Le cerveau est un organe du système nerveux central contenu dans la boîte crânienne.
Il est composé de différents types cellulaires : les neurones et de cellules gliales.
Il assure différentes fonctions telles que le traitement de message nerveux provenant des organes des sens ou la gestion de la motricité volontaire.
En effet, contrairement aux mouvements réflexes, les mouvements volontaires sont contrôlés par le cerveau.
I- Les mouvements volontaires
A- Contrôle cérébral du mouvement volontaire
L’IRMf (Imagerie par Résonnance Magnétique Fonctionnelle) est une technique permettant de visualiser les zones actives du cerveau.
Par IRMf, on observe que les mouvements volontaires sont contrôlés par une région du cortex cérébral : les aires motrices primaires ou aire M1
Elle est présente symétriquement dans les deux hémisphères cérébraux, et chaque partie du corps humain est contrôlée par un territoire bien précis de l’aire motrice primaire.
Cela permet de construire une « carte » de cette aire motrice
D’autres aires corticales collaborent avec l’aire motrice primaire dans la commande du mouvement volontaire et forment avec elle le cortex moteur. De manière simplifiée :
- Le cortex pariétal élabore les intentions de mouvement en lien avec les informations sensorielles reçues.
- L’aire prémotrice permet la préparation du mouvement
- L’aire motrice primaire commande la réalisation du mouvement.
B- Les voies motrices : circuit neuronal du cortex aux muscles.
Les messages nerveux permettant les mouvements de la partie gauche du corps prennent naissance dans les aires motrices de l’hémisphère droit et inversement, ce qui implique un croisement des voies nerveuses motrices volontaires. Ce croisement a lieu dans le bulbe rachidien.
Les neurones des aires motrices élaborent un message nerveux moteur qui est transporté par leurs axones se croisent au niveau du bulbe rachidien puis sont situés dans la moelle épinière. C’est ce qui explique que des lésions de la moelle épinières puissent aussi entraîner des paralysies (affectant les membres supérieurs ou inférieurs selon la hauteur de la section médullaire).
Dans la substance grise de la moelle épinière, les neurones descendants forment une synapse avec des motoneurones.
Les motoneurones transportent ensuite le message nerveux jusqu’aux cellules musculaires, avec lesquelles ils font une synapse, provoquant leur contraction.
Schéma des voies nerveuses motrices impliquées dans le mouvement volontaire.
C- Les motoneurones reçoivent de nombreux messages et en font la somme : l’intégration.
Le corps cellulaire d’un motoneurone reçoit des contacts synaptiques de différents neurones (neurones sensitif issu du fuseau neuromusculaire, neurones descendants, interneurone connecté au neurone sensitif du muscle antagoniste).
Chacune de ces synapses peut être :
- Excitatrice: le neurotransmetteur active la formation d’un message nerveux dans le neurone postsynaptique. Par exemple : synapses à acétylcholine
- Inhibitrice: le neurotransmetteur empêche la formation d’un message nerveux dans le neurone postsynaptique. Par exemple : synapses à GABA
Le motoneurone va alors additionner ces différents messages nerveux excitateurs ou inhibiteurs : on parle de sommation des messages nerveux.
On distingue deux types de sommation :
- La sommation spatiale (intégration de MN provenant de différents neurones à la fois)
- La sommation temporelle (intégration de MN nerveux provenant successivement d’un même neurone).
A l’issue de cette sommation, le motoneurone génère un message nerveux moteur unique qui est transmis aux cellules musculaires : On parle d’intégration des messages nerveux.
L’intensité de la contraction musculaire dépends de la sommation des messages nerveux reçus par le motoneurone
Schéma du principe de l’intégration des messages nerveux par un motoneurone
II- Les capacités de remaniement neuronal : la plasticité cérébrale.
A- Des variations d’organisation en relation avec le mode de vie.
Lorsque l’on compare les cartes motrices de différents individus, on constate que l’on retrouve la même disposition globale mais que, dans le détail, les différences sont importantes : les zones de contrôle des différentes parties du corps sont plus ou moins étendues dans le cortex.
Ces différences ne sont pas innées mais acquises lors du développement de l’individu en relation avec son mode de vie. 
L’apprentissage moteur et l’entraînement provoquent des remaniements du cortex moteur : des connections nerveuses (=synapses) nouvelles peuvent s’établir entre des neurones de zones différentes.
Cela témoigne d’une plasticité du cortex (= capacité à se réorganiser en réponse à une stimulation environnementale).
Ainsi s’élabore au cours du temps un phénotype spécifique du cortex moteur propre à chaque individu.
B- La plasticité cérébrale permet la faculté de récupération motrice.
