Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière. Il est appelé «central» parce qu’il combine des informations de l’ensemble du corps et coordonne l’activité à travers l’organisme entier.
Cet article donne un aperçu approfondi du système nerveux central (SNC). Nous examinerons les types de cellules impliquées, les différentes régions du cerveau, les circuits spinaux et la façon dont le SNC peut être affecté par la maladie et les blessures.
Faits rapides sur le système nerveux central
Voici quelques points clés sur le système nerveux central. Plus de détails et d’informations à l’appui sont dans l’article principal.
- Le SNC est constitué du cerveau et de la moelle épinière.
- Le cerveau est l’organe le plus complexe du corps et utilise 20% de l’oxygène total que nous respirons.
- Le cerveau se compose d’environ 100 milliards de neurones, chacun relié à des milliers d’autres.
- Le cerveau peut être divisé en quatre lobes principaux: temporal, pariétal, occipital et frontal.
Qu’est-ce que le système nerveux central?
Le SNC est constitué du cerveau et de la moelle épinière.
Le cerveau est protégé par le crâne (la cavité crânienne) et la moelle épinière se déplace de l’arrière du cerveau, le long du centre de la colonne vertébrale, en s’arrêtant dans la région lombaire du bas du dos.
Le cerveau et la moelle épinière sont tous deux logés dans une membrane protectrice à triple couche appelée les méninges.
Le système nerveux central a été minutieusement étudié par les anatomistes et les physiologistes, mais il contient encore beaucoup de secrets; il contrôle nos pensées, nos mouvements, nos émotions et nos désirs. Il régule également des fonctions vitales comme notre respiration, notre fréquence cardiaque, la libération de certaines hormones, la température du corps et bien plus encore.
La rétine, le nerf optique, les nerfs olfactifs et l’épithélium olfactif sont parfois considérés comme faisant partie du SNC à côté du cerveau et de la moelle épinière. C’est parce qu’ils se connectent directement avec le tissu cérébral sans fibres nerveuses intermédiaires.
Ci-dessous, nous examinerons plus en détail certaines parties du SNC, en commençant par le cerveau.
Le cerveau
Le cerveau est l’organe le plus complexe du corps humain; le cortex cérébral (la partie la plus externe du cerveau et la plus grande partie en volume) contient environ 15 à 33 milliards de neurones, chacun étant relié à des milliers d’autres neurones.
Au total, environ 100 milliards de neurones et 1 000 milliards de cellules gliales (de soutien) composent le cerveau humain. Notre cerveau utilise environ 20% de l’énergie totale de notre corps.
Le cerveau est le module de contrôle central du corps et coordonne l’activité. Du mouvement physique à la sécrétion d’hormones, à la création de souvenirs et à la sensation d’émotion.
Pour effectuer ces fonctions, certaines sections du cerveau ont des rôles spécifiques. Cependant, de nombreuses fonctions supérieures – le raisonnement, la résolution de problèmes, la créativité – impliquent différents domaines travaillant ensemble dans des réseaux.
Le cerveau est divisé en quatre lobes:
Lobe temporal (vert): important pour le traitement de l’entrée sensorielle et pour lui attribuer une signification émotionnelle.
Il est également impliqué dans la fixation de souvenirs à long terme. Certains aspects de la perception du langage sont également logés ici.
Lobe occipital (violet): zone de traitement visuel du cerveau, abritant le cortex visuel.
Lobe pariétal (jaune): le lobe pariétal intègre des informations sensorielles, notamment le toucher, la conscience spatiale et la navigation.
La stimulation tactile de la peau est finalement envoyée au lobe pariétal. Il joue également un rôle dans le traitement du langage.
Lobe frontal (rose): positionné à l’avant du cerveau, le lobe frontal contient la majorité des neurones sensibles à la dopamine et est impliqué dans l’attention, la récompense, la mémoire à court terme, la motivation et la planification.
Régions cérébrales
Ensuite, nous allons examiner certaines régions du cerveau en détail:
Ganglions de la base: impliqués dans le contrôle des mouvements moteurs volontaires, l’apprentissage procédural, et les décisions sur les activités motrices à effectuer. Les maladies qui affectent cette zone comprennent la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington.
Cervelet: principalement impliqué dans le contrôle moteur précis, mais aussi dans le langage et l’attention. Si le cervelet est endommagé, le principal symptôme est un contrôle moteur perturbé, connu sous le nom d’ataxie.
La zone de Broca: cette petite zone sur le côté gauche du cerveau (parfois sur la droite chez les gauchers) est importante dans le traitement du langage. Lorsqu’il est endommagé, un individu a du mal à parler mais peut encore comprendre la parole. Le bégaiement est parfois associé à une zone de Broca sous-active.
