Cours 16: cortex moteur (Kym) Flashcards
Rappel anatomique des lobes du cerveau :
Nomme chaque lobe.
Dans quel lobe se trouve le cortex moteur?
Dans quel lobe se trouve le syst. somesthésique?
Cortex moteur (M1) -> lobe frontal
Syst. somesthésique -> lobe pariétal
Quel est le système moteur descendant principal ?
Le cortex moteur (mais principalement le cortex moteur primaire)
Cortex moteur primaire (M1) = aire 4 de Brodmann
Nomme les gyrus et les sillons présents sur l’image.
Rôle du cortex moteur?
- Planification
- contrôle (commande et guidage) du mvt volontaire
(à un rôle dans l’initiation du mvt)
Surtout retenir question d’avant (se concentre moins sur ça)
Nomme les 2 systèmes (moteur) descendants et leurs rôles?
Quel est le type de neurones qu’on retrouve dans ces deux systèmes?
Cortex moteur : planification, commande et guidage des mouvements volontaires.
Centres du tronc cérébral : Mouvements de base et de contrôle postural
Neurones moteurs suprasegmentaires
Situez le:
Cortex prémoteur (la zone secondaire/associative):
Cortex moteur primaire) (la zone primaire) (M1 ou aire 4 de Brodmann):
Aire associative (cortex prémoteur): juste devant l’aire primaire
Aire primaire (cortex moteur primaire): Lobe frontal a/n du gyrus précentral, juste devant sillon/sulcus central
Nommer les aires prémotrices chez l’humain et le primate (macaque)
Ceux-ci on projection avec quoi?
Quel est le rôle du cortex prémoteur?
Quel a un plus gros impact si atteinte du cortex moteur vs cortex prémoteur?
On a les même cortex prémoteur chez l’humain et le macaque:
- Cortex prémoteur ventrale/dorsale
- Aire motrice supplémentaire
- Aire motrice cinguaire (ou aire cinglé-moteur)
Tous ces aires ou cortex là on des projections avec le cortex moteur primaire (M1) et aussi des projections descendante (vers ME)
Rôle: raffinement du mvt et plannification du mvt
Si atteinte cortex moteur = grave, car tt va là vs le cortex prémoteur c’est pour des trucs plus précis donc moins grave.
Le cortex moteur envoie des informations vers quelles structures ?
Tronc cérébral
Moelle épinière et/ou plus directement vers motoneurones alpha
Le tronc peut aussi envoyer des infos sans que le cortex ne lui demande.
Le cortex moteur contrôle des voies directes et indirectes. Lesquelles (donne 4 exemples) ?
Voies indirectes :
Rubospinale (noyau rouge)
Réticulo-spinale
Vestibulo-spinale
Voie directe :
Cortico-spinale
L’humain a combien d’aires prémotrices ?
6
Quelles sont les 3 méthodes non invasifs pour l’étude du système moteur ?
Quelle est l’inconvénient de ces méthodes ?
Parmi ces méthodes :
Laquelle est la plus utilisée?
Laquelle a le plus de résolution temporelle ?
- L’imagerie par IRM fonctionnelle (la + utilisée)
- Magnétoencéphalographie (+ de résolution temporelle)
- La stimulation magnétique transcranienne
L’inconvénient de ces méthodes est qu’on ne peut pas être précis dans l’étude du système moteur. (Pour IRM mauvaise résolution temporelle) MEG (mauvaise résolution spatiale)
Quel est l’inconvénient de la stimulation électrique de la dure-mère?
Peu précis et nécessite bcp de courant
Comment fonctionne l’imagerie par IRM fonctionnelle ?
Elle image le flot sanguin. Celui-ci se dirige en grande quantité dans les régions du cerveau qui sont les plus actives. Ainsi, les chercheurs ont la capacité de savoir quelles zones du cerveau sont activées lors de tests.
L’IRM fonctionnelle analyse ___________. Elle est indirecte, c’est-à-dire qu’elle n’analyse pas _____________.
B) nommer un avantage et 2 désavantages de cette technique
A) analyse le flux sanguin.
Analyse pas l’activité neuronale
B) avantage= peut observer lors d’une tâche
Désavantges= décallage temporel et donc diminution de précision
Comment fonctionne la magnétoencéphalographie?
