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Neuroanatomie

Vidéo recommandée : Introduction à l’encéphale [16:02]
Anatomie de base et fonctions du cerveau.
Cerveau (vue latérale droite)

Nous connaissons tous cette hésitation lorsqu’on s’apprête à ouvrir un manuel de neuroanatomie. C'est comme si vous étiez sur le point d'aller au Mordor. C’est généralement dû à la complexité du sujet, que les manuels ne parviennent souvent pas à simplifier et qui nourrissent la croyance populaire selon laquelle le système nerveux est si difficile à apprendre.

Mais ce n’est pas une fatalité. Dans cet article, nous vous présenterons les principaux concepts de la neuroanatomie et les grandes structures du système nerveux. Après cela, vous pourrez plonger dans notre série de documents d'étude faciles à lire, pour qu'à la fin de votre voyage en neuroanatomie, vous vous sentiez davantage comme Frodon Baggins que comme Boromir.

Points clés sur la neuroanatomie
Système nerveux Définition : Réseau de neurones dont la fonction principale est de générer, moduler et transmettre des informations entre toutes les parties du corps.
Divisions structurelles :
Système nerveux central (SNC), système nerveux périphérique (SNP)
Système nerveux central Définition : Tissu neuronal situé dans le crâne et la colonne vertébrale qui constitue le centre d'intégration et de commandement du corps.
Parties :
Cerveau, moelle épinière
Système nerveux périphérique Définition : Tissu neuronal extérieur au SNC dont la fonction est de transmettre l'information entre le SNC et le reste du corps.
Parties :
Nerfs périphériques, ganglions
Divisions fonctionnelles :
Système nerveux autonome (ANS), système nerveux somatique (SNS)
Système nerveux autonome Définition : Composant involontaire du SNP qui contrôle les cellules cardiaques, glandulaires et musculaires lisses.
Divisions :
Système nerveux sympathique (SNS), système nerveux parasympathique (SNPS)
Système nerveux somatique Définition : Composant volontaire du SNP chargé de diriger les mouvements volontaires du corps et de transmettre les sensations de la peau, des muscles et des articulations.
Sommaire
  1. Qu’est-ce qu’un neurone ?
  2. Système nerveux
  3. Système nerveux central
    1. Cerveau et cortex cérébral
    2. Structures sous-corticales
    3. Tronc cérébral
    4. Cervelet
    5. Moelle spinale
    6. Méninges
    7. Ventricules et LCS
    8. Vascularisation cérébrale
  4. Système nerveux périphérique
    1. Nerfs crâniens
    2. Nerf spinaux
  5. Voies neuronales et de la moelle épinière
    1. Voies ascendantes
    2. Voies descendantes
  6. Sources
  7. Articles connexes
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Qu’est-ce qu’un neurone ?

Un neurone (cellule nerveuse) est l'unité fonctionnelle du système nerveux. Ils reçoivent et transmettent des impulsions neuronales. Cela signifie que les neurones reçoivent, traitent et intègrent des informations provenant de toutes les régions du corps. Ils envoient également des instructions sur la façon dont les tissus corporels doivent réagir aux différents événements de l’environnement externe et interne.

Les neurones sont constitués d'un corps cellulaire (soma ou péricaryon) et de processus neuronaux (axones et dendrites). Ils sont classés en fonction du nombre de processus dont ils disposent : unipolaires, pseudo-unipolaires, bipolaires et multipolaires. Les axones de la plupart des neurones sont enveloppés d’une substance blanche appelée myéline. Les axones myélinisés se trouvent dans la substance blanche, lui conférant sa couleur et la distinguant de la matière grise (corps cellulaires neuronaux).

La myéline isole les axones, de la même façon que l’isolation d’un câble électrique, et permet une transmission plus rapide des impulsions électriques. Un faisceau d’axones (fibres nerveuses) dans le SNC est appelé un tractus. Dans le SNP, ce faisceau est appelé nerf. Outre les neurones, on retrouve d'autres cellules du système nerveux, par exemple les cellules gliales, qui jouent un rôle de soutien.

