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SYSTÈME NERVEUX Sommaire : HISTOLOGIE - Tissus nerveux ANATOMIE - Système Nerveux Humain - Système Nerveux Central - Système Nerveux Périphérique PHYSIOLOGIE - Système Nerveux Humain - Système Nerveux Central - Système Nerveux Périphérique ANATOMIE - Cerveau - Cervelet - Tronc - Moelle PHYSIOLOGIE - Cerveau - Cervelet - Tronc - Moelle ENCÉPHALE SITUATION du CERVEAU HÉMISPHÈRES CÉRÉBRAUX SILLONS et CIRCONVOLUTIONS PROTECTIONS du CERVEAU AIRES du CORTEX COUCHES du CORTEX

****** Nous allons traiter de l’histologie, de l’anatomie, de la physiologie du système nerveux. Anatomie : science qui étudie la structure du corps des êtres vivants. Physiologie : science qui étudie les fonctions des organes (système respiratoire, cardiaque, digestif…) et des tissus (communication entre neurones…) des êtres vivants. Histologie : science qui étudie les tissus (tissu nerveux, musculaire, adipeux, sanguin…) des êtres vivants. Organe : partie du corps. Tissu : ensemble de cellules (tissu nerveux, musculaire, adipeux, sanguin…) du corps.

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HISTOLOGIE

TISSU NERVEUX Le tissu nerveux : - cellules nerveuses = neurones - cellules gliales = gliocytes (névrogliques) ===================================================================================

ANATOMIE

SYSTÈME NERVEUX HUMAIN Le Système Nerveux Humain : - Système Nerveux Central - Système Nerveux Périphérique

SYSTÈME NERVEUX CENTRAL Le système nerveux central : - encéphale : cerveau, cervelet, tronc cérébral - moelle épinière

SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Le système nerveux périphérique : - nerfs : crâniens et rachidiens - ganglions ===================================================================================

PHYSIOLOGIE

SYSTÈME NERVEUX HUMAIN Centre de communication : de réception, d’intégration, d’émission L'organisme humain fonctionne selon un principe « perception-réaction ». L'information sensorielle est traitée selon une séquence « entrée – intégration – sortie » : « entrées » (sensorielles) - « intégration » (perception) - « sorties » (réponses motrices ou glandulaires). Le SN exerce 3 fonctions : Fonction de réception Reçoit l'information (entrées/afférences), sous la forme de stimuli, grâce à des récepteurs sensoriels. Fonction d’intégration Traite l'information et assure la connexion entre les entrées et les sorties. Fonction d’émission Envoi une réponse (sorties/efférences) motrice ou sécrétrice, via des muscles ou des glandes. On retrouve cette organisation à chacun des 3 niveaux d’organisation de l’organisme : - du système nerveux (SNC-SNP-SNC) : réception, intégration, transmission - du réseau nerveux (neurone sensitif, inter neurone, neurone moteur) : réception, intégration, transmission - du neurone (dendrites, soma, axone) : réception, intégration, transmission

