Lernzettel: Introduction au système nerveux central

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système nerveux central et périphérique
2. Développement du système nerveux central
3. Anatomie de la moelle épinière
4. Anatomie de l’encéphale
5. Vascularisation du système nerveux
6. Cellule nerveuse et grandes voies de conduction
7. Moelle épinière : centre de réflexe
8. Moelle épinière : voie de passage
9. Physiologie du tronc cérébral
10. Physiologie du labyrinthe vestibulaire
11. Physiologie du cervelet et somatotopie motrice
12. Aires corticales motrices et langage

📖 1. Organisation du système nerveux central et périphérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux central : Le système nerveux central regroupe la moelle épinière et l’encéphale, qui intègrent et coordonnent l’activité nerveuse.
• Système nerveux périphérique : Le système nerveux périphérique relie le système nerveux central à la périphérie via les nerfs et structures nerveuses.
• Système nerveux somatique : Le système nerveux somatique contrôle les muscles squelettiques sous influence volontaire.
• Système nerveux autonome : Le système nerveux autonome régule des fonctions indépendantes de la volonté, comme l’activité des muscles lisses et du cœur.
• Substance grise : La substance grise correspond à des régions riches en corps cellulaires, impliquées dans le traitement local de l’information.

📝 Points essentiels

• Le système nerveux se divise en SNC (moelle épinière + encéphale) et SNP (nerfs reliant le SNC à la périphérie).
• Le SNP comprend des nerfs crâniens et des nerfs rachidiens qui acheminent des informations sensorielles vers le SNC.
• Les voies afférentes transportent les informations sensitives de la périphérie vers le SNC, tandis que les voies efférentes envoient du SNC vers les effecteurs.
• Les efférences somatiques contrôlent les muscles squelettiques, alors que les efférences autonomes gèrent muscles lisses, muscle cardiaque et système endocrinien.
• La substance grise est centrale dans la moelle épinière et périphérique dans le cerveau (cortex), tandis que la substance blanche suit l’inverse.
• La substance blanche est constituée de fibres organisées en faisceaux/cordons, alors que la substance grise contient corps cellulaires et synapses.

💡 Astuce mémo

SNC = centre (moelle + encéphale) ; SNP = périphérie (liaison). SG au centre de la ME, SB au centre du cerveau : inverse.

📖 2. Développement du système nerveux central

🔑 Notions clés & Définitions

• Cortex moteur primaire : Le cortex moteur primaire est une zone du gyrus précentral qui commande volontairement des mouvements précis selon une organisation somatotopique.
• Cortex prémoteur et aire motrice supplémentaire : Le cortex prémoteur et l’aire motrice supplémentaire préparent et programment les mouvements volontaires avant leur exécution.
• Champ oculomoteur frontal : Le champ oculomoteur frontal est une région du gyrus frontal moyen qui contrôle volontairement des mouvements oculaires conjugués.
• Aire de Broca : L’aire de Broca est une zone du gyrus frontal inférieur dominant qui participe à la production du langage articulé.
• Cortex visuel primaire V1 : Le cortex visuel primaire est une aire occipitale organisée rétinotopiquement pour traiter les caractéristiques visuelles simples.

📝 Points essentiels

• Le cortex moteur primaire est situé juste en avant du sillon central et suit une carte somatotopique (homonculus moteur).
• Le cortex prémoteur et l’aire motrice supplémentaire se trouvent juste en avant du cortex moteur primaire et assurent la préparation des mouvements avec sélectivité neuronale.
• Le champ oculomoteur frontal correspond à l’aire 8 et intervient dans les saccades visuelles et le suivi de mouvements rapides.
• L’aire de Broca (44-45) est latéralisée, généralement à gauche, pour les droitiers et la majorité des gauchers.
• Le cortex préfrontal (gyrus frontal supérieur, moyen et inférieur) soutient des fonctions cognitives supérieures comme planification, raisonnement, décision, régulation émotionnelle et relation sociale.
• Le cortex auditif primaire (41-42) reçoit des deux oreilles mais reste tonotopique selon la fréquence des sons.