Pour en savoir plus sur les cellules du système nerveux, c’est ici :

Système nerveux

Le système nerveux contrôle chaque aspect de la fonction corporelle, allant des processus physiologiques essentiels (température corporelle et cycle veille-sommeil) aux commandes volontaires (mouvements), jusqu'aux caractéristiques les plus complexes de l'être humain (pensée de haut niveau et tout le spectre du comportement émotionnel).

Il existe deux divisions structurelles du système nerveux : le système nerveux central ou SNC (cerveau et moelle épinière) et le système nerveux périphérique ou SNP (tous les tissus nerveux en dehors du SNC). Du point de vue fonctionnel, le système nerveux périphérique se divise en système nerveux somatique et système nerveux autonome. On les décrit communément comme nos systèmes de contrôle volontaires et involontaires, respectivement.

La circulation de l'information dans le système nerveux peut être décrite comme afférente ou efférente. Les voies afférentes transportent l'information des tissus périphériques vers le SNC (sensation), tandis que les voies efférentes transportent des commandes sur la manière dont le corps doit répondre (moteur).

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Système nerveux central

Le système nerveux central (SNC) se compose du cerveau et de la moelle épinière. Le cerveau se trouve dans la cavité crânienne, tandis que la moelle épinière se trouve dans la colonne vertébrale. Les deux sont protégés par trois couches de méninges (dure-mère, arachnoïde et pie-mère).

Le cerveau génère des commandes pour les tissus cibles, tandis que la moelle épinière sert de conduit, reliant le cerveau aux tissus périphériques via le SNP. Le cerveau humain est divisé en cerveau proprement dit (télencéphale + diencéphale), cervelet et tronc cérébral. La moelle épinière est en continuité avec le tronc cérébral.

Explorez l'anatomie du système nerveux central et son développement.

Cerveau et cortex cérébral

Le cerveau, constitue la majeure partie du cerveau et peut être divisé en télencéphale et diencéphale. Il se trouve dans la voûte crânienne. Le cerveau est composé de deux hémisphères cérébraux (droit et gauche) et de cinq lobes. Tous les lobes (à l'exception d'un) sont nommés en fonction des os crâniens sur lesquels ils reposent : les lobes frontal, pariétal, temporal, occipital et l’insula. L’insula est caché juste en dessous des lobes frontal, temporal et pariétal. Le terme « insula » signifie « île », et ce nom est attribué au lobe de l’insula, car il représente une île de matière grise cachée sous la surface du cerveau.

Vous rencontrerez probablement également le terme « lobe limbique », mais il ne s'agit pas d'un lobe anatomique à proprement parler. Il s'agit plutôt d'un groupe fonctionnel de régions interconnectées du cerveau qui contrôlent les émotions, la mémoire et la perception spatiale. Le cerveau, associé à l'hippocampe, à l'amygdale, au bulbe olfactif et aux ganglions de la base, forme le télencéphale.

La couche la plus superficielle du cerveau est le cortex cérébral. Il s'agit d'une couche de matière grise qui présente de nombreux plis (sillons et circonvolutions). Elle peut être organisée structurellement (cytoarchitecture corticale) ou fonctionnellement (aires de Brodmann), et abrite des zones telles que le cortex moteur primaire et le cortex somatosensoriel primaire, qui abritent tous deux un homoncule.

Les connexions de la substance blanche s'étendent de la matière grise du cortex cérébral vers d'autres parties du même hémisphère cérébral (fibres d'association), vers l'hémisphère opposé (fibres commissurales) et vers des structures en dehors du cortex (fibres de projection).

