Cours 11 Flashcards
Les structures vocales (pas important)
La production de la parole nécessite l’activation d’une centaine de muscles! Tous commandés par le cortex moteur.
L’air qui sort des poumons fait vibrer les cordes vocales situées dans le larynx. La production d’un son provient de la fréquence de vibration des cordes vocales.
Le son produit par les vibrations est ensuite modulé par les structures supérieures dont le pharynx, la bouche et le nez
Les aires du langage dans l’hémisphère gauche: aire de Broca
L’aphasie est la perte partielle ou complète de l’utilisation du langage consécutive à des lésions cérébrales (les autres facultés cognitives sont intactes).
En 1861, un patient presque incapable de parler se présenta au neurologue français Paul Broca : le seul son qu’il pouvait émettre était « tan », et c’est ainsi qu’on appela ce patient « Tan ».
Tan décéda peu de temps après et l’autopsie post-mortem démontra une lésion du lobe frontal dans l’hémisphère gauche.
Après d’autres autopsies de patients avec troubles du langage consécutif à des lésions cérébrales, Broca conclut que l’expression du langage est contrôlée par une aire du lobe frontal de l’hémisphère gauche, car la parole n’était pas perturbée par les lésions de l’hémisphère droit.
C’était la première démonstration de l’existence d’une localisation anatomique des fonctions cérébrales.
La dominance hémisphérique du langage
La procédure de Wada est une méthode pour déterminer le rôle des 2 hémisphères dans le langage. L’anesthésie d’un des 2 hémisphères a permis de démontrer que l’expression orale est altérée seulement par l’anesthésie de l’hémisphère gauche.
Fig. A: Méthode: injection d’un barbiturique (sédatif, anesthésiant) à effet rapide (Amytal) dans la carotide d’un côté du cou. La solution se répand dans le flux sanguin de l’hémisphère ipsilatéral et a un effet anesthétique pendant 10 minutes. (Effet soudain et violent: paralysie et perte de sensation des membres du côté du corps controlatéral par rapport à l’injection.)
Une injection pratiquée dans l’hémisphère dominant pour la parole rend le patient incapable de parler; tandis qu’une injection dans l’autre hémisphère n’affecte pas la parole.
Donc certaine personne se serait bilatéral (AVC = bilatéral = permet l’adaptation)
Aire de Wernicke
En 1874, le neurologue allemand Karl Wernicke signala qu’une lésion située sur la surface supérieure du lobe temporal gauche, entre le cortex auditif et le gyrus angulaire, compromet la compréhension. C’est l’aire de Wernicke.
Tandis que l’aire de Broca, responsable de la production de la parole, est située à proximité des zones du cortex moteur qui contrôlent les mouvements de la bouche et des lèvres.
Analyse récente du cerveau de «Tan»
Nina Dronkers a re-analysé avec l’IRM le cerveau du patient de Paul Broca, Monsieur Leborgne (« nommé Tan »), et a découvert que, ce qu’on appelle l’aire de Broca, n’était en fait que partiellement détruite chez ce patient. Par contre, il y avait de larges lésions dans l’insula et dans des faisceaux de fibres majeurs de cette région, tels que le faisceau arqué et le faisceau longitudinal supérieur (FLS).
Aphasie de Broca
Le syndrome de l’aphasie de Broca est aussi qualifié de moteur ou non fluent. Le patient a des difficultés à parler mais comprend le langage écrit ou parlé.
Symptômes:
- difficulté à trouver les mots (anomie)
- discours style télégraphique (s’arrête souvent)
- utilise principalement les noms, verbes et adjectifs (pas les articles, conjonctions, etc.)
Aphasie de Wernicke
L’aphasie de Wernicke est opposée de celle de Broca, le langage est fluide et volubile, mais manque de sens ou de suite logique.
Pour vérifier le niveau de compréhension d’un patient, on lui demande (oral ou par écrit) de faire semblant de se brosser les dents, de placer l’objet A au-dessus de l’objet B.
Le patient peut lire les cartons mais ne comprend pas les questions.
Symptômes: Absence de compréhension.
