TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuseChapitre 15 : La commande volontaire du mouvement

Livre p 374

Le réflexe myotatique sert d'outil diagnostique pour identifier d'éventuelles anomalies du système neuromusculaire localement (nerfs rachidiens, muscles et une petite partie de la moelle épinière), mais certaines perturbations des mouvements volontaires peuvent résulter d'anomalies touchant le système nerveux central (cerveau, moelle épinière) comme par exemple les accidents vasculaires cérébraux (AVC).

Comment expliquer la commande motrice volontaire ?Quelles sont les structures qui interviennent dans cette commande motrice volontaire?

I) Les aires corticales spécialisées dans la motricité volontaire

Livre p 376, 377 et 390

L’exploration du cortex cérébral est réalisable grâce à des techniques d’imagerie cérébrale permettant de visualiser à la fois des images anatomiques (IRM) et des variations d’activité lorsque le sujet effectue une tâche précise (IRMf).L'exploration du cortex cérébral par imagerie médicale permet de découvrir les aires du cortex cérébral spécialisées à l'origine des mouvements volontaires.Dans chaque hémisphère cérébral, une aire motrice primaire (dans le lobe frontal), commande directement les mouvements de zones précises du corps. Les neurones d’une région donnée d’une aire motrice primaire commandent un ensemble de muscles permettant la réalisation de mouvements d’une région donnée du corps. L’importance des différents territoires des aires motrices est en relation avec la capacité de mouvements de la partie du corps concernée. Les aires motrices gauches commandent les muscles de la partie droite du corps et inversement : il y a commande controlatérale.D’autres aires cérébrales (dans les autres lobes) collaborent avec les aires motrices primaires.

Comment les messages nerveux élaborés au niveau de l’aire motrice primaire parviennent-ils aux motoneurones responsables de la contraction des fibres musculaires ?

II) Du cortex aux motoneurones de la moelle épinière : les voies motrices pyramidales

Livre p 378, 379

Les messages nerveux moteurs qui partent des aires motrices primaires cheminent par des faisceaux de neurones (les voies pyramidales) qui descendent dans la moelle jusqu’aux motoneurones. Ces voies motrices sont croisées notamment au niveau du bulbe rachidien. Des lésions affectant les différents niveaux du système nerveux intervenant dans la commande volontaire des mouvements sont à l’origine de troubles plus ou moins importants de la motricité.C'est ce qui explique les effets paralysants des lésions médullaires.

TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuseComment les motoneurones médullaires intègrent-ils les différents messages afférents qui leur parviennent, afin d’élaborer un message moteur efférent à l’origine d’un mouvement ?

III. L’intégration des différentes informations par le corps cellulaire du motoneurone

Livre p 380, 381

L’amplitude de la réponse réflexe d’un muscle dépend des conditions dans lesquelles l’individu est placé. La contraction d’un muscle est fonction à la fois du stimulus, mais aussi d’autres informations qui parviennent simultanément au motoneurone. Dans la substance grise de la moelle épinière, les dendrites et le corps cellulaire d’un motoneurone reçoivent au niveau des synapses à la fois des messages nerveux d’un neurone sensitif, de neurones des aires motrices cérébrales.Le corps cellulaire du motoneurone reçoit donc des informations diverses qu’il intègre sous la forme d’un message moteur unique constitué d’une fréquence de potentiels d’action. Il réalise une sommation temporelle et spatiale des différents messages. L’intégration prend en compte la fréquence des potentiels d’action au niveau de chaque neurone pré synaptique (sommation temporelle) et les messages de différents neurones pré synaptiques (sommation spatiale).Suite à la sommation, si le seuil d’excitabilité du motoneurone est franchi, il en résulte un message nerveux efférent moteur constitué d’une fréquence plus ou moins importante de potentiels d’action.Chaque fibre musculaire reçoit le message d’un seul motoneurone.

Schéma de l’interconnexion des motoneurones

TS Thème 3.B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse

Schématisation de la sommation spatiotemporelle des motoneurones

Comment expliquer les variations individuelles de la commande motrice ?

IV. La plasticité des aires corticales motrices

La comparaison des cartes motrices de plusieurs individus montre des différences importantes. Loin d’être innées, ces différences s’acquièrent au cours du développement, de l’apprentissage des gestes, et de l’entraînement grâce à la plasticité cérébrale. Cette dernière intervient donc dans l’élaboration d’un phénotype individuel.La plasticité cérébrale explique aussi les capacités de récupération du cerveau après la perte de fonction accidentelle d’une petite partie du cortex moteur.La plasticité du cortex existe tout au long de la vie d’un individu, mais les capacités de remaniements, de même que le nombre de cellules nerveuses se réduisent avec l’âge. C’est donc un capital à préserver et entretenir grâce à un comportement responsable en matière de santé.

Les différents facteurs intervenant dans la plasticité cérébrale

Bilan : p 386, 387, 388, 389