Cortex cérébral

Lobes du cortex cérébral

Le cortex cérébral est divisé en six lobes en fonction de l'organisation des sillons majeurs. Chaque lobe possède des circonvolutions qui contiennent des corps cellulaires neuronaux impliqués dans des fonctions spécifiques. Quatre de ces lobes, les lobes frontal, pariétal, temporal et occipital, tirent leur nom des os crâniens sus-jacents. Le lobe insulaire est situé en profondeur du sillon latéral, tandis que le lobe limbique est situé sur la face médiale de l'hémisphère. Les limites de ces lobes sont définies par des sillons majeurs qui séparent une région du cortex cérébral de l'autre.

Les principaux sillons de la surface latérale de chaque hémisphère cérébral sont le sillon latéral (sillon sylvien) qui sépare le lobe temporal des lobes frontal et pariétal, et le sillon central qui divise les lobes frontal et pariétal. Les sillons notables de la face médiale de l'hémisphère cérébral comprennent le sillon pariéto-occipital qui sépare les lobes pariétal et occipital, le sillon cingulaire qui sépare le lobe limbique des lobes frontal et pariétal, et le sillon collatéral qui sépare le lobe limbique du lobe temporal. Le lobe insulaire, qui se trouve à la base du sillon latéral, est séparé des lobes frontal, pariétal et temporal environnants par le sillon circulaire de l'insula.

Histologie du cortex cérébral

Au niveau microscopique, le cortex cérébral est composé de corps cellulaires de milliards de neurones, de leurs dendrites, d'axones myélinisés et non myélinisés qui forment ensemble un arrangement multicouche unique. De plus, il contient une population dense de cellules gliales de soutien qui comprennent des oligodendrocytes, des astrocytes, des cellules microgliales et épendymaires, ainsi que des vaisseaux sanguins. Les cellules neuronales du cortex se composent de six principaux types de cellules. Il s'agit des cellules pyramidales (les principaux neurones de sortie du cortex cérébral), des cellules fusiformes, des cellules étoilées (granulaires), des cellules en panier, des cellules horizontales de Cajal-Retzius et des cellules de Martinotti. Histologiquement, le cortex cérébral est organisé en six couches ou lames horizontales en fonction de la taille et de la forme des corps neuronaux. Ces couches sont désignées par des chiffres romains, et de la couche superficielle (à la surface piale) à la couche profonde, elles sont les suivantes :

• Couche moléculaire (plexiforme) (I) : Contient principalement des axones nerveux et quelques cellules horizontales dispersées de Cajal-Retzius
• Couche granulaire externe (II) : Composée de cellules stellaires (granulaires) et de cellules pyramidales de densité variable
• Couche pyramidale externe (III) : Contient principalement des cellules pyramidales de tailles variables
• Couche granulaire interne (IV) : Se compose principalement de cellules stellaires et d'une plus petite partie de cellules pyramidales. C'est généralement la couche la plus étroite
• Couche pyramidale interne (V) : Contient principalement des cellules pyramidales de taille moyenne à grande
• Couche multiforme (fusiforme) (VI) : Composée de différents types de neurones, principalement des cellules fusiformes avec des cellules pyramidales et des interneurones moins dominants

Organisation en colonnes du cortex cérébral

Le cortex cérébral peut également être divisé fonctionnellement en formations verticales appelées colonnes. Celles-ci représentent les unités fonctionnelles du cortex et sont capables de mémoriser des relations et d'effectuer des opérations plus complexes qu'un seul neurone. Chaque colonne est orientée perpendiculairement à la surface corticale et se compose des 6 couches cellulaires. Les neurones sont étroitement connectés à l'intérieur d'une colonne, mais partagent également des connexions avec les colonnes adjacentes et distantes, ainsi qu'avec les structures sous-corticales, en particulier le thalamus.

