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1 TP 2

Cerveau Antérieur

Par les membres du neuroclub :

Florian

Ruiz

Timothy Mathieson

Louise Trottet

Patrick Jarlborg

Et Jozsef Kiss

2

Mode d'emploi des TP :

- les TP de neuroanatomie vous permettent de visualiser les concepts appris lors de l'unité

Perception,

Emotions et Comportement sur des pièces anatomiques et des images radiologiques.

- l'interactivité rend les TP moins longs et plus intéressants : participez! Manipulez les pièces,

posez vos questions, participez aux dissections. - les guides-TP contiennent suffisamment d'information pour vous dispenser de prendre des notes pendant les TP s. Attention, ils ne sont pas exhaustifs ni exempts d'erreur!

Gardez

à l'esprit qu'à chaque étape de l'exploration du SNC vous devrez être capable de repérer les

structures impliquées dans le contrôle moteur et la perception somatosensorielle. Les TP seront toujours complétés d'une présentation du Pr. Kiss et d'un autre intervenant (Radiologie) afin de montrer ce que nous ne pouvons pas illustrer à l'aide des préparations macroscopiques. Venez

préparé à ces TP afin d'en tirer le plus grand bénéfice. Ne soyez cependant pas effrayés par la

longueur

des guides-TP, dont le rôle est plus d'aider à au suivi et à la bonne compréhension des TPs

que d'être appris par coeur. D'autres ressources pour aider à l'apprentissage: - forums de l'unité PEC - moniteurs de neuroanatomie - livres de référence : Duus' Topical Diagnosis in Neurology; Netter's atlas of neuroscience - site du neuroclub, polycopié de vascularisation

TP 2: Cerveau antérieur

Sommaire

A)

Organisation

générale et embryologie

B)Cortex cérébral

C)Ventricules latéraux

D)Substance blanche

E)Noyaux gris centraux

F)Diencéphale/Ventricule 3

3

A) ORGANISATION GENERALE ET EMBRYOLOGIE

1. Composition

Le cerveau antérieur est constitué des 2 hémisphères cérébraux (télencéphale) et d'une partie

diencéphalique impaire et médiane.

Télencéphale

Substance grise :

Cortex

o

Néocortex (6 couches corticales)

o Paléocortex (cortex primitif, moins de 6 couches p.ex. cortex piriforme) o Archicortex (cortex le plus primitif, 3 ou 4 couches p.ex. hippocampe)

Noyaux gris centraux

o corps striés: globus pallidus et striatum (noyau caudé et putamen) o claustrum

Amygdale

Substance blanche :

fibres commissurales (p.ex. commissure antérieure) fibres associatives (p.ex. cingulum) fibres de projection (p.ex. tractus cortico-spinal)

Ventricules latéraux

Diencéphale

Substance grise

Thalamus

Hypothalamus

Epithalamus

Subthalamus

Substance blanche

Tractus optique

Fibres commissurales diencéphaliques (p.ex. chiasma optique)

Troisième

Ventricule

4

2. Embryologie

La vésicule prosencéphalique donne deux vésicules latérales, les futurs hémisphères cérébraux.

Contrairement

aux vésicules latérales, la partie médiane, qui formera le diencéphale, se développe peu. Les hémisphères cérébraux vont progressivement entourer le diencéphale. Les cavités des vésicules télencéphaliques forment les ventricules latéraux. Les cavités télencéphaliques communiquent avec la cavité diencéphalique par le biais de foramens interventriculaires (trous de Monro). Les vésicules s'accolent au diencéphale pour former une unité anatomique. La zone verte indique la zone de " l'accolement » du télencéphale au diencéphale.

Le pallium ou futur cortex cérébral (8) se développe dans le toit (voûte) des vésicules télencéphaliques,

alors que leur plancher ou subpallium (région latéro-ventrale des vésicules) donne naissance aux

éminences

ganglionnaires médiane (5) et latérales (6) qui formeront les corps striés (qui correspondent

au striatum et au pallidum). Ces structures font partie des noyaux gris centraux, également appelés

ganglions de la base, et jouent un rôle dans le contrôle moteur et cognitif. Les autres composantes des

noyaux gris centraux dérivent de structures diencéphaliques (subthalamus) ou mésencéphaliques

(subsance noire).