Elle utilise l'activité électrique du cerveau avant, au début et à l'arrêt du mouvement pour savoir quelles zones du cerveau sont activées, etc.
(on enregistre activité neuronal)
Expliquer généralement ce que l’ensemble des premières méthodes d’études ont permis de conclure.
- première cartographies du cortex morteur primaire (en médial = pied et en latéral = visage) = début de l’homonculus)
- Chez humain, organisation médio-lat systématique (M1 de chaque personne a la même organisation)
- découverte de l’aire prémotrice (SMA)
- on a réalisé que les différentes parties du corps représentées dans M1 pouvaient être superposée dans une région du cerveau
slide 10-11
Comment fonctionnaient les premières études de l’organisation du cortex moteur (M1) ?
Qu’est-ce qu’elles ont conclu?
Les chercheurs stimulaient des régions du cerveau (en chx) et faisaient une carte, à la main, des régions corticales stimulées et des réponses du corps.
Ils ont conclu que le cortex moteur a une organisation somatotopique.
Que peut-on dire de l’emplacement des MI, MS et du visage dans la coupe coronale du cortex moteur ?
MI en supérieur et en médial
MS au centre et en latéral
Le visage en inférieur et en latéral
V ou F : dans le cortex moteur, il y a beaucoup de superposition des régions du corps, ce n’est pas aussi précis que l’homonculus.
Vrai.
Selon moi, c’est compréhensible car on ne fait pas de mouvement isolé. On a des mouvements qui sont combinés d’où la superposition.
Comment fonctionne la stimulation magnétique transcranienne et qu’est-ce qu’elle permet ?
C’est un simulateur qui émet un champs magnétique qui dépolarise les neurones d’une région corticale choisie et cela permet de déclencher un mouvement.
Elle permet de créer une carte motrice (mes notes (à la personne)).
(nouvelle techno, pas invasif) (champs magnétique, permet de comprendre patho ou voir comment tx agit sur patho (peut être comme trouble psycho ou dlr chronique. Permet de prendre neurone pyramidaux et permet de voir dans quel muscle j’ai une contraction musculaire)
Nomme une méthode invasive pour l’étude du système moteur. Explique son fonctionnement.
Quelle est l’avantage des méthodes invasives ?
ICMS (simulation invasive) : cartographie par microstimulation intracorticale. Cette méthode consiste à stimuler différentes régions et couches (layers) du cortex par plusieurs faibles stimulations.
Avec des stimulations de "trains de courte durée", on stimule directement un neurone pyramidale de la couche 5 de M1, ce qui induit la réponse motrice d'une certaine région. En changeant, le lieu de la stimulation, on peut voir si on induit la même réponse motrice ou une autre réponse motrice = organisation du cortex en mosaique
(Les électrodes sont insérés dans la couche 5 du cortex moteur (a/n cellules pyramidaux) (important à savoir selon prof) on injecte un micro-courant et on enregistre le mouvement produit alors qu'autrefois la stimulation était a/n de la dure-mère)
Les méthodes invasives nous permettent d'être plus précis dans l'étude du système moteur. (Avantage: meilleure résolution spaciale (en utilisant moins de courant)
Cytoarchitecture de M1
Nommer une particularité des cellules pyramidales de la couche 5 du cortex moteur.
très grosses cellules (parfois visible sans microscope) avec axones très long (près de 1m d’axone dans notre corps)
Pourquoi dans l’ICMS on stimule les régions corticales avec peu de courant?
Pour comprendre l’organisation corticale de façon plus précise. Ne pas stimuler plusieurs régions du corps en même temps.
À lire
Concernant l’ICMS :
Sachant qu’une stimulation avec faible courant n’est pas assez forte pour stimuler un muscle visuellement, combien de stimulations faut-il pour avoir des effets clairs et significatifs sur un muscle ?
1000 stimulations
L’ICMS devient de plus en plus précis avec l’avancement de la technologie dans les années 80. Expliquer ce qu’on découvre avec le “singe pulse à basse fréquence” et le stimulus triggered averaging.
Organisation du MS en fer à cheval dans cortex moteur
On est passé d’une organisation homonculus à organisation médio-lat, on a encore ça, mais a/n du bras l’organisation c pas médio-lat et c’est fait en forme de fer à cheval.
Expliquer l’organisation en fer de cheval.