Structures sous-corticales

Les structures sous-corticales sont un groupe de structures situées en profondeur dans le cerveau. Elles comprennent le diencéphale (thalamus, épithalamus, sous-thalamus et hypothalamus), l'hypophyse, les structures limbiques et les ganglions de la base.

Ces structures présentent une grande variété de fonctions, par exemple :

  • L'hypothalamus et l'hypophyse sont impliqués dans la production et la régulation des hormones.
  • Le système limbique (comprend l’hippocampe, le fornix, l'amygdale, le cortex insulaire, et d'autres structures) est impliqué dans la mémoire, l'olfaction, le comportement émotionnel et l'équilibre physiologique global du corps (homéostasie).
  • Les ganglions de la base sont un groupe fonctionnel de noyaux dont l’ensemble forme une unité du système moteur extrapyramidal, modulant l'activité motrice.

Tronc cérébral

Le tronc cérébral est la partie la plus caudale du cerveau. Il se compose du mésencéphale, du pont et de la moelle allongée aussi connue sous le nom de bulbe rachidien ou encore medulla oblongata. Le cervelet, le pont et la moelle allongée sont souvent regroupés sous le nom de rhombencéphale (encéphale postérieur). L'importance du tronc cérébral réside dans plusieurs de ses caractéristiques, qui lui attribuent l’appellation commune de centre de survie du corps. Ses caractéristiques sont :

  • Il contient tous les noyaux des nerfs crâniens (à l'exception du I et du II), assurant le contrôle somatique et autonome de la tête et du cou.
  • Il contient les noyaux de la formation réticulée.
  • Il contient des noyaux sympathiques et parasympathiques, fournissant des centres vitaux qui contrôlent des activités telles que la respiration, la fréquence cardiaque et la vasomotricité.
  • Tous les chemins entre la moelle épinière et le cerveau/cervelet passent par le tronc cérébral.

Cervelet

Le cervelet se situe entre le cerveau et la moelle du tronc cérébral. Il joue un rôle essentiel dans la régulation des fonctions motrices, participant à la planification et à la modulation de l'activité motrice, y compris la coordination du corps en mouvement.

Tout comme le cerveau, le cervelet est composé de deux hémisphères (gauche et droit) reliés par une masse médiane appelée le vermis. Il comporte également trois lobes : antérieur, postérieur et flocculonodulaire. Le cortex cérébelleux forme la couche la plus externe du cervelet et est composé de matière grise. Les structures importantes du cervelet comprennent ses nombreuses paires de noyaux au sein de sa matière blanche et les pédoncules cérébelleux.

Moelle spinale

La moelle spinale (moelle épinière) se trouve dans la colonne vertébrale. Elle est en continuité avec le tronc cérébral, s'étendant depuis le foramen magnum de l'os occipital jusqu'à la vertèbre L1/L2. Cette partie caudale du système nerveux central transmet des informations vers et depuis la périphérie en interagissant avec le système nerveux périphérique. Cependant, elle est bien plus qu'un simple canal de liaison entre le cerveau et le corps : elle modifie et analyse également les informations qui la traversent et participe aux réflexes.

La moelle épinière se compose de 5 groupes segmentaires :

  • Colonne cervicale : 8 segments (C1-C8)
  • Colonne thoracique : 12 segments (T1-T12)
  • Colonne lombaire : 5 segments (L1-L5)
  • Colonne sacrée : 5 segments (S1-S5)
  • Colonne coccygienne : 1 segment (Co1)

Contrairement au cerveau, la couche la plus externe de la moelle épinière est formée de matière blanche. Celle-ci est divisée en trois funicules (antérieur, latéral et postérieur) contenant des voies voyageant entre le cerveau et la périphérie. La masse centrale de la moelle épinière est une matière grise en forme de papillon qui contient des corps cellulaires neuronaux.

Méninges

Les méninges sont les trois couches membraneuses de la dure-mère, de l'arachnoïde et de la pie-mère qui enveloppent le cerveau et la moelle épinière.