💡 Astuce mémo

Moteur→Prémoteur→Yeux→Broca : gyrus précentral, préparation juste en avant, aire 8 pour saccades, 44-45 pour articulation.

📖 3. Anatomie de la moelle épinière

🔑 Notions clés & Définitions

• Artères spinales : Artères issues des artères vertébrales qui participent à l’irrigation de la moelle épinière.
• Tronc basilaire : Tronc artériel formé par l’union des artères vertébrales au niveau bulbe-pont, à l’origine de branches vers le cervelet et des artères cérébrales postérieures.
• Canal central rachidien : Cavité de continuité du système ventriculaire au niveau de la moelle épinière, en lien avec la circulation du LCR.
• Espace sous-arachnoïdien : Espace entourant le système nerveux central où circule le liquide céphalo-rachidien (LCR).
• LCR : Liquide incolore circulant dans les cavités ventriculaires et l’espace sous-arachnoïdien, produit en continu et régulé pour maintenir la pression.

📝 Points essentiels

• Les artères vertébrales cheminent sur la face ventrale du bulbe et donnent des artères spinales de la moelle épinière ainsi que des branches vers le cervelet (PICA).
• Au niveau de la jonction bulbe-pont, les artères vertébrales s’unissent pour former le tronc basilaire, qui chemine sur l’axe médian du pont.
• Le tronc basilaire donne notamment des artères cérébelleuses inférieures antérieures (AICA) et des artères cérébelleuses supérieures (SCA), ainsi que les artères cérébrales postérieures.
• Les artères cérébrales postérieures irriguent le lobe occipital et la face inférieure du lobe temporal, et participent à l’irrigation du cortex visuel.
• Le système ventriculaire est une série de cavités issues du tube neural embryonnaire, et sa continuité dans la moelle épinière correspond au canal central.
• Le LCR circule à la fois dans les cavités du système ventriculaire et dans l’espace sous-arachnoïdien, avec un rôle de protection et de régulation volumique du cerveau dans la boîte crânienne.

💡 Astuce mémo

Vertébrales → tronc basilaire → branches (spinales pour la ME, cérébrales postérieures pour l’occipital).

📖 4. Anatomie de l’encéphale

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : Réflexe d’origine musculaire qui s’oppose à l’étirement en déclenchant une contraction réflexe.
• Fuseau neuromusculaire : Organe sensoriel intramusculaire qui détecte la longueur et surtout la vitesse d’allongement du muscle.
• Fibre intrafusale : Petite fibre musculaire spécialisée située dans le fuseau neuromusculaire, surtout dédiée à la détection de l’étirement.
• Fibre annulospirale : Terminaisons sensitives enroulées autour des fibres intrafusales, responsables de la décharge Ia lors de l’étirement.
• Innervation réciproque : Mécanisme réflexe où l’afférence Ia inhibe l’antagoniste pour permettre l’activation de l’agoniste.

📝 Points essentiels

• Le réflexe myotatique est monosynaptique et met en jeu le fuseau neuromusculaire pour produire une résistance à l’allongement.
• Le fuseau neuromusculaire détecte la vitesse d’allongement : un étirement rapide augmente la fréquence de décharge des afférences Ia.
• Les fibres Ia (gros diamètre, fortement myélinisées) transmettent rapidement l’information d’étirement vers la moelle épinière.
• La réponse motrice passe par l’activation des motoneurones α qui contractent les fibres extrafusales du muscle étiré.
• L’intensité de la contraction réflexe est proportionnelle à l’intensité de la stimulation d’étirement.
• La coactivation α-γ maintient la sensibilité du fuseau pendant la contraction : γ règle la tension des intrafusales tandis que α commande les extrafusales.

💡 Astuce mémo

Étirement → fuseau → Ia ↑ → α ↑ : le muscle résiste et garde le tonus.

📖 5. Vascularisation du système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Barrière hémato-encéphalique : La barrière hémato-encéphalique est un système de protection qui limite le passage du sang vers le tissu nerveux pour préserver un milieu stable.
• Vaisseaux cérébraux : Les vaisseaux cérébraux sont les artères et veines qui assurent l’apport en $O_2$ et nutriments et l’évacuation des produits du métabolisme dans l’encéphale.
• Circulation méningée : La circulation méningée correspond aux vaisseaux situés autour du système nerveux central, participant à l’irrigation des enveloppes et à des échanges locaux.
• Réseau capillaire cérébral : Le réseau capillaire cérébral est l’ensemble des capillaires au contact des neurones et cellules gliales, où se font les échanges essentiels.

