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Cerveau, neurones et lobes cérébraux

Constitution de l'encéphaleExtrait d'une présentation sur l'encéphale

Présentation de l'encéphale

L'encéphale est divisé en trois parties différentes :

  • le prosencéphale ou cerveau antérieur, plus communément appelé cerveau. Zone antérieure de l'encéphale, il regroupe le télencéphaleles deux hémisphères cérébraux) et le diencéphaleassociation des thalamus, hypothalamus, épithalamus et sous-thalamus.
  • le mésencéphale ou cerveau moyen concerne une petite région du tronc cérébralassociation de trois structures : mésencéphale, moelle allongée et pont ;
  • le rhombencéphale. Appelé cerveau postérieur parce qu'il est situé dans la partie postérieure de l'encéphale et partie la plus primitive de notre évolution, il associe cervelet, moelle allongée et pont ;

Remarque
Le positionnement des structures du cerveau est précisé dans l'image du paragraphe suivant.

les structures de l'encéphale chez adulte

Le cerveau

Partie la plus développée de l'encéphale, le cerveau est constitué de multiples structures, dont certaines en profondeur, globalement interconnectées entre elles, dont l'objectif est de fournir une réponse adaptée à une situation donnée.

Protégé par la boîte crânienne dont l'épaisseur varie selon les individus et la zone considérée de 0,5 cm à 1,5 cm environ et enveloppé par les méningesmembranes : dure-mère, arachnoïde et pie-mère, le cerveau associe :

  • les deux hémisphères cérébraux, un droit et un gauche, séparés par un profond sillon médian, le sillon interhémisphérique, et reliés entre eux par des ensembles de fibres nerveuses, les commissures, dont le plus important est le corps calleux qui assure le transfert des informations entre les deux hémisphères ;
  • différentes structures : thalamus, hypothalamus, épithalamusconstitué de plusieurs petites structures dont l'épiphyse et le sous-thalamus.

Il baigne dans le liquide cérébro-spinal (ou céphalo-rachidien) qui lui assure protection et soutien.

Coupe sagittale de l'encéphaleDescription de l'encéphale par le v.l.c. research – OSY

Partie visible des hémisphères et épais de quelques millimètres d'épaisseur, un tissu cérébral, le cortexterme médical pour désigner la couche externe d'un organe, encore appelé substance grise en raison de sa couleur, contient les cellules nerveuses ou neurones.
Sous cette substance grise se trouve la substance blanche constituée de fibres nerveuses qui relient le cortex à différentes structures comme la moelle épinière.

Pour augmenter la surface d'échange et, ainsi, développer le nombre de neurones, le tissu cérébral a adopté une structure repliée sur elle-même formant des plis plus ou moins profonds qui donnent au cerveau un aspect irrégulier dans lequel alternent des crêtes, circonvolutions ou gyrus, et des creux, sillons et scissures pour les plus profonds. Grâce à ce stratagème, la surface du cortex s'est multipliée par trois ou quatre, permettant ainsi le développement de capacités cognitives de plus en plus élaborées.

l'anatomie détaillée du cerveau sur des coupes axiales

Les neurones

Unités fonctionnelles du système nerveux variant en taille, structure, forme et rôle, les neurones sont spécialisés dans la réception et l'analyse des informations qu'ils reçoivent sous forme de messages électriques (influx nerveux), puis dans la production d'une réponse adaptée transmise par les nerfs aux cellules cibles, musculaires ou glandulaires.
Leurs variations morphologiques (étoilée, fusiforme, pyramidale) déterminent leurs capacités d'intégration et de traitement de l'information ainsi que leur fonction.

Ne travaillant jamais de façon isolée, un neurone est intégré dans de multiples réseaux constitués par d'autres neurones, ordonnés et hiérarchisés, ce qui permet au cerveau de coordonner des fonctions complexes. Bénéfique en général, ce mode de fonctionnement possède un impact préjudiciable lors d'un AVC.

