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Le corps en mouvement
aide

L’expansion disproportionnée du cortex associatif humain


Les différentes parties du cerveau qui contrôlent le mouvement du corps peuvent subir des dommages pour différentes raisons tout au long de notre vie (traumatisme crânien, accident cérébro-vasculaire, maladie dégénérative du cerveau, etc.). Un exemple typique est la destruction complète du cortex moteur d'un seul côté du cerveau (dû à un ACV par exemple). Le centre de commande volontaire du mouvement étant détruit, il n'y a donc plus de mouvements possible et c'est la paralysie complète du côté opposé du corps (à cause du contrôle croisé).

LE CORTEX MOTEUR
LES GANGLIONS DE LA BASELE CERVELETLA SÉQUENCE D'ACTIVATION DES AIRES MOTRICES

La commande de tous nos mouvements volontaires provient de notre cerveau. Une des régions les plus impliquées dans le contrôle de ces mouvements volontaires est le cortex moteur.

Le cortex moteur est situé à l’arrière du lobe frontal, juste avant le sillon central qui sépare le lobe frontal du lobe pariétal. On subdivise le cortex moteur en deux grandes aires, l’aire 4 et l’aire 6. L’aire 4, que l’on désigne aussi comme le cortex moteur primaire, forme une mince bande qui longe le sillon central alors que l’aire 6 s’étend immédiatement en avant de l’aire 4. L’aire 6 est plus large et se subdivise encore en deux sous-régions distinctes.

Pour réaliser des mouvements dirigés vers un objectif, notre cortex moteur va recevoir de l’information des différents lobes du cerveau. Ainsi, il sera renseigné sur la situation du corps dans l’espace par le lobe pariétal, sur les objectifs à atteindre et le choix d’une stratégie appropriée par la partie antérieure du lobe frontal, sur les souvenirs d’anciennes stratégies par le lobe temporal, etc.

En 1870, Hitzig et Fritsch stimulent électriquement certaines parties du cortex moteur d'un animal. Selon la région stimulée, ils observent la contraction de parties différentes du corps. Puis ils constatent qu'en détruisant la même petite région corticale, ils créent une paralysie de la partie du corps correspondante. C'est ainsi que l'on découvrit que chaque partie du corps est associée à une région précise du cortex moteur primaire qui en contrôle le mouvement.

Mais ce qu’il y a de particulier avec cette « carte motrice », c’est que certaines parties du corps y occupent beaucoup plus de place que d’autres. C’est pourquoi ces parties, qui sont celles qui ont le plus de finesse dans le mouvement, sont représentées en plus gros sur le dessin.
Expérience : Probe the Brain activityHistoire : Mapping the Motor Cortex: a HistoryExpérience : Motor/Sensory Homunculus

 

    
Liens
Lien : STRIATUM & GLOBUS PALLIDUSLien : The Basal GangliaLien : THE BASAL GANGLIALe noyau du bonheur

Le putamen et le noyau caudé sont traversés par les axones myélinisés de la capsule interne. Ces faisceaux de matière blanche forment des stries qui se démarquent de la matière grise des noyaux qu’ils traversent, d’où l’appellation de corpus striatum souvent employée pour désigner l’ensemble de ces structures nerveuses.

De même, la forme du putamen et du globus pallidus qui rappelle celle d’une lentille donne à ces deux noyaux pris collectivement le nom de noyau lenticulaire.

 

Apprendre à piquer la curiosité

LES GANGLIONS DE LA BASE
LE CORTEX MOTEURLE CERVELETLA SÉQUENCE D'ACTIVATION DES AIRES MOTRICES

Les ganglions de la base sont, comme leur nom l’indique, formés d’un ensemble de structures nerveuses enfouies profondément sous le cortex. Les principales sont le noyau caudé, le putamen et le globus pallidus.

Ces ganglions, ou amas de cellules nerveuses, sont étroitement interconnectés et reçoivent également des informations en provenance de plusieurs régions du cortex cérébral. Une fois traitée par les ganglions de la base, cette information retourne au cortex moteur en passant par le thalamus.



L’une des fonctions de cette boucle, qui s’ajoute à celle impliquant le cervelet, est vraisemblablement de sélectionner et de déclencher des mouvements volontaires harmonieux.

Ce rôle dans l'initiation et le bon déroulement de la commande motrice apparaît clairement chez les personnes dont les ganglions de la base sont endommagés, comme c’est le cas lors de la maladie de Parkinson par exemple. On observe alors chez ces patients de la difficulté à commencer les mouvements qu'ils ont planifiés, des tremblements ainsi qu’une lenteur dans l’exécution de leurs gestes.


    

 

Le cervelet est formé de plusieurs lobes et lobules qui, à la manière des circonvolutions du cortex cérébral, contribuent à accroître considérablement la surface du cortex du cervelet (on dit aussi du cortex « cérébelleux »). Cette grande surface de matière grise procure au cervelet une très forte densité de neurones. Si forte que le cervelet, qui constitue seulement environ un dixième du volume total du cerveau, contient plus de 50 % de l’ensemble des neurones de ce même cerveau !

Insights into brain architecture : Cross talk between neurons helps generate the cerebellum

La localisation anatomique du cervelet aide à mieux comprendre ses fonctions. Le cervelet est situé en parallèle sur deux grandes voies nerveuses : celles qui amènent les messages sensoriels vers les zones du cortex qui en font l’analyse; et celles qui partent du cortex et descendent vers muscles pour les faire se contracter.

Le cervelet reçoit ainsi une copie de tout ce qui monte vers le cortex sensoriel ou part du cortex moteur et descend vers la moelle épinière. Il reçoit également des informations issues de nombreuses autres aires du cortex cérébral et de régions sous-corticales.

