Phase d’integration de l’Information du système nerveux PHASE D'INTEGRATION DE L'INFORMATION L'information a toujours un double impact dans le SN. ►Elle atteindra les structures de.
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Phase d’integration de l’Information du système nerveux PHASE D'INTEGRATION DE L'INFORMATION L'information a toujours un double impact dans le SN. ►Elle atteindra les structures de type analytique/ visuelle, olfactif, gustatif... ► Elle se mêlera intimement à des messages nerveux d’essences différentes au niveau des structures de synthèse : les structures d'intégration. * Cette intégration peut être élémentaire, lorsque l'information est destinée à maintenir l'équilibre interne de l'organisme ou à assurer le contrôle d'un circuit réflexe * Elle est d'un niveau plus élevé lorsqu'elle permet d'élaborer une conduite émotionnelle ou instinctive. * Elle peut être très complexe, quand elle est à l'origine d'une spéculation intellectuelle. I - INTEGRATION AU NIVEAU DU NEURONE Un neurone intégrateur a 2 propriétés essentielles. 1- Il est en connexion avec plusieurs modalités sensitivo-sensonielles, motrices ou végétatives. 2- Il n'y a pas de correspondance somatotopique. Ces 2 caractères l'opposent au neurone spécifique qui est monosensoriel et somatotopique. II- INTEGRATION AU NUVEAU DES STRUCTURES • Les neurones appartenant aux structures d'intégration se groupent et constituent des réseaux extrêmement denses où la conduction est lente car l'existence de nombres d'articulations synaptiques. • Chaque structure d'intégration a un rôle particulier à jouer dans le fonctionnement d'ensemble de la machine nerveuse, mais on peut cependant dégager certains caractères généraux communs à ces différentes structures. ANATOMIE DU CERVEAU • Le cerveau est un des plus gros organes chez l'adulte. Il comprend plusieurs milliards de neurones et l'on présume qu'il contient encore plus de névroglies. Chez la plupart des adultes, il pèse environ 1360 grammes, mais il est généralement plus petit chez la femme que chez l'homme et chez les personnes âgées. • Le cerveau atteint sa pleine dimension environ vers les dix huitième années, mais il ne croît rapidement que pendant les neuf premières années. • Le cerveau (encéphale) comprend six divisions le télencéphale, le diencéphale, le cervelet, le bulbe rachidien, le pont de varole et le mésencéphale. • 1- Le télencéphale (cerveau antérieur) • 2- Le diencéphale (- le thalamus - l'hypothalamus) • 3- Le mésencéphale (cerveau moyen), situé au-dessus du pont de varole; sous le cerveau et le diencéphale 4- Le cervelet 5- Le bulbe rachidien 6- Le pont de varole 3. Les protections du système nerveux central • Les méninges Dure-mère Arachnoïde Pie-mère • Le liquide céphalo-rachidien • La barrière hémato-encéphalique p. 6-9 Les méninges Sinus veineux Dure-mère Le liquide céphalo-rachidien • Remplit les ventricules et l'espace sous-arachnoïdien • Constitue un "coussin" liquide • Permet l'élimination des déchets rejetés par les cellules • Liquide produit par les plexus choroïdes. • Remplit les ventricules • S’écoule dans l’espace sous-arachnoïdien par des ouvertures au niveau du 4e ventricule. • Remplit l’espace sous-arachnoïdien où il forme un coussin liquide • Est réabsorbé par le sang au niveau des villosités arachnoïdiennes. 1. Développement embryonnaire du système nerveux Embryon à 25 jours Télencéphale Diencéphale Mésencéphale Pont de Varole (protubérance) Bulbe rachidien Cervelet = Tronc cérébral Humain Chat Singe C’est surtout le télencéphale qui augmente en taille au cours de l’évolution des mammifères. 