épinière La moelle épinière est protégée par trois structures principales: les vertèbres, les méninges et le liquide cérébrospinal [51](#page=51). * **Vertèbres:** L'enveloppe osseuse de la colonne vertébrale offre une protection primaire [51](#page=51). * **Méninges:** Ces trois couches de tissu conjonctif dense entourent la moelle épinière et l'encéphale. Elles sont en continuité avec les méninges crâniennes [51](#page=51). * **Dure-mère:** La méninge externe, résistante, s'étend du foramen magnum à la deuxième vertèbre sacrale. L'espace épidural, entre la dure-mère et la paroi osseuse, contient un coussin de tissu adipeux [51](#page=51). * **Arachnoïde:** La méninge intermédiaire, avasculaire, avec ses fibres semblables à une toile d'araignée, se situe sous la dure-mère. L'espace subdural, entre la dure-mère et l'arachnoïde, contient du liquide interstitiel [51](#page=51). * **Pie-mère:** La méninge interne, transparente et riche en vaisseaux sanguins, adhère directement à la moelle épinière. L'espace subarachnoïdien, entre l'arachnoïde et la pie-mère, contient le liquide cérébrospinal [51](#page=51). * **Liquide cérébrospinal (LCS):** Ce liquide, produit dans l'encéphale, remplit l'espace subarachnoïdien et le canal central de la moelle épinière, offrant une protection supplémentaire [51](#page=51). #### 4.1.2 Structure macroscopique de la moelle épinière Chez l'adulte, la moelle épinière mesure environ 42 à 45 cm de long et s'étend du bulbe rachidien jusqu'à la deuxième vertèbre lombaire (L2) [53](#page=53). * **Renflements:** Deux renflements sont visibles: le renflement cervical pour les membres supérieurs et le renflement lombosacral pour les membres inférieurs [53](#page=53). * **Fissures:** La fissure médiane ventrale (profonde, face antérieure) et le sillon médian dorsal (superficiel, face postérieure) divisent la moelle en deux côtés [53](#page=53). * **Substance grise et blanche:** La substance grise, en forme de H ou de papillon, est entourée par la substance blanche. Au centre de la substance grise se trouve le canal central, rempli de LCS [53](#page=53). * **Nerfs spinaux:** 31 paires de nerfs spinaux émergent de la moelle, la segmentant [53](#page=53). * **Racine dorsale (postérieure):** Contient des axones sensitifs provenant de récepteurs sensoriels. Un ganglion spinal sur la racine dorsale abrite les corps cellulaires des neurones sensitifs [53](#page=53). * **Racine ventrale (antérieure):** Contient les axones des neurones moteurs qui transmettent les commandes du SNC aux muscles et glandes [53](#page=53). * **Nerf spinal mixte:** Les racines dorsale et ventrale fusionnent pour former un nerf spinal mixte, reliant le SNC au reste du corps [53](#page=53) [56](#page=56). #### 4.1.3 Nerfs spinaux et plexus Les 31 paires de nerfs spinaux sont nommées selon leur niveau d'émergence vertébrale: 8 paires cervicales, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrées et 1 coccygienne [56](#page=56). * **Structure des nerfs:** Chaque nerf est entouré de trois couches de tissu conjonctif: l'endonèvre (autour des axones), le périnèvre (autour des fascicules) et l'épinèvre (enveloppant le nerf entier) [56](#page=56). * **Rameaux:** Après émergence, les nerfs spinaux se ramifient en : * **Rameau dorsal:** Innerve les muscles profonds et la peau de la face dorsale du tronc [56](#page=56). * **Rameau ventral:** Innerve les membres, la paroi abdominale et la peau des faces latérales et ventrales du tronc [56](#page=56). * **Rameau méningé:** Innerve les vertèbres, les ligaments, les vaisseaux sanguins médullaires et les méninges [56](#page=56). * **Rameaux communicants:** Font partie du système nerveux autonome [56](#page=56). * **Plexus des nerfs spinaux:** Les rameaux ventraux s'entrecroisent pour former des réseaux appelés plexus, dont les principaux sont : * **Plexus