Encéphale

Divisions des régions de l'encéphale entre un requin et un humain.

L'encéphale est un terme utilisé par les scientifiques, forgé à l'aide des mots grecs ἐν et κεφαλή, qui signifie littéralement « dans la tête ». Ce terme désigne en neurosciences le système nerveux central contenu à l'intérieur de la boîte crânienne.

L'encéphale contient chez l'humain, et plus généralement les chordés, une partie du système nerveux central qui contrôle l'ensemble de l'organisme. L'autre partie du système nerveux central (principalement la moelle spinale) se trouve dans le canal spinal inséré dans la colonne vertébrale.

En neurosciences le terme "cerveau" est réservé pour le prosencéphale (parfois plus strictement le télencéphale), tandis que parmi les profanes le terme "cerveau" se confond avec celui d'encéphale.

Développement de l'encéphale

Cerveau embryonnaire. A gauche : stade à trois vésicules ; à droite : stade ultérieur à cinq vésicules.

Le développement de l'encéphale de l'embryon effectue trois premières divisions : le rhombencéphale qui prolonge la moelle spinale, le mésencéphale et le prosencéphale. Le rhombencéphale évolue ensuite en deux parties qui sont le myélencéphale et le métencéphale ; le prosencéphale évolue aussi en deux parties, à savoir le diencéphale et le télencéphale.

	Divisions embryologiques			Divisions anatomiques
Encéphale	Prosencéphale		Télencéphale		Cerveau
			Diencéphale
	Mésencéphale		Mésencéphale		Tronc cérébral
	Rhombencéphale	Métencéphale	Protubérance annulaire
			Cervelet		Cervelet
		Myélencéphale	Bulbe rachidien		Tronc cérébral
Moelle spinale					Moelle spinale

Anatomie de l'encéphale

L'encéphale humain adulte est constitué de quatre grandes régions :

• Le cerveau, constituant la plus grande partie de l'encéphale et regroupant ;
  • Le télencéphale, à savoir les deux hémisphères cérébraux, particulièrement volumineux et rattachés de part et d'autre au diencéphale ;
  • Le diencéphale, surmontant le tronc cérébral et constitué du thalamus, de l'hypothalamus et de l'épithalamus ;
• Le tronc cérébral, qui est le prolongement de la moelle épinière (constitué du bulbe rachidien, du pont et du mésencéphale) ;
• Le cervelet, situé sous le cerveau et derrière le tronc cérébral.

Répartition du poids des différentes parties de l'encéphale
Composant	%
Télencéphale	83
Diencéphale
Tronc cérébral
Cervelet

Protection de l'encéphale

Pour sa protection, l'encéphale est entouré du crâne et des méninges crâniennes. Il est également protégé par le liquide cérébrospinal (LCS).

Irrigation sanguine et barrière hématoencéphalique

L'encéphale humain est essentiellement irrigué de sang par les artères vertébrales et par les artères carotides internes. Le sang provenant de la tête est ensuite réacheminé au cœur par les veines jugulaires internes.

La barrière hématoencéphalique est une protection des cellules cérébrales empêchant les agents pathogènes et les substances toxiques du sang de pénétrer dans le tissu cérébral.

Fonctions des organes encéphaliques

Chaque constituant de l'encéphale joue un rôle spécifique :

• le cervelet permet la coordination des mouvements du corps ;
• le tronc cérébral permet le contrôle de l'activité du cœur et des poumons ;
• les diverses parties du diencéphale contribuent à la régulation de l'activité du système nerveux autonome, du système hormonal et du sommeil ;
• les hémisphères cérébraux permettent d'avoir conscience de nos sensations ou émotions, le développement des facultés intellectuelles et d'effectuer un mouvement quand on le désire.

Articles connexes

• Cerveau humain
• Substance blanche
• Substance grise
• Aire gnosique, zone située à l'arrière de l'encéphale
• Cerveau, partie principale situé au-dessus du cervelet

Système nerveux - Anatomie: différences entre systèmes nerveux central et périphérique.

Ø  Système nerveux central : composé de l’encéphale et la moelle épinière

Ø  Système nerveux périphérique : composé de récepteurs, de ganglions et de nerfs. Divisé en une voie sensitive qui véhicule l’info sensorielle de la périphérie vers l’encéphale ou la moelle épinière ET une vois motrice qui véhicule l’info motrice de l’encéphale ou la moelle épinière vers les effecteurs.

Système nerveux - Physiologie: différences entre systèmes nerveux somatique et autonome. 

