Cortex moteur Flashcards
Dans le cerveau où se trouve le cortex moteur, sur quel mur et quels sont ses noms
Le cortex moteur est dans le lobe frontal. Chez l’humain, les cortex sensorimoteurs sont localisés respectivement dans le mur antérieur (rostral = moteur) ou postérieur (caudal = sensoriel) du sulcus central. Le cortex moteur primaire est aussi appelé l’aire 4 de Brodmann ou M1.
Quelles sont les afférences et projections du cortex moteur
Le cortex moteur reçoit des afférences de plusieurs systèmes qui raffinement les commandes motrices dont les ganglions de la base et le cervelet. Les projections peuvent être directement à la moelle épinière, mais aussi (la majorité) indirectes dans le tronc (synapse sur les noyaux) pour affecter les voies descendantes (rubrospinale, réticulospinale…).
Qui possède une aire prémotrice (et combien y’en a-t-il)
6 aires prémotrices bien définies chez l’humain et le singe.
Définir l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI) et ses pours et contres
Méthode non-invasive, non-douloureuse. Permet la prise de données directe sur l’humain. Signal hémodynamique (pas électrique = indirecte). Mouvement de l’eau dans le cerveau (lent, mesure l’afflux sanguin variable selon la demande en énergie). Basse résolution temporelle (en sec). On peut voir le cerveau au complet. Signal plus faible, difficile dans l’interprétation. (spatial ++, temporel - -)
Définir le magnétoencéphalographie (MEG) et ses pours et contres
Changements magnétiques causés par l’activité des neurones. Résolution temporelle très bon (milisecondes). Signal cortical (surface). Mauvaise résolution spatiale. Coûte cher. Électrode directement sur le crâne (EEG). Lecture à travers le crâne de l’activité des neurones. (spatial - -, temporel ++).
En quoi consistait les premières études sur l’organisation du cortex moteur (3)
1- Tester sur un macaque en posant des électrodes directs sur la dure-mère (sous le crâne) pour stimuler des zones précises et voir le mouvement. Observation : les mouvements sont controlatéraux à la stimulation et suivent une organisation médio-latéral (MI, MS, tête). Première représentation de l’homonculus.
2- Pr. Penfield collecte des données sur 400 patients lors de chirurgie pour enlever des zones du cerveau chez les épileptiques. Voit une organisation médio-latérale le long du sulcus centrale. Organisation encore grossière.
3- Proposition de l’homonculus avec une organisation médio-latérale. Certaines parties du corps ont une plus grandes représentations corticales pour un contrôle fin (lèvres, bouche, langue, mains et doigts). La représentation n’est pas fidèle aux données physiologiques.
Donner un exemple de stimulation (des neurones) non-invasive pouvant être faite chez l’humain
Stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Champs magnétique focal (1 cm cube). Sécuritaire et non douloureux. On peut enregistrer les réponses évoquées dans les muscles.
Décrire la méthode de stimulation invasive : microstimulation intracorticale (ICMS)
On stimule directement les neurones grâce à une électrode placé directement dans le cerveau, sur la couche 5 (car c’est là que la stimulation sera la plus efficace et qu’il y aura un mouvement). On utilise des trains de stimulations (sommation temporelle des décharges), pour imiter le profil d’activité du neurone, qui ne décharge pas une impulsion à la fois, mais une sommation temporel. On peut évoquer des mouvements précis spécifiques avec des microcourants. Augmentation majeure de la résolution spatiale (parfaite). Grâce à l’ICMS on peut obtenir des cartes motrices précises et complètes avec une résolution de 250 micromètre.
En ayant passer un ICMS (microstimulation intracorticale) à un animal éveillé, qu’a-t-on pu découvrir
Elle a été faite chez l’animal éveillé sur plusieurs centaines de sites par animal afin de faire les cartes motrices où l’ordre à été établi, de médial en latéral comme étant MI, MS, face. Or, l’organisation médio-latérale à l’intérieur du membre supérieur ne suit pas l’organisation attendue. La division de chaque section se fait en faire à cheval.
Expliquer l’organisation/division des cartes motrices en fer à cheval
Si on regarde les mouvements évoqués par les divers sites corticaux, les mouvements proximaux (ex : épaule) forme le fer le plus externe, ensuite il y a une zone de coactivation (proximal/distal) qui fait le fer moyen et finalement à l’intérieur un troisième plus petit fer pour les mouvements distaux (ex : coude). La topographie des mouvements en fer est la mène pour les muscles (proximaux en couche externe, distaux en interne et mélangé au milieu).
Qu’est-ce qui explique l’organisation en mosaïque dans M1 (cortex moteur)
Convergence et divergence des projections corticospinales. Les mouvements distaux et proximaux sont divisés en mosaïque dans le fer à cheval.
Définir la convergence et la divergence
La convergence consiste à ce que plusieurs neurones envoient leurs projections/influx à un seul muscle. La divergence consiste à ce qu’une stimulation en un point précis (ex sur le téton) envoie la stimulation à plusieurs neurones (pools neuronal).
Comment a-t-on fait pour découvrir la convergence et la divergence
Pour découvrir la convergence, on a fait un ICMS dans le cortex moteur et des enregistrements de motoneurones dans la moelle épinière et on a remarqué que la stimulation de plusieurs zones corticales amenait le même motoneurone à décharger. De plus, plus il y a de neurones qui convergent vers le même muscle, plus le signal est intense.
Pour découvrir la divergence, on a fait une injection de HRP dans un neurone corticospinal pour montrer des projections sur les pools de motoneurones innervant 4 muscles différents (donc le neurone corticospinal à des dendrites allant à 4 pools neuronal, donc 1 neurone parle à plusieurs muscles). Les projections ne se font pas forcément dans des muscles synergiques, mais reste dans son territoire neuronal (ex : 1 groupe pour C7). Quand 1 neurone décharge plusieurs muscles réagissent.