cervical:** Innerve la tête, le cou, l'épaule, la poitrine et le diaphragme (nerfs phréniques). Une lésion au-dessus des nerfs phréniques peut causer un arrêt respiratoire [56](#page=56). * **Plexus brachial:** Innerve l'épaule et les membres supérieurs (nerfs musculocutané, axillaire, médian, radial, ulnaire) [56](#page=56). * **Plexus lombaire:** Innerve la paroi abdominale, les organes génitaux externes et une partie du membre inférieur (nerfs ilioinguinal, fémoral, obturateur) [56](#page=56). * **Plexus sacral:** Innerve la fesse, le périnée et le membre inférieur (nerfs glutéaux, pudendal, ischiatique – le plus long) [56](#page=56). * **Nerfs intercostaux:** Les nerfs spinaux thoraciques (T2 à T11) ne forment pas de plexus et sont appelés nerfs intercostaux, innervant directement les muscles intercostaux, abdominaux et la peau du dos et du thorax [56](#page=56). #### 4.1.4 Fonction intégrative de la moelle épinière : les réflexes La moelle épinière intègre des informations et coordonne des réponses via des arcs réflexes [59](#page=59). * **Arc réflexe:** Le trajet des potentiels d'action pour un réflexe spinal comprend : 1. **Récepteur sensoriel:** Détecte le stimulus et génère un potentiel gradué qui, s'il atteint le seuil, déclenche un potentiel d'action [59](#page=59). 2. **Neurone sensitif:** Transmet le potentiel d'action à la moelle épinière ou au tronc cérébral [59](#page=59). 3. **Centre d'intégration:** Une ou plusieurs synapses dans la substance grise du SNC. Les réflexes peuvent être monosynaptiques (une synapse) ou polysynaptiques (plusieurs synapses, impliquant des interneurones) [59](#page=59). 4. **Neurone moteur:** Transmet le potentiel d'action du SNC à l'effecteur [59](#page=59). 5. **Effecteur:** Muscle (squelettique, lisse, cardiaque) ou glande qui répond à la commande motrice. Les réflexes somatiques impliquent des muscles squelettiques, tandis que les réflexes autonomes impliquent des muscles lisses, le muscle cardiaque ou des glandes [59](#page=59). ### 4.2 L'encéphale L'encéphale, logé dans le crâne, est le centre de contrôle des processus nerveux complexes. #### 4.2.1 Protection de l'encéphale L'encéphale est protégé par le crâne, les méninges crâniennes et le liquide cérébrospinal [65](#page=65) [69](#page=69). * **Crâne:** L'enveloppe osseuse du crâne protège l'encéphale [65](#page=65). * **Méninges crâniennes:** Similaires aux méninges spinales (dure-mère, arachnoïde, pie-mère), elles enveloppent l'encéphale [65](#page=65). * **Liquide cérébrospinal (LCS):** Ce liquide, circulant dans l'espace subarachnoïdien et les ventricules, protège chimiquement et physiquement l'encéphale et la moelle épinière, et participe à la circulation des nutriments et des déchets [69](#page=69). #### 4.2.2 Besoins métaboliques et barrière hématoencéphalique L'encéphale a des besoins métaboliques très élevés et est protégé par une barrière sélective. * **Apport sanguin et énergétique:** Bien que représentant seulement 2 % du poids corporel, l'encéphale consomme environ 20 % de l'oxygène et du glucose du corps. Une interruption brève de l'irrigation sanguine peut entraîner des altérations neuronales, et une interruption prolongée des dommages permanents. L'encéphale dépend d'un apport continu en glucose, car il ne possède pas de réserves propres [67](#page=67). * **Barrière hématoencéphalique:** Cette barrière, composée de capillaires cérébraux fusionnés, d'une membrane basale épaisse et d'astrocytes, régule le passage des substances du sang vers le tissu cérébral [67](#page=67). * Les substances hydrosolubles comme le glucose traversent par transport actif [67](#page=67). * D'autres traversent lentement (créatinine, urée, ions) [67](#page=67). * Les lipophiles (O2, CO2, alcool, certaines drogues) traversent facilement [67](#page=67). * Les protéines et la plupart des antibiotiques ne peuvent pas traverser [67](#page=67). * Traumas, toxines et inflammation peuvent perturber son fonctionnement [67](#page=67). #### 4.2.3 Le liquide cérébrospinal (LCS) Le LCS joue un rôle crucial dans la protection et la nutrition du système nerveux central [69](#page=69). * **Fonctions:** 1. **Protection mécanique:** Amortit les chocs et permet à l'encéphale de "flotter" [69](#page=69). 