Trois grands types de neurones cohabitent :

Constitution d'un neurone

Une cellule nerveuse peut être décrite comme l'association :

  • d'un soma ou corps cellulaire. Partie principale du neurone, il contient le noyau de la cellule ;
  • de dendrites. Issues du corps cellulaire, elles prolongent le neurone sous la forme de très nombreuses ramifications (plusieurs milliers par neurones) très courtes. Ces dendrites transfèrent vers le corps cellulaire les informations qu'elles ont reçues d'autres neurones ;
  • d'un axone, parfois très long. À l'extrémité opposée au soma, chaque axone possède une arborescence dont les terminaisons se connectent aux dendrites ou au corps cellulaire d'autres neurones pour le transfert des informations.

L'axone est recouvert par une gaine de protection discontinue de myéline, substance de couleur blanche, qui, indispensable, accélère le transfert du message nerveux.

les neurones

NeuroneExtrait de l'article Matière grise et matière blanche du cerveau : définitions, publié par Psychomédia

foyer et pénombre ischémiques Accident vasculaire cérébral, Attaque cérébrale, Apoplexie CSS Assurance, medicine 2.0 – Lexique de la santé

Substances grise et blancheLe neurone, cellule caractéristique du système nerveux central, par la fondation La main à la pâte, Fondation de coopération scientifique pour l'éducation à la science

Mort des neurones

Un neurone peut mourir de deux manières :

  • par apoptose phase au cours de laquelle la cellule nerveuse met en place son « suicide » programmé, parce que, par exemple, elle a détecté chez elle un dysfonctionnement, sans nuire aux cellules voisines ;
  • par nécrose. Dans le cas d'un problème d'alimentation en oxygène lors d'un AVC, la cellule gonfle, puis, en mourant, déverse son contenu au contact des cellules voisines, engendrant une réaction inflammatoire qui se répand dans le tissu cérébral.
Lors d'un AVC ischémique, la zone nécrosée constitue le foyer ou cœur ischémique, dans laquelle les cellules sont détruites.
La propagation des effets destructeurs d'une lésion crée autour d'elle la zone de pénombre ischémique dans laquelle un retour à la normale n'est possible que durant quelques heures (trois à quatre), d'où la nécessité d'une prise en charge la plus rapide possible pour limiter l'extension de la nécrose et, par conséquent, des zones cérébrales lésées.

Substances grise et blanche

Présente à la surface des hémisphères du cerveau et du cervelet, mais également en profondeur dans les ganglions de la baseappelés aussi noyaux gris centraux, ils interviennent dans la régulation des mouvements volontaires et au centre de la moelle épinière, la substance grise contient la majorité des neurones et, en particulier, leurs corps cellulaires.
Située sous le cortex, la substance blanche doit sa couleur à la présence de myéline et, par conséquent, contient majoritairement la partie axonale des neurones, donc des fibres nerveuses.

Remarques

  • Au centre du cerveau, existe une zone plus complexe dans laquelle s'imbriquent substances grise (ganglions de la base) et blanche (commissures).
  • Les deux hémsiphères du cervelet sont constitués par un cortex de susbtance grise, le cortex cérébelleux, placé au-dessus d'une couche de substance blanche contenant quatre noyaux de substance grise.

Les lobes du cerveau Article Wikipédia sur le lobe (cerveau)

Cortex et lobes cérébraux

Nos fonctions neurologiques les plus sophistiquées (langage, mémoire, raisonnement, conscience, mouvements volontaires, sensibilité) résident dans le cortex, là où se trouve la partie principale des neurones, le soma et ses prolongements non myélinisés.
Comme les neurones qui le constituent, le cortex contient trois catégories de zones fonctionnelles (aires) : sensorielles, motrices et d'association, dont la localisation est à peu près identique d'un individu à l'autre. Cependant, on observe, par exemple, de légères différences entre les droitiers et les gauchers.

Ce cortex peut être divisé en six parties, quatre externes et deux internes :

  • Structures externes pour chaque hémisphère
    • le lobe frontal ;
    • le lobe pariétal ;
    • le lobe occipital ;
    • le lobe temporal.
  • Structures internes
    • le système limbique ;
    • l'insula (cortex insulaire).