📖 6. Cellule nerveuse et grandes voies de conduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Centres respiratoires pontins : Ensemble de noyaux du pont qui modulent la respiration en ajustant l’activité des neurones respiratoires bulbaires.
• Centre pneumotaxique : Centre pontique qui limite l’inspiration en inhibant les centres inspiratoires bulbaires pour favoriser l’expiration.
• Centre apneustique : Centre pontique qui prolonge l’inspiration en stimulant les centres inspiratoires bulbaires et en freinant l’expiration.
• Bulbe rachidien : Partie du tronc cérébral qui contient des noyaux de nerfs crâniens et des voies ascendantes et descendantes impliquées dans la conduction.
• Décussation des fibres arquées internes : Croisement des axones des deutoneurones lemniscaux dans le bulbe qui permet la formation du lemnisque médial.

📝 Points essentiels

• Les centres pneumotaxique et apneustique, situés dans le pont, modulent finement la fréquence et la durée des décharges des neurones respiratoires bulbaires.
• Le centre pneumotaxique inhibe les centres inspiratoires bulbaires pour limiter l’inspiration et faciliter l’expiration.
• Le centre apneustique stimule les centres inspiratoires bulbaires, prolonge l’inspiration et inhibe l’expiration.
• Le bulbe rachidien (moelle allongée) contient notamment les noyaux du XII, des vestibulaires, des cochléaires, du vague (X), de l’ambigu et du faisceau solitaire.
• Après synapse dans les noyaux gracile et cunéiforme, les fibres lemniscales décussent au bulbe et forment le lemnisque médial vers le thalamus (VPL).
• Le bulbe contient des faisceaux ascendants lemniscaux (tact fin, proprioception consciente) et extra-lemniscaux (douleur, température, tact grossier), ainsi que des voies descendantes principalement pyramidales.

💡 Astuce mémo

Pneu = dégonfle (expiration) ; Apnée = on veut inspirer (inspiration prolongée).

📖 7. Moelle épinière : centre de réflexe

🔑 Notions clés & Définitions

• Centre de réflexe : Centre nerveux qui intègre une stimulation et déclenche une réponse motrice ou sensitive rapide sans nécessiter un traitement conscient préalable.
• Arc réflexe : Circuit neuronal reliant récepteur, voies afférentes, centre médullaire et voies efférentes pour produire une réponse automatique.
• Voies afférentes : Fibres sensitives qui acheminent l’information depuis les récepteurs vers le centre réflexe médullaire.
• Voies efférentes : Fibres motrices qui transmettent la commande du centre réflexe vers les effecteurs.

📝 Points essentiels

• La moelle épinière sert de relais et de centre d’intégration pour des réponses réflexes rapides.
• Un réflexe médullaire suit un arc comprenant récepteur, afférences, centre médullaire, efférences et effecteur.
• Les afférences apportent l’information sensorielle au centre, qui décide de la réponse.
• Les efférences transmettent la commande vers les muscles ou les glandes pour exécuter la réponse.
• Le caractère automatique du réflexe vient du traitement au niveau médullaire, avant l’intégration consciente plus tardive.

💡 Astuce mémo

Réflexe = Moelle = “boîte de décision” : elle reçoit (afférences) → choisit (centre) → envoie (efférences).

📖 8. Moelle épinière : voie de passage

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexes vestibulo-oculaires : Les réflexes vestibulo-oculaires stabilisent le regard sur une cible fixe pendant les mouvements de la tête.
• Réflexes vestibulo-cervicaux : Les réflexes vestibulo-cervicaux ajustent la posture de la tête en réponse aux informations vestibulaires.
• Réflexes vestibulo-spinaux : Les réflexes vestibulo-spinaux participent au maintien du tonus postural du tronc et des membres.
• Faisceau longitudinal médian : Le faisceau longitudinal médian sert de voie de réglage pour les réflexes vestibulo-cervicaux.
• Faisceau vestibulo-spinal latéral : Le faisceau vestibulo-spinal latéral transmet les signaux nécessaires aux réflexes vestibulo-spinaux.

