Système nerveux central (SNC)

Parties et fonctions

Le système nerveux central est le centre de commandement de l'organisme. Il s'agit d'une partie du système nerveux dont la fonction est d'analyser et intégrer les informations provenant de l'environnement interne et externe, afin d'apporter une réponse coordonnée aux informations reçues.

Le système nerveux central est composé de deux structures continues : l'encéphale et la moelle spinale. Ces deux structures sont entourées et protégées par trois couches de méninges.

• L'encéphale est composé du cerveau (télencéphale), du diencéphale, du tronc cérébral et du cervelet.
• La moelle spinale est le prolongement caudal du tronc cérébral et s'étend le long du canal vertébral.

Au cours du processus d'analyse et de préparation des réponses aux stimuli reçus de l'environnement externe et interne, les différentes parties de l'encéphale et de la moelle spinale communiquent entre elles par de nombreuses voies nerveuses. En outre, la communication entre le système nerveux central et le reste du corps se fait par l'intermédiaire des nerfs du système nerveux périphérique (SNP). Deux groupes de nerfs émergent du système nerveux central :

• L'encéphale est à l'origine de 12 paires de nerfs crâniens qui innervent la tête, le cou, les viscères thoraciques et abdominaux.
• De la moelle spinale partent 31 paires de nerfs spinaux. Ces nerfs complètent l'innervation des viscères et innervent les parties du corps qui ne sont pas atteintes par les nerfs crâniens, comme les membres supérieurs et inférieurs.

Examinons maintenant chaque partie du système nerveux central.

Neurones, substance grise et blanche

Les cellules principales de l'encéphale et de la moelle spinale sont les neurones qui reçoivent et transmettent les impulsions neuronales. Chaque neurone a un corps qui est son centre de micro-commande et il a une couleur grise lorsqu'il est observé au microscope. Les neurones possèdent deux ou plusieurs processus neuronaux qui proviennent du corps et relient l'information neuronale. Les processus neuronaux sont divisés en processus courts (dendrites) et longs (axones). La plupart des axones sont enveloppés d'une substance appelée myéline, qui leur donne une couleur blanche distinctive.

Les parties des neurones constituent ce que l'on appelle la substance grise et la substance blanche. La substance grise est constituée d'amas de corps neuronaux, tandis que la substance blanche est composée de leurs axones myélinisés. Les axones ne sont pas simplement entrelacés de manière aléatoire dans le tissu neural, mais sont plutôt organisés en faisceaux qui relient certaines parties de la substance grise et transportent les impulsions correspondantes. Dans le système nerveux central, ces faisceaux sont appelés voies et tractus, tandis que dans le système nerveux périphérique, il s'agit de nerfs.

La répartition de la substance grise et de la substance blanche est très spécifique dans l'ensemble de l'encéphale et de la moelle spinale :

• Dans le cerveau, la majorité de la substance grise se trouve en surface et constitue le cortex cérébral, tandis que la substance blanche compose sa partie interne. De plus petits groupes de substance grise se trouvent au cœur de la substance blanche comprenant les structures sous-corticales, telles que les noyaux gris centraux (ganglions de la base) et le diencéphale. Chaque unité de substance grise du cerveau qui se trouve en dehors du cortex est appelée noyau.
• Le cervelet a une organisation similaire à celle du cerveau, avec de la substance grise formant le cortex et des noyaux gris noyés dans une masse centrale de substance blanche.
• Le tronc cérébral est dépourvu de cortex, mais on trouve de nombreux noyaux dans la substance blanche qui le constitue.
• Dans la moelle spinale, la substance grise constitue sa partie interne et a une forme caractéristique de papillon lorsqu'on l'observe en coupe transversale. La substance blanche, constituée des voies de la moelle spinale, est située à l'extérieur et entoure la substance grise.

Cortex et lobes du cerveau

Le cerveau est la partie la plus importante de l'encéphale. Il se compose de deux hémisphères cérébraux reliés entre eux par le corps calleux. La surface du cerveau est très irrégulière, composée de sillons (rainure) et de gyri (circonvolution). Les sillons et les gyri augmentent la surface du cerveau, ce qui lui confère la plus grande puissance de traitement et la plus grande capacité cognitive de tout le système nerveux. Chaque hémisphère est composé de cinq régions appelées lobes cérébraux : frontal, pariétal, temporal, occipital et insulaire.

Chaque lobe cérébral est doté d'un ensemble de fonctions spécifiques. C'est pourquoi l'ensemble du cortex est cartographié et divisé en zones fonctionnelles, comme le cortex moteur et le cortex sensoriel. Ces zones du cortex sont ensuite divisées selon leur niveau de fonction en zones primaires, les domaines secondaires et associatifs. Ces subdivisions hiérarchiques communiquent étroitement entre elles afin de traiter l'information et de générer des réponses corporelles adéquates, qu'elles soient motrices ou sensorielles. Chaque lobe est délimité par des sillons spécifiques et est responsable de fonctions distinctes. Le sillon le plus proéminent est le sillon central (de Rolando) qui sépare les gyri précentraux et postcentraux. Ils abritent respectivement le cortex moteur primaire et le cortex somatosensoriel primaire. Ce sont les régions où les fonctions motrices sont initiées et où les sensations sont détectées. La substance grise entoure la substance blanche du cerveau, qui constitue l'essentiel des structures cérébrales profondes.

