Objectif : Connaître les principales structures du cerveau, leur organisation et leur rôle majeur. Connaître les techniques d’étude des structures cérébrales.

Après avoir étudié l’organisation globale du système nerveux, nous allons explorer plus en détail les principales structures cérébrales en partant du tronc cérébral (bas du cerveau) vers le néocortex (haut du cerveau). 

le tronc cérébral est en continu de la moelle épinière, sous le cerveau et en avant du cervelet.

Il est constitué de trois parties, du bas vers le haut:

• Le bulbe rachidien (ou myélencéphale)
• le pont de Varole (ou protubérance annulaire ou métencéphale)
• le tegmentum (ou pédoncules cérébraux ou mésencéphales)

A partir du bulbe rachidien, la substance grise n'est plus continu comme dans la moelle épinière, elle est fragmentée en plusieurs noyaux. C'est noyaux sont disposés en colonnes et sont soit sensitifs soit moteurs.

• les noyaux sensitifs: reçoivent les axones des neurones afférents (afférences sensorielles)
• les noyaux moteurs: motoneurones dont les axones sont des efférents vers la moelle épinière et les périphéries.

le tronc cérébral = zones d'échange entre le cerveau et la moelle épinière

Dans le tronc cérébral se trouvent de nombreux neurones interconnectés en réseaux, constituant la formation réticulée.

Formation réticulée: longue colonne de tissu nerveux de la moelle épinière au cortex, au centre du tronc cérébral, espace situé entre les voies descendantes et ascendantes.

Elle est organisée en 2 systèmes:

• système réticulaire inhibiteur descendant (projette des efférences vers le cervelet et vers les voies sensorielles) il induit une inhibition motrice dans deux circonstances: le sommeil paradoxale et lors d'une grande émotion comme la sidération. il intervient aussi dans le contrôle de la douleur.

• système réticulaire activateur ascendant (reçoit des afférences sensitives et des efférences motrices). Projette à la fois sur le cortex et vers le thalamus et l'hypothalamus.

Occupe 10% de la boîte crânienne mais comprend 50% de ses neurones.

Deux hémisphères réunis par le vermis

Comprend trois couches de neurones

Chaque signal est traité par des granulaires (plus petits neurones du cerveau) puis message envoyé aux cellules de Purkinje (Plus gros neurones du cervelet) , enfin les cellules de Purkinje envoient le message aux autres partie du cerveau.

(environ 200 000 cellules granulaires pour une cellule de Purkinje)



Sur le plan fonctionnel, trois régions différentes sont impliquées:

• l'Archéocervelet: connecté au vestibule de l'oreille interne, impliqué dans l'équilibre
• Le paléocervelet: connecté à la moelle épinière, impliqué dans le tonus musculaire
• le néocervelet: connecté au néocortex, impliqué dans la motricité volontaire

Les colliculis forment 4 masses de neurones, les tubercules quadrijumeaux ou tectum.

Situés à l'arrière du tronc cérébral (entre le tronc cérébral et le cervelet).

Les colliculis sont décomposés en deux groupes:

• Les colliculis supérieurs: coordonnes les mouvement de la tête et des yeux
• les colliculis inférieurs: intègrent les informations auditives

Sous le thalamus, constitue une douzaine de noyaux.

Principal régulateur de l'homéostasie

Coordonne les sécrétions endocriniennes par l'intermédiaire de l'hypophyse (située en dessous)

Il est le centre du système endocrinien

Il possède quatre grande fonctions:

• la régulation du système nerveux autonome (ex: température interne, respiration...)
• la régulation du système hormonal (sécrète des hormones stockées dans l'hypophyse avant d'être dans le sang)
• la régulation des émotions et des comportements (avec le système limbique, il régit la colère...)
• la régulation de l'apport en aliments et en liquide (le centre de la faim, de la satiété

Est composé de deux parties ovoïdes:

• thalami droit
• thalami gauche

Situé chacun dans un hémisphère du cerveau

Entre les deux se forme un cavité appelé 3e ventricule (où circule le liquide cérébrospinal ou liquide céphalo-rachidien (LCR) )

Chacun des deux noyaux thalamiques est subdivisé en un ensemble de sous-noyaux (13) de forme ovoïde.

Chaque sous-noyaux traite l'information avant qu'elle soit adressée (par des neurones de projection thalamo-corticaux) à différentes régions du cortex.

En retour, le thalamus reçoit des projections corticales créant ainsi des boucles thalamo-corticales.

Le thalamus est un "centre de relais et de triage", qui intègre, traite et dirige les informations vers les autres partie du cortex.

Participe à la régulation des émotions, des fonctions viscérales et au contrôle du mouvement. Rôle essentiel dans la sensibilité, la motricité, l'excitation corticale (vigilance), l'humeur et la mémoire.

Ensemble de noyaux situé dans la masse des hémisphères cérébraux (ganglions de la base = noyaux gris centraux)

Les principaux sont:

• Le noyau caudé (enroulé autour du thalamus, tête dans le lobe frontal)
• Le noyau lenticulaire, de forme pyramidale dont la pointe se trouve vers le thalamus. Qui est divisé en deux:

.le putamen

.le pallidum (ou globus pallidus), lui-même divisé en 2:

. le globus pallidus latéral ou externe

. le globus pallidus médian ou interne

Par leur connexions similaires, le noyau caudé + le putamen = le striatum

• le noyau amygdalien ou amygdale, à l'extrémité du lobe temporal, est lui même formé de plusieurs noyaux.

Les ganglions de base reçoivent de nombreuses afférences en provenance du cortex cérébral.

Ces entrées s'effectuent au niveau du striatum

les noyaux caudés envoient également de nombreuses efférences qui sont, issues du pallidum, destinées au thalamus

Rôle:

• modulation des fonctions motrices
• modulation des fonctions exécutives
• modulation des fonctions émotionnelles
• mémorisation
• processus cognitifs

Le système limbique (ou circuit de Papez) est constitué du néocortex et de plusieurs noyaux sous-corticaux.

Les principales structures sont:

• l'hippocampe
• l'amygdale
• la circonvolution ou gyrus cingulaire (divisé en deux: le fornix et l'aire septale)

Contrôle les émotions, joue un rôle dans la motivation, l'apprentissage et la mémoire.

première études scientifiques = 19ème siècle de façon histologique (étude des tissus par microscope) et lésionnelles (observation des comportement lors de lésion chez l'animal)

Le cas de Phineas CAGE : victime d'une explosion, barre de fer perfore le crâne, lobes frontaux endommagés.

-> lobes frontaux jouent un rôle dans le comportement socio-affectif

le cas "Tan": le Dr BROCA reçoit un homme avec des troubles du langage, par biopsie, il démontre que le lobe frontal gauche cause la perte de la parole (l'aire de Broca)

Détecte quand des régions cérébrales ou des neurones répondent à une stimulation.

Les principales techniques sont:

• La stimulation électrique (seulement chez l'animal, par stimulation de courant électrique)
• L'enregistrement unitaire de neurone ou de population de neurones. (implante dans le cerveau des capteurs)
• l'EEG: enregidtre des potentiels électriques (PPSI ou PPSE) à la surface du scalp. Le chercheur obtient des ondes positives et négatives appelées potentiels Evoqués (PE)

l'IRM-f (imagerie par Résonance Magnétique Fonctionnelle)

Selon l'apport de sang oxygéné par l'hémoglobine. réponse BOLD