Zones fonctionnelles du cortex cérébral

De plus, le cortex cérébral peut être divisé en trois zones fonctionnelles : primaire, secondaire et associative. Les zones corticales responsables des fonctions élémentaires motrices ou sensorielles sont des zones primaires. Les zones secondaires sont situées autour de chaque zone primaire et reçoivent des projections afférentes des zones primaires correspondantes et du thalamus. Elles sont responsables de l'intégration du signal brut des zones primaires avec les informations reçues du thalamus, pour affiner les stimuli des zones primaires. Les zones associatives, quant à elles, sont des zones corticales qui intègrent, traitent et analysent différents types de stimuli qui parviennent au cerveau et sont impliquées dans la médiation des fonctions mentales supérieures.

Types phylogénétiques du cortex

Différentes régions du cortex cérébral peuvent être classées en fonction de l'histoire évolutive et des relations en trois groupes, l'allocortex, le mésocortex, et le néocortex (isocortex).

• L'allocortex est le type de cortex le plus ancien et est composé de l'archicortex et du paléocortex. Il est constitué de trois couches cellulaires : polymorphe, pyramidale et moléculaire, et est associé au système limbique. Le paléocortex contient trois à cinq couches de cellules et assure le sens de l'odorat.
• Le mésocortex est une forme de transition entre l'allocortex et l'isocortex. Il contient trois à six couches et se trouve dans l'insula, le cingulaire et le gyrus parahippocampique.
• Le néocortex, comme son nom l'indique, est la région corticale la plus récente et représente jusqu'à 90 % du cortex humain. Il comprend tous les lobes du cortex à l'exception du lobe limbique et se compose de six couches de cellules ou lames.

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Aires de Brodmann

Le cortex cérébral est divisé en zones plus petites par des sillons, en fonction de sa structure histologique et de son organisation cellulaire. Les régions plus petites qui en résultent sont appelées zones de Brodmann. Il existe au total 52 zones qui se sont révélées avoir une organisation neuronale distincte et qui ont également été corrélées à diverses fonctions corticales.

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Lobe frontal

Le lobe frontal est le plus grand lobe du cortex et contient quatre gyri principaux situés sur sa surface latérale : le gyrus précentral, les gyri frontaux supérieur, moyen et inférieur. Le gyrus précentral se situe entre les sillons central et précentral. Il contient le cortex moteur primaire (Aire de Brodmann 4) et est impliqué dans l'intégration des signaux provenant de différentes régions cérébrales pour moduler les mouvements volontaires du corps et des membres du côté controlatéral.

Le gyrus frontal supérieur se situe en avant du sillon précentral tandis que le gyrus frontal moyen se situe entre les sillons frontaux supérieur et inférieur. Le gyrus frontal inférieur se situe sur la surface inférolatérale du lobe frontal sous le sillon frontal inférieur, qui le sépare du gyrus frontal moyen. Il est divisé en trois parties, une partie operculaire, une partie triangulaire et une partie orbitaire. Dans l'hémisphère dominant, cette région contient l'Aire de Broca et est importante dans la composante motrice de la production de la parole.

Lobe pariétal

Le lobe pariétal contient le gyrus postcentral, les lobules pariétaux supérieur et inférieur. Le gyrus postcentral est connu sous le nom de cortex somatosensoriel (aire de Brodmann 3, 1, 2). Il se situe entre les sillons centraux et post-centraux et constitue la région du cortex cérébral qui reçoit et intègre les informations sensorielles liées au toucher et à la détection de la position et du mouvement du corps. Le lobule pariétal inférieur (aire de Brodmann 39, 40) se compose de deux gyrus, le gyrus supramarginal et le gyrus angulaire. Le gyrus supramarginal est situé au-dessus de la face postérieure du sillon latéral. Le gyrus angulaire se trouve juste en arrière du gyrus supramarginal. Les deux gyri sont impliqués dans la perception auditive et visuelle et font partie de l'aire de Wernicke, qui est une unité fonctionnelle du cortex cérébral qui joue un rôle important dans la compréhension du langage parlé.