Aires fonctionnelles du cortex cérébralL'hypertension intracrânienne (HTIC) Recap' IDE

la première cartographie complète de la latéralisation des fonctions cérébrales

Système limbiqueLe système limbique par Palli-science

Le système limbique

Un peu à part, le système limbique se présente de façon dispersée, car il est constitué par l'association de différentes structureshippocampe, thalamus, hypothalamus, gyrus cingulaire, ganglions de la base (noyaux gris centraux), fornix, amygdales… situées au centre du cerveau et reliées entre elles comme à d'autres zones cérébrales.
Longtemps considéré comme uniquement le centre des comportements instinctifs (vivreintervient dans les comportements alimentaires, survivreinstinct de sauvegarde et de protection et se reproduire) et de la manifestation des émotions (colère, agressivité, peur, plaisir) en réponse à une situation donnée, son rôle s'est depuis considérablement étoffé, principalement en raison du crcuit de la mémoire à long terme.
Le système limbique intervient également dans l'olfaction.
Une atteinte à l'une ou plusieurs des structures du système limbique jouera, par exemple, un rôle dans le développement de troubles affectifs ou de la mémoire de fixationcapacité à fixer des nouveaux souvenirs.

le système limbique

le système limbique et la mémoire

l'olfaction et ses représentations mentales

Coupe axiale du cerveauTraité de neuropsychologie clinique (2008) Recap' IDE, chapitre 14

L'insula

Enfoui au centre du cerveau, ce cortex insulaire possède des rôles encore incomplètement définis. Cependant, il est considérée comme le siège de la conscience humaine. Connecté avec le système limbique, il intervient dans le contrôle des émotions positives ou négatives et, également, dans le goût. Il constitue un des centres du système nerveux autonome et participe à certaines régulations végétatives, par exemple, cardio-pulmonaires.

l'insula

le le cortex insulaire

Les lobes cérébraux externes

En raison de la complexité du cerveau et des processus mentaux :

  • les lobes cérébraux ne sont pas toujours des structures séparées de façon nette par des sillons ou des scissures. Ainsi, dans certains cas, la frontière entre deux lobes successifs reste une ligne à la délimitation imprécise, principalement quand les lobes s'imbriquent les uns dans les autres (lobes occipitaux avec les lobes pariétaux et temporaux) ;
  • les deux hémisphères travaillent ensemble, même si certaines zones sont plus sollicitées que d'autres en fonction de la tâcheUne situation donnée apporte un ensemble d'éléments sensoriels qui peuvent associer différents sens (vue, odorat, toucher) et nécessite une analyse concertée des lobes concernés (pariétal, occipital et temporal) à effectuer ;
  • pour une tâche donnée, selon sa complexité et sa nature, plusieurs zonesCertaines fonctions particulières sont associées à des zones précises tandis que d'autres plus complexes (mémoire, conscience) se répartissent dans différentes aires peuvent être activées dans des lobes différents. Si celles-ci appartiennent à des hémisphères différents, l'un d'entre eux se montrera dominant par rapport à l'autre, non dominant ;
  • comme les deux hémisphères ne sont pas parfaitement identiques, certaines activités sont contrôlées par des aires spécifiquesL'atteinte d'une zone spécialisée dans une fonction peut se traduire par sa perte définitive appartenant à l'un ou l'autre des hémisphères ;
  • l'hémisphère gauche s'occupe de la partie droite du corps et inversement pour l'hémisphère droit ;
  • en raison de la plasticité du cerveauLa lésion de certaines aires peut partiellement être compensée par le développement d'une zone complémentaire impliquée dans des fonctions similaires, l'aire de gestion de certaines fonctions peuvent changer d'une personne à l'autre. Exemple : généralement située dans le lobe temporal gauche chez les droitiers, la zone du langage est parfois des deux côtés chez les gauchers.

Fonctionnement des lobes

Lobes cérébrauxEspace des référentiels de spécialités pour SIDES

la délimitation des lobes

le cerveau

Qu'en est-il de la différence entre les cerveaux des hommes et des femmes ?