2. Les ventricules cérébraux p. 6-7 Ventricules latéraux (1 et 2) Foramen interventriculaire Ventricule 3 Aqueduc de Sylvius Ventricule 4 Canal de l’épendyme Vers la surface du SNC Villosité arachnoïdienne Sinus veineux Obstruction des canaux permettant l'écoulement du LCR peut causer l’hydrocéphalie La barrière hémato-encéphalique Capillaires de l'encéphale beaucoup plus étanches que ceux du reste du corps. Beaucoup de substances qui peuvent les traverser ailleurs ne le peuvent pas dans le SNC. = barrière hémato-encéphalique 4. La moelle épinière et l’arc réflexe p. 6-12 Moelle épinière: deux fonctions • Lien entre l’encéphale et tous les organes reliés aux nerfs rachidiens. • Intégration de certaines fonctions : réflexes simples. Les nerfs rachidiens se divisent en deux branches à leur jonction avec la moelle. Moelle épinière Méninges Nerf rachidien Disque intervertébral Vertèbre Ponction lombaire se fait dans la cavité subarachnoïdienne. Anesthésie par épidurale se fait dans la cavité épidurale. Ponction lombaire Se fait où il n’y a pas de danger de léser la moelle. Espace épidural Substance (matière) blanche Substance (matière) grise Nerf rachidien Matière blanche = fibres myélinisées • Fibres ascendantes • Fibres descendantes Matière grise = corps cellulaires et prolongements courts non myélinisées Corne postérieure (dorsale) Corne antérieure (ventrale) Ganglion spinal Racine postérieure Racine antérieure Nerf rachidien Réflexes spinaux Réflexe = comportement automatique involontaire. Plusieurs réflexes dus à des circuits de neurones de la moelle épinière. Réflexe : relie neurone sensitif à un ou plusieurs neurones moteurs. Quel est le but de ce réflexe? 5. Le tronc cérébral Formé de : Mésencéphale Pont de Varole (protubérance) Bulbe rachidien p. 6-17 Mésencéphale Pont (protubérance annulaire) Bulbe rachidien Formé de substance blanche contenant des amas de matière grise (noyaux) • Substance blanche: Fibres myélinisées : liaison entre moelle et structures supérieures et avec cervelet. • Substance grise: activités réflexes Relais Centre cardio-vasculaire Centre de contrôle respiratoire Déglutition et vomissement Certains noyaux du tronc = système modulateur diffus = ensemble de neurones dont les longs axones se ramifient en milliers de branches dans tout le cerveau Interviennent dans: • Mouvements (neurones à dopamine) • Régulation des états émotionnels (neurones à dopamine, à sérotonine et à adrénaline) • Activation de toute l’activité du cerveau: système réticulaire activateur 6. Le diencéphale Formé de: • Épiphyse (épithalamus) • Thalamus • Hypothalamus p. 6-21 Épiphyse (ou glande pinéale) • Sécrète l’hormone mélatonine • Rôle dans la régulation du cycle circadien Thalamus • Centre de relais : presque toutes les informations sensorielles y font relais • « Tri » de l’information • Rôle dans les émotions Hypothalamus • Contrôle de tous les organes végétatifs par le SNA (para et sympa) • Rôle dans les émotions • Régulation de la température • Régulation de l'appétit • Régulation de la soif • Horloge interne • Contrôle du système hormonal (par le contrôle de l'hypophyse) 7. Le télencéphale (cerveau) p. 6-27 2 hémisphères reliés par un ruban de matière blanche : corps calleux Formé: • Écorce de substance grise = cortex Plus le cortex a une grande surface, plus il est plissé (circonvolutions et sillons) • Recouvrant de la substance blanche (fibres myélinisées reliant les différentes zones entre elles) • Et des amas de substance grise: noyaux gris centraux Cortex divisé en lobes: Lobe frontal Lobe pariétal Lobe occipital Lobe temporal Divisions fonctionnelles du cortex: • Aires motrices • Aires sensitives • Aires d'association Utilisons-nous vraiment que 10% de notre cerveau? Aire somesthésique Aire motrice Homonculus sensitif : Chaque partie du corps a été dessinée dans les mêmes proportions que l’espace qu’elles occupent dans l’aire sensitive somesthésique • Mémorisation et intégration des informations : aires associatives non spécifiques En blanc : aires non spécifiques Intelligence, créativité, etc. Les noyaux gris centraux Noyaux gris centraux La latéralisation du cerveau p. 6-31 Toutes les fibres nerveuses sensorielle et motrices se croisent dans le SNC Hémisphère gauche : relié au côté droit du corps Hémisphère droit : relié au côté gauche du corps Hémisphère gauche : • Contrôle côté droit du corps • Plus habile que le droit (90% = droitiers) • Langage parlé (aire de Broca, entre autre) • Raisonnement analytique, logique, séquentiel Hémisphère droit : • Contrôle côté gauche du corps • Perception 3D meilleure (un peu) que le gauche • Intuition plus que logique • Sensibilité musicale, artistique (plus que le gauche) On place dans votre main gauche un objet. Quel cerveau a identifié l'objet? p. 6-32 Lequel peut le nommer? Patients « split-brain » = section du corps calleux On place dans la main gauche d’un patient « split-brain » un objet qu’il ne peut pas voir. Si on lui demande ce qu’il a dans la main, que va-t-il répondre? 