Système nerveux central - Central nervous system
| Système nerveux central | |
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 Schéma de principe montrant le système nerveux central en jaune, périphérique en orange
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| Des détails | |
| Lymphe | 224 |
| Identifiants | |
| Latin | Systema nervosum centrale pars centralis systematis nervosi |
| Acronyme(s) | SNC |
| Engrener | D002490 |
| TA98 | A14.1.00.001 |
| TA2 | 5364 |
| FMA | 55675 |
| Terminologie anatomique | |
Le système nerveux central ( SNC ) est la partie du système nerveux constituée principalement du cerveau et de la moelle épinière . Le SNC est ainsi nommé parce que le cerveau intègre les informations reçues et coordonne et influence l'activité de toutes les parties du corps des animaux à symétrie bilatérale , c'est-à-dire tous les animaux multicellulaires à l'exception des éponges et des méduses . C'est une structure composée de tissu nerveux positionné le long du rostral (extrémité du nez) à la caudale (extrémité de la queue)axe du corps et peut avoir une section élargie à l'extrémité rostrale qui est un cerveau. Tous les animaux dotés d'un système nerveux central n'ont pas de cerveau, bien que la grande majorité en ait.
Le reste de cet article traite exclusivement du système nerveux central des vertébrés , qui est radicalement distinct de tous les autres animaux.
Aperçu
Chez les vertébrés, le cerveau et la moelle épinière sont tous deux enfermés dans les méninges . Les méninges constituent une barrière aux produits chimiques dissous dans le sang, protégeant le cerveau de la plupart des neurotoxines couramment présentes dans les aliments. Dans les méninges, le cerveau et la moelle épinière baignent dans le liquide céphalo-rachidien qui remplace le liquide corporel trouvé à l'extérieur des cellules de tous les animaux bilatéraux .
Chez les vertébrés, le SNC est contenu dans la cavité dorsale du corps , le cerveau est logé dans la cavité crânienne du crâne et la moelle épinière est logée dans le canal rachidien à l'intérieur des vertèbres . Au sein du SNC, l'espace interneuronal est rempli d'une grande quantité de cellules non nerveuses de soutien appelées névroglie ou glie du grec pour "colle".
Chez les vertébrés, le SNC comprend également la rétine et le nerf optique ( nerf crânien II), ainsi que les nerfs olfactifs et l'épithélium olfactif . En tant que parties du SNC, ils se connectent directement aux neurones du cerveau sans ganglions intermédiaires . L' épithélium olfactif est le seul tissu nerveux central en dehors des méninges en contact direct avec l'environnement, ce qui ouvre une voie à des agents thérapeutiques qui ne pourraient pas autrement traverser la barrière méningée.
Structure
Le SNC est constitué de deux structures principales : le cerveau et la moelle épinière . Le cerveau est enfermé dans le crâne et protégé par le crâne. La moelle épinière est en continuité avec le cerveau et se trouve caudalement au cerveau. Il est protégé par les vertèbres . La moelle épinière s'étend à partir de la base du crâne, continue à travers ou en commençant au-dessous du foramen magnum et se termine à peu près au niveau de la première ou de la deuxième vertèbre lombaire , occupant les parties supérieures du canal vertébral .
Matière blanche et grise
Au microscope, il existe des différences entre les neurones et les tissus du SNC et du système nerveux périphérique (SNP). Le SNC est composé de matière blanche et grise . Cela peut également être vu macroscopiquement sur le tissu cérébral. La substance blanche est constituée d' axones et d' oligodendrocytes , tandis que la matière grise est constituée de neurones et de fibres amyélinisées. Les deux tissus comprennent un certain nombre de cellules gliales (bien que la substance blanche en contienne davantage), souvent appelées cellules de soutien du SNC. Différentes formes de cellules gliales ont des fonctions différentes, certaines agissant presque comme un échafaudage permettant aux neuroblastes de grimper au cours de la neurogenèse , comme la glie de Bergmann , tandis que d'autres, comme la microglie, sont une forme spécialisée de macrophage , impliquée dans le système immunitaire du cerveau ainsi que dans la clairance. de divers métabolites du tissu cérébral . Les astrocytes peuvent être impliqués à la fois dans la clairance des métabolites ainsi que dans le transport du carburant et de diverses substances bénéfiques vers les neurones à partir des capillaires du cerveau. Lors d'une lésion du SNC, les astrocytes prolifèrent, provoquant une gliose , une forme de tissu cicatriciel neuronal, dépourvu de neurones fonctionnels.