En périphérie du fer de cherval = contrôle des mvts proximaux
Au centre du fer de cheval = contrôle des mvts plus distaux
Expliquer le principe de convergence vs divergence
Divergence: 1 neurone corticospinal a des projections sur plusieurs motoneurones (innervant plusieurs muscles différents)
Convergence: stimulation de nombreuses zones corticales qui décharge sur 1 motoneurone
Qu’est-ce qui expliquerait l’organisation en mosaique dans le cortex moteur (M1) ?
La convergence et divergence des projections corticospinales.
Comment peut-on étudier la convergence?
Pour étudier cette convergence, on utilise l’ICMS dans le cortex moteur et des enregistrements de motoneurones dans la moelle épinière.
Comment peut-on étudier le phénomène de la divergence des projections corticales ?
Explique les deux méthodes d’études.
On étudie ce phénomène par :
- injection de HRP (un traceur absorbé par les neurones) dans un neurone corticospinal. Ce traceur va nous montrer les projections d'influx nerveux qu'effectue le neurone sur un ensemble de motoneurones.
- Spike triggered average of rectifed EMG (STA) : Représente la moyenne d'activité dans le muscle suite aux dizaines de milliers de stimulations/décharges du neurone. Elle montre la corrélation entre la décharge de neurones corticaux individuels et l'activité musculaire: le plus le neurone décharge et le plus il y a de probabilité que plusieurs muscles déchargent.
Suite à l’expérience d’injection du traceur HRP dans la représentation des doigts de M1, que peut-on voir/conclure ?
Les connections/projections antérogrades (entre neurones et motoneurones) ne respectent pas de topographie claire. Le concept de convergence et divergence est donc partout, à tous les niveaux.
Traceur bidirectionnel montrant les inputs et outputs de M1.
Les connections dans le cortex somatosensoriel sont comment par rapport à celles du cortex moteur ? Donne un exemple qui supporte ta réponse.
Les connections sont très différentes et respectent la topographie. En effet, les projections restent concentrées dans la même région dans le cortex somatosensoriel contrairement à dans le cortex moteur
Ex.: si on touche quelque chose avec notre deuixème doigt, on veut continuer de savoir que la sensation provient de cet endroit donc important d’avoir une somatotopie. Mais pour les mvts, rare qu’on fait mvt isolés. L’information doit plutôt être intégrée
Concernant l’ICMS, la stimulation par l’électrode est appliquée à une ou à différente profondeur ? Pourquoi ?
Différentes profondeurs, car le cortex moteur est organisé en un syst. de colonnes. Une colonne est attribuée à un muscle particulier donc on peut évoquer le même mouvement si on est en surface ou en profondeur de la même colonne.
Concernant l’ICMS, sachant que le cortex est un système de colonnes, si on veut stimuler un muscle particulier avec peu de courant, faudrait-il stimuler le cortex en surface ou en profondeur de la colonne? Pourquoi ?
En profondeur. Il faut moins de courant en profondeur parce que les neurones à ce niveau sont géants. (Notre but est de se rapprocher de nos corps neuronaux sinon on est loins et va pas autant bien)
Quelle couche du cortex préfère-t-on stimuler ? Pourquoi?
La couche 5, car c’est très profond et on y retrouve les neurones corticospinaux qui sont géants. Leur grosseur influence la conduction. En effet, la stimulation est TRÈS EFFICACE dans cette couche.
Concernant la stimulation de la surface corticale:
Combien d’intensité de courant faut-il pour avoir une excitation?
Concernant la stimulation de la profondeur corticale:
Combien d’intensité de courant faut-il pour avoir une excitation?
Surface: 0,2 mA = 200μA (gros volume pour un seuil de réponse)
Profonde: 5μA (petit volume pour un seuil de réponse à la couche 5)
Quelle est composition cellulaire (cytoarchitecture) du cortex moteur primaire (aire 4)?
Que peut-on dire des couches du cortex ? (mince ou épaisse?)
Neurones pyramidaux
Cellules de Betz (un type de neurones pyramidaux)
La couche IV est très mince, voire absente.
Elle est dite cortex agranulaire.
Bonus de compréhension: dans le cortex somesthésique, la couche 4 est épaisse et elle est dite cortex granulaire.
neurone pyramidal = grand neurone moteur à noyau de forme pyramidale
À LIRE SEULEMENT (PAS DS LES NOTES)!