2. **Protection chimique:** Maintient un milieu chimique stable essentiel à l'émission des potentiels d'action [69](#page=69). 3. **Circulation:** Facilite l'échange de nutriments et de déchets entre le sang et le tissu nerveux [69](#page=69). * **Production et circulation:** Le LCS est produit par les plexus choroïdes dans les ventricules latéraux, le troisième et le quatrième ventricule. Il circule via l'aqueduc du mésencéphale, le quatrième ventricule, le canal central de la moelle épinière et l'espace subarachnoïdien. Il est réabsorbé dans la circulation sanguine par les villosités arachnoïdiennes [69](#page=69). * **Volume:** Le volume normal de LCS se maintient entre 80 et 150 mL [69](#page=69). #### 4.2.4 Régions principales de l'encéphale L'encéphale se compose de quatre grandes régions: le tronc cérébral, le diencéphale, le cervelet et le cerveau [65](#page=65). ##### 4.2.4.1 Le tronc cérébral Situé entre la moelle épinière et le diencéphale, il comprend le bulbe rachidien, le pont et le mésencéphale. Il abrite la formation réticulaire, un réseau de substance grise et blanche [70](#page=70). ##### 4.2.4.2 Le diencéphale Ce centre de relais comprend principalement le thalamus, l'hypothalamus et l'épithalamus (incluant la glande pinéale) [71](#page=71). ##### 4.2.4.3 Le cervelet Situé derrière le tronc cérébral et sous le cerveau, il est composé de deux hémisphères cérébelleux [72](#page=72). * **Structure:** Un cortex cérébelleux externe (substance grise) entoure la substance blanche ("arbre de vie"), qui contient des noyaux gris profonds [72](#page=72). * **Connexions:** Le cervelet est relié au pont par trois paires de pédoncules cérébelleux [72](#page=72). * **Fonction:** Le cervelet joue un rôle crucial dans la coordination des mouvements, l'équilibre et la posture [72](#page=72). ##### 4.2.4.4 Le cerveau Le cerveau est la plus grande partie de l'encéphale, recouvrant le diencéphale et le tronc cérébral [65](#page=65). * **Structure macroscopique:** Le cortex cérébral (substance grise) est plissé pour s'adapter à la cavité crânienne, formant des gyrus (bosses) et des sillons/fissures (rainures) [73](#page=73). * La fissure longitudinale du cerveau sépare les deux hémisphères cérébraux, reliés par le corps calleux [73](#page=73). * Chaque hémisphère est divisé en quatre lobes: frontal, pariétal, temporal et occipital [73](#page=73). * Le sillon central sépare le lobe frontal du lobe pariétal. Le gyrus précentral est l'aire motrice primaire; le gyrus postcentral est l'aire somesthésique primaire [73](#page=73). * Le sillon latéral sépare le lobe frontal du lobe temporal [73](#page=73). * Le sillon pariéto-occipital sépare le lobe pariétal du lobe occipital [73](#page=73). * Le lobe insulaire, cinquième subdivision, est caché à l'intérieur du sillon latéral [73](#page=73). * **Substance blanche cérébrale:** Organisée en trois types de faisceaux : * **Faisceaux d'association:** Relient les gyrus d'un même hémisphère [73](#page=73). * **Faisceaux commissuraux:** Relient les hémisphères entre eux (ex: corps calleux, commissure antérieure et postérieure) [73](#page=73). * **Faisceaux de projection:** Relient le cerveau aux autres parties du SNC (ex: capsule interne) [73](#page=73). ###### 4.2.4.4.1 Aires sensitives du cortex cérébral Ces aires reçoivent et interprètent les informations sensorielles. * **Réception et intégration:** Les aires sensitives primaires sont connectées aux récepteurs