Noyaux gris centraux et cervelet

Question 1

Où sont (dans le cerveau) les noyaux gris centraux

Answer 1

Télencéphale = striatum, globus pallidus et noyaux sous-thalamiques
Mésencéphale = substance noire

Question 2

Quelles sont les 3 boucles et leur point d’entrée et de sortie

Answer 2

Entrée = Cortex, passe en sous-corticale et le thalamus et Sortie = Cortex.
Les 3 boucles sont sensorimotrice (la plus importante pour ce cours), limbique et associative/cognitive

Question 3

Quels sont les 3 neurotransmetteurs principaux des boucles

Answer 3

Glutamate, GABA et dopamine

Question 4

Que fait la boucle sensorimotrice et que cause sa dysfonction

Answer 4

Sélection des mouvements volontaires musculosquelettique ou oculaires. Inhibition de ceux indésirés. Initie et finit le mouvement.

Dysfonction = parkinsonnisme (hypokinésie) ou dystonie (hyperkinésie)

Question 5

Que sont les rôles globaux des boucles associative/cognitive et limbique

Answer 5

A/C (lobe préfrontal et orbitofrontal) = sélectionne les comportements désirés et inhibe ceux indésirés
Limbique (lobe orbitofrontale et cingulaire) = motivation, récompense et aversions

Question 6

Définir la forme/disposition/projection de chaque noyau gris centraux

Answer 6

Noyau caudé = entoure le noyau lenticulaire : tête devant le noyau et corps au-dessus. Queue rejoint l’amygdale dans lobe temporal.
Putamen = Projections qui traversent la capsule interne et rejoignent le noyau caudé. Capsule interne divise les noyaux caudés et le putamen
Globus pallidus = accolé au putamen.
Substance noire = divisée en pars reticulata (inhibitrice) et pars compacta (excitatrice). Entre noyau rouge et pyramide dans le mésencéphale.
Noyau sous-thalamique (corps de Luys) = dans diencéphale avec le thalamus.

Question 7

De quoi est composé le pallidum et son rôle

Answer 7

Composé du globus pallidus et de la substance noire. Porte de sortie des noyaux gris centraux pour la boucle sensorimotrice.

Question 8

De quoi est formé le noyau lenticulaire

Answer 8

putamen et globus pallidus

Question 9

De quoi est formé le striatum et quel est son rôle

Answer 9

Formé des noyaux caudés et du putamen. C’est l’entrée dans les NGC pour la boucle sensorimotrice.

Question 10

Quels sont les neurones formant le striatum

Answer 10

Neurones épineux moyens

Question 11

Quel est le fonctionnement du striatum et de ses neurones

Answer 11

Le cortex et autres afférences annoncent un mouvement volontaire. Les neurones épineux moyens déchargent ensuite pour initier au bon moment chacune des composantes d’un geste volontaire. Le geste est ensuite fait. Les neurones épineux moyens déchargent aussi à la fin du mouvement. Les neurones épineux qui ne sont pas impliqués dans le geste voulu restent en mode silencieux. L’intensité des décharges dépend de la position de la cible à atteindre (mais pas de la position de départ du membre), le cervelet va venir corriger la direction.

Question 12

Quelles sont les sources d’afférences reçues par les neurones épineux moyens qui permettent leur décharge et leur trois catégories

Answer 12

sources : sens, proprioception et cortex moteur
3 catégories : primaire (voie cortico-striaire), secondaire corticale et secondaire profonde

Question 13

Quelle est la catégorie des afférences les plus importantes pour les noyaux épineux moyens et son rôle

Answer 13

Les afférences primaires (voie cortico-striaire), c’est la principale voie et elle est activatrice (Glutamate).