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Des cellules nerveuses (neurones) exercent ces fonctions (cellules granulaires, pyramidales, moléculaires). Le SN assure 3 fonctions : la fonction sensorielle, la fonction intégrative et la fonction motrice. Fonction sensorielle Par l’intermédiaire de ses millions de récepteurs sensoriels, le système nerveux reçoit de l’information (sensorielle) sur les changements (stimuli) qui se produisent tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de l’organisme. Fonction intégrative Traitement et analyse de l’information sensorielle et détermination de l’action à entreprendre. Fonction motrice Réponse à l’intégration qui active des effecteurs (muscle ou glande). Les trois fonctions en détail : Fonction sensorielle Les récepteurs sensoriels captent les stimuli internes (l’augmentation de l’acidité du sang) et les stimuli externes (la chute d’une goutte de pluie sur le bras). - Les neurones qui accomplissent la fonction sensorielle sont les neurones sensitifs (neurone afférents). - Les neurones sensitifs transmettent l’information sensorielle à l’encéphale et à la moelle épinière par l’intermédiaire des nerfs crâniens et des nerfs rachidiens. Fonction intégrative Le système nerveux intègre (traite) l’information sensorielle. Pour ce faire, il analyse l’information et en emmagasine une partie, puis il décide des réponses à y apporter. L’une des principales fonctions intégratives du système nerveux est la perception, c’est-à-dire la prise de conscience de l’existence des stimuli sensoriels. La perception se forme dans le cerveau. - Les neurones qui accomplissent la fonction intégrative sont les inter-neurones (neurones d’association). - Les inter-neurones communiquent avec des neurones avoisinants de l’encéphale ou de la moelle épinière. Fonction motrice Une fois que l’information sensorielle est intégrée, le système nerveux peut y répondre, c’est-à-dire qu’il peut déterminer la réponse motrice ou la réponse sécrétrice à y apporter ; par exemple, une contraction musculaire ou une sécrétion glandulaire. - Les neurones qui accomplissent cette fonction motrice sont les neurones moteurs (neurones efférents). - Les neurones moteurs transmettent l’information provenant de l’encéphale vers la moelle épinière ou l’information provenant de l’encéphale et de la moelle épinière vers les effecteurs (un muscle ou une glande) par l’intermédiaire des nerfs crâniens et des nerfs rachidiens. En stimulant les effecteurs (un muscle ou une glande), les neurones moteurs déclenchent une réaction (une contraction musculaire ou une sécrétion glandulaire). La réaction est le plus souvent motrice (mouvement) mais elle peut être aussi sécrétrice (sécrétion).

SYSTÈME NERVEUX CENTRAL Sa fonction est de recevoir, enregistrer, interpréter les informations qui parviennent de la périphérie, et d’organiser la réponse à envoyer.

SYSTÈME NERVEUX PÉRIPHÉRIQUE Sa fonction est de conduire jusqu'au système nerveux central les informations issues des récepteurs périphériques de la sensibilité ou de la douleur, et de transmettre les ordres moteurs émis par les centres nerveux. ===================================================================================

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ANATOMIE

CERVEAU

- 2 hémisphères (unis par le corps calleux) : droit et gauche ayant chacun - 4 lobes : frontal, pariétal, temporal, occipital

CERVELET - lobe floculus et nodulus - lobe antérieur et postérieur

TRONC - pédoncules cérébraux - pont de varole = protubérance annulaire - bulbe rachidien = moelle allongée

MOELLE - ventricule : canal de l'épendyme - racines ventrales et dorsales ===================================================================================

PHYSIOLOGIE

CERVEAU - centre de commande des mouvements volontaires (geste) - centre moteur (chargé du contrôle musculaire) - centre sensitif (analyse l’information somesthésique) - centre sensoriel (analyse l’information sensorielle) - centre des facultés intellectuelles (intelligence) - centre des fonctions cognitives (fonctions exécutives, langage, mémoires, émotions, attention…) - centre des émotions (par l’amygdale) - centre de régulation des fonctions physiologiques (par l’hypothalamus)

CERVELET - centre de l'équilibration - centre de la coordination des mouvements

TRONC - centre de commande des mouvements involontaires (réflexe) - centre de contrôle des fonctions vitales (digestion, déglutition, salivation, respiration, pression artérielle, rythme cardiaque et respiratoire)

MOELLE - centre de commande des mouvements involontaires (réflexe) - la principale voie de transfert de l’information de la périphérie au cerveau et inversement ===================================================================================

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ENCÉPHALE L'encéphale est constitué de plusieurs parties :

prosencéphale

chordencéphale

rhombencéphale

• télencéphale • diencéphale

• mésencéphale

• métencéphale • myélencéphale

Les principaux composants :

Divisions embryologiques

Divisions anatomiques

Télencéphale

• cerveau • hippocampe • amygdale

Diencéphale

• cerveau • thalamus • hypothalamus • épithalamus • épiphyse • hypophyse

Mésencéphale

• tronc (pédoncules cérébraux = mésencéphale)

