CHAPITRE 16 : Motricité volontaire et plasticité cérébrale

Bande-annonce du film Intouchables réalisé par Eric Toledano et Olivier Nakache. Avec François Cluzet et Omar Sy.

Ces constats cliniques montrent que la motricité volontaire, contrairement au réflexe myotatique, fait intervenir le cerveau.

Pb : Existe t-il des aires corticales spécialisées pour chaque mouvement ou pour une partie du corps ? quelles sont les voies nerveuses de la morticité volontaires ?

I- De la volonté au mouvement

1- Des aires cérébrales spécialisées

Analyse d'IRM d'un cas d'AIC (accident ischémique constitué), une forme d'AVC (accident vasculaire cérébral) par obstruction d'un vaisseau.

NB : Une ischémie est la diminution de l'apport sanguin artériel à un organe. Cette diminution entraîne essentiellement une baisse de l'oxygénation des tissus de l'organe en dessous de ses besoins (hypoxie) et la perturbation, voire l'arrêt, de sa fonction. (source wikipedia)

Les images anatomiques de ce sujet permettent de mettre en évidence un AIC au stade chronique.
Le patient présente :
- une hémiplégie gauche (paralysie du côté gauche du corps : face, membre supérieur, membre inférieur)
- une héminégligence gauche (incapacité à détecter, s'orienter vers ou répondre à des stimuli présentés dans l'hémiespace gauche)
- une hémianopsie latérale homonyme gauche (perte de l'hémichamp visuel gauche, concerne aussi bien l'oeil droit que l'oeil gauche)
- une hémihypoesthésie gauche (atteinte de la sensibilité extéroceptive élémentaire, c'est à dire le toucher, la douleur et la température du côté gauche du corps).

Source : Dr C.Rosso, Chef de clinique, Service des Urgences Cérébro-Vasculaires, APHP, Hôpital Pitié-Salpétrière, 75013, Paris, France.

Document extrait du manuel de SVT de terminale Bordas 2012 p377

L'introduction des opérations au cerveau vers le milieu du XXe siècle a permis à certains neurochirurgiens comme le Dr. Wilder Penfield à Montréal de confirmer l’emplacement du cortex moteur primaire. Au cours d’interventions chirurgicales destinées à soulager des patients de leurs crises d’épilepsie, Penfield stimule les régions corticales afin de préserver les zones vitales de l’ablation. Il découvre alors que des stimulations du gyrus précentral déclenche des contractions musculaires très localisées du côté controlatéral du corps et qu’il existe une représentation somatotopique (voir encadré sous ce texte) des régions du corps correspondantes sur le cortex moteur primaire. Penfield montre également que l’aire corticale 6, située juste rostralement par rapport à l’aire 4, possède quant à elle deux autres représentations somatotopiques induisant des mouvements complexes lorsqu’on les stimule. La première est dans la région latérale de l’aire 6 et se nomme aire prémotrice (ou APM). Elle contribue à guider les mouvements en intégrant les informations sensorielles et s’occupe des muscles qui sont les plus proches de l’axe du corps.

La seconde représentation somatotopique se trouve dans l’aire motrice supplémentaire (ou AMS) qui est située dans la partie médiane de l’aire 6. L’AMS est impliquée dans la planification de mouvements complexes et dans la coordination de mouvements impliquant les deux mains.

L’aire motrice primaire, l’APM et l’AMS ne sont cependant pas les seules aires corticales impliquées dans la genèse du mouvement volontaire. Le cortex préfrontal et le cortex pariétal postérieur y contribuent aussi d’une façon importante.

Le cervelet semble jouer plusieurs rôles : il emmagasine des séquences de mouvement apprises, participe à l’ajustement fin (« fine tuning ») et à la coordination de mouvements produits ailleurs dans le cerveau, et intègre le tout pour produire des mouvements si fluides et harmonieux que nous n’en avons même plus conscience.