Le modèle de Wernicke-Geschwind
Tâche No 1 : La répétition de mots entendus
Oreille -» nerf auditif-» cortex auditif
-» aire de Wernicke : décodage des mots (compréhension)
-» transfert par le faisceau arqué (pour pouvoir répéter les mots)
-» aire de Broca: planification des muscles
-» cortex moteur : lèvres, langue, larynx,…
Tâche no 2: Lire à haute voix un texte écrit
Yeux -» nerf optique, tractus et radiations optiques-» -» cortex visuel
-» gyrus angulaire : interprétation de ce qui est écrit; traitement des aspects phonologiques et sémantiques du langage
-» aire de Wernicke -» faisceau arqué
-» aire de Broca -» cortex moteur (lèvres, langue, larynx,…)
Aphasie de conduction
L’aphasie de conduction serait due à une lésion des fibres du faisceau arqué, qui interrompt la connexion entre l’aire de Wernicke et l’aire de Broca tout en préservant l’intégrité de ces deux aires.
Symptômes: Difficulté dans les tests de répétition de mots:
- Mauvaise performance
- Transformation ou omission de mots
- La compréhension est préservée
Aphasie des personnes qui utilisent le langage des signes
Chez les individus qui utilisent le langage des signes, les lésions de l’hémisphère gauche entrainent des déficits du langage comparables à ceux d’un aphasique verbal.
- Dans certains cas proches de l’aphasie de Broca, la compréhension est préservée, mais la capacité à « parler » avec le langage des signes est sévèrement altérée alors que les mouvements des mains ne sont pas touchés (donc pas un problème de contrôle moteur).
- Dans l’aphasie de Wernicke par le langage des signes, le patient utilise les signes avec facilité mais se trompe souvent. Il a aussi de la difficulté à comprendre les gestes d’autrui.
Split-brain
Chez un patient split-brain, les hémisphères cérébraux sont séparés chirurgicalement pour des raisons thérapeutiques. Le plus gros faisceau d’axone, qui est responsable de la communication entre les hémisphères est le corps calleux
Basé sur des travaux antérieurs, qui avaient montré qu’une section du corps calleux sur les animaux, incluant les singes, n’avait pas entrainé de déficit majeur sur leur comportement; les chirurgiens ont sectionné les fibres du corps calleux chez l’homme pour traiter certaines formes sévères d’épilepsie (pour l’empêcher de s’étendre à l’autre hémisphère).
Traitement du langage chez les split-brain: stimulation visuelle d’un hémisphère
Pour tester les patients split-brain, les stimuli visuels doivent parvenir à un seul hémisphère. Comme on l’a déjà vu, le champ visuel gauche est perçu par l’hémisphère droit et le champ visuel droit par l’hémisphère gauche.
Un stimulus visuel est donc brièvement appliqué au niveau des champs visuels droit ou gauche à l’aide de projecteurs et d’obturateurs.
Des images ou des mots sont projetés sur un écran:
- S’ils sont projetés dans le champ visuel droit, ils parviennent à l’hémisphère gauche (langage) et peuvent être nommés sans difficulté.
- S’ils sont projetés dans le champ visuel gauche et parviennent à l’hémisphère droit, le sujet dit qu’il ne voit rien. Pas de communication entre les hémisphères
Compréhension du langage par l’hémisphère droit
Le mot « Balle » est présenté dans le champ visuel gauche d’un sujet split-brain :
- Le sujet dit qu’il ne voit rien car l’hémisphère gauche, qui contrôle normalement la parole, ne perçoit pas le mot, alors que l’hémisphère droit, qui voit le mot, ne sait pas parler.
- En l’absence du corps calleux, l’information sur le mot ne peut pas être transférée à l’hémisphère gauche, qui a la faculté de verbaliser.
- Cependant, la main gauche, qui est contrôlée par l’hémisphère droit, peut identifier un objet correspondant au mot simplement en le touchant.
L’insula prédit mieux la dominance hémisphérique
La zone cérébrale qui parait présenter la meilleure corrélation, et donc la meilleure valeur prédictive sur la dominance hémisphérique, est l’insula.
Cependant, peu d’études ont été faites sur l’implication de cette région dans le langage.
L’insula est plutôt connue pour son implication dans les émotions et la perception du goût.