Question 14

Pourquoi les neurones épineux moyens sont-ils difficiles à activer

Answer 14

Ils sont physiologiquement difficile à activer. Silencieux au repos. Canaux membranaires K+ restent ouverts au potentiel de repos et induisent une « rectification entrante » qui contribue à garder le neurone au potentiel de repos. Potentiel d’action difficile à atteindre : plusieurs afférences excitatrices simultanées sont nécessaires pour activer le neurone

Question 15

Définir et expliquer l’organisation de la voie cortico-striaire dans le striatum (afférences primaires)

Answer 15

Principale voie afférente. Voie activatrice (Glutamate comme NT). Axones provenant de presque toutes les aires corticales et convergent directement sur les neurones épineux moyens (leur cible finale).

Organiser en plusieurs faisceaux fonctionnels parallèles. Chaque faisceau implique les aires corticales pertinentes pour un mouvement donné et convergent dans la même colonne fonctionnelle a/n du striatum.

Question 16

D’où proviennent les afférences pour le putamen

Answer 16

Cortex prémoteur, moteur (frontal), somesthésique (pariétal), temporal (visuel et auditif associatif), occipital (visuel).

Question 17

D’où proviennent les afférences pour le noyau caudé

Answer 17

Aires corticales associatives multi-modales et cortex frontal oculomoteur

Question 18

Quelles sont les sources d’afférences et les principales destinations des afférences secondaires dans le striatum

Answer 18

Les aires corticales sont une source d’afférences et les principales destinations venant de là sont d’autres aires corticales, le thalamus et la moelle épinière

Les structures profondes sont une autre source d’afférences et les principales destinations venant de là sont le thalamus, la substance noire pars compacta et les neurones de la ligne médiane (raphé)

Question 19

Pour les afférences secondaires corticales du striatum, quels sont les degrés de convergence, de divergence, la force du signal et où se font les synapses

Answer 19

Où se font les synapses : sur la partie distale des dendrites des neurones épineux moyens. La modulation est plus en proximal qu’en distale.
Degré de convergence : il est important, des milliers de neurones corticaux projettent sur un seul neurone épineux.
Degré de divergence : il est aussi important, un neurone cortical projette sur plusieurs neurones épineux.
Force du signal : un neurone cortical projette sur une ou quelques dendrites d’un neurone épineux moyens, ce qui rend le signal faible (signal qui avertie, mais ne fait pas grand chose). Le neurone épineux détectera donc seulement le signal lorsque plusieurs afférences secondaires corticales vont s’additionner.

Question 20

Pour les afférences secondaires profondes du striatum, où se font les synapses et pourquoi

Answer 20

Collatérales font synapses sur la partie moyenne (ex : dopamine près des synapses secondaires corticales) ou proximale des dendrites. Rôle de modulation du message provenant du cortex. Donc contrairement aux afférences secondaires corticales qui sont en partie distale des dendrites, celles provenant des structures profondes sont dans la partie moyenne (dopamie - substance noire pars compacta) ou dans la partie proximale des dendrites.

Question 21

Comment sont organisées les connexions striato-pallidales

Answer 21

Elles sont organisées en fuseaux fonctionnels

Question 22

Quelles sont les deux voies permettant au NGC de renvoyer l’information au cortex

Answer 22

Voie directe et indirecte

Question 23

Dans l’ordre, définir le passage de la voie directe et quel est son rôle

Answer 23

Cortex et SN compacta - Putamen - Globus pallidus interne - Thalamus - cortex
Rôle : voie activatrice (car on inhibe l’inhibition)

Question 24

Dans l’ordre, définir le passage de la voie indirecte et quel est son rôle

Answer 24

Cortex et SN compacta - Putamen - Globus pallidus externe - Noyau sous-thalamique - Globus pallidus interne - Thalamus - cortex
Rôle : voie inhibitrice (car on inhibe l’inhibition de l’inhibition)

Question 25

Quelle est la voie au niveau des NGC pour le mouvement des yeux et de la tête

Answer 25

Cortex, noyau caudé, substance noire pars reticulata et colliculus supérieur

Question 26

Quelle est la physiologie des NGC au repos

Answer 26

Au repos, tout le monde est inhibé ou inhibe. Striatum au repos n’inhibe pas le pallidum. Globus pallidus interne inhibe le thalamus. Globus pallidus externe inhibe le NST et laisse le globus pallidus interne inhiber le thalamus. SN réticulée inhibe le colliculus supérieur. = au repos absence de tout mouvement.