1)zone de future inflexion

2)3e ventricule

3)hypothalamus

4)thalamus

5)éminence ganglionnaire médiane

6)éminence ganglionnaire latérale

7)plexus choroïde dans le foramen

interventriculaire et le ventricule lateral

8)pallium (cortex)

9)ventricule lateral

10)cortex de l'hippocampe dorsal

(archicortex)

Fig.2 Développement des noyaux gris centraux

Fig.1 Développement disproportionné du

télencéphale 5 La surface des hémisphères est initialement lisse, mais l'accroissement de surface et de volume s'accompagne d'un plissement donnant au cerveau son aspect caractéristique composé de sillons (scissures) et de circonvolutions. Les deux tiers de la superficie du cortex cérébral se trouvent enfouis au fond des sillons. Les vésicules télencéphaliques vont se développer premièrement vers le haut, puis vers l'arrière, vers le bas et enfin vers l'avant. Le télencéphale décrit donc une courbure à concavité antéro-interne, à l'intérieur de laquelle se trouve une zone, l'insula (1), se développant moins vite, et qui sera donc enfouie en profondeur. C'est au-dessus du lobe de l'insula que se développe le sillon latéral du cerveau (3) (scissure de Sylvius).

Le développement massif des hémisphères cérébraux va significativement modifier la structure des

ventricules latéraux. Lorsque les deux vésicules télencéphaliques commencent leur rotation à

concavité

antéro-interne, elles entraînent avec elles la cavité du ventricule latéral. La cavité

ventriculaire va envoyer un prolongement dans le lobe frontal (corne antérieure, 3), puis dans le lobe

temporal (corne inférieure, 5), et enfin dans le lobe occipital (corne postérieure, 6). Le noyau caudé

(1) est également entraîné dans ce mouvement de rotation. Sa forme en " fer à cheval » explique sa

double section sur les coupes frontales du cerveau. Le putamen (7), plus médian, ne participe pas

à cette rotation et sera progressivement entouré par le noyau caudé. Ce pattern développemental

est à l'origine de la forme en C des différentes structures (grand lobe limbique, ventricules latéraux,

noyau caudé). Les plexus choroïdes ne se développent que dans la partie interne (corps, 2) des

ventricules latéraux, les cornes antérieure, postérieure et les extrémités des cornes inférieures en

sont dépourvues.

1. insula

2. lobe temporal en développement

3. sillon latéral

4. sillon central

5. sillon pariéto-occipital

Fig.4 Développement des structures à concavité antérieure (en " fer à cheval »)

Fig.3 Développement du lobe temporal

6 A cause de leur accroissement massif, les hémisphères vont complètement circonscrire le

diencéphale (ligne pointillée verte). La rotation en fer à cheval des hémisphères a entraîné certaines

structures proches de la paroi ventriculaire dans les lobes temporaux. L'insula (11) commence à être

enterré dans la profondeur du sillon latéral.

La croissance importante des corps striés (6A, 6C, 6D, 6B) va épaissir la zone de jonction entre le

télencéphale et le diencéphale, mettant les deux structures en continuité. Les feuillets méningés qui

séparent ces structures vont fusionner mettant le thalamus en contact avec le plancher des

hémisphères cérébraux. Une voie de passage se forme reliant les hémisphères au reste du système

nerveux: la capsule interne (16).

1. ligne de fusion du télencéphale et diencéphale

2. 3e ventricule

3. hypothalamus

4. thalamus

5. pallidum (éminence ganglionnaire médiane)

6a. noyau caudé corps 6b. noyau caudé queue 6c. putamen 6d. claustrum

7. plexus choroïde du ventricule latéral

8. pallium (cortex)

9. ventricule latéral

10a. indusium griseum (vestige de l'hippocampe dorsal) 10b. cortex de l'hippocampe ventral

12. corps amygdaloïde

13. corps calleux

14. fornix

15. ventricule latéral corne inf

16. capsule interne

Fig.5 Coupe coronale générique du télencéphale au niveau du foramen interventriculaire, période foetale plus tardive 7 Les commissures télencéphaliques sont des fibres nerveuses qui relient les parties homologues du télencéphale des deux hémisphères droit et gauche. •corps calleux (1 et 2) •commissure du fornix (5)

En plus des commissures télencéphaliques, il existe des commissures au niveau du diencéphale.

•commissure postérieure (3) •commissure habénulaire (4) •commissure antérieure (6) •chiasma optique (7)

Fig.6 Commissures

8

B) CORTEX CEREBRAL

Il

existe plusieurs manières de délimiter les zones du cortex. La première, détaillée dans le TP1, se

fonde sur les limites structurelles du cerveau (telles que sillons et gyrus), et est de ce point de vue strictement anatomique.

