Cours 9 : Le système moteur et la prise de décision

Question 1

De quel endroit les neurones pyramidaux du cortex moteur (M1, aire de Brodmann 4) reçoivent principalement leurs afférentes?

Answer 1

• Des aires promotrices et motrices
  supplémentaires (SMA et PMA, aire 6)
• Du cortex somatosensoriel (aire 1, 2 et 3)
• Du thalamus

Question 2

La somatotopie de l’aire motrice primaire (M1, aire de Brodmann 4) est présente dans quelles aires?

Answer 2

• L’aire motrice supplémentaire (SMA), dont les axones innervent les membres distaux
• L’aire prémotrice (PMA), ses axones innervent les membres proximaux

Question 3

Expliquez la plasticité cérébrale du cortex moteur primaire

Answer 3

Dans une expérience, on a coupé le nerf moteur qui alimentait les mouvements de moustache chez le rat
Résultat : les régions corticales qui évoquaient des mouvements du museaux se sont reconverties en régions qui causent des mouvements des yeux ou des membres antérieurs

Question 4

Expliquez la voie corticospinale

Answer 4

Les axones des neurones pyramidaux doivent
parcourir une grande distance pour atteindre leur cible, les motoneurones, qui sont situés dans le tronc cérébral et la moelle épinière

L’efférence principale du cortex moteur primaire est la voie corticospinale avec :
- Le système latéral
- Le système ventromédian

Question 5

Décrivez le système latéral

Answer 5

Contient les axones des neurones corticaux qui sont responsables des muscles des extrémités des membres

Les fibres de ce faisceau passent sur la surface ventrale du tronc cérébral pour former deux renflements qu’on appelle les pyramides.

Ensuite, à la jonction entre la médulla et la moelle, les fibres de cette voie latérale croisent la ligne médiane pour continuer leur descente dans la moelle épinière du côté opposé (décussation aux pyramides)

Les terminaisons axonales de cette voie rejoignent finalement les motoneurones et les interneurones de la partie dorsolatérale de la corne ventrale de la moelle épinière.

Direction du signal moteur qui va dans un seul sens

Question 6

Décrivez le système ventromédian

Answer 6

Contient les axones des neurones corticaux qui sont responsables des muscles des axiaux de notre corps (tronc, cuisses…)

Contrairement à la voie latérale, elle ne changent pas de côté en entrant dans la moelle, d’où son autre nom de voie pyramidale directe (par opposition à croisée)

Elle descend plutôt directement dans la partie ventrale et médiane de la moelle pour rejoindre les motoneurones innervant les muscles axiaux et ceux des segments proximaux des membres.

Question 7

Le système ventromédian est composé de 4 faisceaux qui prennent leur origine dans diverses régions du tronc cérébral, quels sont-ils?

Answer 7

Le faisceau vestibulospinal

Le faisceau tectospinal

Le faisceau réticulospinal d’origine pontique

Le faisceau réticulospinal d’origine bulbaire

Question 8

Qu’est-ce que le faisceau vestibulospinal?

Answer 8

Issu des noyaux vestibulaires qui reçoivent de l’information de l’oreille interne.

Maintien la tête en position correcte par rapport aux épaules, permet de conserver une stabilité du regard lorsque le corps se déplace

Question 9

Qu’est-ce que le faisceau tectospinal?

Answer 9

Prend son origine du collicule supérieur du mésencéphale (tectum) qui reçoit des informations directes de la rétine, mais aussi des informations somatosensorielles et auditives.
Orientation du regard.

Question 10

Décrivez le faisceau réticulospinaux d’origine pontique et bulbaire

Answer 10

Proviennent de la formation réticulée du tronc cérébral.

Reçoivent des informations de toute origine, car la formation réticulée s’étend sur toute la longueur du tronc cérébral, du pont au bulbe rachidien.

L’action de ces voies contribue au maintient de la posture

Les axones d’origine pontique favorisent les réflexes antigravitaires : résistent à la gravité

Les axones d’origine bulbaire libèrent au contraire les muscles qui s’opposent à la gravité, facilitant ainsi d’autres mouvements.

Question 11

Le cortex cérébelleux est constitué de trois couches cellulaires qui sont, de l’extérieur vers l’intérieur, quelles sont-elles?

Answer 11

• La couche moléculaire
• La couche des cellules de Purkinje
• La couche des cellules granulaires (ou couche de grains)

Question 12

À quoi sert la boucle motrice entre le
cortex moteur et cervelet
latéral?

Answer 12

• Critique pour l’exécution de mouvements volontaires, planifiés et coordonnés
• Joue un rôle majeur dans l’apprentissage moteur en comparant ce qui est attendu avec ce qui arrive réellement

Question 13

Les ganglions de la base sont formés par quelles parties?

Answer 13

Noyau caudé & Putamen (Striatum)

Globus Pallidus (GP interne et GP externe)

Le noyau sous-thalamique

La substance noire

Question 14

Définissez les ganglions de la base

Answer 14

Les ganglions de la base forment une boucle avec le cortex moteur, et particulièrement l’aire supplémentaire motrice (SMA).