Question 27

Comment se produit l'activation d'un mouvement spécifique et la désinhibition des NGC

Answer 27

Cortex cérébral active le striatum en l’informant du mouvement désiré. Seul le faisceau associé au mouvement passe en mode activé, les autres faisceaux cortico-striato-pallidaux demeurent en mode repos. Le putamen inhibe globus pallidus interne dans la voie directe, ce qui permet au thalamus d’être désinhibé et au mouvement d’être permis par la voie directe. Le putamen inhibe aussi globus pallidus externe, ce qui désinhibe noyau sous-thalamique et laisse activer globus pallidus interne dans la voie indirecte = mouvement contradictoirement bloqué. Les 2 voies sont ouvertes pour permettre un mouvement ajuster.

Question 28

Comment, dans le mouvement, les 2 voies sont activées, mais le geste domine sur l'inhibition?

Answer 28

Il y a une plus grande convergence de la voie directe, donc elle prédomine sur la voie indirecte peu convergente

Question 29

Comment fonctionne la substance noire pars compacta et ses voies avec le striatum

Answer 29

Les axones dopaminergiques de la SNc font synapse sur la **partie moyenne des dendrites** des neurones épineux moyens du striatum. La dopamine influence ainsi la planification des mouvements provenant des afférences corticales (Glutamate). Possède deux voies affectant le putamen, la **D1 activent la voie directe** activatrice (pèse plus sur l’accélérateur), alors que la voie **D2 inhibe la voie indirecte** inhibitrice (enlève le pied du frein). Par conséquent, les deux voies de la dopamine augmentent/potentialise le mouvement.

Question 30

Que se passe-t-il dans la maladie de Parkinson

Answer 30

Maladie dégénérative de la substance noire pars compacta conduisant à une perte de dopamine = perte de la potentialisation dopaminergique (difficulté à initier et finir les mouvements désirés). Les manifestations sont l’hypokinésie (ou brady = mimique faciale et balancement des MSs à la marche), la rigidité du cou et des membres, posture parkinsonnienne (dos voûté), altération des réflexes posturaux, tremblements de repos et démarche montrant toutes ces manifestations (festination initiale, petits pas).

Question 31

Définir l'hémiballisme et la maladie de Huntington (cause semblable)

Answer 31

Hémiballisme Cause = lésion du NST (conséquence possible de l’intervention pour le Parkinson). NST n’active plus l’inhibition par le globus pallidus interne du thalamus. Résultat = mouvements involontaires au repos ou dans les faisceaux non-concernés par une action. Perte trop grande de l’inhibition en ayant perdu la voie indirecte. Maladie de Huntington Dégénérescence des neurones inhibiteurs du striatum (noyau caudé et putamen) qui projettent au globus pallidus externe → accentuation de l’inhibition du globus pallidus externe sur le NST → effet semblable à la destruction du NST dans l’hémiballisme. Perte de la voie indirecte car pu de connexions ni entre le putamen et le globus pallidus externe ni entre le NST et le globus pallidus interne. Chorée (mouvements rapides, saccadés et erratiques), troubles psychiatriques (dépression, irritabilité/impulsivité, paranoïa) et déclin cognitif (mémoire, attention).

Question 32

Quelles sont les fonctions du cervelet

Answer 32

Mouvements volontaires : Compare les afférences périphériques (musculaires, visuelles…) et le programme moteur pour coordonner le mouvement en direct. Utilise la correction d’erreurs pour mieux exécuter les mouvements volontaires dans le futur (apprentissage moteur). Mouvements réflexes : Équilibre, posture, oculomotricité. Corrige aussi les mouvements réflexes futurs, ajuste leur intensité.