Donc, il n’y a pas de conclusion claire sur le rôle de l’asymétrie hémisphérique de l’insula, car on ne connait pas encore la fonction joué par l’insula dans le langage.
Effet de la stimulation électrique chez 3 patients traités pour une épilepsie grave.
La stimulation de petites zones du cortex en différents points a des effets spécifiques sur la langage (les patients ne sont pas anesthésiés et peuvent donc parler):
Le langage n’est pas limité aux aires de Broca et de Wernicke, même si celles-ci restent très importantes; il est plus complexe que le modèle de Wernicke-Geschwind. D’autres aires corticales sont aussi impliquées et il y a une grande variabilité interindividuelle.
Langage des signes
Voir photo
- Haut: sujets témoins - lecture de l’anglais Aires de Broca et Wernicke activées.
- Milieu: sujets témoins – perception du langage des signes, mais ils ne le comprennent pas.
Aucune activité particulière. - Bas: sujets sourds – lecture du langage des signes.
Aires de Broca et Wernicke activées à gauche: le langage des signes utilise les mêmes structures nerveuses que les sujets qui entendent normalement.
De plus, les images montrent l’activation des aires du langage dans l’hémisphère droit; le gyrus temporal supérieur (rouge) qui contient le cortex auditif est activé par la présentation des signes!
Zones rouges : plus activées, zones jaunes: moins activées
Lecture en Braille
Image de TEP-scan chez un sujet qui lit le Braille.
La lecture du Braille (par les doigts) active le cortex somatosensoriel.
Il y a en plus une activation du cortex visuel ! (En jaune).
Il y aurait, comme chez les sourds, une réorganisation fonctionnelle du système nerveux (plasticité cérébrale).
Le premier EEG humain publié
Aujourd’hui, l’EEG est essentiellement utilisé pour le diagnostic de certains états pathologiques, particulièrement les crises d’épilepsie et pour l’étude des différents stades du sommeil
Emplacement des électrodes pour un EEG
Une vingtaine d’électrodes sont placées à des endroits du cuir chevelu et reliées à un amplificateur et enregistrées. Des différences de potentiel (de quelques dizaines de microvolts) d’amplitude sont mesurées entre des paires d’électrodes.
L’EEG représente la différence de potentiel enregistré entre chacune de ces électrodes et une électrode de référence extracéphalique, c’est-à-dire non située sur le scalp mais sur le lobe de l’oreille).
Champ électrique généré par les courants synaptiques au niveau des cellules pyramidales:
C’est l’activité simultanée de plusieurs milliers de neurones qui génère un signal d’EEG assez fort pour être détecté. (C’est le dipôle qui permet le signal)
La synchronisation de l’activité des cellules corticales génère un EEG
a) Population de cellules pyramidales situées sous une électrode de EEG.
b) Décharge irrégulière des neurones pas de signal détectable en surface.
c) Si les neurones sont excités simultanément, les faibles signaux s’additionnent et génèrent un signal à la surface du crâne.
L’amplitude du signal dépend du degré de synchronisation de l’activité des neurones.
Représentation d’un EEG caractéristique
Les rythmes sont classés selon leur fréquence et porte le nom d’une lettre grecque.
- rythme delta : lents (≤4Hz) et grande amplitude: sommeil profond.
- rythmes alpha (α) :(8 à 13 Hz): état de quiétude pendant l’éveil; d’amplitude plus importante dans les aires occipitales.
- rythmes gamma (y) (30 à 90Hz) sont parmi les plus rapides; état d’attention soutenue.
- fuseaux du sommeil (8 à 14Hz): état de sommeil
Premières secondes d’enregistrement:
- rythme α: état de quiétude pendant l’éveil
- Ouverture des yeux: suppression du rythme α.
Synthèse des rythmes observés sur EEG
• Généralement, les rythmes de haute fréquence et de faible amplitude sont associés à la vigilance et à l’éveil, ou aux phases de rêve du sommeil.
• Les rythmes de basse fréquence et de grande amplitude, correspondent aux phases du sommeil sans rêve, ou à l’état pathologique du coma.
• Durand l’éveil, l’activité des neurones corticaux est relativement élevée, mais aussi relativement peu synchronisée (par exemple les ondes gamma).