8. Le cervelet • 11% du volume, mais 50% des neurones • Coordination des mouvements complexes • Maintien de l’équilibre • Agit sur les centres moteurs du cortex qui, lui, agit sur les muscles. p. 6-34 LA PHASE EFFECTRICE • • • • • • L'information perçue et intégrée est à l'origine d'une réponse motrice du système nerveux. La genèse de cet acte moteur nécessite la coordination de 3 facteurs. I - Un support moteur primaire : Représenté par les voies motrices centrales et périphériques dont l'activité commande la contraction musculaire. II - Un système de régulation : qui permet l'exécution précise et coordonnée du geste. III - Le système nerveux autonome I- SUPPORT MOTEUR • A- VOIES MOTRICES CENTRALES • Nous constatons que le faisceau pyramidal est riche en fibres nerveuses, cette richesse est proportionnelle au développement du télencéphale. • Sur le plan anatomo-histologique • Les voies motrices comprennent 2 parties • - le faisceau pyramidal • • • (cortico-spinal) - le faisceau géniculé (cortico-nucléaire) • L'origine de ces faisceaux se situe au niveau du cortex cérébral où l'importance de la représentation de chaque segment du corps n'est pas proportionnelle à son volume mais à son importance physiologique (ex : le pouce occupe une grande partie de l'aire motrice) Les principales caractéristiques du faisceau pyramidal se résument : • 1- Les fibres pyramidales sont le siège d'une activité électrique spontanée dont la fréquence et le rythme dépendent de l'état de vigilance. • 2- La vitesse de conduction des fibres naissantes des différentes régions corticales est rapide (40 à 70 m/s) • 3- Une stimulation électrique au cortex moteur doit être nécessairement répétitive pour être efficace c'est à dire capable de déterminer un mouvement. • Certaines cellules ont un effet excitateur sur les cellules pyramidales d'autres ont un effet inhibiteur sur la décharge motrice • Cette dualité d'action témoigne de la grande précision de l'activité du système pyramidal qui est pourvu de circuits d'autorégulation qui en modulent la décharge. B - VOIES MOTRICES PERIPHERIQUES • Les décharges motrices parviennent aux motoneurones de la corne antérieure de la moelle, dernière étape nerveuse de la phase effectrice. • Les mécanismes mis en jeu sont ici encore complexes, car ils rentrent dans l'ensemble du fonctionnement médullaire. • L'élément intégrateur, véritable voie finale commune des influx effecteurs est constituée par le motoneurone. • Deux types de motoneurones siègent dans la corne antérieure : • - les motoneurones alpha • - les motoneurones gamma • Seuls les motoneurones Alpha ont une action directe sur la contraction musculaire. • Les motoneurones gamma agissant uniquement sur les récepteurs de contrôle du muscle. • Les motoneurones alpha se subdivisent en : • - les motoneurones phasiques • - les motoneurones toniques • Les motoneurones phasiques : à fréquence d'émission rapide, innervent les fibres musculaires à contraction rapide, Ce sont les motoneurones de mouvement • Les motoneurones toniques : à fréquence d'émission plus lente, desservent les fibres musculaires à contraction lente. Ce sont les motoneurones du tonus. • Ces cellules motrices de corne antérieure émettent des axones de type alpha donc à grande vitesse de conduction, qui après avoir parcouru la racine antérieure de la moelle, constituent les nerfs moteurs destinés à l'innervation musculaire. • Chaque fibre nerveuse motrice se divise en deux branches terminales dont chacune d'elle assure l'innervation d'une seule fibre musculaire au niveau de la plaque motrice ou fonction neuromusculaire. • L'ensemble de ces branches terminales