Question 33

Quelle est la disposition des trois pédoncules du cervelet

Answer 33

Son pédoncule supérieur est vers le mésencéphale et le cerveau, son pédoncule moyen contourne le 4ème ventricule vers la protubérance et son pédoncule inférieur est vers le bulbe et la moelle

Question 34

Quelles sont les 2 divisions possibles du cervelet

Answer 34

La division macroscopique est en 3 lobes soit : antérieur, postérieur et flocculo-nodulaire. Une autre division macroscopique le diviserait en 1 vermis avec son nodulus et 2 hémisphères avec chacun un flocculus.

Question 35

Par où doivent obligatoirement passer les efférences du cervelet

Answer 35

Noyaux profonds (puis pédoncule sup. vers cerveau et pédoncule inf. vers noyaux vestibulaires).

Question 36

Identifier la zone du cervelet avec ses noyaux profonds

Answer 36

Latéral (cérébro-cervelet) = noyaux dentelés Intermédiaires (spino-cervelet paramédian) = noyaux interposés (globuleux et emboriformes) Médiane (spino-cervelet médian) = fastigiaux Lobe flocculo-nodulaire = Noyau du 8

Question 37

Quel est le rôle et les afférences du vestibulo-cervelet (flocculonodulaire)

Answer 37

Rôles dans les réflexes d’équilibre (membres) et de coordination de la tête et des yeux. Les afférences sont vestibulaires (otholitiques et canaux semi-circulaires et noyau vestibulaire) et visuelles (corps genouillé latéral et colliculus supérieur), car on parle de réflexe (réflexe = afférences vestibulaires et visuelles).

Question 38

Quelles sont les efférences de la région médiane (nodulus) du vestibulo-cervelet (Flocculonodulaire) et problème associé si lésion

Answer 38

Nodulus → noyau vestibulaire → voie vestibulo-spinale → synapse sur les motoneurones α destinés aux muscles extenseurs du rachis et des membres inférieurs. Lésions = déséquilibre et troubles posturaux

Question 39

Quelles sont les efférences de la région latérale (flocculus) du vestibulo-cervelet (Flocculonodulaire) et problème associé si lésion

Answer 39

Flocculus → noyau vestibulaire → FLM → noyaux oculomoteurs, nerf XI et motoneurones α destinés aux muscles cervicaux. Lésions = Poursuites oculaires dysharmonieuses.

Question 40

Quel est le rôle du spino-cervelet (paléo-cervelet) et les rôles de sa région médiane et paramédiane

Answer 40

Responsable des réflexes impliquant la proprioception. Représentation somatotopique. Région médiane = structures axiales et partie proximale des membres Région paramédiane (intermédiaire) = partie distale des membres

Question 41

Quelles sont les afférences et efférences du cervelet médian

Answer 41

Afférences proprioceptives : tête et membres proximaux (faisceaux spino-cérébelleux et cunéo-cérébelleux) et afférences autres (visuelles, auditives, vestibulaires et depuis la réticulée). Efférences : *cellule de Purkinge ne sortent jamais directement du cervelet passe avant par le NOYAU profond. Donc noyau fastigial → structures du cortex cérébral et du tronc cérébral impliquées dans le contrôle des mouvements oculaires (saccades), axiaux et appendiculaires proximaux (équilibre, posture et tonus

Question 42

Quelles sont les afférences et efférences du cervelet paramédian (intermédiaire)

Answer 42

Afférences : Proprioceptives (fuseaux neuromusculaires) et autres mécano-récepteurs à partir des segments distaux des membres **ipsilatéraux**. Partie supérieure du corps (**relai au noyau cunéiforme** accessoire du bulbe → faisceau cunéo-cérébelleux). Partie inférieure du corps (C8 à L3 - **relai au noyau de Clarke** dans la moelle → faisceau spino-cérébelleux). Proprioceptive du V (mésencéphale) = **faisceau trigémino-cérébelleux**. Entrée vers le cervelet par le pédoncule cérébelleux inférieur. Efférences : Noyaux interposés → pédoncules supérieurs → voies corticospinale latérale et rubrospinale.

Question 43

Quel est le rôle du cervelet paramédian (intermédiaire)

Answer 43

Rôle de coordonner en temps réel les mouvements volontaires des extrémités (incluant ceux des doigts).