Expliquer l’expérience comparant la divergence et convergence des
connections cortico-corticales de M1 à celles du cortex somatosensoriel et expliquer les différences
Injection de traceur (HRP) dans la représentation des doigts de M1 (mur antérieur). Traceur bidirectionnel montrant les inputs et outputs de M1. Les connections ne respectent pas de topographie claire. Théoriquement, si des neurones dédiés aux doigts parle seulement à des neurones dédiés aux doigts aussi on devrait seulement avoir des actions sur les doigts, mais ce n’est pas le cas (on voit aussi poignet, coude, épaule). Dans le cortex moteur, tout se parle, les mouvements ne sont pas isoler, mais intégrer, pour permettre les ajustements posturaux en proximal malgré un message pour des muscles distaux. Alors qu’à l’inverse, dans le cortex somatosensoriel (mur postérieur), les connections sont très différentes et respectent la topographie. Dans le moteur on doit savoir ce que le reste du corps faire, mais dans le sensoriel on doit savoir précisément où se trouve la stimulation, on ne veut pas la ressentir ailleurs.
Décrire l’anatomie globale des voies descendantes
Cortex moteur (cellules pyramidales dans la couche 5) –- Capsule interne — Voie pyramidale (projection corticobulbaire) — Voie corticospinale (10% arrive par voie ventrale (directe pour innerver les muscles proximaux du tronc) et 90% arrive par voie latéral, car la majorité des fibres décussent).
Quelles sont les voies descendantes corticales innervées via la capsule interne
les voies corticostriatale (noyaux gris centraux), corticopontique (cervelet), cortico-rubrale (noyau rouge) et cortico-réticulaire.
Quelles sont les 2 voies descendantes pouvant avoir autant un contrôle automatique (spinale/réflexe) que cortical
Ainsi le cortex peut établir un contrôle sur les voies réticulospinale et rubrospinale, bien que plusieurs mouvements volontaires peuvent être automatisé par ces voies sans l’influence du cortex (marche automatique), on peut aussi porter attention pour avoir un impact cortical sur ces voies (ajustement de la marche)
Quelles sont les 2 voies corticales issues de la voie pyramidale
Voie corticospinal : Peut être antérieur ou latéral pour le contrôle volontaire du corps,
Voie corticobulbaire : Est pour le contrôle volontaire de la tête et du cou.
Comment fonctionne l’expérience liée à l’enregistrement de neurones unitaires dans le cortex moteur
Enregistrement pendant que l’animal fait une tâche. L’électrode est placé sur la dure-mère (pas douloureux). Pendant la tâche on descend l’électrode et on corrèle l’activité unitaire du neurone avec l’activité motrice. Enregistrement du muscle en même temps pour isoler la contraction avec l’activité du neurone.
Quelles sont les conclusions/observations de l’expérience liée à l’enregistrement de neurones unitaires dans le cortex moteur
Chaque neurone de M1 a tendance à se décharger lors des mouvements d’une partie particulière du corps (mouvement spécifique comme extension du poignet). Les neurones de la même colonne auront le même type de décharge (sur toutes les couches de la même colonne). Les neurones enregistrés lorsqu’on a descendu l’électrode à travers les différentes couches de M1 avaient tendance à décharger lors des mouvements de la même partie du corps = organisation en colonne.
Définir le test du singe centre vers cible et les conclusions/observations de l’étude (+ quelle est la technologie développée grâce à ces observations)
La main du singe part au centre et doit atteindre une cible placée à plusieurs angles précis lorsque cette dernière s’allume et revenir au centre après. Un neurone va envoyé un pic à un angle général, le neurone n’est pas intéressé à une direction ultraspécifique, mais plus une zone approximative de préférence. Tous les neurones envoient en même temps, or il y a une addition de chaque pour faire une résultante. En regardant l’activité neuronal on peut prédire ce que le singe va ou veut faire.
**Grâce à ces connaissances, on peut reconstruire les intentions par des matrices d’électrodes qui vont enregistrer les activités neuronales permettant au singe de contrôler un robot à 100% grâce à l’intention (les neurones).
Que peut être montrer par un traceur anatomique antérograde transporté le long des axones corticospinaux du cortex cérébral vers la moelle épinière
Il montre l’évolution de la voie corticospinale et les terminaisons cortico-spinales. On voit les changements associés à la complexification des mouvements. Permet de voir l’activité des mouvements fins. Les projections sont dans les zones intermédiaires et antérieur de la moelle épinière par l’aire motrice primaire. L’aire prémotrice se rend aussi jusqu’à la zone intermédiaire (mais fait des synapses avant).
Dans la voie corticospinale, où la majorité des axones corticospinaux font-ils synapses (et le lien avec la motricité fine)
La majorité des axones corticospinaux font synapse sur les interneurones spinaux dans la zone intermédiare de la moelle épinière chez tous les mammifères Or, chez les primates, certains axones corticospinaux font synapse directement sur les motoneurones alpha dans lamina 9 de la corne ventrale. Ces neurones corticospinaux sont appelés « cellules corticomotoneuronales (CM)», plus l’espèce est capable de faire des mouvements précis, plus elle en aura. Leurs corps cellulaires se trouvent presque exclusivement dans M1.
Qu’est-ce que les terminaisons corticomotoneuronales (monosynaptiques)
C’est la localisation des neurones avec des connections cortico-motoneuronales directes. Transmetteur transsynaptique montre les connexions motrices directes monosynaptique *saute une synapse en montant au cortex.