Le cerveau ( cerveau ainsi que mésencéphale et cerveau postérieur ) se compose d'un cortex , composé de neurones-corps constituant la matière grise, tandis qu'à l'intérieur il y a plus de matière blanche qui forment des voies et des commissures . Outre la matière grise corticale, il existe également de la matière grise sous-corticale qui constitue un grand nombre de noyaux différents .
Moelle épinière
De et vers la moelle épinière sont des projections du système nerveux périphérique sous la forme de nerfs rachidiens (parfois des nerfs segmentaires). Les nerfs relient la moelle épinière à la peau, aux articulations, aux muscles, etc. et permettent la transmission des signaux moteurs efférents ainsi que des signaux et stimuli sensoriels afférents . Cela permet des mouvements volontaires et involontaires des muscles, ainsi que la perception des sens. Au total, 31 nerfs rachidiens font saillie du tronc cérébral, certains formant des plexas au fur et à mesure qu'ils se ramifient, tels que le plexa brachial, le plexa sacré , etc. moelle épinière, soit de la périphérie aux neurones relais sensoriels qui relaient l'information au SNC, soit du SNC aux neurones moteurs, qui relaient l'information.
La moelle épinière relaie l'information jusqu'au cerveau à travers les voies vertébrales à travers la voie commune finale vers le thalamus et finalement vers le cortex.
Image schématique montrant l'emplacement de quelques tronçons de la moelle épinière.
Les réflexes peuvent également se produire sans engager plus d'un neurone du SNC comme dans l'exemple ci-dessous d'un réflexe court.
Nerfs crâniens
Outre la moelle épinière, il existe également des nerfs périphériques du SNP qui se synapsent via des intermédiaires ou des ganglions directement sur le SNC. Ces 12 nerfs existent dans la région de la tête et du cou et sont appelés nerfs crâniens . Les nerfs crâniens apportent des informations au SNC vers et depuis le visage, ainsi qu'à certains muscles (comme le muscle trapèze , qui est innervé par des nerfs accessoires ainsi que certains nerfs rachidiens cervicaux ).
Deux paires de nerfs crâniens ; les nerfs olfactifs et les nerfs optiques sont souvent considérés comme des structures du SNC. En effet, ils ne se synapsent pas d'abord sur les ganglions périphériques, mais directement sur les neurones du SNC. L'épithélium olfactif est important en ce qu'il est constitué de tissu du SNC exprimé en contact direct avec l'environnement, permettant l'administration de certains produits pharmaceutiques et médicaments.
Cerveau
À l'extrémité antérieure de la moelle épinière se trouve le cerveau. Le cerveau constitue la plus grande partie du SNC. C'est souvent la structure principale à laquelle on se réfère lorsqu'on parle du système nerveux en général. Le cerveau est la principale unité fonctionnelle du SNC. Alors que la moelle épinière a une certaine capacité de traitement telle que celle de la locomotion vertébrale et peut traiter les réflexes , le cerveau est la principale unité de traitement du système nerveux.
Tronc cérébral
Le tronc cérébral se compose de la moelle , du pont et du mésencéphale . La moelle peut être considérée comme une extension de la moelle épinière, qui ont toutes deux une organisation et des propriétés fonctionnelles similaires. Les voies passant de la moelle épinière au cerveau passent par ici.
Les fonctions régulatrices des noyaux médullaires comprennent le contrôle de la pression artérielle et de la respiration . D'autres noyaux sont impliqués dans l' équilibre , le goût , l' audition et le contrôle des muscles du visage et du cou .