Ø  SN autonome : véhicule l’info motrice se dirigeant vers les muscles lisses, les muscles cardiaques et les glandes; réponses généralement involontaires

Ø  SN somatique : véhicule l’info motrice se dirigeant vers les muscles squelettiques; réponses généralement volontaires.

Système nerveux - Tissus nerveux: rôle de l'astrocyte.

Ø  Gliocytes le plus abondant

Ø  Participent au développement neuronal chez le fœtus

Ø  Participent à la régulation de la composition du liquide entourant les cellules nerveuses

Ø  Libèrent des substances chimiques qui favorisent l’union des cellules épithéliales des capillaires, de manière à former une barrière, nommé hématoencéphalique, entre le sang et les cellules nerveuses de l’encéphale.

Système nerveux - Tissus nerveux: rôle de l'oligodendrocyte.

Ø  Rôle de protection des neurones

Ø  Gliocyte dont les prolongements cytoplasmiques forment des gaines de myéline autour des axones du SNC.

Système nerveux - Tissus nerveux: rôle de la microgliocyte.

Ø  Elles sont mobiles et capables de se transformer en macrophagocytes devant des réactions inflammatoires.

Ø  Ces cellules phagocytent les tissus nécrosés, les microorganismes et les substances étrangères qui envahissent le SNC.

Système nerveux - Tissus nerveux: rôle de l’épendymocyte. 

Ø  Forment une membrane qui tapisse les cavités internes de l’encéphale, nommés ventricules, et le canal de la moelle épinière.

Système nerveux - Tissus nerveux: rôle du neurolemmocyte et de la cellule satellite (cellules ganglionnaires) dans le système nerveux périphérique. 

1)    Neurolemmocyte :

Ø  Forment des gaines de myéline autour des axones du SNP.

2)    Cellule satellite :

Ø  Enveloppent, soutiennent et nourrissent les corps cellulaires des neurones dans les ganglions.

Ø  Protection contre les métaux lourds toxiques, car peuvent les absorber et les empêcher d’entrer en contact avec les neurones.

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Décrire ses caractéristiques essentielles. 

Ø  Cellules amiotique (pas de remplacement quand elles meurent)

Ø  Cellules métaboliques les plus actives du corps humain

Ø  Longévité extrême

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Décrire sa structure, de la dendrite au bouton synaptique. 

1)    Dendrites :

Ø  Principales voies d’entrées du neurone, car les axones d’autres neurones y font synapse (reçoivent l’information)

Ø  Lorsqu’elles sont stimulées, elles produisent de faibles courants électriques

2)    Corps cellulaire :

Ø  Site principal de la synthèse des protéines

Ø  Renferme noyaux, mitochondries, ribosomes et autres organites dans le cytoplasme

3)    Axone :

Ø  Transmet des influx nerveux aux autres cellules

Ø  Conduction de l’information

4)    Terminaison axonale :

Ø  Elle stimule la libération de neurotransmetteurs en réponse aux influx nerveux reçus

5)    Bouton synaptique :

Ø  Contient les neurotransmetteurs

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Excitabilité: comprendre la loi du tout ou rien.

-       Excitabilité (potentiel gradué) : s’il est assez puissant, il va créer un potentiel d’action.

-       Loi du tout ou rien : Un potentiel d’action est déclenché si les potentiels gradués causent une dépolarisation de la membrane au niveau de la zone gâchette ET si le potentiel membranaire de la zone gâchette atteint ou dépasse le seuil d’excitation du neurone. Tous les changements de perméabilité membranaire typiques du potentiel d’action s’effectuent alors de façon continue sans s’arrêter et toujours avec la même amplitude (TOUT). Il n’y aura pas de potentiel d’action produit si la dépolarisation causée par les potentiels gradués n’atteint pas la zone gâchette ou si, l’atteignant, est inférieure au seul d’excitation au neurone (RIEN).

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Excitabilité: comprendre l'origine du potentiel de membrane via la pompe sodium-potassium. 

-       La pompe Na+/K+ utilise l’énergie de l’ATP pour expulser sans relâche des ions Na+ qui entrent dans le neurone et, en même temps, ramener des ions K+ à l’intérieur. Ce travail maintient les gradients de concentration des ions Na+ et K+, sans lesquels il serait impossible d’établir un potentiel membranaire de repos.

-       La pompe à Na/K+ favorise le processus d’une charge positive sur la face extérieure de la membrane plasmique en expulsant plus d’ions positifs à l’extérieur de la cellule qu’elle en fait entrer à l’intérieur (trois Na+ qui sortent contre deux K+ qui entrent).

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Excitabilité: comprendre le rôle du canal à sodium ligand-dépendant. 

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Conductibilité: qu'est-ce que le potentiel d'action? Ouverture des canaux voltage-dépendants. 