Sachant que le cortex est replié sur lui même, donc qu’il a plein de sulcus (plein de plie de cerveau), qu’arrivera-t-il si on penche l’électrode et on la rentre à l’extrémité d’un sulcus (voir l’image pour comprendre ce que je veux dire).
Donc que peut-on conclure ?
On va stimuler un autre muscle du corps, car on se retrouve dans une autre colonne du cortex (ne pas oublier qu’il est replié!!! Donc, si on le déplis, on verrait mieux les colonnes qui se suivent).
Dans cette expérience, la colonne rouge stimulée par l’électrode stimule l’extension du pouce alors que la colonne lylas permet de stimuler l’abduction du pouce.
On peut conclure que chaque colonne est bien délimitée et que l’électrode n’activera pas les autres colonnes ainsi que les muscles qui sont attribués à ces colonnes.
Décris en détail le passage de l’influx du cortex moteur jusqu’à la voie corticospinale (directe) qui permettent les mvts distaux.
- L’influx part du cortex moteur, précisément des cellules pyramidales de la couche 5 de M1 et régions adjacentes projettent dans capsule interne.
- De capsule interne, projection vers voie pyramidale (ME contralat. ou ipsilat.)
- De la voie pyramidal décussation a/n de la ME en contra (90%) = contrôle MS/MI
- OU pas décussation et la voie pyramidale reste en ventral (ipsilatéral) (10%) = contrôle axial du corps
Après les deux voies deviennent la voie corticospinale ventrale et latérale dans la moelle épinière.
Quel est le trajet global (pas en détail) des voies indirectes (nomme les voies) débutant au cortex moteur?
L’influx part du cortex, précisément des cellules pyramidales de la couche V. C’est là qu’on retrouve les neurones corticospinaux.
Ces neurones passent par la capsule interne. Suite à cela, tout au long de la trajectoire de l’influx du cortex à la moelle épinière, il y aura de voies qui se forment :
- Voie cortico-rubrale
- Voie corticostriatale
- Voie corticopontique
- Voie corticoréticulaire
(ce que le prof à dit, mais juste à lire) Ces noyaux là vont influencer les noyaux gris centraux, noyau du pont qui reçoivent projection du cervelet, mais aussi du noyau rouge qui donne naissance à la voie rubro-spinale et la substance réticulé qui va donner naissance à la voie réticulo-spinale
V ou F : Chaque neurone de M1 a tendance à se décharger lors des mouvements d’une partie particulière du corps.
Donne un exemple qui soutient ta réponse.
Vrai.
Exemple : Une expérience a montré qu’un neurone moteur de M1 stimulé était plus spécifique à l’extension du poignet qu’à la flexion du poignet. Cette étude prouve l’affirmation émise.
En effet, on voit dans les stimulations du neurone et dans les graphiques de la position du poignet, qu’après chaque stimulation, il y a un mouvement d’extension qui se produit et jamais de flexion du poignet.
M1 = cortex moteur
L’activité du neurone précède TJS le mouvement (d’où le retard dans les graphiques)
Est-ce que l’affirmation de M. Georgopoulos était vrai ?
L’affirmation : différents neurones préfèrent différentes directions de mouvement ?
Donne un exemple/expérience qui prouve ta réponse.
Vrai.
Une expérience a prouvé l’affirmation :
Une équipe de chercheurs signalent, par une lumière verte, au singe d’amener un objet qu’il tient à des endroits demandés (se trouvant soit à gauche ou à droite). Les chercheurs ont constaté que le neurone étudié décharge plus à gauche qu’à droite. Le neurone préfère donc la direction gauche que la droite.
Est-ce vrai qu’on peut savoir la direction du sujet que par l’activité d’un neurone ?
Non, car certains neurones déchargent de façon égale pour 2 différentes directions.
Ex: dans l’image, on voit que le neurone 1 décharge de la même manière à 90° et à 270°. Donc, en étudiant que la décharge du neurone 1, on ne pourra pas savoir si au moment où il décharge à 40%, on est à 90 ou 270 degrés.
Concernant la capacité d’un robot à reproduire les mouvements qu’une personne veut:
Est-ce que cette innovation est invasive ?
Y a-t-il une certaine plasticité entre le patient et le robot ?
Pas nécessairement. Il y a des techniques non invasives. Cependant, on a vu en cours une technique invasive avec des électrodes insérées dans le cerveau de la personne (voir image).