La structure rostrale suivante à la moelle est le pont, qui se trouve sur la face ventrale antérieure du tronc cérébral. Les noyaux du pont comprennent les noyaux pontiques qui travaillent avec le cervelet et transmettent des informations entre le cervelet et le cortex cérébral . Dans le pont postérieur dorsal se trouvent des noyaux impliqués dans les fonctions de la respiration, du sommeil et du goût.
Le mésencéphale, ou mésencéphale, est situé au-dessus et rostral par rapport au pont. Il comprend des noyaux reliant des parties distinctes du système moteur, notamment le cervelet, les noyaux gris centraux et les deux hémisphères cérébraux , entre autres. De plus, des parties des systèmes visuel et auditif sont situées dans le mésencéphale, y compris le contrôle des mouvements oculaires automatiques.
Le tronc cérébral dans son ensemble fournit l'entrée et la sortie du cerveau pour un certain nombre de voies pour le contrôle moteur et autonome du visage et du cou par les nerfs crâniens. Le contrôle autonome des organes est médié par le dixième nerf crânien. Une grande partie du tronc cérébral est impliquée dans ce contrôle autonome du corps. De telles fonctions peuvent engager le cœur , les vaisseaux sanguins et les pupilles , entre autres.
Le tronc cérébral contient également la formation réticulaire , un groupe de noyaux impliqués à la fois dans l' éveil et la vigilance .
Cervelet
Le cervelet se trouve derrière le pont. Le cervelet est composé de plusieurs fissures et lobes de division. Sa fonction comprend le contrôle de la posture et la coordination des mouvements des parties du corps, y compris les yeux et la tête, ainsi que les membres. De plus, il est impliqué dans le mouvement qui a été appris et perfectionné par la pratique, et il s'adaptera aux nouveaux mouvements appris. Malgré sa classification précédente en tant que structure motrice, le cervelet présente également des connexions avec des zones du cortex cérébral impliquées dans le langage et la cognition . Ces connexions ont été mises en évidence par l'utilisation de techniques d' imagerie médicale , telles que l'IRM fonctionnelle et la tomographie par émission de positons .
Le corps du cervelet contient plus de neurones que toute autre structure du cerveau, y compris celle du plus gros cerveau , mais est également mieux compris que les autres structures du cerveau, car il comprend moins de types de neurones différents. Il gère et traite les stimuli sensoriels, les informations motrices, ainsi que les informations d'équilibre provenant de l' organe vestibulaire .
Diencéphale
Les deux structures du diencéphale à noter sont le thalamus et l'hypothalamus. Le thalamus agit comme un lien entre les voies entrantes du système nerveux périphérique ainsi que le nerf optique (bien qu'il ne reçoive pas d'entrée du nerf olfactif) vers les hémisphères cérébraux. Auparavant, elle n'était considérée que comme une « station relais », mais elle est engagée dans le tri des informations qui atteindront les hémisphères cérébraux ( néocortex ).
Outre sa fonction de tri des informations de la périphérie, le thalamus relie également le cervelet et les noyaux gris centraux au cerveau. En commun avec le système réticulaire susmentionné, le thalamus est impliqué dans l'éveil et la conscience, comme si le SCN .
L'hypothalamus s'engage dans les fonctions d'un certain nombre d'émotions ou de sentiments primitifs tels que la faim , la soif et le lien maternel . Ceci est régulé en partie par le contrôle de la sécrétion d' hormones par l' hypophyse . De plus, l'hypothalamus joue un rôle dans la motivation et de nombreux autres comportements de l'individu.
Cerveau
Le cerveau des hémisphères cérébraux constitue la plus grande partie visuelle du cerveau humain. Différentes structures se combinent pour former les hémisphères cérébraux, entre autres : le cortex, les noyaux gris centraux, l'amygdale et l'hippocampe. Les hémisphères contrôlent ensemble une grande partie des fonctions du cerveau humain telles que les émotions, la mémoire, la perception et les fonctions motrices. En dehors de cela, les hémisphères cérébraux représentent les capacités cognitives du cerveau.
Le corps calleux ainsi que plusieurs commissures supplémentaires relient chacun des hémisphères . L'une des parties les plus importantes des hémisphères cérébraux est le cortex, constitué de matière grise recouvrant la surface du cerveau. Fonctionnellement, le cortex cérébral est impliqué dans la planification et l'exécution des tâches quotidiennes.