La deuxième manière consiste à cartographier les zones du cerveau selon leur fonction. Les aires

fonctionnelles ainsi élaborées ont des limites plus variables, qu'il n'est généralement pas possible d'identifier anatomiquement. Il

est donc important de faire la différence entre délimitations fonctionnelle et anatomique. Une zone

anatomique peut présenter plusieurs fonctions différentes. On s'imagine donc bien que les aires

fonctionnelles n'ont pas de limites précises et qu'elles peuvent se chevaucher. Noter que dans certaines régions, comme le cortex moteur primaire, les frontières anatomiques correspondent aux frontières fonctionnelles.

Cependant,

cette vision cartographiée du cortex cérébral est largement considérée comme étant

dépassée de nos jours. Il faut la contraster avec une autre conception reposant sur le précepte que les

fonctions

reposent dans des réseaux à large échelle, impliquant plusieurs aires corticales, plutôt que

des secteurs isolés du cortex. Cette vision n'exclut pas pour autant l'importance d'aires corticales données pour des fonctions précises ; elle considère ces aires corticales comme des noeuds centraux de

réseaux complexes. Une même région peut donc participer à l'élaboration de plusieurs fonctions

selon

la connectivité qu'elle entretient avec les différents réseaux et son degré de synchronicité avec

les autres aires corticales impliquées.

Enfin,

une manière plus ancienne de délimiter le cortex, proposée par le neurologue K. Brodmann et encore

utilisée de nos jours, se base sur la cytoarchitecture du tissu cérébral. Ces zones, appelées

aires de Brodmann » sont au nombre de 52. Elles figurent dans ce TP à titre indicatif et ne sont donc

pas apprendre ! 9

1. Lobe frontal

Le lobe frontal est classiquement associé à la motricité et ses paramètres, ainsi que diverses

fonctions exécutives se rapportant à la planification et la personnalité (par ses relations avec le système limbique). La face latérale du lobe frontal comprend 3 subdivisions fonctionnelles majeures :

1. Cortex moteur primaire (M1): (rouge, l'aire de Brodmann numéro 4), situé sur le gyrus pré-central,

contient les neurones qui contrôlent les mouvements de la face, du tronc et des membres. Il est organisé de manière somatotopique : l'homunculus moteur, détaillé dans le TP1.

2. Aires prémotrices: impliquées de manière générale dans la planification du mouvement, ces aires

sont elles mêmes composées de : A) Cortex prémoteur (bleu, Brodmann n.6) : il joue un rôle dans les mouvements volontaires guidés par un stimulus, en particulier la vision, la partie dorsale serait impliquée dans les mouvements visant à atteindre des objets et la partie ventrale dans le mouvement visant à saisir l'objet. B) Aire motrice motrice supplémentaire (violet, Brodmann n.6) : elle est impliquée dans la planification des séquences complexes de mouvements comme par exemple danser ou jouer du piano. Noter qu'on associe aussi l'aire motrice cingulaire aux aires prémotrices, qui est visible sur la face médian e de l'encéphale, ventralement à l'aire motrice supplémentaire.

3. Cortex associatif pré-frontal: (vert, Brodmann 8,9, 10, 47, 45, 44)

Il

est situé rostralement aux aires prémotrices. Sa fonction générale est d'établir une réponse

comportementale et sociale adaptée aux stimuli qu'il reçoit. On peut considérer qu'il est lui-même

divisé en 4 régions aux fonctions distinctes, détaillées dans la fig. 8. Fig.7 3 subdivisions majeures de la face latérale du lobe frontal 10 A)

Cortex dorsolatéral (vert), situé sur les gyrus frontaux supérieurs et moyens. Il est responsable des

fonctions exécutives : une lésion provoquera des déficits de planification (p.ex. troubles de la génération

des mots), de la mémoire de travail, du dessin, de la capacité d'adapter un événement à un

stimulus, de la programmation motrice. B)

Cortex

ventro-latéral (bleu) Les parties operculaire et triangulaire du lobe dominant du gyrus frontal inférieur forment l'aire de Broca . Cette aire revêt une importance capitale dans la production du langage. Ainsi, une lésion de

cette région provoquera une aphasie de Broca (ou aphasie motrice), caractérisé par une réduction de

la

production du langage qui peut se réduire à quelques monosyllabes stéréotypiques voire au

mutisme, et à une atteinte de la construction grammaticale du langage. La compréhension n'est en général pas affectée. C)

Cortex orbitofrontal (rouge)

Cette région, située sur les gyrus droit, orbitaux et frontal inférieur, joue un rôle majeur dans les

relations

sociales et l'humeur. Une lésion de ce cortex entraîne un déficit dans les relations sociales,

une désinhibition, de l'impulsivité, de l'irritabilité, ainsi qu'une labilité de l'humeur.

D)

Frontal eye field (violet);

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