📝 Points essentiels

• Les noyaux vestibulaires envoient des projections qui organisent trois familles de réflexes pour contrôler mouvement et posture.
• En cas de lésion vestibulaire, le réflexe vestibulo-oculaire est perturbé et peut provoquer une oscillopsie avec impression de flou lors des déplacements.
• Les réflexes vestibulo-cervicaux sont réglés via le faisceau longitudinal médian pour ajuster la tête.
• Les réflexes vestibulo-spinaux passent par le faisceau vestibulo-spinal latéral et contribuent à la stabilité du tronc et des membres en maintenant le tonus postural.
• Les trois réflexes coopèrent pour assurer l’équilibre du corps et la stabilisation du regard pendant les mouvements.
• Comparaison : Réflexe vestibulo-oculaire stabilise le regard, vestibulo-cervical ajuste la tête, vestibulo-spinal stabilise le tonus du tronc et des membres.

💡 Astuce mémo

Vestibule → 3 sorties : yeux (RVO) pour viser, cou (RVC) pour régler, tronc (RVS) pour tenir.

📖 9. Physiologie du tronc cérébral

🔑 Notions clés & Définitions

• Modèle de M. Ito : Le modèle de M. Ito décrit comment les fibres grimpantes envoient un signal d’erreur aux cellules de Purkinje pour moduler l’activité cérébelleuse.
• Fibres grimpantes : Les fibres grimpantes transmettent un message d’erreur motrice aux cellules de Purkinje dans le modèle de M. Ito.
• Fibres moussues : Les fibres moussues fournissent des signaux aux cellules de Purkinje via des fibres parallèles, servant de base d’excitation.
• Fibres parallèles : Les fibres parallèles correspondent aux afférences des fibres moussues qui excitent les cellules de Purkinje.
• Désinhibition des noyaux profonds : La désinhibition des noyaux profonds correspond à la levée du frein exercé sur ces noyaux, ce qui augmente leurs efférences vers les voies motrices.

📝 Points essentiels

• Les collatérales excitatrices des fibres moussues innervent directement les noyaux profonds, contribuant à leur niveau d’excitation.
• Les afférences des fibres de Purkinje modulent l’excitation des noyaux profonds et influencent l’activité motrice.
• Dans le modèle de M. Ito, le message d’erreur des fibres grimpantes réduit la réponse des cellules de Purkinje aux signaux des fibres moussues.
• Dans le modèle de M. Ito, ce message entraîne aussi une désinhibition des noyaux profonds, augmentant les efférences cérébelleuses vers les neurones moteurs.
• Les lésions cérébelleuses provoquent surtout un trouble de la coordination et de l’arrêt des mouvements.
• L’ataxie correspond à une incoordination où les muscles censés agir en synergie présentent une activité inadaptée, et la dysmétrie à un mauvais réglage de l’intensité/durée avec surestimation ou sous-estimation et arrêtt

💡 Astuce mémo

Ito = Erreur → Purkinje baisse (moins d’excitation) + Noyaux profonds se libèrent (désinhibition) → plus d’efférences motrices.

📖 10. Physiologie du labyrinthe vestibulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyaux vestibulaires : Ensemble de noyaux du tronc cérébral recevant les informations du labyrinthe et servant de relais pour les réponses vestibulaires.
• Noyau ventro-antérieur : Relais diencéphalique impliqué dans les boucles motrices, recevant des informations pour la coordination des réponses.
• Noyau ventro-latéral : Relais diencéphalique participant à la coordination motrice et à l’ajustement fin des mouvements.
• Lemnisque médian : Voie ascendante reliant des structures sensorielles au thalamus, impliquée dans le traitement des informations sensorielles.
• Noyau médio-dorsal : Relais thalamique recevant des informations pour des fonctions associées à l’intégration et au contrôle supérieur.