-       Potentiel d’action :

Ø  Influx nerveux qui se propage sur tout la surface de l’axone.

Ø  Seuil d’excitation = potentiel membranaire capable de déclencher un potentiel d’action

Ø  Réaction de type TOUT ou RIEN : À partir du moment où se déclenche un potentiel d’action, celui-ci a toujours la même amplitude, qu’elle que soit l’intensité du stimulus.

Ø  Au cours du potentiel d’action, la dépolarisation de la membranaire causée par l’entrée des ions Na+ par les canaux ioniques voltage-dépendants, se poursuit jusqu’à une inversion complète de la polarité membranaire. L’intérieur devient positif et l’extérieur devient négatif. La repolarisation est un retour du potentiel membranaire à sa valeur de repos, car les canaux Na+ voltage-dépendants se ferment, les canaux à K+ voltage-dépendants s’ouvrent, et les ions K+ se diffusent hors de la cellule.

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Conductibilité: comprendre les étapes de l’établissement du potentiel d’action: Dépolarisation | Repolarisation | Hyperpolarisation

1)    Dépolarisation : Un stimulus amène le potentiel membranaire au seuil d’excitation. Ouverture des vannes des canaux Na+ voltage-dépendants; entrée de Na+.

2)   Repolarisation : Les vannes des canaux Na+ voltage-dépendants se ferment. Les vannes des canaux K+ voltage-dépendants s’ouvrent et du K+ sort. La polarité membranaire initiale est rétablie. Si les canaux de K+ restent ouverts trop longtemps, il y a hyperpolarisation.

3)    Hyperpolarisation : se produit lorsqu’il y a trop de K+

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Transmissibilité: anatomie de la synapse.

Elle est formée de trois parties :

1)    Neurone présynaptique

2)   Fente synaptique

3)    Neurone postsynaptique

Dans une synapse, le neurone présynaptique libère des molécules de neurotransmetteurs, soit des messagers chimiques, qui diffusent dans la fente synaptique, puis se fixent à leurs récepteurs sur le neurone postsynaptique, où ils peuvent favoriser ou inhiber la transmission d’un influx nerveux.

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Transmissibilité: le rôle des neurotransmetteurs. 

-       Messagers chimiques qui permettent la transmission synaptique

-       Certains sont exclusivement excitateurs, d’autres exclusivement inhibiteurs, tandis que d’autres peuvent exercer les deux effets.

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Transmissibilité: comprendre l'action du PPSE et du PPSI sur un neurone. 

a.     Dans une synapse excitatrice, l’ouverture des canaux permet l’entrée du Na+ dans le neurone postsynaptique créant ainsi un PPSE, c’est-à-dire un potentiel gradué dépolarisant dit excitateur, qui favorise l’atteinte du seuil d’excitation dans la zone gâchette.

b.     Dans une synapse inhibitrice, l’ouverture des canaux permet la sortie des cations (ou l’entrée des anions) et crée un PPSI, un potentiel gradué hyperpolarisant dit inhibiteur, car il diminue la probabilité d’atteindre le seuil d’excitation dans la zone gâchette.

Système nerveux - Tissus nerveux: le neurone - Transmissibilité: PPSE et PPSI = Intégration.

Intégration : addition des signaux excitateurs et inhibiteurs. Si un neurone reçoit suffisamment de signaux excitateurs, c’est-à-dire de PPSE (venant de différentes synapses ou d’une seule), pour l’emporter sur les signaux inhibiteurs (PPSI), le potentiel gradué résultant sera peut-être en mesure de dépolariser la zone gâchette de l’axone jusqu’au seuil d’excitation. Si c’est le cas, un potentiel d’action formera et se propagera le long de l’axone = influx nerveux.

Système nerveux - Mécanismes de protection: les structures osseuses responsables. 

Système nerveux - Mécanismes de protection: les structures membranaires responsables (les méninges). 

1)    Pie-mère : membrane très mince, la plus interne des trois, comportant principalement les vaisseaux sanguins qui nourrissent les neurones.

2)   Arachnoïde : normalement cette couche renferme le liquide céphalo-rachidien et protège les centres nerveux contre les chocs.

3)    Dure-mère : membrane très épaisse, rigide et la plus externe des trois. Elle protège les centres nerveux contre l’usure attribuable au frottement contre les os.

Système nerveux - Mécanismes de protection: les protections liquides - Quoi et Où. 

Le liquide cérébrospinal (LCS) : Liquide dans lequel baigne l’encéphale et la moelle épinière. Le LCS permet à l’encéphale de flotter dans la cavité crânienne, de sorte qu’il ne repose pas directement sur les os du crâne ou sur la dure-mère.

