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De la volonté au mouvement

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Introduction :

Certains mouvements ne sont pas contrôlés, ils sont inconscients et indépendants de la volonté, ce sont des mouvements réflexes. Ils ne font pas intervenir le cerveau mais seulement la moelle épinière. Mais la plupart des mouvements sont décidés, ce sont des mouvements volontaires. La décision et la mise en place de ces mouvements proviennent du cerveau.

En premier lieu, nous analyserons de manière simplifiée l’anatomie du cerveau pour comprendre où se crée le message nerveux à l’origine d’un mouvement volontaire, puis nous verrons par quelles voies nerveuses il est transmis aux muscles.

Anatomie du cerveau

Le cerveau constitue le système nerveux central. C’est lui qui contrôle les mouvements volontaires à partir des informations sensorielles traitées.

Il est constitué de matière grise que l’on appelle le cortex contenant les corps cellulaires de neurones. C’est la partie superficielle du cerveau. À l’intérieur se trouve la substance blanche qui contient les axones des neurones.

  • Elle sert de lien entre les différentes zones du cortex.

Anatomie du cerveau Anatomie du cerveau

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À retenir

Le cerveau est formé de deux hémisphères qui sont chacun divisés en quatre parties, que l’on appelle les lobes, qui ont chacun leur propre fonction.

Les lobes du cerveau Les lobes du cerveau

On trouve :

  • le lobe frontal, qui contrôle les mouvements volontaires ou encore l’apprentissage ou la décision,
  • le lobe pariétal, qui traite l’ensemble des informations sensorielles,
  • le lobe occipital, dédié à la vision,
  • le lobe temporal, impliqué dans le langage et la mémoire.

Mouvement volontaire et aire motrice

La réalisation des mouvements volontaires est contrôlée par le cortex moteur qui est située dans la partie postérieure du lobe frontal.

Le cortex moteur est divisé en plusieurs aires :

  • le cortex moteur primaire qui commande l’exécution du mouvement,
  • le cortex moteur secondaire qui planifie et organise ce mouvement

Intension et planification du mouvement : aires motrices secondaires

Un mouvement a pour origine un stimulus. La première étape dans la réalisation d’un mouvement est d’intégrer les données sensorielles. Cette étape va permettre de décider le choix du mouvement approprié. L’intention du mouvement se fait notamment au niveau du cortex pariétal où se situent les aires sensorielles.

Les aires motrices

Ces informations vont ensuite être transmises au cortex moteur secondaire qui va planifier le mouvement, le préparer en décidant quel type de mouvements vont être nécessaires pour réaliser l’action.

Le cortex moteur secondaire peut être divisé en deux parties :

  • l’aire pré-motrice (APM) qui va analyser les stimuli externes, comme les stimuli sensoriels,
  • l’aire motrice supplémentaire (AMS) qui va analyser les stimuli internes comme la mémoire.

Exécution du mouvement : aire motrice primaire

Une fois l’information planifiée au niveau du cortex moteur secondaire, elle va ensuite être transmise au cortex moteur primaire qui va permettre la réalisation du mouvement adapté à la situation en envoyant un message nerveux au muscle correspondant.

Le cortex moteur primaire a une organisation bien particulière.

Chaque région de l’aire motrice primaire commande une partie précise du corps. La surface utilisée pour chaque partie du corps dans le cortex moteur correspond à la précision de chacune de ces parties du corps. Par exemple les mains ont une surface plus importante que les pieds dans le cortex moteur primaire puisqu’elles réalisent des mouvements plus complexes.

Cette représentation du corps au niveau du cortex moteur primaire s’appelle l’homonculus moteur : un être humain dont les proportions utilisées représentent les capacités motrices de chaque partie du corps.

Les voies nerveuses motrices

Les messages nerveux moteurs issus du cortex moteur primaire rejoignent le muscle pour permettre la réalisation du mouvement.

Aire motrice primaire

Les axones des neurones du cortex moteur descendent le long du bulbe rachidien puis de la moelle épinière.

  • Le bulbe rachidien, c’est la partie basse du tronc cérébral, il permet de relier le cerveau à la moelle épinière.
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À retenir

Au niveau du bulbe, les axones des neurones du cortex moteur de l’hémisphère gauche et de l’hémisphère droit se croisent. Les neurones de l’hémisphère gauche contrôlent donc la partie droite du corps et inversement. Ces neurones sont appelés neurones pyramidaux.

Au niveau de la moelle épinière, l’axone du neurone du cortex moteur va se connecter au motoneurone du muscle à l’origine du mouvement. Le message nerveux passe du neurone au motoneurone grâce à la synapse neuro-neuronique. Il va ensuite parcourir le motoneurone et atteindre le muscle grâce à la synapse neuromusculaire. Le muscle va alors réaliser le mouvement.

Certaines lésions du système nerveux sont à l’origine de paralysies. Une lésion du cerveau peut affecter une partie du cortex moteur. Cette lésion peut être à l’origine d’une hémiplégie c’est-à-dire la paralysie d’un côté du corps.

  • Comme les axones des neurones se croisent au niveau du bulbe rachidien, si le cortex moteur droit est touché, la paralysie sera du côté gauche et inversement.

En revanche, une lésion de la moelle épinière va entraîner une paraplégie c’est-à-dire une paralysie des membres inférieures ou de la partie basse du corps.

  • Le corps sera paralysé en dessous de l’endroit où la moelle épinière a été sectionnée, le message nerveux est stoppé.

De plus, chaque motoneurone est relié à un neurone pyramidal et à des neurones sensoriels. Au niveau de chaque neurone, un train de potentiels d’action va provoquer l’exocytose de neuromédiateurs au niveau de la synapse neuro-neuronique. Les neuromédiateurs vont alors se fixer sur les récepteurs du motoneurone.

Les messages nerveux peuvent être excitateurs ou inhibiteurs.

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À retenir

Le motoneurone va réaliser une intégration des informations de chaque neurone, c’est-à-dire qu’il va additionner les messages nerveux qu’il a reçus pour le transformer en un message nerveux unique.

Si la somme des messages reçus par le motoneurone dépasse le seuil d’excitabilité, alors un message nerveux unique va être transféré le long de l’axone jusqu’au muscle. Si la somme ne dépasse pas le seuil, aucun message ne sera transmis.

Conclusion :

Pour qu’un mouvement volontaire soit effectué, plusieurs aires du cerveau sont mises en jeu. Tout d’abord, les données sensorielles sont intégrées puis transmise au cortex moteur. L’information est alors planifiée et préparée au niveau de l’aire prémotrice et de l’aire motrice supplémentaire. Celle-ci est alors transmise à une zone spécifique de l’aire motrice primaire.

Le message nerveux va parcourir l’axone du neurone pyramidal jusqu’au motoneurone. Enfin, le motoneurone va transmettre au muscle l’ordre d’effectuer le mouvement.