L'hippocampe est impliqué dans le stockage des souvenirs, l'amygdale joue un rôle dans la perception et la communication des émotions, tandis que les noyaux gris centraux jouent un rôle majeur dans la coordination des mouvements volontaires.
Différence avec le système nerveux périphérique
Cela différencie le SNC du SNP, qui se compose de neurones, d'axones et de cellules de Schwann . Les oligodendrocytes et les cellules de Schwann ont des fonctions similaires dans le SNC et le SNP, respectivement. Les deux agissent pour ajouter des gaines de myéline aux axones, qui agit comme une forme d'isolation permettant une prolifération meilleure et plus rapide des signaux électriques le long des nerfs. Les axones du SNC sont souvent très courts, à peine quelques millimètres, et n'ont pas besoin du même degré d'isolement que les nerfs périphériques. Certains nerfs périphériques peuvent mesurer plus d'un mètre de long, comme les nerfs du gros orteil. Pour garantir que les signaux se déplacent à une vitesse suffisante, la myélinisation est nécessaire.
La manière dont les cellules de Schwann et les oligodendrocytes myélinisent les nerfs diffèrent. Une cellule de Schwann myélinise généralement un seul axone, l'entourant complètement. Parfois, ils peuvent myéliniser de nombreux axones, en particulier dans les zones d'axones courts. Les oligodendrocytes myélinisent généralement plusieurs axones. Ils le font en envoyant de fines projections de leur membrane cellulaire , qui enveloppent et enferment l'axone.
Développement
Au début du développement de l'embryon de vertébré, un sillon longitudinal de la plaque neurale s'approfondit progressivement et les crêtes de chaque côté du sillon (les plis neuraux ) s'élèvent et se rejoignent finalement, transformant le sillon en un tube fermé appelé tube neural . La formation du tube neural est appelée neurulation . À ce stade, les parois du tube neural contiennent des cellules souches neurales en prolifération dans une région appelée zone ventriculaire . Les cellules souches neurales, principalement les cellules gliales radiales , se multiplient et génèrent des neurones par le processus de neurogenèse , formant le rudiment du SNC.
Le tube neural donne naissance à la fois au cerveau et à la moelle épinière . La partie antérieure (ou « rostrale ») du tube neural se différencie initialement en trois vésicules cérébrales (poches) : le prosencéphale à l'avant, le mésencéphale et, entre le mésencéphale et la moelle épinière, le rhombencéphale . (À six semaines dans l'embryon humain) le prosencéphale se divise ensuite en télencéphale et diencéphale ; et le rhombencéphale se divise en métencéphale et myélencéphale . La moelle épinière est dérivée de la partie postérieure ou «caudale» du tube neural.
À mesure qu'un vertébré grandit, ces vésicules se différencient encore plus. Le télencéphale se différencie entre autres en striatum , hippocampe et néocortex , et sa cavité devient le premier et le deuxième ventricules . Les élaborations du diencéphale comprennent le sous - thalamus , l' hypothalamus , le thalamus et l' épithalamus , et sa cavité forme le troisième ventricule . Le tectum , le prétectum , le pédoncule cérébral et d'autres structures se développent à partir du mésencéphale et sa cavité se développe dans le canal mésencéphalique (aqueduc cérébral). Le métencéphale devient, entre autres, le pont et le cervelet , le myélencéphale forme le bulbe rachidien et leurs cavités se développent dans le quatrième ventricule .
Diagramme illustrant les principales subdivisions du cerveau embryonnaire des vertébrés, formant plus tard le cerveau antérieur , le mésencéphale et le cerveau postérieur .
Développement du tube neural
Évolution
Planaire
Les planaires , membres du phylum des Platyhelminthes (vers plats), ont la délimitation la plus simple et clairement définie d'un système nerveux en un SNC et un SNP . Leurs cerveaux primitifs, constitués de deux ganglions antérieurs fusionnés et de cordons nerveux longitudinaux, forment le SNC. Comme les vertébrés, ils ont un SNC et un SNP distincts. Les nerfs faisant saillie latéralement du SNC forment leur SNP.