Le lobule pariétal supérieur (aire de Brodmann 5,7) est séparé du lobule pariétal inférieur par le sillon intrapariétal. Cette région participe à l'intégration des fonctions sensorielles et motrices et fournit des informations au cortex prémoteur.

Lobe temporal

Le lobe temporal est constitué des gyri temporaux supérieur, moyen et inférieur, séparées par des sillons temporaux supérieurs et inférieurs. Le gyrus temporal supérieur contient une région spécialisée appelée gyrus temporal transverse de Heschl, également connue sous le nom d’aire auditive primaire (aire de Brodmann 41, 42). Cette région du cortex cérébral est principalement responsable de la réception des informations auditives. En arrière de l’aire auditive primaire, dans le gyrus temporal supérieur, se trouve l’aire d’association auditive (aire de Brodmann 22), qui est responsable de l’interprétation des sons et de l’association de l’entrée auditive avec d’autres informations sensorielles. La partie postérieure de cette région, dans l’hémisphère dominant (généralement le gauche), contribue à l’aire de Wernicke, qui est importante pour la compréhension du langage. Le gyrus temporal moyen est associé à la perception du mouvement dans le champ visuel, tandis que le gyrus temporal inférieur joue un rôle dans la reconnaissance faciale.

Lobe occipital

Le lobe occipital forme la partie caudale de l'hémisphère cérébral. Sa face latérale présente souvent une variabilité importante des sillons, ce qui se traduit par la présence de deux ou trois gyri occipitaux (supérieur, moyen et inférieur). Sur la face médiale du lobe occipital, le sillon calcarin sépare le cunéus qui se trouve au-dessus du sillon du gyrus lingual situé en dessous. Les régions des deux circonvolutions adjacentes au sillon calcarin forment le cortex visuel primaire (aire de Brodmann 17), qui est responsable de l'intégration et de la perception des informations visuelles.

Lobe insulaire

Le lobe insulaire est enfoui profondément par rapport au sillon latéral. Il contient un groupe de gyri courts dans sa région rostrale appelés gyri courts et un autre groupe de gyri longs dans sa région caudale appelés gyri longs. Ces groupes de gyri sont séparés les uns des autres par le sillon central de l'insula. Le cortex insulaire est impliqué dans la réception, le traitement et l'intégration de divers types d'informations, notamment la sensation gustative, la sensation viscérale, la sensation de douleur et la fonction vestibulaire.

Lobe limbique

Le lobe limbique est un anneau de cortex situé sur la face médiale de chaque hémisphère qui entoure le corps calleux. Il fait partie du système limbique plus vaste qui est impliqué dans l'expression émotionnelle et comportementale. Le lobe limbique est composé des gyri souscalleux, cingulaire et parahippocampique.

• Le gyrus souscalleux se situe sous le rostrum du corps calleux. Cette zone correspond également à des sections des aires de Brodmann 24, 25 et 32, et on pense qu'elle est impliquée dans la dépression.
• Le gyrus cingulaire se situe directement au-dessus du corps calleux. Il continue antérieurement autour du genou du corps calleux, se confondant avec le gyrus souscalleux. Postérieurement, le gyrus cingulaire s'enroule autour du splenium du corps calleux. Il est séparé du corps calleux par le sillon calleux, tandis que le sillon cingulaire le sépare des lobes frontal et pariétal. Le gyrus cingulaire est impliqué dans la modulation des émotions, ainsi que dans les processus moteurs viscéraux.
• Le gyrus parahippocampique se situe entre le sillon parahippocampique et le sillon collatéral qui se poursuit antérieurement sous forme de sillon rhinal. Il contient la formation hippocampique et s'étend antéromédialement sous forme d'uncus qui contient l'amygdale. Le gyrus parahippocampique fournit une voie de communication entre l'hippocampe et toutes les zones d'association corticales par lesquelles les impulsions afférentes pénètrent dans l'hippocampe.