📝 Points essentiels

• Le labyrinthe vestibulaire alimente des circuits qui coordonnent la posture et les mouvements en fonction des informations de mouvement et d’orientation.
• Les efférences vers les noyaux gris centraux (NGC) participent à des boucles motrices, avec une implication dans la planification et l’initiation du mouvement.
• Les projections vers le cortex moteur primaire contribuent à la coordination motrice et à l’ajustement fin du mouvement.
• Les relais thalamiques ventro-antérieur et ventro-latéral sont présentés comme des noyaux impliqués dans l’organisation des réponses motrices.
• Le thalamus ventro-postérieur (VPL/VPM) est relié au traitement somatosensoriel, ce qui soutient l’intégration nécessaire à l’ajustement postural.
• Le lemnisque médian est décrit comme une voie néo-spino-thalamique, reliant des informations sensorielles vers le thalamus pour leur traitement.

💡 Astuce mémo

Vestibule → relais → mouvement : Noyaux vestibulaires → boucles motrices (NGC) → cortex moteur primaire (ajustement fin).

📖 11. Physiologie du cervelet et somatotopie motrice

🔑 Notions clés & Définitions

• Système nerveux orthosympathique : Le système nerveux orthosympathique prépare l’organisme à l’action en mobilisant rapidement les ressources nécessaires.
• Système nerveux parasympathique : Le système nerveux parasympathique favorise le repos et la récupération en restaurant les fonctions vitales.
• Neurone préganglionnaire : Le neurone préganglionnaire porte le corps cellulaire dans le SNC et envoie son axone vers un ganglion végétatif pour relayer l’information.
• Neurone postganglionnaire : Le neurone postganglionnaire a son corps cellulaire dans le ganglion et envoie un axone vers l’organe cible pour moduler sa fonction.
• Chaîne ganglionnaire sympathique : La chaîne ganglionnaire sympathique est un ensemble de ganglions latéro-vertébraux recevant les fibres préganglionnaires issues de la moelle.

📝 Points essentiels

• SNOS : mobilisation immédiate pour faire face à un danger ou à une demande élevée, avec une réponse rapide.
• SNPS : restauration de l’énergie et récupération en situation de calme, notamment digestion et sommeil.
• SNOS : consommation d’énergie élevée, qualifiée d’énergivore, pour soutenir l’action.
• SNPS : consommation d’énergie faible, qualifiée d’économe, pour préserver les ressources.
• SNOS et SNPS fonctionnent en équilibre dynamique permanent, avec une régulation continue de la dépense et du renouvellement des ressources.
• Dans le SNV, la transmission se fait en deux neurones successifs : préganglionnaire puis postganglionnaire, séparés par un relais ganglionnaire.

💡 Astuce mémo

Sympa = S’active (stress/effort) ; Para = Pause (repos/digestion).

📖 12. Aires corticales motrices et langage

🔑 Notions clés & Définitions

• Aire auditive primaire A1 : Une aire corticale auditive spécialisée dans le traitement initial des informations sonores, située dans le gyrus temporal supérieur.
• Aire auditive secondaire A2 : Une aire corticale auditive impliquée dans l’analyse et l’interprétation plus élaborées des sons, située dans le gyrus temporal supérieur.
• Aire auditive primaire Brodmann 41 : Une localisation corticale correspondant à l’aire auditive primaire, identifiée par l’aire de Brodmann 41.
• Aire auditive secondaire Brodmann 42 : Une localisation corticale correspondant à l’aire auditive secondaire, identifiée par l’aire de Brodmann 42.
• Tonotopie auditive : Une organisation spatiale du cortex auditif où des positions différentes correspondent à des fréquences sonores différentes.

📝 Points essentiels

• Le cortex auditif se situe dans le lobe temporal, dans la 1ʳᵉ circonvolution temporale (gyrus temporal supérieur, T1).
• L’aire auditive primaire correspond à Brodmann BA 41 et l’aire auditive secondaire à Brodmann BA 42.
• La tonotopie est conservée dans ces aires : des bandes de largeur égale représentent chaque octave.
• La binauralité s’organise perpendiculairement à la tonotopie, avec des neurones sensibles aux deux oreilles.
• Bandes EE : neurones activés par la stimulation des deux oreilles.
• Bandes EI : neurones excités par l’oreille controlatérale et inhibés par l’oreille ipsilatérale.

