Revision sheet: Fonctions et pathologies du cerveau

📋 Plan du Cours

1. Cellules du cerveau
2. Aires cérébrales motrices
3. Voies motrices croisées
4. Intégration par les motoneurones
5. AVC et maladies neurodégénératives
6. Plasticité cérébrale et récupération
7. Substances psychoactives et addiction

📖 1. Cellules du cerveau

🔑 Notions clés & Définitions

• Neurones : Les neurones sont des cellules qui traitent et transmettent les messages nerveux.
• Cellules gliales : Les cellules gliales soutiennent le bon fonctionnement du système nerveux.
• Astrocytes : Les astrocytes régulent l’activité des synapses et assurent protection et nutrition des neurones.
• Oligodendrocytes : Les oligodendrocytes forment la gaine de myéline autour de l’axone de certains neurones, ce qui accélère la conduction.
• Microglie : La microglie fournit une défense immunitaire au cerveau.

📝 Points essentiels

• Le corps cellulaire des neurones se trouve dans la substance grise du cortex cérébral et dans des centres nerveux profonds.
• Les astrocytes modulent l’activité synaptique pour stabiliser le fonctionnement neuronal.
• La myéline formée par les oligodendrocytes augmente la vitesse de conduction des messages nerveux.
• La microglie participe à la défense immunitaire du cerveau.

📖 2. Aires cérébrales motrices

🔑 Notions clés & Définitions

• IRMf : L’IRMf est une technique d’imagerie qui permet de localiser les aires cérébrales actives lors d’un mouvement volontaire.
• Aire motrice primaire : L’aire motrice primaire est la zone du cortex cérébral activée lors de l’exécution des mouvements volontaires.
• Carte motrice cérébrale : La carte motrice cérébrale associe une zone précise du cortex moteur à une région du corps.

📝 Points essentiels

• L’IRMf permet d’identifier les aires corticales dont l’activité est liée à l’exécution d’un mouvement volontaire.
• La zone du cortex moteur commande la contraction d’une région donnée du corps.
• Plus une partie du corps réalise des mouvements fins et complexes, plus la surface de son aire motrice correspondante est grande.
• Dans la sclérose en plaques, le système immunitaire détruit les oligodendrocytes, ralentissant la propagation des messages et provoquant des troubles de la motricité et de la sensibilité.

📖 3. Voies motrices croisées

🔑 Notions clés & Définitions

• Voies motrices : Les voies motrices sont les faisceaux neuronaux qui acheminent les messages de l’aire motrice vers la moelle épinière.
• Motoneurone : Le motoneurone est la cellule qui reçoit les informations intégrées puis envoie un message moteur vers les fibres musculaires.
• Bulbe rachidien : Le bulbe rachidien est la structure où les axones des neurones moteurs changent de côté.

📝 Points essentiels

• Les messages moteurs issus de l’aire motrice primaire descendent jusqu’à la moelle épinière puis vers les motoneurones.
• Les voies motrices sont croisées : les axones changent de côté dans le bulbe rachidien.
• L’hémisphère droit commande la partie gauche du corps, et inversement.
• Une lésion de la moelle épinière peut entraîner des paralysies car elle coupe le trajet des voies motrices.

📖 4. Intégration par les motoneurones

🔑 Notions clés & Définitions

• Synapse excitatrice : Une synapse excitatrice produit une dépolarisation qui rapproche le potentiel de membrane du seuil.
• Synapse inhibitrice : Une synapse inhibitrice provoque une hyperpolarisation qui éloigne le potentiel de membrane du seuil.
• Sommation spatiale : La sommation spatiale est l’addition des messages provenant de différents neurones présynaptiques.
• Sommation temporelle : La sommation temporelle est l’addition des messages reçus successivement d’un même neurone présynaptique.
• Intégration : L’intégration est l’élaboration, par le motoneurone, d’un message moteur unique à partir de tous les signaux reçus.

📝 Points essentiels

• Le motoneurone reçoit via des synapses des informations excitatrices ou inhibitrices provenant d’autres neurones.
• Si la dépolarisation atteint un seuil, des potentiels d’action sont émis au niveau de l’axone du motoneurone.
• La sommation spatiale combine des signaux venant de neurones différents, tandis que la sommation temporelle combine des signaux arrivant à des instants successifs.
• Le motoneurone réalise une intégration pour produire un message nerveux moteur unique.
• Chaque fibre musculaire ne reçoit qu’un seul motoneurone et n’a donc aucune capacité d’intégration.

📖 5. AVC et maladies neurodégénératives

🔑 Notions clés & Définitions

• AVC : Un AVC est un accident vasculaire cérébral dû à l’obstruction ou à la rupture d’un vaisseau irriguant une zone du cerveau.
• Maladie d’Alzheimer : La maladie d’Alzheimer est une maladie neurodégénérative marquée notamment par une perte de mémoire.
• Maladie de Parkinson : La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative associée à des tremblements et à une lenteur des mouvements.
• Sclérose en plaques : La sclérose en plaques est une maladie auto-immune liée à la destruction des oligodendrocytes.

📝 Points essentiels

• Un AVC prive des neurones de dioxygène, ce qui entraîne leur mort rapide.
• Un AVC touchant le cortex moteur droit peut provoquer une paralysie du côté gauche du corps.
• Les AVC nécessitent une intervention rapide des secours car ils sont une grande cause d’handicap et une seconde cause de décès en France.
• Les maladies neurodégénératives sont dues à une dégénérescence des neurones cérébraux.
• La sclérose en plaques ralentit la propagation des messages nerveux et provoque des troubles moteurs et sensitifs (ex. vision, audition).