périphériques, tandis que les aires associatives adjacentes intègrent les expériences sensorielles pour la reconnaissance et la cognition [77](#page=77). * **Aires spécifiques:** * **Aire somesthésique primaire:** Dans le gyrus postcentral (lobe pariétal), traite le toucher, la proprioception, la douleur, la démangeaison, le chatouillement et la température, permettant de localiser précisément les sensations [77](#page=77). * **Aire visuelle primaire:** Dans le lobe occipital, reçoit les informations visuelles (forme, couleur, mouvement) [77](#page=77). * **Aire auditive primaire:** Dans le lobe temporal, traite les sons (hauteur, intensité) [77](#page=77). * **Aire gustative primaire:** Dans le lobe pariétal, traite les sensations gustatives [77](#page=77). * **Aire olfactive primaire:** Dans le lobe temporal, traite les odeurs [77](#page=77). ###### 4.2.4.4.2 Aires motrices du cortex cérébral Ces aires contrôlent les mouvements volontaires. * **Aire motrice primaire:** Située dans le gyrus précentral (lobe frontal), elle contrôle des muscles spécifiques du côté opposé du corps [78](#page=78). * **Aire motrice du langage (aire de Broca):** Dans le lobe frontal, elle est essentielle à la production du langage. Des lésions entraînent une incapacité à former des mots (aphasie de Broca) [78](#page=78). ###### 4.2.4.4.3 Aires associatives du cerveau Ces vastes régions sont impliquées dans l'intégration de l'information et les fonctions cognitives supérieures. * **Localisation:** Situées sur les faces latérales des lobes occipitaux, pariétaux, temporaux, et sur les lobes frontaux [79](#page=79). * **Fonctions et exemples:** * Aires visuelle, auditive et somesthésique associatives [79](#page=79). * **Aire de Wernicke:** Reconnait les mots et permet la compréhension du langage parlé et écrit [79](#page=79). * **Aire intégrative commune:** Intègre diverses informations sensorielles [79](#page=79). * **Cortex préfrontal:** Impliqué dans la planification, la prise de décision et le comportement social [79](#page=79). * **Aire prémotrice et aire oculomotrice frontale:** Impliquées dans la planification et le contrôle des mouvements [79](#page=79). ###### 4.2.4.4.4 Noyaux gris centraux Masses de substance grise dans chaque hémisphère cérébral, jouant un rôle dans le contrôle moteur et cognitif. * **Composition:** Incluent le globus pallidus, le putamen (formant le noyau lenticulaire), et le noyau caudé, qui ensemble constituent le corps strié [81](#page=81). * **Fonctions:** * Facilitent l'initiation et l'exécution des mouvements volontaires [81](#page=81). * Régulent le tonus musculaire et les contractions subconscientes [81](#page=81). * Contribuent aux processus cognitifs comme l'attention, la mémoire et la planification [81](#page=81). * Pourraient participer à la régulation des comportements émotifs en collaboration avec le système limbique [81](#page=81). * Des dysfonctionnements sont associés à des affections psychiatriques [81](#page=81). --- # Plasticité et apprentissage moteur L'apprentissage moteur est un processus fondamental impliquant des changements à long terme du comportement moteur résultant de l'expérience, médiatisés par la plasticité corticale . ### 5.1 La plasticité corticale La plasticité corticale est définie comme la capacité du cortex cérébral à modifier son organisation fonctionnelle suite à l'expérience. Elle se réfère au phénomène de changement, plutôt qu'aux mécanismes spécifiques sous-jacents [92](#page=92). #### 5.1.1 Manifestations de la plasticité Bien que les pages fournies se concentrent davantage sur la plasticité dans le contexte de l'apprentissage moteur, des illustrations montrent des cartes corticales, notamment le cortex somesthésique primaire et le cortex moteur primaire. Ces représentations corticales illustrent la distribution des zones dédiées à