💡 Astuce mémo

Tonotopie = “fréquence en largeur”, binauralité = “oreilles en hauteur” (EE = deux activent, EI = une active et l’autre freine).

📊 Tableaux de synthèse

SNC vs SNP et voies afférentes/efférentes

SNOS vs SNPS

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre substance grise et substance blanche : la SG est centrale dans la moelle mais périphérique au cortex, alors que la SB suit l’inverse.
2. Croire que les réflexes sont « conscients » : un réflexe médullaire est automatique car l’intégration se fait au niveau médullaire avant l’intégration consciente.
3. Mélanger réflexe myotatique et myotatique inverse : le premier s’oppose à l’étirement (Ia→α), le second protège contre une surcharge via l’organe tendineux de Golgi (Ib→inhibition α).
4. Inverser les voies spinothalamiques et lemniscales : spinothalamique = protopathique/nociceptif (décussation rapide), lemniscal = épicritique/proprioception consciente (cordons postérieurs puis décussation au bulbe).
5. Se tromper sur la direction des projections du cervelet : les afférences (fibres moussues/grimpantes) modulent Purkinje, mais les efférences quittent le cortex cérébelleux via les axones des cellules de Purkinje vers les
6. Oublier que les NGC fonctionnent en boucles : ils n’innervent pas directement les motoneurones α, mais modulent l’activité via thalamus/cortex.
7. Confondre les phases de sommeil : SOL correspond à l’EEG à activité basse fréquence/haute amplitude et SP à un EEG proche de l’éveil avec atonie musculaire.

✅ Checklist Examen

1. Définir SNC et SNP, puis distinguer voies afférentes vs efférentes et efférences somatiques vs autonomes.
2. Expliquer la carte somatotopique du cortex moteur primaire et le rôle du cortex prémoteur/AMS, du champ oculomoteur frontal (aire 8) et de l’aire de Broca (44-45).
3. Décrire l’organisation de la moelle : segments, dermatome/myotome, racines dorsales/ventrales, renflements cervical et lombaire.
4. Relier substance grise et substance blanche à leurs localisations et fonctions (cornes dorsales/ventrales/latérales ; cordons dorsaux/latéraux/ventraux et leurs tractus).
5. Décrire les méninges (pie-mère, arachnoïde, dure-mère) et leur rôle mécanique autour de la moelle.
6. Retracer le développement du SNC : gastrulation/neurulation, 3 vésicules primaires puis 5 vésicules secondaires, et les 3 courbures de l’axe.
7. Expliquer la vascularisation de la moelle et de l’encéphale : artère spinale antérieure vs postérieures, tronc basilaire, artères cérébrales postérieures, et drainage veineux (sinus, veine de Gallien).
8. Décrire le système ventriculaire, le canal central, la circulation du LCR et ses rôles (volume, protection, échanges nutritifs).
9. Décrire la cellule nerveuse : 3 parties (corps cellulaire, dendrites, axone unique), directionnalité, et classification morphologique/fonctionnelle des neurones.
10. Expliquer les grandes voies de conduction : arc réflexe (récepteur→afférences→centre médullaire→efférences→effecteur) et distinguer réflexes somatiques vs végétatifs.
11. Comparer les réflexes médullaires : réponse monosynaptique (<1 ms) vs polysynaptique, puis détailler réflexe général de flexion (nociceptif, Aδ/C, innervation réciproque) et réflexe myotatique (fuseau, Ia→α, coactivation
12. Expliquer la voie de passage : faisceaux ascendants (gracile/cunéiforme lemniscal ; spinothalamiques néo vs paléo ; spino-cérébelleux) et voies descendantes (pyramidales vs extrapyramidales).
13. Décrire la voie pyramidale cortico-spinale : origine (gyrus précentral), décussation (80-90% croisé, 10-20% direct), et terminaisons segmentaires (cervical/thoracique/lombo-sacré).
14. Lister les voies extrapyramidales et leurs fonctions principales (rubro-spinale, tecto-spinale, réticulo-spinales, vestibulo-spinales latérale/médiale) et leurs destinations médullaires/tonus/posture.