📖 6. Plasticité cérébrale et récupération

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité cérébrale : La plasticité cérébrale regroupe les modifications du cerveau liées à l’apprentissage et à l’expérience.
• Synapses : Les synapses sont les zones de communication entre neurones, dont la formation peut varier avec l’apprentissage.
• Rééducation : La rééducation désigne l’accompagnement permettant de récupérer des capacités motrices après une lésion via le recrutement de nouvelles régions.

📝 Points essentiels

• L’apprentissage de nouvelles fonctions motrices modifie le cortex moteur, notamment par extension de zones contrôlant les mouvements.
• Chez un musicien, l’amélioration s’accompagne d’une extension de l’aire motrice liée aux mouvements des doigts.
• Ces changements ne sont pas durables si l’entraînement cesse, ce qui montre que le fonctionnement n’est pas figé.
• La plasticité cérébrale diminue avec l’âge mais reste présente jusqu’à la fin de la vie.
• Après un AVC affectant les aires motrices, la rééducation favorise la récupération en recrutant de nouvelles régions du cortex pour réaliser le mouvement.

📖 7. Substances psychoactives et addiction

🔑 Notions clés & Définitions

• Agonistes : Les agonistes sont des substances qui se fixent sur des récepteurs et déclenchent l’activation associée au neurotransmetteur.
• Antagonistes : Les antagonistes sont des substances qui bloquent le fonctionnement des récepteurs d’un neurotransmetteur.
• Dopamine : La dopamine est un neurotransmetteur dont l’augmentation de sécrétion participe au phénomène d’addiction.
• Circuit de la récompense : Le circuit de la récompense est un réseau de neurones qui, une fois activé, produit une sensation de plaisir.
• Addiction : L’addiction est un désir puissant de renouveler la consommation malgré la connaissance de ses effets néfastes.

📝 Points essentiels

• Les molécules exogènes comme alcool, nicotine, cannabis et médicaments psychoactifs perturbent les messages nerveux.
• La nicotine agit en se fixant sur des récepteurs de l’acétylcholine et en favorisant la formation de messages nerveux.
• Les benzodiazépines se fixent sur les récepteurs du GABA et empêchent la formation de messages nerveux.
• Les substances antagonistes bloquent le fonctionnement des récepteurs, ce qui favorise aussi l’usage répété menant à l’addiction.
• L’activation du circuit de la récompense augmente la dopamine, génère une sensation de plaisir et pousse à rechercher cette sensation.
• L’usage de ces substances peut entraîner des maladies graves, des accidents liés à la consommation et une modification du comportement ou une réduction des capacités cognitives.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre réflexe myotatique et mouvements volontaires : le réflexe ne fait pas intervenir le cerveau, contrairement à la commande volontaire.
2. Croire que l’aire motrice commande la même moitié du corps : elle commande la moitié opposée grâce au croisement des voies dans le bulbe rachidien.
3. Mélanger excitation et inhibition : une synapse excitatrice rapproche du seuil, alors qu’une synapse inhibitrice l’éloigne.
4. Penser que la fibre musculaire peut intégrer : chaque fibre musculaire reçoit un seul motoneurone et n’effectue pas de sommation.
5. Penser que la plasticité est automatique et durable sans entraînement : les modifications deviennent non durables si l’entraînement cesse.
6. Confondre agoniste et antagoniste : l’agoniste active via les récepteurs, tandis que l’antagoniste bloque leur fonctionnement.
7. Relier l’addiction uniquement au plaisir sans circuit neuronal : l’explication donnée passe par l’augmentation de dopamine dans le système de récompense.

✅ Checklist Examen

1. Décrire les deux grands types de cellules du cerveau et le rôle de neurones et cellules gliales.
2. Expliquer ce que font astrocytes, oligodendrocytes et microglie dans le fonctionnement cérébral.
3. Justifier comment l’IRMf permet de localiser les aires actives pendant un mouvement volontaire.
4. Relier l’aire motrice primaire à la commande de la contraction musculaire d’une région du corps.
5. Expliquer le lien entre finesse des mouvements et taille de la surface d’aire motrice correspondante.
6. Décrire le trajet général des messages moteurs depuis le cortex moteur primaire vers la moelle épinière et les motoneurones.
7. Expliquer pourquoi les voies motrices sont croisées et prédire le côté paralysé après une atteinte du cortex moteur droit.
8. Expliquer pourquoi une lésion de la moelle épinière peut provoquer des paralysies.
9. Définir synapse excitatrice et synapse inhibitrice et donner leur effet sur le potentiel de membrane par rapport au seuil.
10. Définir sommation spatiale et sommation temporelle et expliquer leur rôle dans l’atteinte du seuil.
11. Expliquer ce que fait un motoneurone lors de l’intégration et ce qui déclenche l’émission d’un potentiel d’action.
12. Définir AVC et distinguer obstruction et rupture, puis relier la privation en dioxygène à la mort rapide des neurones.
13. Décrire au moins deux signes liés à l’atteinte neurodégénérative cités pour Alzheimer et Parkinson.
14. Définir la plasticité cérébrale et donner comment l’apprentissage modifie le cortex moteur.