différentes parties du corps, soulignant comment certaines zones, comme celles liées aux mains, au visage et à la langue chez l'humain, sont surreprésentées en raison de leur importance pour des fonctions motrices fines et précises. Cette surreprésentation explique la grande précision de nos doigts et de nos lèvres, par exemple [100](#page=100) [89](#page=89) [91](#page=91) [94](#page=94) [97](#page=97). > **Tip:** Il est crucial de distinguer le cortex somesthésique primaire (situé postérieurement au sillon central) du cortex moteur primaire lors de l'analyse des cartes corticales [91](#page=91) [93](#page=93). ### 5.2 L'apprentissage moteur L'apprentissage moteur est un ensemble de processus cognitifs liés à la pratique, à l'entraînement ou à l'expérience, conduisant à des changements durables dans le comportement moteur. Ces changements peuvent être permanents . #### 5.2.1 Types d'apprentissage moteur L'apprentissage moteur peut être distingué en deux types principaux : * **Apprentissage explicite:** Il s'agit d'un apprentissage conscient, qui peut impliquer la mémorisation d'informations spécifiques . > **Example:** Mémoriser les trajets et les noms des nerfs crâniens relève de l'apprentissage explicite . * **Apprentissage implicite:** Il s'agit d'un apprentissage qui ne nécessite pas de conscience explicite des règles ou des informations apprises, et qui se manifeste par l'acquisition de compétences motrices automatiques . > **Example:** Savoir faire du vélo ou jouer du piano sont des exemples d'apprentissage implicite . #### 5.2.2 Les étapes de l'apprentissage moteur L'apprentissage moteur progresse généralement à travers trois étapes distinctes, chacune caractérisée par une demande cognitive et un niveau de performance différent : 1. **Étape cognitive :** * Elle est marquée par des essais et erreurs, où l'individu découvre l'activité et cherche à comprendre "quoi faire", "à quel moment", "comment" et "où" . * Une attention importante est portée au mouvement et à l'objectif à atteindre . * Cette phase est généralement rapide dans sa progression initiale . * Les processus sont contrôlés et la demande cognitive est élevée . 2. **Étape associative :** * L'activité cognitive requise diminue . * Le succès et la cohérence des mouvements augmentent . * L'individu se concentre sur l'amélioration du geste ("comment mieux le faire?") . * La stabilisation de la réponse motrice commence . * Cette phase est caractérisée par un apprentissage lent . * La demande cognitive diminue, et l'expérience/pratique commence à automatiser le mouvement . 3. **Étape autonome :** * L'activité cognitive est encore moins sollicitée . * Les actions deviennent automatiques . * La rétention de la compétence est développée . * Les processus deviennent automatiques. L'expérience et la pratique mènent à une automatisation élevée . #### 5.2.3 Conséquences de l'apprentissage moteur L'apprentissage moteur entraîne plusieurs améliorations et adaptations du comportement moteur : * Stabilité et adaptabilité du mouvement . * Fluidité du geste . * Précision et vitesse accrues . * Meilleur contrôle du geste . > **Tip:** L'augmentation de force observée lors des premières phases d'un entraînement en force suggère l'implication de mécanismes neuraux (spinaux et supraspinaux) dans l'amélioration des fonctions motrices, au-delà des changements structurels des fibres nerveuses. Ces adaptations neurales incluent une augmentation de la fréquence de décharge et une réduction de l'intervalle entre les potentiels d'action, facilitant ainsi une production rapide de tension [99](#page=99). --- ## Erreurs courantes à éviter - Révisez tous les sujets en profondeur avant les examens - Portez attention aux formules et définitions clés - Pratiquez avec les exemples fournis dans chaque section - Ne mémorisez pas sans comprendre les concepts sous-jacents