Rythmes EEG chez plusieurs espèces
Les rythmes servent probablement à coordonner l’activité de différentes régions du cerveau.
Les rythmes de l’EEG sont remarquablement constants chez tous les mammifères de la souris à l’humain; mais il y a certaines exceptions, par exemple les lapins, les chauves-souris et les hamsters ne possèdent pas de rythme alpha.
Deux mécanismes de synchronisation des rythmes
La synchronisation des oscillations périodiques d’un grand ensemble de neurones peut se réaliser de deux façons:
a) La synchronisation des rythmes peut être obtenue à partir d’un générateur unique (pacemaker).
b) Ou peut être la conséquence d’un comportement collectif de tous les participants.
Modèle d’oscillateur à 2 neurones
Un circuit neuronal très simple formé d’un neurone excitateur et un neurone inhibiteur peut générer des décharges discontinues, ce qui crée les rythmes.
a) L’afférence excitatrice est activée en permanence
b) Le neurone excitateur (vert) active le neurone inhibiteur (noir)
c) Le neurone (noir) inhibe le neurone excitateur.
Lorsque le neurone vert est inhibé, le neurone noir n’est plus stimulé (donc ne peut plus inhiber). Comme l’afférence excitatrice est active en permanence, on recommence le cycle!
Partern on/off qui crée le rythme
On retrouve un tel circuit par exemple dans le thalamus.
Les rythmes thalamiques génèrent les rythmes corticaux.
a) Les neurones thalamiques, grâce aux propriétés intrinsèques de ses neurones et à leurs interconnexions, génèrent des décharges très rythmiques, comme un pacemaker.
b) Les rythmes coordonnés du thalamus sont transmis au cortex par les projections thalamocorticales qui excitent les neurones corticaux.
D’autres rythmes corticaux ne dépendent pas du générateur thalamique mais dépendent de la coopération entre les neurones corticaux eux-mêmes (diapo 10).
Crises d’épilepsie
L’épilepsie affecte 0,7% de la population mondiale; elle est plus commune dans les pays en développement dû aux infections et au manque de soins prénataux.
Les crises généralisées impliquent la totalité du cortex des deux hémisphères.
Les crises partielles sont localisées.
Dans les 2 cas, les neurones génèrent des décharges hypersynchrones anormales (production de grands signaux électroencéphalographiques).
- L’épilepsie chez l’enfant peut être liée à des causes génétiques ou à des pathologies de l’enfance; mais dans plusieurs cas la cause est inconnue.
- Chez les personnes âgées, elle est souvent la conséquence d’AVC, de tumeurs ou de la maladie d’Alzheimer.
Les gènes impliqués dans l’épilepsie
• Les gènes qui ont déjà été identifiés codent pour des canaux ioniques, des transporteurs ou des récepteurs.
• Par exemple, une mutation sur les canaux sodiques peut faire qu’ils restent ouverts plus longtemps, donc le neurone devient hyperexcitable.
• Ou au contraire, c’est le GABA (inhibiteur) qui est moins efficace : défaut du récepteur, des enzymes de synthèse ou du mécanisme de libération.
• Il y a donc un déséquilibre entre l’excitation et l’inhibition synaptique dans le cerveau. Trop/pas assez
EEG d’une crise d’épilepsie généralisée
Une crise d’épilepsie généralisée débute brutalement et est synchronisée sur toute la tête avec des signaux de grandes amplitudes (tous les neurones corticaux sont activés).
La crise entraine une perte de conscience avec une phase de contractions musculaires tonicocloniques. Durant la phase tonique, il y a un raidissement et une contraction soudaine des muscles; durant la phase clonique, le corps s’agite rapidement
Les crises partielles sont plus localisées, elles débutent dans une partie du cerveau et se propagent.
- Si elles débutent dans le cortex moteur: provoquent des mouvements cloniques limités à un membre.
- Si elles débutent dans une aire sensorielle: provoquent une sensation anormale nommée aura (odeur, lumière).
- Elles peuvent susciter des impressions de déjà vu.
- Elles peuvent aussi siéger dans l’hippocampe ou l’amygdale.