La plasticité est une capacité qui se maintient même à l’âge adulte.
Elle permet notamment la récupération de fonctions endommagées en cas de lésions du cortex moteur en créant de nouvelles synapses avec d’autres zones du cortex, modifiant ainsi la carte motrice, ce qui permet de suppléer au territoire déficient
Par exemple, lors d’un AVC, si les neurones détruits par le manque d’oxygénation se situent dans l’aire motrice de l’hémisphère gauche contrôlant le bras, la personne sera paralysée du bras droit.
Mais la plasticité cérébrale peut permettre, avec de la rééducation, de créer de nouvelles synapses avec des neurones issus du cortex moteur de l’hémisphère droit. Le mouvement du bras droit sera donc de nouveau possible, mais il sera contrôlé par l’hémisphère droit.
L’organisation du cortex n’est donc pas figée : elle est en remaniement permanent même à l’âge adulte.
III- Le cerveau est un organe fragile à préserver en l’entretenant.
Malgré la présence des cellules gliales qui assurent un rôle de nutrition d’entretien et de protection des neurones, le nombre de cellules nerveuses diminue d’environ 10% au cours de la vie. Par ailleurs, la plasticité du cortex existe tout au long de la vie mais les capacités de remaniement se réduisent avec l’âge. Il est donc fondamental de préserver le cerveau en adoptant un comportement responsable en matière de santé.
A- Les cellules gliales assurent protection et nutrition des neurones.
Bien plus nombreuses que les neurones, les cellules gliales participent au bon fonctionnement du cerveau en garantissant nutrition et protection des neurones. On distingue :
- Les astrocytes intervenant dans la protection, la nutrition et l’activité des neurones
- Les oligodendrocytes responsables de la formation de la gaine de myéline autour des axones de certains neurones (équivalent des cellules de Schwann contenues dans les nerfs)
- Les cellules de la microglie qui assurent la défense immunitaire du cerveau, évitant les infections bactériennes ou virales.
B- Les dysfonctionnements du système nerveux
Un AVC : ou accident vasculaire cérébral, est une perte d’irrigation sanguine d’une partie du cerveau. Les neurones ne recevant plus de sang, ils meurent.
Si l’AVC dure, cela entraine la mort, si l’AVC est pris en charge et que la circulation sanguine est rétablie, les séquelles dépendront de l’étendue de la zone cérébrale dont les neurones auront été détruits.
Les AVC sont en France la première cause de handicap et la seconde cause de décès.
Comme pour de nombreuses pathologies, il existe des facteurs de risque liés au mode de vie et favorisant les AVC : tabagisme, sédentarité, alimentation non équilibrée, stress….
Les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson, sclérose en plaques…) provoquent une détérioration du fonctionnement des cellules nerveuses en particulier des neurones, pouvant conduire à la mort cellulaire. Ces maladies sont souvent lentes et évolutives avec une aggravation de l’état du patient par atteintes de ses capacités motrices ou cognitives (mémoire, raisonnement). Les mécanismes à l’origine de ces maladies font l’objet de nombreuses recherches afin de pouvoir envisager des traitements.
C- L’action de substances exogènes sur le cerveau
TP 6 + Correction
TP7 + Correction
La prise de molécules exogènes comme l’alcool, la nicotine, le THC ou des médicaments psychoactifs perturbent le fonctionnement de certaines aires corticales, notamment celles du circuit de récompense.
Le circuit de la récompense est un ensemble de régions cérébrales communiquant entre elles et générant les sensations de plaisir. Ce système fonctionne notamment par des neurotransmetteurs tels que la dopamine et est régulé par un système inhibiteur libérant du GABA.
Les molécules exogènes psychoactives bloquent l’inhibition du système de récompense, ce qui libère davantage de dopamine générant une sensation de plaisir.
L’individu éprouve alors l’envie répétée et irrépressible de renouveler le comportement provoquant ce plaisir (ici la consommation de substances). L’addiction mène à une dépendance physique et psychique.
De plus, l’excès de dopamine libéré modifie la structure de la synapse, notamment le nombre de récepteur post-synaptique et diminue donc la transmission du message nerveux. Cela amène à un phénomène d’accoutumance : Une même quantité de substance provoque moins d’effet, ce qui aboutit généralement à augmenter les doses pour en retrouver le même effet et peut aboutir à la mort par overdose.
Conclusion :
Le cerveau est un organe fondamental : le préserver est donc essentiel. Une hygiène de vie saine et une activité sportive régulière contribue à son bon entretien. La consommation de substances exogènes psychoactives peut s’avérer profondément dévastatrice : la lutte contre les comportements addictifs est donc un enjeu important de santé publique.
Et comme toujours : Merci à @Bio_logique