Corpus callosum: une large bande de fibres nerveuses qui rejoignent les hémisphères gauche et droit. C’est la plus grande structure de matière blanche dans le cerveau et permet aux deux hémisphères de communiquer. Les enfants dyslexiques ont de plus petits callosums de corps; les gauchers, les ambidextres et les musiciens en ont généralement de plus grands.
Medulla oblongata: s’étendant au-dessous du crâne, il est impliqué dans des fonctions involontaires, telles que le vomissement, la respiration, les éternuements et le maintien de la pression artérielle correcte.
Hypothalamus: assis juste au-dessus du tronc cérébral et à peu près de la taille d’une amande, l’hypothalamus sécrète un certain nombre de neurohormones et influe sur le contrôle de la température corporelle, la soif et la faim.
Thalamus: positionné au centre du cerveau, le thalamus reçoit l’apport sensoriel et moteur et le transmet au reste du cortex cérébral. Il est impliqué dans la régulation de la conscience, du sommeil, de la vigilance et de l’attention.
Amygdale: deux noyaux en forme d’amande profondément dans le lobe temporal. Ils sont impliqués dans la prise de décision, la mémoire et les réponses émotionnelles; émotions particulièrement négatives.
Moelle épinière
La moelle épinière, qui court sur presque toute la longueur du dos, transporte l’information entre le cerveau et le corps, mais effectue également d’autres tâches.
Du tronc cérébral, où la moelle épinière rencontre le cerveau, 31 nerfs spinaux pénètrent dans le cordon.
Sur toute sa longueur, il se connecte aux nerfs du système nerveux périphérique (SNP) qui pénètrent dans la peau, les muscles et les articulations.
Les commandes motrices du cerveau voyagent de la colonne vertébrale aux muscles et les informations sensorielles se déplacent des tissus sensoriels – tels que la peau – vers la moelle épinière et finalement jusqu’au cerveau.
La moelle épinière contient des circuits qui contrôlent certaines réponses réflexes, comme le mouvement involontaire que votre bras pourrait faire si votre doigt devait toucher une flamme.
Les circuits dans la colonne vertébrale peuvent également générer des mouvements plus complexes tels que la marche. Même sans la contribution du cerveau, les nerfs rachidiens peuvent coordonner tous les muscles nécessaires pour marcher. Par exemple, si le cerveau d’un chat est séparé de sa colonne vertébrale pour que son cerveau n’ait aucun contact avec son corps, il commencera à marcher spontanément lorsqu’il sera placé sur un tapis roulant. Le cerveau est seulement nécessaire pour arrêter et démarrer le processus, ou apporter des modifications si, par exemple, un objet apparaît sur votre chemin.
Matière blanche et grise
Le SNC peut être grossièrement divisé en matière blanche et grise. En règle générale, le cerveau se compose d’un cortex externe de matière grise et d’une zone interne abritant des étendues de matière blanche.
Les deux types de tissus contiennent des cellules gliales qui protègent et soutiennent les neurones. La matière blanche est constituée principalement d’axones (projections nerveuses) et d’oligodendrocytes – un type de cellule gliale – tandis que la matière grise consiste principalement en neurones.
Cellules gliales centrales
Aussi appelées neuroglies, les cellules gliales sont souvent appelées cellules de soutien pour les neurones. Dans le cerveau, ils sont plus nombreux que les cellules nerveuses à un ratio de 10 à 1.
Sans cellules gliales, les nerfs en développement perdent souvent leur chemin et luttent pour former des synapses fonctionnelles.
Les cellules gliales se trouvent à la fois dans le SNC et le SNP, mais chaque système a des types différents. Voici une brève description des types de cellules gliales du SNC:
Astrocytes: ces cellules ont de nombreuses projections et ancrent les neurones à leur approvisionnement en sang. Ils régulent également l’environnement local en éliminant les ions excédentaires et en recyclant les neurotransmetteurs.
Oligodendrocytes: responsables de la création de la gaine de myéline – cette fine couche recouvre les cellules nerveuses, leur permettant d’envoyer des signaux rapidement et efficacement.
Cellules épendymaires: recouvrant la moelle épinière et les ventricules cérébraux (espaces remplis de liquide), elles créent et sécrètent du liquide céphalo-rachidien (LCR) et le font circuler en utilisant leurs cils en forme de fouet.
Glia radiale: agit comme un échafaudage pour de nouvelles cellules nerveuses lors de la création du système nerveux de l’embryon.
Nerfs crâniens
Les nerfs crâniens sont 12 paires de nerfs qui proviennent directement du cerveau et passent à travers les trous dans le crâne plutôt que de voyager le long de la moelle épinière. Ces nerfs collectent et envoient des informations entre le cerveau et certaines parties du corps – principalement le cou et la tête.