Pour plus de détails sur les lobes cérébraux et le cerveau, voir ci-dessous.

Structures sous-corticales

Les structures sous-corticales sont un groupe de structures neuronales situées dans les profondeurs du cerveau. Ils comprennent le diencéphale, les ganglions de la base, le système limbique et l'hypophyse.

Tronc cérébral

Le tronc cérébral est la partie la plus inférieure du cerveau. Il se trouve dans la fosse crânienne postérieure et se compose de trois parties : le mésencéphale, le pont et la moelle allongée. Il est divisé en trois parties : la zone basale, le tegmentum (pédonculaire) et le tectum.

Le tronc cérébral a trois fonctions principales :

• Il contient les noyaux de la majorité des nerfs crâniens.
• Facilite la circulation des voies neuronales entre la moelle spinale et le cerveau.
• Régule les fonctions végétatives telles que le rythme cardiaque, la pression artérielle, la respiration et les fonctions gastro-intestinales.

Cervelet

Le cervelet est situé dans la fosse crânienne postérieure, en arrière du tronc cérébral et du quatrième ventricule. Il est séparé du cerveau par le tente du cervelet. En outre, le cervelet est ancré au tronc cérébral et communique avec lui par l'intermédiaire des pédoncules cérébelleux supérieur, moyen et inférieur.

Les fonctions du cervelet comprennent la coordination et la précision des activités motrices, ainsi que l'apprentissage moteur. Le cervelet est irrigué par les artères cérébelleuses postéro-inférieure (ACPI), supérieure (ACS) et antéro-inférieure (ACAI).

Le cervelet se compose de trois parties : un vermis central flanqué de deux hémisphères. La face supérieure (tente) est orientée vers le haut et la face inférieure (occipitale) vers le bas. Le cervelet est divisé horizontalement en trois lobes (antérieur, postérieur, floculonodulaire) et environ dix lobules (I-X).

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Moelle spinale

La moelle spinale se prolonge vers le bas à partir de la moelle allongée. Elle s'étend du foramen magnum du crâne jusqu'au niveau des vertèbres L1/L2. La moelle spinale se compose de cinq segments (cervical, thoracique, lombaire, sacré, coccygien) et d'un total de 31 paires de nerfs spinaux qui en sortent.

La moelle spinale présente quatre faces, plusieurs sillons et une fissure antérieure qui s'étendent longitudinalement le long de la moelle spinale. La fissure est appelée ainsi pour la différencier des sillons, qui sont considérablement plus étroits. Il est constitué d'une substance grise centrale entourée de substance blanche. Son irrigation sanguine est assurée par les artères spinales (une antérieure et deux postérieures) et des artères médullaires segmentaires qui proviennent de sources différentes en fonction de leur niveau.

La moelle spinale a pour fonction de transmettre des informations entre le cerveau et le reste du corps. En outre, la moelle spinale régule les fonctions corporelles inférieures indépendamment du cerveau, comme les réflexes.

Au niveau du segment terminal de la moelle spinale, les racines antérieures et postérieures des nerfs spinaux, qui se forment au niveau des foramens vertébraux, sont exceptionnellement longues. Cela leur donne l'apparence d'une queue de cheval, d'où le nom de la structure (cauda equina, queue de cheval en latin).

L'anatomie de la moelle spinale est décrite plus en détail ci-dessous :

Méninges

Les méninges représentent trois membranes qui enveloppent le cerveau et la moelle spinale. Les méninges du cerveau sont appelées méninges crâniennes, tandis que les méninges de la moelle spinale sont appelées méninges spinales. Les méninges du crâne et de la colonne vertébrale sont reliées entre elles par le foramen magnum. Les méninges ont pour fonction de protéger le système nerveux central, de soutenir les vaisseaux sanguins et de contenir le liquide cérébrospinal (LCS). De la couche superficielle à celle profonde, les méninges comprennent :

• La dure-mère - il s'agit d'une gaine à deux couches composée de la dure-mère périostée et de la dure-mère méningée. La dure-mère du cerveau est fermement attachée au crâne par sa couche périostée. La dureté spinale (thèque) enveloppe la moelle spinale et est séparée de la colonne vertébrale par l'espace épidural. Les couches de la dure-mère crânienne s'écartent les unes des autres en plusieurs endroits, formant un espace qui contient les sinus veineux de la dure-mère.
• L’arachnoïde - l'arachnoïde crânienne et l'arachnoïde spinale se trouvent sous la dure-mère. L'espace entre la dure-mère et l'arachnoïde est appelé espace subdural.
  