Question 44

Quelle est l'influence du cervelet sur la voie corticospinale latérale

Answer 44

Module les paramètres cinétiques en cours de mouvement fait par les membres (durée, direction, vitesse et amplitude). Action excitatrice sur les muscles agonistes. Action excitatrice sur les antagonistes en début de mouvement en fin de mouvement (permet d’atteindre la cible avec précision).

Question 45

Quels sont les rôles du cervelet latéral (cérébro-cervelet)

Answer 45

Rôle premier est de planifier l’enchaînement de mouvements volontaires (ex du doigt-nez). Rôle second est l’apprentissage moteur.

Question 46

Quelles sont les afférences et efférences du cervelet latéral (cérébro-cervelet)

Answer 46

Afférences : Le cortex prémoteur informe de l’intention de mouvement → relai aux noyaux pontiques → décussation et entrée par le pédoncule moyen vers le cortex latéral. Efférences : Noyau dentelé → sortie par le pédoncule supérieur, décussation et synapses potentielles sur plusieurs structures. Pour les mouvements somatiques, il y a relai au thalamus controlatéral (noyau ventral latéral), vers cortex préfrontal, moteur, prémoteur et pariétal. Pour les mouvements oculaires on passe par les colliculis supérieurs. Les mouvements acceptés pourront alors être planifier et exécuter.

Question 47

Dans le rôle de l'apprentissage moteur, où particulièrement se rendent les afférences (relais) et comment entrent-elles dans le cervelet latéral (via quelle fibre)

Answer 47

Plusieurs structures (cortex moteur via le noyau rouge, le tronc cérébral via la réticulée et la moelle épinière) donnent des afférences à l’olive bulbaire. Les afférences venant de la moelle épinière arrive via la voie spino-olivaire. L’olive projette des fibres grimpantes qui décussent et entrent par le pédoncule inférieur surtout vers le cortex cérébelleux latéral. S’il y a un mismatch entre l’intention et l’exécution, la correction est activée.

Question 48

Quelles sont les manifestations cliniques d'une lésion cérébelleuses

Answer 48

Empêchent la planification de l’exécution du mouvement volontaire et la correction durant son exécution. Perte de l’ajustement des réflexes posturaux et perte de l’ajustement oculomoteur. Manifestations ipsilatérales à la lésion.

Question 49

Qu'est-ce que le syndrome hémisphérique du cervelet latéral paramédian

Answer 49

Troubles dynamiques (exécution du mouvement) avec des manifestations appendiculaires ipsilatérales à la lésion. Incoordination secondaire à une activation tardive ou prématurée des muscles agonistes et antagonistes (hypo ou hypermétrie). Dysmétrie (doigt-nez et talon-genou). Adidococinésie (marionnettes = séquence de mouvements alternés, segmente un mouvement en plusieurs). Dysrythmie.

Question 50

Qu'est-ce que le syndrome vermien (cervelet médian et vestibulo-cervelet)

Answer 50

Trouble statique en orthostation = oscille debout avec bras et jambe écartés (large base de support = polygone élargi). Tandem altéré. Démarche avec bras écartés.

Question 51

Quelles sont les trois couches corticales (de cellules) du cervelet

Answer 51

1- Membranaires (externe) 2- Cellules de Purkinje (milieu) 3- Cellules granulaires (interne)

Question 52

Décrire les cellules de Purkinje (afférences, efférences, ramifications, synapse)

Answer 52

Principales cellules effectrices du cervelet. Destination ultime (là où tout le monde veut aller) des afférences provenant du cerveau, tronc cérébral et moelle épinière. Riches ramifications dendritiques sur un seul plan dans la couche moléculaire (arbre en 2D). Leur axone fait synapse inhibitrice (GABA) sur les noyaux profonds et/ou celui du VIII) = relai obligé pour sortir le message cérébelleux (passe tout le temps par des noyaux profonds.

Question 53

Quelles sont les deux types de cellules pouvant activer une cellule de Purkinje et les noyaux profonds

Answer 53

les cellules granulaires et les cellules olivaires (olive inférieur ou bulbaire).