Métencéphale

• tronc (pont de varole = protubérance annulaire) • cervelet

Myélencéphale

• tronc (bulbe rachidien = moelle allongée)

SITUATION du CERVEAU

Le cerveau est contenu dans la boîte crânienne. Le crâne est l’os de la tête (le squelette de la tête). La boîte crânienne contient, entoure, protège le cerveau. La voûte crânienne est la partie supérieure du crâne. La base crânienne est la partie inférieure du crâne. Histologie fonctionnelle du cerveau Poids : environ 1,3 kg

Surface (si elle était dépliée) : environ 2 200 cm2

(la surface d'un carré de 47 x 47 cm) Epaisseur : varie entre 3 et 4,5 mm suivant les régions

Volume : environ 1500 cm3

Neurones : 100 milliards Cellules gliales : 10 fois plus que les neurones

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HÉMISPHÈRES CÉRÉBRAUX Le cerveau est composé de deux hémisphères : droit et gauche. L'un des neuromythes, toujours très présent, consiste à affirmer que : - le « cerveau gauche » est rationnel - le « cerveau droit » est poétique En réalité, nous savons seulement que : - les deux hémisphères œuvrent ensemble - l'hémisphère gauche traite en général les informations de manière verbale et séquentielle - l'hémisphère droit traite en général les informations de manière synthétique et spatiale - le « cerveau gauche » a des propriétés du « cerveau droit » et inversement - l'hémisphère droit commande la partie gauche du corps et inversement

SILLONS et CIRCONVOLUTIONS La surface du cortex cérébral est délimitée par des sillons et des circonvolutions. Chaque lobe est lui-même divisé par des sillons et des circonvolutions. Les sillons et circonvolutions délimitent les hémisphères en lobes. Par exemple, sur le lobe temporal, 2 sillons (fissures/fentes) délimitent 3 circonvolutions (bosses/plis) - sillons ou scissures : fissures/fentes du cortex - circonvolutions ou gyri/gyrus (pluriel/singulier) : bosses/plis du cortex Des sillons très profonds délimitent les lobes : - sillon de Rolando (sillon central) - sillon de Sylvius (sillon latéral) - sillon pariéto-occipital (sillon perpendiculaire)

PROTECTIONS du CERVEAU Une première protection, mécanique, est assurée par les os. Une seconde protection est représentée par les méninges. Une dernière protection est assurée par le liquide céphalo-rachidien. Le cerveau est enveloppé par les méninges. Le cerveau est amorti par un liquide céphalo-rachidien. Les méninges présentent une structure en trois couches (dure-mère, pie-mère, arachnoïde). Le liquide céphalo-rachidien entoure le cerveau et assure le rôle d’un absorbeur de choc. Le liquide permet d’amortir le déplacement du cerveau à l’intérieur du crâne lors des mouvements de la tête, de sorte qu’en cas de choc au niveau de la tête, le cerveau peut bouger ou légèrement se dilater, sans être écrasé contre l’os du crâne. Avant d’atteindre le cerveau, il faut donc passer par 5 couches (de la superficie vers la profondeur) : - Crâne - Dure-mère - Arachnoïde - Liquide céphalo-rachidien - Pie-mère - Cerveau - couches de neurones Selon une perspective histologique, le cortex est divisé en 6 couches (granulaire, pyramidale, etc…). Selon une perspective fonctionnelle, le cortex est divisé en 50 aires (visuelle, auditive, etc…).