Oui, cela prend du temps pour que le patient et le robot apprennent à se comprendre et à faire un mouvement fluide. Il y a toujours des nouvelles synapses et donc, une plasticité qui se forme dans les niveaux corticaux et spinaux (de la personne) qui consolide les gains fonctionnels et qui promouvoit l’adaptation du robot (BMI technology).
V ou F : le cortex prémoteur détient des projections directes sur le motoneurone. Appuie ta réponse.
Faux, il est donc nécessaire d’avoir une autre projection pour connecter avec les motoneurones.
Preuve (expérience dans l’image) : Seul le cortex primaire moteur a des neurones actifs dans la région ventrale (là où se trouvent les motoneurones). On voit que l’aire motrice supplémentaire (AMS) faisant partie des subdivisions du cortex prémoteur n’a pas de neurones activés dans la région ventrale de la moelle épinière. Cela confirme que le cortex prémoteur ne détient pas de projections directes sur les motoneurones.
Au niveau cortical, d’où originent les faisceaux (tract) corticospinaux des MI et du tronc?
D’autres parties du cortex moteur et prémoteur (CMAd, CMAv, CMAr ?).
V ou F : La majorité (sinon tous) les axones corticospinaux(CS) font synapse sur les interneurones spinaux dans la zone intermédiaire de la moelle épinière, chez tous les mammifères.
V
Chez les primates les cellules corticomotoneuronales (CM) (synonyme de CS corticospinal) : ils font aussi des synapses avec quoi?
De base font connexions avec interneurones spinaux dans le milieu de la ME,
mais chez les primates,
Certains des axones corticospinaux (soit les Cellules Corticomotoneuronales) font aussi synapse directement sur les motoneurones alpha dans lamina IX (9) (cercle rouge) de la corne ventrale.
- Comment savons-nous que le cortex moteur a des projections directes avec les motoneurones de la moelle épinière (connections cortico-motoneuronales directes)?
- Pourquoi l’ancienne méthode ne permettait pas de prouver hors de tout doute que le trajet était direct?
- Par l’utilisation d’un traceur trans-synaptique:
Le traceur injecté au niveau du motoneurone (dans le muscle) va sauter une synapse et aller directement au cortex. Ce traceur permet de mettre en évidence les voies cortico-motoneuronales directes en provenance des muscles (site de l’injection) - Ancienne méthode = traceur conventionnel.
Comme ce traceur ne peut pas sauter une synapse, il fallait faire une deuxième injection ce qui faussait les résultats. En effet, tous les neurones situés au site de la deuxième injection allait absorber le traceur et remonter jusqu’au cortex alors que ce n’était pas tous des voies directe en provenance des muscles.
Défintion dans une autre flashcard.
Qu’est-ce qu’un interneurone trans-synaptique ?
C’est un traceur qui saute une synapse.
Combien de projections corticospinales (en %) originent dans les 6 aires prémotrices (cortex prémoteur) ?
40% au total, mais pour chaque aire : 40%/6
Donc les aires prémotrices ont des projections corticospinales.
V ou F : les aires prémotrices ne sont pas interconnectées avec le cortex primaire moteur (M1) ?
Faux, elles sont interconnectées.
Qu’est-ce que les neurones miroirs?
Les neurones miroirs sont une catégorie de neurones du cerveau qui présentent une activité aussi bien lorsqu’un individu exécute une action que lorsqu’il observe un autre individu (en particulier de son espèce) exécuter la même action, ou même lorsqu’il imagine une telle action, d’où le terme miroir.
On a 2 mécanisme, un pour encoder (et faire le mvt) et l’autre pour reconnaitre action. On a donc également un neurone pour inhiber l’action et seulement reconnaitre l’action sans le faire.
Action effectuée: mouvement de préhension fin
Bonus trouvé en ligne (pas examen) : reconnus pour être à l’origine du baillement
Est-ce que les neurones miroirs d’un singe qui observe vont décharger si le chercheur utilise une pince pour déposer de la nourriture sur la plaque au lieu de le faire avec ses mains ? (voir image pour comprendre)
Non, car l’action principale (soit celle de déposer avec ses mains) est mimé avec l’utilisation d’une pince.
(il voit la main et pas la pince avec ces neurones mirroirs donc si essaye de prendre comme s’il avait une pince dans les mains ça ne fonctionnera pas)
