Thème 3B Activité : Les aires corticales motrices spécialisées

Thème 3B

Activité : Les aires corticales motrices spécialisées

Notions à construire L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires. Les messages nerveux moteurs qui partent du cerveau cheminent par des faisceaux de neurones qui descendent dans la moelle jusqu'aux motoneurones. C'est ce qui explique les effets paralysants des lésions médullaires. Le corps cellulaire du motoneurone reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique et chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone. .

Compétences travaillées

Capacités Recenser, extraire et exploiter des informations, afin de caractériser les aires motrices cérébrales.

Attitudes Faire preuve d’autonomie et de curiosité Être conscient de sa responsabilité face à la santé Avoir une bonne maîtrise de son corps

Monsieur X (patient 12212 dans votre service hospitalier des urgences cérébro-vasculaires) montre d’importants dysfonctionnements musculaires suite à un AVC (accident vasculaire cérébral). Il présente une hémiplégie droite (paralysie du côté droit du corps : face, membre supérieur, membre inférieur). Chez ce patient, le réflexe myotatique est « intact » : son utilisation comme outil diagnostique n’a pas révélé de lésions médullaires. Vous êtes neurologue chef de clinique au centre hospitalier Pitié-Salpêtrière à Paris et recevez ce patient (sujet 12212) pour des examens complémentaires. A partir des documents proposés et vos connaissances, expliquez les raisons de l’hémiplégie droite paralysante de votre patient. Productions attendues : réalisation d'un document composite incluant les images légendées d'IRM des sujets Document 1 : Logiciel : Eduanatomist Images : image IRMsujet12212anatpathologieAVC_T2_J1 relative au sujet 12212 de la banque Neuropeda, acquise un jour après la survenue de l’AVC (inf 30 sup 60) r Origine des images : D C.Rosso, Chef de clinique, Service des Urgences Cérébro-Vasculaires, APHP, Hôpital Pitié-Salpétrière, 75013, Paris, France

Le patient présente une hémiplégie droite (paralysie du côté droit du corps : face, membre supérieur, membre inférieur). L'angiographie-IRM (ARM) montre une occlusion de l’artère sylvienne gauche ou artère cérébrale moyenne gauche

ARM des artères sylviennes du patient 12212

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Document 2 : Indications scientifiques et techniques concernant la construction et la lecture des images fonctionnelles du sujet sain 13112 Logiciel : Eduanatomist Images : IRMsujet13112, IRMsujet13112fonctionMotriciteMainGaucheVersusDroite et IRMsujet13112fonctionMotriciteMainDroiteVersusGauche Origine des images : Anton Jean-Luc, Centre d’Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire fonctionnelle, CHU la Timone, 264 Rue St Pierre, 13 385 Marseille Cedex 05, France. Centre Nationale de la Recherche Scientifique, Universités d'Aix-Marseille (U1, U2, U3) et Assistance Publique des Hôpitaux de Marseille.

Le sujet reçoit l’instruction visuelle ou auditive « cliquez trois fois sur le bouton droit » ou « cliquez trois fois sur le bouton gauche ». Ils doivent juste appuyer trois fois rapidement sur le bouton indiqué. Les événements interviennent au hasard au cours du temps avec un intervalle moyen de 3 secondes entre les stimuli, avec 5 occurrences par événement. Les stimuli sont donc soit visuels, soit auditifs. Les stimuli auditifs sont d’une durée d’environ une seconde et demi, et les phrases visuelles sont présentées sous la forme de 4 écrans visuels successifs de 250 ms, afin d’éviter au sujet d’avoir à faire des saccades visuelles sur des stimuli trop étendus. Le contraste clic gauche – clic droit combine 4 conditions expérimentales : cliquer avec la main gauche ou avec la main droite après une consigne visuelle ou auditive et s’appuie sur 20 essais pendant le temps de la manipulation. (Clic droit : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais et Clic gauche : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais). Les aires impliquées dans la réponse motrice de la main sont mises en évidence sur les images de différence statistique entre les réponses motrices de la main gauche et de la main droite (Test T d’activation après clics main gauche versus clics main droite, quelles que soient les stimulations, auditives ou visuelles). Seuils de visualisation des images fonctionnelles pour une signification correspondant à une publication scientifique:  Calque fonctionnel correspondant au test de différence entre l’activation motrice de la main droite versus celle de la main gauche, sous Edu Anatomist : seuil inférieur à 75 et seuil supérieur à 100.  Calque fonctionnel correspondant au test de différence entre l’activation motrice de la main gauche versus celle de la main droite, sous Edu Anatomist : seuil inférieur à 80 et seuil supérieur à 100. Simplifié, d’après : http://acces.ens-lyon.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/test-architecture-neuropeda/fiches-pedagogiques/1-irm/1-3imagerie-fonctionnelle/1-3-1-sensibilite-motricite/1-3-1-1-motricite/1-3-1-1-motricite Document 3 : Les différents lobes cérébraux d’un hémisphère cérébral gauche

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Document 4 : Découverte historique des aires cérébrales Deux canadiens, le neurochirurgien Wilder Graves Penfield (1891-1976) et le neurologue Herbert Henri Jasper (1906-1999),spécialisés dans le traitement chirurgical des épilepsies, profitent des trépanations pour affiner la localisation des fonctions cérébrales. Le neurochirurgien stimule, grâce à des excitations électriques, le cortex cérébral du patient qui est sous anesthésie légère. Les mouvements que le patient réalise permettent au neurochirurgien de préciser la localisation des diverses aires motrices. Ils peuvent ainsi déterminer les régions commandant les différents muscles et réaliser une sorte de cartographie du cortex moteur: l'homonculus ( ou homoncule) dont voici deux représentations.

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Document 5 : La voie pyramidale http://lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_06/d_06_cl/d_06_cl_mou/d_06_cl_mou.html

Les axones qui quittent le cortex moteur proviennent des plus grosses cellules du cortex qu’on appelle les neurones pyramidaux (certains ont un diamètre approchant 0,1 mm !). Leur axone est excessivement long car il descend jusque dans la moelle épinière pour y faire des connexions avec les motoneurones qui s’y trouvent. De notre cerveau à nos muscles, il n’y a donc que deux neurones qui se relaient pour passer la commande d’un geste volontaire: les neurones pyramidaux, dont les axones se regroupent pour former différents faisceaux qui descendent dans la moelle épinière jusqu’aux motoneurones; et ces mêmes motoneurones, dont les axones sortent de la moelle épinière pour former les nerfs moteurs qui vont exciter nos muscles et produire le mouvement.

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