• La pie-mère - la pie-mère crânienne et la pie-mère spinale adhèrent étroitement aux surfaces du cerveau et de la moelle spinale, respectivement. La pie-mère est très vasculaire et contient de nombreux vaisseaux sanguins qui alimentent les surfaces du système nerveux central. La pie-mère crânienne enveloppe l'ensemble du cerveau et se prolonge en dessous par la pie-mère spinale. La pie-mère spinale recouvre la moelle spinale et se termine par le filum terminale après la vertèbre S2. L'espace situé entre l'arachnoïde et la pie-mère est appelé espace subarachnoïdien. Il contient le liquide cérébrospinal et les vaisseaux sanguins superficiels du cerveau et de la moelle spinale. En outre, elle présente des saillies en forme de champignon à travers la dure-mère sus-jacente appelées granulations arachnoïdiennes, dont le but est de permettre la voie principale d'élimination du liquide cérébrospinal.

Les unités d'étude suivantes simplifient l'anatomie des méninges crâniennes et spinales :

Ventricules cérébraux et liquide cérébrospinal (LCS)

Le liquide cérébrospinal (LCS) est un liquide incolore qui baigne le cerveau et la moelle spinale. Il est produit par le tissu spécialisé appelé plexus choroïde qui se trouve dans les parois des ventricules cérébraux. Le LCS circule séquentiellement à travers les ventricules et les citernes subarachnoïdiennes pour être finalement réabsorbé dans le système veineux à travers les granulations subarachnoïdiennes. La fonction du LCS est d'absorber les forces mécaniques, de protéger le système nerveux central et de lui fournir des nutriments.

Les ventricules cérébraux sont des cavités remplies de LCS et situées au cœur du parenchyme cérébral. Le cerveau comprend quatre ventricules : les deux ventricules latéraux situés dans les lobes du cerveau, un troisième ventricule unique situé sur la ligne médiane entre les hémisphères, et un quatrième ventricule situé en arrière du tronc cérébral.

Les ventricules communiquent entre eux par cinq foramens, ce qui permet au LCS de circuler dans le système ventriculaire :

• Foramen interventriculaire (de Monro) entre les ventricules latéraux et le troisième ventricule.
• Aqueduc cérébral (de Sylvius) entre le troisième et le quatrième ventricule.
• Deux ouvertures latérales (de Luschka) entre le quatrième ventricule et la citerne ponto-cérébrale.
• Ouverture médiane (de Magendie) entre le quatrième ventricule et la citerne cérébello-médullaire postérieure(grande citerne) de l'espace subarachnoïdien.

Apprenez-en plus sur le liquide cérébrospinal et le système ventriculaire en explorant l'unité d'étude suivante :

Voies neurales et voies de la moelle spinale

Les voies neurales sont les faisceaux d'axones qui relient différents neurones entre eux. Les voies peuvent se trouver exclusivement à l'intérieur du cerveau, reliant ses différentes parties, ou elles peuvent relier le cerveau et la moelle spinale.

Les voies à l'intérieur du cerveau sont appelées "tractus". Le but des voies est de transmettre l'information entre les différentes parties du cerveau au cours du processus d'analyse et d'intégration d'un stimulus. Les voies sont généralement appelées en fonction des structures qu'elles relient. Par exemple, une voie qui relie le cortex cérébral aux noyaux des nerfs crâniens est appelée voie cortico-nucléaire.

Les voies neurales qui relient le cerveau et la moelle spinale sont appelées voies ascendantes (sensorielles) et descendantes (motrices). Ils transmettent des informations sensorielles et motrices entre le système nerveux central et la périphérie. Les canaux de la moelle spinale se déplacent dans la substance blanche de la moelle spinale. Ils sont constitués de neurones de trois ordres qui font synapse les uns avec les autres de manière séquentielle. Les voies de la moelle spinale sont classées comme suit :

• Les voies ascendantes, composées de la colonne dorsale (toucher fin, proprioception), des voies spinothalamiques (toucher brut, pression, douleur, température), spinocérébelleuses (proprioception, coordination, posture), les voies spinotectales (réflexe spinovisuel), spinoréticulaires (conscience) et spino-olivaires (cutanée, proprioception).
• Les voies descendantes y compris les voies corticospinales (mouvements volontaires), corticobulbaires (influence l'activité des nerfs crâniens), réticulospinal (facilitation ou inhibition des actions volontaires et réflexes), tectospinal (réflexes auditifs et visuels), les voies rubrospinales (mouvements involontaires fins) et vestibulospinales (équilibre).

Comme vous pouvez le constater, les voies neuronales et les canaux de la moelle spinale sont nombreux et alambiqués. Clarifiez leur anatomie à l'aide des ressources fournies ci-dessous :