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AIRES du CORTEX La cartographie de Korbinian Brodman (neurologue) individualise 52 aires corticales chacune étant dévolue à une fonction particulière, ce sont des délimitations avec des numéros du cortex du cerveau humain, sur une base cytoarchitectonique c'est-à-dire qu'elles correspondent à l'organisation structurale apparente du cortex (nombre de couches, épaisseurs des couches, arborisation dendritique, etc.). Ainsi, chaque région du cortex ayant la même organisation cellulaire porte un numéro allant de 1 à 52. - aire motrice (4,6) - aire auditive (41,42) - aire visuelle (17,18,19) - aire olfactive (25,34) - aire gustative (43) - aire tactile (1,2,3) - aire somesthésique (1,2,3) - aire préfrontale (9,10,11) - aire de Broca (44,45) - aire de Wernicke (22) La région du cortex qui traite les informations tactiles est l'aire somatosensorielle = somesthésique. Les autres régions du schéma représentent les aires associatives. Cf chapitre « aires fonctionnelles ».

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COUCHES du CORTEX Le cortex cérébral constitue la couche externe du cerveau (la surface du cerveau). Le cerveau est entouré d’une écorce : le cortex (signifie écorce). On distingue 3 types de cortex : - Archi-cortex : le cortex de la survie de l’individu : il permet la mémoire et les émotions - Paléo-cortex : le cortex de la survie de l’espèce : il permet la reproduction - Néo-cortex : constitue la majorité du cortex cérébral (90% de la surface) : il permet l’apprentissage Localisation : - Archi-cortex : comprend l’hippocampe (système limbique) - Paléo-cortex : comprend l’amygdale entres autres (système limbique) - Néo-cortex : occupe tous les hémisphères cérébraux Couches : - Archi-cortex : possède 3 couches de cellules - Paléo-cortex : possède 5 couches de cellules - Néo-cortex : possède 6 couches de cellules Les différents neurones du néo-cortex : Les neurones jouent des rôles différents et, tous ensembles, constituent l’algorithme utilisé par le cerveau. Ces couches contiennent des neurones différents (pyramidaux, granulaires, étoilés…) Il comporte 5 types de neurones différents (dont 2 principaux) qui vont s’agencer en 6 couches. Dans le néocortex, les neurones sont disposés en 6 couches horizontales et superposées. De la surface vers la profondeur : • Couche I (moléculaire) couche des aires associatives • Couche II (granulaire externe) couche réceptrice constituée essentiellement de neurones granulaires • Couche III (pyramidale externe) couche effectrice constituée essentiellement de neurones pyramidaux • Couche IV (granulaire interne) couche réceptrice constituée essentiellement de neurones étoilés • Couche V (pyramidale interne) couche effectrice constituée essentiellement de neurones pyramidaux • Couche VI (cellules fusiformes) couche des aires associatives

Les cellules granulaires sont réceptrices : reçoivent l’information (afférence). Les cellules pyramidales sont effectrices : envoient l’information (éfference). Les autres cellules sont des neurones d'association : ont un rôle d’association.

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SCHÉMAS Chaque couche possède des types de neurones particuliers et spécifiques de la couche concernée

Neurone pyramidal, Neurone étoilé, Neurone granulaire

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Organisation schématique : - à l’échelon du système nerveux : SNC, SNP - à l’échelon du réseau nerveux : neurone sensitif, inter neurone, neurone moteur - à l’échelon d’un neurone : corps cellulaire, axones, dendrites

RÉCEPTION Entrées

(afférences)

INTÉGRATION Traitement

ÉMISSION Sorties

(efférences)

SNP SNC SNP Neurone moteur Neurone sensitif Inter-neurones

Dendrites Soma Axone

Boîte crânienne, Voûte crânienne, Base crânienne

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Cervelet

Corps calleux

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Tronc cérébral

Bulbe rachidienBulbe rachidien

MésencéphaleMésencéphale

Pont (protubérance

annulaire)

Pont (protubérance

annulaire)

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Méninges

Système nerveux

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1 Mésencéphale

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Système nerveux

Central

Périphérique

Encéphale

Moelle

Nerf crâniens

Nerfs rachidiens

Ganglions

Cerveau Cervelet

Tronc

Système nerveux

Tissu nerveux

Cellules nerveuses = neurones

Cellules gliales = gliocytes (névrogliques)

FIN