Ø  Protège contre les chocs

Ø  Fournit certains nutriments aux tissus du SNC

Ø  Fournit un milieu favorable à la production d’influx nerveux

Système nerveux - Mécanismes de protection: les protections biochimiques via la barrière hémato-encéphalique.

-       Cellules épithéliales forment avec l’aide d’astrocytes la barrière

-      Exerce un contrôle sur les substances entrant dans l’encéphale

-      Permet des échanges de nutriments et de déchets

-      Protège les neurones des substances toxiques qui passent dans le sang

-       Elle n’est pas présente partout dans l’encéphale

Système nerveux central - L'Encéphale: identification des lobes et rôle des hémisphères cérébraux. 

1)    Lobe frontal :

Ø  Contrôle volontaire des mouvements

Ø  Motivation, agressivité, odorat et humeur

2)   Lobe pariétal :

Ø  Centre de réception et d’intégration de l’information sensorielle, sauf odorat, ouïe et vision

3)   Lobe temporal :

Ø  Reçoit et interprète les sensations se rapportant à l’odorat et l’ouïe.

Ø  Rôle important dans la mémoire

Ø  Pensée abstraite et jugement

4)   Lobe occipital :

Ø  Reçoit et intègre les données visuelles

5)   Lobe insulaire (derrière les lobes temporaux)

Ø  Relié à la perception de soi, comment t’existes dans l’espace

Ø  Région souvent problématique pour les personnes atteintes du spectre de l’autisme.

Système nerveux central - L'Encéphale: notions de dominance cérébrale et hémisphères gauche et droit. 

-       Notion de dominance cérébrale : La majorité des personnes étant droitières, on dit de l’hémisphère gauche qu’il est dominant. Par exemple, ce qui a trait au langage, 90% des personnes utilisent l’hémisphère gauche.

-      Cerveau gauche (hémisphère de la rationalité) :

Ø  Mémoire et compréhension du langage

Ø  Motricité et sensibilité de la main droite

Ø  Compréhension des mathématiques

Ø  Champ visuel droit

-      Cerveau droit (hémisphère de l’intuition et de la créativité) :

Ø  Mémoire des formes

Ø  Motricité et sensibilité de la main gauche

Ø  Habiletés musicales

Ø  Reconnaissance des visages

Ø  Perception spatiale

Ø  Champ visuel gauche

Système nerveux central - L'Encéphale: de quoi est faite la matière grise? 

-       Cortex : pensée, perception consciente et activité motrice volontaire

-       Noyaux de base : participent au contrôle de l’activité musculaire et de la posture

Système nerveux central - L'Encéphale: de quoi est faite la matière blanche? 

Composée de neurofibres qui relient les différentes parties des hémisphères cérébraux entres elles et avec d’autres régions du SNC.

Système nerveux central - L'Encéphale: localisation et rôle du thalamus. 

Important centre de relais pour les sensations (sauf olfaction); influence humeur et mouvements.

Système nerveux central - L'Encéphale: localisation et rôle de l'hypothalamus. 

Important centre de contrôle pour la régulation endocrine et le maintien de l’homéostasie (métabolisme, température corporelle, équilibre hydrique)

Système nerveux central - L'Encéphale: localisation et rôle de l'épiphyse. 

Siège du contrôle hormonal et biologique : sécrétions d’hormones (ex. mélatonine)

Système nerveux central - L'Encéphale: localisation et rôle du tronc cérébral. 

-       Bulbe rachidien : contrôle la respiration, la déglutition et les vomissements/ contrôle la pression artérielle et la fréquence cardiaque

-      La protubérance annulaire : zone connectant le côté gauche et droit du mouvement/ centre du contrôle de la respiration

-      Le mésencéphale : centre contrôle des mouvements/ centre réflexes de vision et de l’ouïe

-       La formation réticulée : contrôle cycle jour-nuit

Système nerveux central - L'Encéphale: localisation et rôle du cervelet. 

Apprentissage du contrôle des mouvements (il gère l’orientation du corps dans l’espace)

Système nerveux central - La moelle épinière: sa structure externe et interne.

-       Structure externe :

Ø  Renflements cervical et lombaire : deux élargissements de la moelle épinière

Ø  Racine (jonction des nerfs rachidiens)

Ø  Sillons

-      Structure interne :

Ø  Substance grise : comprend des corps cellulaires de neurones, des dendrites et axones amyélinisés

Ø  Substance blanche (entourant la substance grise) : axones myélinisés

Système nerveux périphérique: Structure générale d'un nerf. 