On pense que cette boucle joue un rôle dans l’initiation de mouvements volontaires.

Quand l’activation de la SMA est boostée par les ganglions de la base et atteint un certain seuil => GO !

Question 15

Que se produit-il s’il y a un dérèglement du circuit des ganglions de la base?

Answer 15

Cela peut créer une hypokinésie (manque de mouvements) ou une hyperkinésie (excès de mouvements)

Question 16

Qu’est-ce que l’hypokinésie VS l’hyperkinésie

Answer 16

L’hypokinésie est un symptôme majeur dans la maladie de Parkinson,
alors que l’hyperkinésie est un symptôme qu’on retrouve dans la maladie d’Huntigton.

Question 17

Expliquez la contribution du cortex postérieur pariétal (PPC) dans le système moteur

Answer 17

Le cortex postérieur pariétal (aire 5) reçoit des inputs des régions somatosensorielles (aires 1, 2 et 3) et de l’aire 7, qui reçoit des informations des aires visuelles (comme MT).

Joue un rôle crucial dans la génération d’une image de son corps dans l’espace, dans l’évaluation de la position des informations dans l’espace.

Question 18

Qu’est-ce que l’héminégligence?

Answer 18

Une incapacité de visualiser son environnement

Question 19

Expliquez la contribution du cortex préfrontal (PFC) dans le système moteur

Answer 19

Le cortex préfrontal (PFC) joue un rôle important dans la pensée abstraite, la prise de décision et dans l’anticipation des conséquences à la suite d’actions.
Joue un rôle dans la prise de décision : quelles sont les actions que je dois prendre et quelles vont être leurs conséquences ?

Question 20

Qu’est-ce que la délibération selon les théories classiques de la prise de décision?

Answer 20

Décision entre deux options selon les risques et les bénéfices :
- Décisions économiques, abstraites
- Les choix sont basés sur la valeur du résultat de notre décision
- Jouer aux échecs, acheter une maison
- Expérimentation : tâche dans laquelle le singe doit choisir si le mouvement va vers la gauche ou vers la droite (selon le pourcentage de cohérence) avec enregistrements électrophysiologiques

Question 21

Décrivez la prise de décision dynamique

Answer 21

• Interaction entre prise de décision et l’environnement
• Décisions entre plusieurs actions, environnement dynamique
• Les choix sont basés sur la géométrie de notre environnement et nos possibilités d’action
• Marcher au beau milieu d’une foule, jouer au football

Question 22

Qu’est-ce que le modèle de diffusion drift?

Answer 22

L’activité neuronale change au cours du temps et est biaisée par l’information sensorielle, jusqu’à ce qu’elle atteigne un de deux seuils de décision.

• Le taux de dérive est déterminé par la force de l’évidence (% cohérence)
• Le seuil est déterminé par la précision désirée
• Le point de départ est déterminé par les biais a priori

Voir graphique power point ; l’activité neuronale change au cours du temps représenté ici (en rouge), elle peut atteindre un seuil (moment où on prend décision)
Une fois seuil atteint, ça nous prend un peu de temps avant de répondre (lien neurophysiologie – cognition - comportement)

Ex : décision examen dans une question difficile, on se dit que ça ne vaut pas la peine de passer autant de temps sur celle-ci -> notre seuil diminue
Si seuil était plus bas -> plus rapide car on atteint seuil plus rapidement

Question 23

Quels sont les pours et les contres du modèle de diffusion drift?

Answer 23

Pour
- Fonctionne mathématiquement
- Explique les données comportementales et les temps de réactions
- Explique l’accumulation de l’activité neurone

Contre
- Si l’environnement peut changer brusquement, alors intégrer l’information est sous-optimal
- Les animaux et les hommes veulent maximiser la fréquence de récompense, et ont besoin d’un seuil qui basse au cours du temps, ou d’un signal d’urgence

Question 24

Qu’est-ce que la tâche des jetons (dynamique)?

Answer 24

But : dire si les points vont à droite ou à gauche (selon la majorité)
Au cours du temps, le nombre de point change mais il faut quand même prendre une décision rapidement à un moment donné (ici en temps 4, signal d’urgence)
Enregistrement électrophysiologie unitaire chez deux singes dans M1 et les ganglions de la base
Enregistrement de l’activité magnétique chez 28 participants humains (magnétoencéphalographie)

Question 25

Qu’est-ce que le modèle Urgence gating?

Answer 25

• Intègre uniquement l’information nouvelle
• Fait une approximation de l’évidence sensorielle E avec un filtre passe-bas F via l’analyse perceptuelle
• Identifie l’alternative la plus avantageuse
• Utilise un seuil qui baisse au cours du temps
• Filtre l’évidence sensorielle avec un signal d’urgence U qui augmente au cours du temps
• Pousse à agir