D'après le CNRScentre national de la recherche scientifique :

Cerveaux hommes et femmesLe cerveau des hommes et celui des femmes sont connectés différemment sur Service & Sens

D'après la revue médicale suisse,« les différences d'organisation cérébrale entre les hommes et les femmes […] concernent une plus grande variabilité de latéralisation des fonctions cognitives chez les femmes. En parallèle, des données anatomiques indiquent une moindre asymétrie chez les femmes que chez les hommes. Néanmoins, les différences les plus marquantes concernent la façon d'utiliser des réseaux neuronaux. Plusieurs études d'activation ont démontré, pour une même tâche, le recrutement d'un plus grand territoire chez les femmes que chez les hommes, très probablement lié aux différences hormonales. »

le fait de contrer les stéréotypes ; cerveaux hommes, femmes : des différences, oui, mais…

Lobes frontaux

Situés derrière le front et associant le cortex préfrontal et le cortex moteur primaire, ces lobes forment la partie la plus développée du cerveau et participent à des capacités aussi nombreuses que variées.
Associant deux cortex (moteur et préfrontal), ils interviennent dans :

  • les fonctions mentales supérieures (pensée, attention, concentration, planification, mémoire, raisonnement, résolution de problèmes, initiative, prise de décision, jugement, créativité) ;
  • le contrôle des impulsions (conscience, adaptation du comportement et sens moral) ;
  • la régulation de la motivation ;
  • la motricité (coordination des mouvements volontaires) et les mouvements rythmiques (déglutition, mastication).

le renouveau des liens entre mémoire et lobes frontaux via l'imagerie cérébrale

Fonctions des lobes cérébrauxLe cerveau des atronautes, image de Neuro-plasticité

Lobes pariétaux

Situés derrière les lobes frontaux et au-dessus de ceux occipitaux, les lobes pariétaux interprètent les informations provenant de la majorité de nos sens contribuant à offrir une perception détaillée de l'environnement. Ils sont particulièrement impliqués dans l'attention visuelle et le toucher et interviennent dans :

  • l'association des données fournies par une observation ou une manipulation (aspect, masse) pour identifier un objet ;
  • le langage parlé, écrit et le calcul ;
  • le repérage (où je suis) et l'orientation (où je vais) dans l'espace avec une intégration du corps dans son environnement par rapport à des souvenirs acquis ;
  • la localisation des différentes parties du corps à l'arrêt ou en mouvement (proprioception).

Ils participent également à la perception et à la régulation de la douleur.

Lobes occipitaux

Coincés entre les lobes pariétaux et temporaux et les plus petits de tous, ils associent le cortex visuel primaire et la zone d'association visuelle. En conclusion, leur activité première concerne la vision. Collectées par les récepteurs de la rétine, les informations sont transmises sous forme d'influx nerveux par les nerfs optiques et interprétées par ces lobes (forme, couleur, mouvement…) qui en créent éventuellement des souvenirs visuels.
Cependant, son activité ne se limite pas à cette spécialisation. Ainsi, ils travaillent en étroite collaboration avec les lobes pariétaux pour intégrer les informations visuelles à celles spatiales.

Lobes temporaux

Situés dans la partie basse du cerveau, en contact avec tous les autres lobes et fonctionnant avec eux, ces lobes régulent un grand nombre de processus. Ainsi, ils interviennent dans :

les fonctions cérébrales

Atteintes de l'encéphale

Dans le cas d'un AVC, selon sa localisation et son étendue, des symptômes différents apparaîtront, en corrélation avec la ou les zones touchées.
Si l'accident ne concerne qu'une toute petite zone, une aire spécifique, les symptômes seront dits focaux et le dysfonctionnement local. En revanche, quand la zone atteinte est beaucoup plus étendue, la multiplication des symptômes sur un dysfonctionnement qualifié de diffus. Cependant, certaines zones, même de faible étendue, sont susceptibles de provoquer des dysfonctionnements sévères en cas d'atteinte.
Une hémorragie dont l'action est rapide est susceptible de provoquer des symptômes évidents de dysfonctionnement.

le dysfonctionnement cérébral en fonction de la localisation

les syndromes hémisphériques

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