Il y a 3 couches protectrices de tissu conjonctif :

1)    Épinèvre : recouvre le nerf

2)   Périnèvre : délimite les fascicules

3)    Endonèvre : entourne chacune des neurofibre

Système nerveux périphérique: Comprendre la distinction entre nerf moteur, nerf sensitif et nerf mixte. 

-       Nerf moteur : nerf ayant une fonction motrice

-      Nerf sensitif : nerf ayant une fonction sensitive

-       Nerf mixte : nerf ayant une fonction sensitive et une fonction motrice

Système nerveux périphérique: Comprendre la distinction entre nerfs crâniens et nerf spinaux. 

-       Les 3 nerfs crâniens à apprendre :

1)   Olfactif (nerf sensitif) : fonction = olfaction (odorat)

2)   Optique (nerf sensitif) : fonction = vision

3)   Vestibulo-cochléaire (nerf sensitif) : fonction = audition et équilibre

-      Nerfs crâniens : acheminent les influx nerveux vers l’encéphale et hors de l’encéphale

-       Nerfs spinaux : acheminent les influx nerveux vers la moelle épinière et hors de celle-ci.

Système nerveux central - Physiologie: qu'est-ce qu'un réflexe? 

Réaction automatique et involontaire à un stimulus

Système nerveux central - Physiologie: quelles sont les composantes d'un arc réflexe?

1)    Récepteur capte un stimulus

2)   Influx nerveux voyage le long d’un neurone sensitif jusqu’à la moelle épinière

3)   L’influx nerveux est transmis à un interneurone dans le centre d’intégration (moelle épinière)

4)   Le neurone moteur achemine l’influx nerveux jusqu’à l’effecteur (ex. muscle)

5)    L’effecteur répond à la commande envoyée par le neurone moteur

Système nerveux central - Physiologie: rôle des aires sensorielles et associatives sur la perception consciente.

Les aires sensitives et les aires associatives :

-       Cortex visuel primaire et aire visuelle associative : Traite intègre et emmagasine les informations visuelles

-      Cortex gustatif et cortex olfactif : Le premier traite les informations gustatives et le second procure une perception consciente des odeurs.

-      Cortex auditif primaire et l’air auditive associative : Traite et interprète les sons et emmagasine les souvenirs auditifs.           

-       Cortex somesthésique primaire et aire somesthésique associative : Reçoit et interprète les informations somatiques.

Système nerveux central - Physiologie: rôle des aires motrices sur la motricité volontaire. 

-       Cortex moteur primaire : commande l’activité musculaire squelettique

-      Cortez prémoteur : planifie et coordonne les habiletés motrices apprises

-       Aire de Broca : Coordonne les mouvements des muscles squelettiques impliqués dans la parole

Système nerveux somatique: Quels sont les effecteurs? Quelles sont les voies nerveuses impliquées? 

-       Effecteurs : muscles squelettiques

-       Voies nerveuses : axones

Système nerveux autonome: Quels sont les effecteurs? Quelles sont les voies nerveuses impliquées? Qu’est-ce qui le distingue su système nerveux somatique? 

-       Effecteurs : muscles cardiaques, cœur, glandes

-       Voie nerveuse : glandes

Système nerveux autonome: qu'est-ce qui distingue anatomiquement les branches sympathiques et parasympathique? 

-       Branche sympathique : les corps cellulaires des neurones préganglionnaires sont situés dans les cornes latérales de la moelle épinière

-       Branche parasympathique : Les corps cellulaires préganglionnaires sont logés dans l’encéphale, dans les noyaux des nerfs crâniens III, VII, IX et X, et dans la substance grise latérale de la portion sacrale de la moelle épinière.

Système nerveux autonome: mettez en contraste l'action physiologique du SNA sympathique vs parasympathique sur différents organes du corps humain.

-       SN Sympathique :

Ø  Cœur : élève la fréquence cardiaque

Ø  Vaisseaux : vasoconstriction **sauf pour les vaisseaux de l’encéphale et du cœur

Ø  Système digestif : réduit l’activité du système digestif

Ø  Pupille : dilatation de la pupille

Ø  Organes génitaux : inhibiteur de l’érection

Ø  Système urinaire : relâchement de la vessie

-      SN Parasympathique :

Ø  Cœur : réduit la fréquence cardiaque

Ø  Vaisseaux : aucune action à l’exception d’un effet de vasoconstriction sur les vaisseaux du cœur

Ø  Système digestif : augmente l’activité du système digestif

Ø  Pupille : constriction de la pupille

Ø  Organes génitaux : érection

Ø  Système urinaire : contraction de la vessie