Le rôle des méninges est de protéger les structures du système nerveux central, de former des cloisons et de fournir des espaces méningés. Les cloisons dures séparent le cerveau et le cervelet les uns des autres et divisent leurs hémisphères (faux du cerveau, tente du cervelet, faux du cervelet, diaphragme sellaire). Les espaces méningés contiennent les sinus veineux duraux et les citernes sous-arachnoïdiennes remplies de liquide céphalospinal.

Ventricules et LCS

Les ventricules sont des cavités interconnectées situées en profondeur dans le cerveau. Ils sont remplis de liquide céphalospinal (anciennement nommé céphalorachidien) qui a pour fonction de protéger le cerveau et la moelle épinière, de fournir des nutriments et d'éliminer les déchets. Il existe quatre ventricules logés dans le cerveau :

  • Deux ventricules latéraux : situés dans les lobes du cerveau
  • Troisième ventricule : entre les thalamus
  • Quatrième ventricule : situé au-dessus de la protubérance et de la moelle allongée et en dessous du cervelet

Le LCS est produit par les cellules des plexus choroïdes situés dans les parois de ces ventricules. Il circule ensuite à travers les ventricules via des foramens situés entre eux. Du quatrième ventricule, le LCS accède à un système de citernes sous-arachnoïdiennes, circulant à travers l'espace sous-arachnoïdien du cerveau et de la moelle épinière jusqu'à être finalement absorbé dans le système veineux du SNC.

Vascularisation cérébrale

L'approvisionnement artériel du cerveau est assuré par deux sources principales : les artères carotides internes et les artères vertébrales. L'artère carotide interne forme la circulation antérieure du cerveau, alimentant ses parties antérieures et moyennes. Les artères vertébrales alimentent le cerveau postérieur, le tronc cérébral et le cervelet, soit la circulation sanguine postérieure. Ces deux circulations se rejoignent à la base du cerveau pour former un réseau vasculaire appelé le polygone de Willis.

Nous vous fournissons toutes les informations dont vous avez besoin sur l'approvisionnement artériel du cerveau et de la moelle épinière.

Le sang veineux du cerveau est drainé par un système de veines cérébrales superficielles et profondes. Les veines cérébrales superficielles drainent le cortex, tandis que les veines profondes drainent les structures cérébrales profondes. Les deux groupes se déversent dans les sinus veineux duraux, des canaux veineux élargis situés dans la dure-mère. Les sinus veineux se drainent dans la veine jugulaire interne.

Système nerveux périphérique

Le système nerveux périphérique se compose de 12 paires de nerfs crâniens, de 31 paires de nerfs spinaux et de toutes leurs branches. Les nerfs spinaux proviennent de segments de la moelle épinière et innervent le corps. Les nerfs crâniens proviennent du tronc cérébral et innervent principalement la région de la tête et du cou. Du point de vue fonctionnel, le SNP peut être divisé en systèmes somatique et autonome (sympathique et parasympathique).

Nerfs crâniens

Les nerfs crâniens proviennent de noyaux dans le cerveau. Ils émergent des foramens et des fissures du crâne pour fournir une innervation sensorielle et motrice, à la tête et au cou. Seul le nerf vague s'étend au-delà du cou pour innerver les viscères thoraciques et abdominaux. Leur ordre numérique (I à XII) est déterminé par leur emplacement de sortie dans le crâne (du plus rostral au plus caudal).

12 nerfs crâniens
1er nerf crânien Nerf olfactif (I)
2e nerf crânien Nerf optique (II)
3e nerf crânien Nerf oculomoteur (III)
4e nerf crânien Nerf trochléaire (IV)
5e nerf crânien Nerf trijumeau (V)
6e nerf crânien Nerf abducens (VI)
7e nerf crânien Nerf facial (VII)
8e nerf crânien Nerf vestibulocochléaire (VIII)
9e nerf crânien Nerf glossopharyngien (IX)
10e nerf crânien Nerf vague (X)
11e nerf crânien Nerf accessoire (XI) (spinal)
12e nerf crânien Nerf hypoglosse (XII)

Nerf spinaux

Les nerfs spinaux sont la principale sortie de la moelle épinière. Ils naissent par paires des segments correspondants de la moelle épinière. Il y a 31 paires de nerfs spinaux : 8 cervicaux, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrés et 1 coccygien.