Parmi ces 12 paires, les nerfs olfactifs et optiques proviennent du cerveau antérieur et sont considérés comme faisant partie du système nerveux central:
Nerfs olfactifs (nerf crânien I): transmettent des informations sur les odeurs de la partie supérieure de la cavité nasale aux bulbes olfactifs à la base du cerveau.
Les nerfs optiques (nerf crânien II): portent des informations visuelles de la rétine aux noyaux visuels primaires du cerveau. Chaque nerf optique comprend environ 1,7 million de fibres nerveuses.
Maladies du système nerveux central
Voici les principales causes de troubles qui affectent le SNC:
Traumatisme: selon le site de la blessure, les symptômes peuvent varier considérablement, allant de la paralysie à des troubles de l’humeur.
Infections: certains micro-organismes et virus peuvent envahir le SNC; ceux-ci incluent des champignons, tels que la méningite cryptococcique; les protozoaires, y compris le paludisme; les bactéries, comme c’est le cas avec la lèpre, ou des virus.
Dégénérescence: dans certains cas, la moelle épinière ou le cerveau peuvent dégénérer. Un exemple est la maladie de Parkinson, qui implique la dégénérescence progressive des cellules productrices de dopamine dans les ganglions de la base.
Défauts structuraux: les exemples les plus courants sont les malformations congénitales, y compris l’anencéphalie, où des parties du crâne, du cerveau et du cuir chevelu sont manquants à la naissance.
Tumeurs: les tumeurs cancéreuses et non cancéreuses peuvent affecter des parties du système nerveux central. Les deux types peuvent causer des dommages et produire un éventail de symptômes selon l’endroit où ils se développent.
Troubles auto-immuns: dans certains cas, le système immunitaire d’un individu peut attaquer des cellules saines. Par exemple, l’encéphalomyélite aiguë disséminée se caractérise par une réponse immunitaire contre le cerveau et la moelle épinière, attaquant la myéline (l’isolation des nerfs) et, par conséquent, détruisant la substance blanche.
AVC: un AVC est une interruption de l’apport sanguin au cerveau; le manque d’oxygène qui en résulte entraîne la mort des tissus dans la zone touchée.
Différence entre le SNC et le système nerveux périphérique
Le terme système nerveux périphérique (SNP) désigne toute partie du système nerveux située à l’extérieur du cerveau et de la moelle épinière. Le SNC est distinct du système nerveux périphérique, bien que les deux systèmes soient interconnectés.
Il y a un certain nombre de différences entre le SNC et le SNP; une différence est la taille des cellules. Les axones nerveux du SNC – les fines projections des cellules nerveuses qui transportent les impulsions – sont beaucoup plus courts. Les axones nerveux du SNP peuvent mesurer jusqu’à 1 mètre de long (par exemple, le nerf qui active le gros orteil) alors que, dans le SNC, ils dépassent rarement quelques millimètres.
Une autre différence majeure entre le SNC et le SNP implique la régénération (repousse des cellules). Une grande partie du SNP a la capacité de se régénérer; si un nerf de votre doigt est sectionné, il peut repousser. Le SNC, cependant, n’a pas cette capacité.
Les composants du système nerveux central sont divisés en une myriade de parties. Ci-dessous, nous allons décrire certaines de ces sections dans un peu plus de détails.
Actualités et Recherches Récentes sur le Système Nerveux Central
En 2024, des avancées significatives ont été réalisées dans la compréhension du système nerveux central. De nouvelles études ont confirmé l’importance de la neuroplasticité, la capacité du cerveau à se remodeler en réponse à l’expérience et à l’apprentissage. Des recherches ont montré que des techniques telles que l’entraînement cognitif et la thérapie par la musique peuvent améliorer la fonction cérébrale chez les personnes âgées et celles ayant subi des lésions cérébrales.
Une étude récente a révélé que l’exercice régulier peut favoriser la croissance de nouveaux neurones dans l’hippocampe, une région cruciale pour la mémoire. Les chercheurs ont également observé que les facteurs environnementaux, tels que l’exposition à des environnements enrichis, peuvent améliorer les capacités cognitives et retarder le déclin cognitif lié à l’âge.
Concernant les maladies neurodégénératives, des traitements innovants sont en cours de développement. Par exemple, des thérapies géniques visant à corriger des mutations spécifiques sont en phase d’essai clinique pour des conditions telles que la maladie de Huntington et la sclérose en plaques. Ces approches pourraient transformer la manière dont nous traitons ces maladies dévastatrices.
En conclusion, le système nerveux central reste un domaine de recherche dynamique et passionnant, avec de nouvelles découvertes qui émergent régulièrement, offrant de l’espoir pour de futures interventions thérapeutiques et une meilleure qualité de vie pour les patients.