Source : http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_06/i_06_cr/i_06_cr_mou/i_06_cr_mou.html

Remarque : Dans les pays occidentaux (Europe, États-Unis, etc.), un individu sur 600 est atteint d'un accident vasculaire cérébral chaque année (120 000 en France). 80 % d'entre eux sont des ischémies (diminution de l'apport sanguin à un organe) et 20 % des hémorragies (effusion de sang). Approximativement, la probabilité de faire un AVC ischémique augmente avec l'âge tandis que la probabilité de faire un AVC hémorragique est indépendante de l'âge. L'AVC est la première cause de handicap physique de l'adulte et la troisième cause de décès dans la plupart des pays occidentaux. (source : wikipedia)

2- Les voies motrices

Document extrait du manuel de SVT de terminale Bordas 2012 p379

Extrait video : "Les étonnants pouvoirs de transformation du cerveau - 3_7" ARTE-Thema

Pb : La lésion d'une aire cérébrale, suite à un accident, altère fortement la fonction dans laquelle elle est impliquée . Un espoir de guérison ou du moins d'amélioration est cependant possible grâce à la plasticité cérébrale : pourquoi ?

II- La plasticité cérébrale

1- Mise en évidence d'une plasticité dans différents cas

Exemple 1 : la greffe des deux mains

Légende des figures A et B : Cartes d'activations obtenues dans le cortex moteur lorsque le patient greffé exécute des mouvements manuels.

Figure A : Le corps est représenté dans le cerveau de manière inversée. Sur l'image de gauche sont rapportées les activations dans le cortex moteur primaire (M1) gauche qui contrôle les mouvements de la main droite, et inversement sur l'image de droite. En rouge, les activations obtenues lors de l'examen effectué avant la transplantation ; en bleu, six mois après et en vert, la zone de recouvrement entre les deux examens.

Figure B : Vue horizontale du cortex cérébral du patient greffé. A gauche, on remarque qu'avant la greffe une contraction des muscles contrôlant la main droite active la région du visage mais pas la région de la main. A droite, la même contraction musculaire six mois après la greffe active l'aire de la main.

Source : http://www.cnrs.fr/cw/fr/pres/compress/ReorgCerebrale.htm

Exemple 2 : l'effet de l'entraînement sur le cortex moteur

Document extrait du manuel de SVT de terminale Bordas 2012 p383

Les cerveaux des musiciens précoces mieux branchés!

Lors du test moteur, les musiciens ayant commencé avant l’âge de 7 ans étaient mieux coordonnés que leurs homologues. La comparaison des cerveaux révèle les raisons du succès des musiciens précoces. Leur corps calleux, zone qui relie et coordonne l’activité des deux hémisphères cérébraux, était plus dense, preuve de connexions plus nombreuses entre les aires motrices. Une analyse plus détaillée montre même que plus on pratique jeune, plus nombreuses encore sont ces synapses. (source)

Source

Remarque :

Bien qu’ils soient spécialisés, les deux hémisphères fonctionnent toujours ensemble. C’est le corps calleux, lien entre les deux, qui sert à la transmission immédiate des informations. Le corps calleux fait le lien entre logique et imaginaire, subjectif et objectif. Par exemple, le Nocturne numéro 13 en Ut mineur de Chopin est une bonne illustration de ce principe : il demande une très bonne technique assurée par l’hémisphère gauche qui grâce au travail quotidien et au drill a assimilé les mouvements alors que l’hémisphère droit, fournit le côté émotionnel. Les musiciens sollicitent alors tout le temps les deux hémisphères. Les danseurs aussi ont recours au même processus. Dans « J’apprends à apprendre » (page 38), Christian Drapeau dit : Lorsque nous écoutons une chanson, l’hémisphère gauche entend et analyse les paroles, le sens des phrases, la syntaxe et la signification du message, tandis que l’hémisphère droit s’attarde au rythme de la musique et des mots, aux rimes, à la poésie, aux images suscitées et à la mélodie. C‘est aussi le résultat des recherches de Richard Delrieu pour qui : Une activité humaine harmonieuse, surtout aussi complexe que la pratique musicale, ne peut se faire sans une participation, une collaboration des deux hémisphères (…). On a ici un aller/retour inter hémisphérique continuel, gage de réussite de l’apprentissage, car les ressources des deux hémisphères sont largement sollicitées.

Source : cefedem-normandie

2- D'étonnantes capacités de récupération

Document extrait du manuel de Terminale Belin 2012 p353