| Term | Definition | |------|------------| | Système nerveux central (SNC) | Partie du système nerveux qui comprend l'encéphale et la moelle épinière. Il traite et relaie les messages sensoriels, et est le siège des pensées, émotions et souvenirs. | | Système nerveux périphérique (SNP) | Ensemble des parties du système nerveux situées à l'extérieur du SNC, incluant les nerfs, les ganglions, les plexus entériques et les récepteurs sensoriels. | | Neurone | Cellule nerveuse spécialisée dans la transmission de l'information sous forme de potentiels d'action. Il se compose d'un corps cellulaire, de dendrites et d'un axone. | | Gliocyte (cellule gliale) | Cellule du tissu nerveux qui soutient, protège et nourrit les neurones. Il existe plusieurs types de gliocytes, tels que les astrocytes, les oligodendrocytes et les microglies. | | Potentiel d'action | Décharge électrique brève et rapide d'un neurone qui permet la transmission de l'information le long de l'axone. | | Synapse | Point de connexion entre deux neurones, ou entre un neurone et une cellule effectrice, où se fait la transmission de l'information via des neurotransmetteurs. | | Neurotransmetteur | Substance chimique libérée par les terminaisons axonales d'un neurone qui transmet un signal à une autre cellule (neurone, muscle, glande). | | Gaine de myéline | Enveloppe isolante riche en lipides et protéines entourant certains axones, qui augmente la vitesse de propagation des potentiels d'action. | | Nœud de Ranvier | Interruption périodique de la gaine de myéline le long d'un axone, où les potentiels d'action se régénèrent. | | Substance blanche | Tissu nerveux composé principalement d'axones myélinisés, responsable de la transmission des signaux nerveux sur de longues distances. | | Substance grise | Tissu nerveux composé principalement de corps cellulaires de neurones, de dendrites, d'axones amyélinisés et de gliocytes, impliqué dans le traitement de l'information. | | Potentiel de membrane | Différence de potentiel électrique entre l'intérieur et l'extérieur d'une cellule nerveuse, résultant de la séparation des charges. | | Dépolarisation | Diminution du potentiel de membrane, rendant l'intérieur de la cellule plus positif. | | Repolarisation | Retour du potentiel de membrane à sa valeur de repos après une dépolarisation. | | Hyperpolarisation | Augmentation du potentiel de membrane, rendant l'intérieur de la cellule plus négatif que le potentiel de repos. | | Plasticité corticale | Capacité du cortex cérébral à modifier son organisation fonctionnelle en réponse à l'expérience, à l'apprentissage ou à des lésions. | | Apprentissage moteur | Ensemble de processus cognitifs associés à la pratique, à l'entraînement ou à l'expérience, entraînant des changements durables dans le comportement moteur. | | Arc réflexe | Trajet nerveux emprunté par les potentiels d'action lors d'un réflexe, impliquant un récepteur sensoriel, un neurone sensitif, un centre d'intégration, un neurone moteur et un effecteur. | | Encéphale | Partie du système nerveux central contenue dans le crâne, comprenant le tronc cérébral, le diencéphale, le cervelet et le cerveau. | | Moelle épinière | Partie du système nerveux central qui s'étend du bulbe rachidien à la deuxième vertèbre lombaire, servant de voie de communication entre l'encéphale et le reste du corps, et participant aux réflexes. | | Barrière hématoencéphalique | Barrière physiologique qui protège le tissu cérébral des substances potentiellement toxiques présentes dans le sang, formée par des capillaires cérébraux étroitement liés et des astrocytes. | | Liquide cérébrospinal (LCS) | Fluide clair et incolore qui entoure et protège l'encéphale et la moelle épinière, assurant des fonctions de protection mécanique et chimique, et participant à la circulation des nutriments et des déchets. |