Une étude moléculaire a révélé que plus de 95 % des 116 gènes impliqués dans le système nerveux des planaires, qui comprend des gènes liés au SNC, existent également chez l'homme.
Arthropodes
Chez les arthropodes , le cordon nerveux ventral , les ganglions sous-œsophagiens et les ganglions supra - œsophagiens sont généralement considérés comme constituant le SNC. Les arthropodes, contrairement aux vertébrés, ont des motoneurones inhibiteurs en raison de leur petite taille.
Accords
Le SNC des cordés diffère de celui des autres animaux en étant placé dorsalement dans le corps, au-dessus de l'intestin et de la notocorde / colonne vertébrale . Le modèle de base du SNC est hautement conservé dans les différentes espèces de vertébrés et au cours de l'évolution. La tendance majeure que l'on peut observer est vers une télencéphalisation progressive : le télencéphale des reptiles n'est qu'un appendice du gros bulbe olfactif , alors que chez les mammifères il constitue l'essentiel du volume du SNC. Dans le cerveau humain, le télencéphale recouvre la majeure partie du diencéphale et du mésencéphale . En effet, l' étude allométrique de la taille du cerveau chez différentes espèces montre une continuité frappante du rat aux baleines, et permet de compléter les connaissances sur l'évolution du SNC obtenues grâce aux endocasts crâniens .
Mammifères
Les mammifères - qui apparaissent dans les archives fossiles après les premiers poissons, amphibiens et reptiles - sont les seuls vertébrés à posséder la partie la plus récente et la plus externe du cortex cérébral connue sous le nom de néocortex . Le néocortex des monotrèmes (les bec de canard ornithorynque et plusieurs espèces de fourmiliers épineux ) et de marsupiaux (tels que les kangourous , koalas , opossums , wombats et les diables de Tasmanie ) manque les circonvolutions - gyrus et sulci - trouvé dans le néocortex de la plupart du placenta mammifères ( eutheriens ). Chez les mammifères placentaires, la taille et la complexité du néocortex ont augmenté avec le temps. L'aire du néocortex des souris n'est que d'environ 1/100 de celle des singes, et celle des singes n'est que d'environ 1/10 de celle des humains. De plus, les rats manquent de circonvolutions dans leur néocortex (peut-être aussi parce que les rats sont de petits mammifères), alors que les chats ont un degré modéré de circonvolutions et que les humains ont des circonvolutions assez étendues. On trouve chez les dauphins une circonvolution extrême du néocortex , peut-être liée à leur écholocation complexe .
Signification clinique
Maladies
Il existe de nombreuses maladies et affections du SNC, notamment des infections telles que l' encéphalite et la poliomyélite , des troubles neurologiques à début précoce , notamment le TDAH et l' autisme , des maladies neurodégénératives à début tardif telles que la maladie d'Alzheimer , la maladie de Parkinson et des tremblements essentiels , des maladies auto - immunes et inflammatoires telles que de multiples la sclérose et l' encéphalomyélite aiguë disséminée , des troubles génétiques tels que la maladie de Krabbe et la maladie de Huntington , ainsi que la sclérose latérale amyotrophique et de l' adrénoleucodystrophie . Enfin, les cancers du système nerveux central peuvent provoquer des maladies graves et, lorsqu'ils sont malins , peuvent avoir des taux de mortalité très élevés. Les symptômes dépendent de la taille, du taux de croissance, de l'emplacement et de la malignité des tumeurs et peuvent inclure des altérations du contrôle moteur, une perte auditive, des maux de tête et des modifications des capacités cognitives et du fonctionnement autonome.
Les organisations professionnelles spécialisées recommandent que l'imagerie neurologique du cerveau soit effectuée uniquement pour répondre à une question clinique spécifique et non comme dépistage de routine.
Les références
Liens externes
- Aperçu du système nerveux central à la Wayback Machine (archivé 2012-02-18)
- Atlas cytoarchitecturaux haute résolution du cerveau des primates
- Expliquer le système nerveux humain .
- Le département des neurosciences de la Wikiversité
- Histologie du système nerveux central