Les nerfs spinaux sont en quelque sorte une sortie hybride pour chaque partie du système nerveux, car ce sont des nerfs mixtes contenant des fibres sensorielles, motrices et autonomes. Ils naissent de deux racines, antérieure (motrice) et postérieure (sensitive). Les racines se rejoignent et forment le nerf qui sort de la moelle épinière par le foramen intervertébral correspondant pour innerver des zones du corps. Les nerfs spinaux innervent leurs organes cibles soit directement, soit en formant des réseaux neuronaux appelés plexus. Les plexus les plus importants du corps sont les suivants :

  • Plexus cervical (C1-C4) : innerve les structures du cou
  • Plexus brachial (C5-T1) : innerve le membre supérieur
  • Plexus lombaire (L1-L4) : innerve la paroi abdominale inférieure, la hanche et la cuisse antérieure
  • Plexus sacré (L4-S4) : innerve le pelvis et le membre inférieur

Les zones de la peau innervées par le même nerf spinal sont appelées dermatomes. Les groupes de muscles innervés par le même nerf spinal sont appelés myotomes.

Voies neuronales et de la moelle épinière

Les voies neuronales sont des faisceaux organisés d'axones, reliant une partie spécifique de la substance grise à un tissu cible. Il existe deux types de voies : ascendantes (afférentes, sensorielles) ou descendantes (efférentes, motrices).

Les voies ascendantes envoient des informations des tissus périphériques et les transmettent au système nerveux central. Le SNC interprète ces informations pour que le cerveau sache ce qui se passe dans le corps et autour de lui. Les trajectoires descendantes transmettent des informations du SNC vers les tissus périphériques. Elles définissent comment le corps doit réagir. Ainsi, si vous ressentez une démangeaison sur une partie de votre peau (afférence), vous pouvez y répondre en vous grattant (efférence).

Voies ascendantes

Les voies ascendantes transmettent les informations sensorielles de l’environnement interne et externe de notre corps. Les sensations de proprioception et de toucher fin sont transportées par les colonnes dorsales, qui, avec le fascicule longitudinal médian, forment la voie lemniscale médiane des colonnes dorsales (fascicule gracile et fascicule cunéiforme).

Les sensations de température, de toucher (autre que celui de précision) et de douleur sont transmises à travers les cordons antérieurs et latéraux de la moelle épinière (voies spinothalamiques, également appelées système sensoriel antérolatéral). Le système antérolatéral comprend également la voie spinoréticulaire (conscience comportementale) et la voie spinotectale (spinomésencéphalique). Cette dernière inhibe et contrôle les sensations douloureuses.

Plongez dans notre article sur les voies sensorielles et découvrez pourquoi nous sommes si sensibles.

Voies descendantes

Les voies descendantes contrôlent les mouvements du corps. Elles sont classées en deux grands groupes : le système moteur pyramidal et le système moteur extrapyramidal. Le système moteur pyramidal (voies corticonucléaires et corticospinales) provient du cortex moteur pour contrôler les mouvements volontaires des muscles squelettiques.

Le système moteur extrapyramidal (voies rubrospinale, tectospinale, réticulospinale et vestibulospinale) provient des noyaux du tronc cérébral. En faisant des synapses dans la moelle épinière, ce système contrôle d'autres aspects de l'activité locomotrice en plus des mouvements purs, tels que la coordination, les mouvements réflexes et la position corporelle.

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Kim Bengochea, Université Regis, Denver
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