Question 54

Définir les cellules granulaires (afférences, axones, activité, force du message, synapse, convergence)

Answer 54

Afférences : fibres moussues, proprioceptive depuis la moelle et du tronc cérébral et mouvement en cours depuis le cortex cérébral vers les noyaux pontiques. Caractéristiques : elles sont nombreuses (100 milliards), son axone de chaque cellule granulaire se divise en 2 branches (fibres parallèles) orientées perpendiculairement au plan des cellules de Purkinje et son activité est activatrice. Les cellules granulaires ont une faible influence en individuel, une fibre parallèle établit peu de synapses sur une cellule de Purkinje = signal faible. C’est l’influence collective qui est importante. Le signal est diffus, une fibre parallèle fait synapse activatrice sur plus de 10 000 cellules de Purkinje. Le signal est convergent, par contre, car chaque cellule de Purkinje est innervée par 200 000 à 1 000 000 de fibres parallèles. Potentiel d’action par la cellule de Purkinje est en simples pointes, fréquents (100/sec au repos et bcp plus en action) et inhibition sur les noyaux profonds. Durant le mouvement, les afférences transmises par les différentes fibres moussues changent continuellement = font changer la fréquence de décharges des cellules du Purkinje pour atteindre la cible.

Question 55

Comment l'inhibition des cellules de Purkinje est-elle inhibée? Comment chaque cellule inhibe Purkinje?

Answer 55

1- Activation directe des noyaux profonds par les fibres moussues 2- Cellules de Purkinje inhibées par différents interneurones inhibiteurs (dans cortex cérébelleux) comme les **cellules étoilées, les cellules en panier et les cellules de Golgi** (les 3 interneurones qui inhibe l’inhibition des noyaux profonds). Les cellules étoilées inhibent les dendrites des cellules de Purkinje. Les cellules en panier inhibent puissamment le corps des cellules de Purkinje. Les cellules de Golgi inhibent la cellule granulaire et son activation de la cellule de Purkinje.

Question 56

Quelles sont les afférences et caractéristiques des cellules olivaires?

Answer 56

Afférences (fibres grimpantes) : Sensorielle de la périphérie et du cortex Caractéristiques : Activité activatrice. Non-convergence = une cellule de Purkinje n’est innervée que par une seule cellule olivaire (donc le message livré par la cellule olivaire est très précis). Peu de divergence = une cellule olivaire n’innerve qu’une seule à 10 cellules de Purkinje = message focal. Influence déterminante de chaque cellule olivaire, leur axone s’enroule sur la partie proximale des dendrites d’une cellule de Purkinje et fait sur elle 1000 synapses = puissant message inhibiteur sur les noyaux profonds. Potentiels d’actions dans la cellule de Purkinje = pointes complexes. Message plus rare (1-2/sec.). Collatérales des fibres grimpantes (comme celles des fibres moussues) activent directement les mêmes noyaux profonds (action opposée).

Question 57

Quel est le rôle de l'olive inférieur et comment fonctionne-t-elle (niveau ionique/protéique)?

Answer 57

Rôle dans l’apprentissage par le cervelet. Jonctions intercellulaires entre les cellules olivaires = hyper-synchronisent l’importante activation que chaque fibre grimpante fait sur quelques cellules de Purkinje. Entrée massive Ca2+ dans les cellules de Purkinje = plasticité synaptique (beaucoup de synapse et de potentiel d’action se font). Phosphorylation de protéines, endocytose des récepteurs AMPA en regard des fibres parallèles impliquées dans le mouvement erroné et expression génique et synthèse protéique = change la conformation des protéines cellulaires. Résultat de modulation durable de l’efficacité de la synapse entre les fibres parallèles et les cellules de Purkinje = moins d’inhibition sur les noyaux profonds lors du prochain mouvement (si pu de récepteurs AMPA dispo le message se transmet pas). D’autres mécanismes sont impliqués dans l’apprentissage moteur.