des plaques motrices et des fibres musculaires qui en sont tributaires constitue une unité motrice. I- SUPPORT MOTEUR • A- VOIES MOTRICES CENTRALES • B - VOIES MOTRICES PERIPHERIQUES • CORRELATIONS NEUROLOGIQUES • • • • • • Certains processus pathologiques détruisent les motoneurones d'une façon sélective - la poliomyélite a pour origine une destruction de groupe de motoneurones - paralysie des muscles dépendant de ces motoneurones avec atrophie rapide - abolition des réflexes tendineux dans ce même territoire. C – JONCTION NEURO-MUSCULAIRE D- CONTRACTION MUSCULAIRE II- REGULATION DU MOUVEMENT • - un système de régulation à l'échelle supramédullaire • - un système de régulation du tonus musculaire à l'échelle médullaire III - Le système nerveux autonome = portion du système nerveux assurant la régulation du milieu interne (contrôle des organes végétatifs) • Formé de deux ensembles de fibres nerveuses: • Système sympathique • Système parasympathique La plupart des organes reçoivent des terminaisons sympathiques et des terminaisons parasympathiques. Fibres sympathiques: proviennent de la moelle épinière. Neurotransmetteur = noradrénaline. Fibres parasympathiques: La plupart sont dans des nerfs crâniens (le nerf vague, no. X, surtout). Neurotransmetteur = acétylcholine. Système sympathique: • Actif en cas d’urgence. • Prépare l’organisme à affronter un danger : attaque ou fuite. Système parasympathique: • Actif au repos. En pratique, les deux systèmes sont toujours actifs (annulent leurs effets respectifs). LES GRANDES FONCTIONS DU SYSTEME NERVEUX • • • • • • Les processus d'acquisition de l'information, d'analyse et d'intégration ont pour résultante finale l'élaboration de fonctions complexes qui assurent les comportements de l'individu vis-à-vis du monde extérieur et l'organisation de ses processus intellectuels. D'où nous allons étudier les bases physiologiques : - de la vigilance et du sommeil - de la mémoire - de la douleur - du comportement émotionnel Vigilance et sommeil PLAN • • • • • • • • • • • I - Caractéristiques du sommeil lent I - 1 - Critères électriques I - 2 - Critères somatiques II - Caractéristiques du sommeil paradoxal II - 1 - Critères électriques II- 2 - Critères somatiques II - 3 - Hypothèses sur la signification physiologique du sommeil paradoxal III - Les mécanismes neurophysiologiques du sommeil 1 - Sommeil lent 2 - Sommeil rapide 3 - Les mécanismes biochimiques du sommeil 9. L'éveil et le sommeil p. 6-35 Cycle généré par l ’hypothalamus. SRA serait responsable des modifications de l ’activité du cerveau au cours de l ’éveil et du sommeil. Deux types de sommeil: • Sommeil lent : divisé en 4 stades (1 à 4) (0 = éveil) caractérisé par une faible activité du cerveau • Sommeil paradoxal caractérisé par une intense activité du cerveau correspond aux périodes de rêve Alternance sommeil lent et sommeil paradoxal au cours de la nuit: Cycles d ’environ 90 min. Importantes modifications de l’électroencéphalogramme (EEG) au cours du sommeil. EEG = enregistrement de l’activité électrique des neurones à la surface du cortex. Chaque électrode enregistre l’activité simultanée de millions de neurones. Modifications de l’EEG selon l’état de conscience: • Sommeil lent caractérisé par ondes delta • Sommeil paradoxal ET éveil caractérisés par ondes alpha et bêta Sommeil lent: • activité du cerveau ( consommation O2 et glucose) • EEG à ondes delta • Perte de sensibilité aux stimulis (informations sensorielles n ’atteignent presque plus le cortex) • générale du métabolisme (respiration, cœur, tension, etc.) • 4 stades (stade 0 = éveil) Sommeil paradoxal: • Intense activité du cerveau (parfois plus qu ’à l ’éveil) • Ondes alpha et bêta • Correspond au rêve en général (90% des gens éveillés pendant le paradoxal disent qu’elles rêvaient) • Mouvement rapide des yeux (REM) • Perte de tonus musculaire, paralysie complète (moins à la tête) • Augmentation des rythmes cardiaque et respiratoire (par rapport au sommeil lent) • Érection (pénis, clitoris) • Durée: 5 à 50 minutes Durée du sommeil paradoxal diminue avec l’âge: FIN