Lien : Ca sert à quoi , le cervelet ?Lien : CERVELETLien : What is the Cerebellum?
LE CERVELET
LE CORTEX MOTEURLES GANGLIONS DE LA BASELA SÉQUENCE D'ACTIVATION DES AIRES MOTRICES

Pour effectuer un geste simple comme se toucher le nez avec le doigt, commander aux muscles de se contracter ne suffit pas. Car pour que les différents segments du bras se déploient avec harmonie, il faut qu’une ‘’horloge’’ interne puisse régler avec précision l’enchaînement et la durée des mouvements élémentaires de chaque segment. Cette horloge, c’est le cervelet.

Comme souvent en neurobiologie, pour avoir une idée de ce que fait concrètement le cervelet, on peut observer des patients qui ont eu une partie de leur cervelet détruite (à la suite d’une tumeur ou d’un ACV, par exemple). Lorsque ces patients cherchent à atteindre un objet, le mouvement de leur main démarre avec retard, s’avance de manière erratique, arrête avant la cible ou s’accélère souvent au-delà de celle-ci. Au niveau de la posture, des troubles de l'équilibre qui rappellent celui d'un homme ivre sont aussi très caractéristiques d'une personne au cervelet endommagé. De fait, la maladresse qui accompagne l’excès d’alcool sont directement en rapport avec ses effets dépresseurs sur l’activité du cervelet.

Chez la personne saine, 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. Cette boucle impliquant le cervelet s’ajoute donc à l’autre boucle impliquant les ganglions de la base pour régler dans le détail la commande motrice. 

Une autre métaphore résume assez bien le rôle du cervelet : celui d’un contrôleur aérien qui collecte une quantité incroyable d’informations incluant la position du membre et de la cible à chaque instant, la vitesse du mouvement et l’influence d’obstacles potentiels pour permettre un « atterrissage » en douceur de votre doigt sur votre nez, par exemple.


    
Chercheur
Chercheur : André ParentChercheur : Yves Lamarre

La production du mouvement est organisée en différents niveaux de contrôle. Au niveau supérieur se trouve le contrôle du cortex sur les mouvements volontaires. Il s’agit de tous les mouvements qui requièrent une coordination et un précision adaptée à une situation particulière grâce aux informations apportées par nos sens.

Le niveau le plus élémentaire est contrôlé par la moelle épinière seule, sans même avoir recours au cerveau. Les neurones de la moelle épinière prennent ainsi en charge les mouvements réflexes et les mouvements rythmiques à l’origine de la marche.

Entre les deux se situent toutes sortes de mouvements comme ceux qui permettent la respiration qui, comme ceux de la marche, ont une composante automatique mais peuvent être aussi modifiés volontairement (retenir son souffle, courir, etc.)

LA SÉQUENCE D'ACTIVATION DES AIRES MOTRICES
LE CORTEX MOTEURLES GANGLIONS DE LA BASELE CERVELET

Le cerveau sert essentiellement à produire des comportements qui sont d’abord et avant tout des mouvements. Plusieurs régions du cortex cérébral sont impliquées dans le contrôle de nos mouvements.

Ces régions montrent une organisation hiérarchique semblable à celle de l’équipage d’un bateau. Sur une galère par exemple, c’est le capitaine qui détermine et planifie la destination d’un voyage en évaluant les différents facteurs qui motivent la traversée. Ses lieutenants calculent ensuite la direction que doit prendre le bateau pour y arriver en fonction des conditions climatiques. Ils transmettent finalement leurs consignes aux rameurs qui impriment son mouvement et sa direction au bateau.

Dans notre cerveau, la planification du mouvement se fait surtout dans la partie avant du lobe frontal. Celle-ci est informée par plusieurs autres régions du cortex de la situation dans laquelle se trouve l’individu. Ce «capitaine» transmets ensuite ses ordres à l’aire 6 où le choix d’un ensemble de muscle à contracter pour réaliser le mouvement se fait. Les «lieutenants» de l’aire 6 transmettent ensuite leurs ordres aux «rameurs» du cortex moteur primaire (aire 4) qui vont activer des muscles ou des groupes de muscles précis par l’entremise des motoneurones de la moelle épinière.

Pour un geste aussi simple que prendre un verre d’eau avec la main, il est pratiquement impensable d’essayer de spécifier la séquence, la force, l’amplitude et la vitesse de contraction de chacun des muscles impliqués. Pourtant, si l'on est en santé, on fait tous ce geste le plus simplement du monde sans avoir à réfléchir.

La décision de prendre un verre d’eau s'accompagne d'une augmentation de l’activité électrique dans la région frontale du cortex. Grâce à leurs axones, ces neurones du cortex frontal vont par la suite activer le cortex moteur proprement dit qui, avec l'aide de l'information fournie par le cortex visuel, va déterminer la trajectoire idéale pour atteindre le verre. Pour ce faire, il mettra à contribution d'autres régions du cerveau comme les noyaux gris centraux et le cervelet qui aident à initier et à coordonner la séquence de muscles à activer.

Les axones des neurones du cortex moteur primaire descendent jusque dans la moelle épinière. C'est là que se fait le dernier relais avec les neurones moteurs de la moelle. Ceux-ci sont connectés directement aux muscles et provoquent leur contraction. Et c'est en tirant sur les os que les muscles déclenchent enfin le mouvement qui va permettre de saisir le verre.

De plus, pour que les mouvements soient coordonnés, précis et rapides, le système nerveux doit continuellement recevoir des informations sensorielles du monde extérieur pour adapter et corriger sa trajectoire. Il y parvient surtout grâce au cervelet qui reçoit des propriocepteurs la position des articulations et du corps dans l'espace.

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