Aires corticales 08

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Comment le cerveau est-il organisé?

L'encéphale des Vertébrés comprend plusieurs parties distinctes, dont le cerveau qui est la plus complexe. C'est le sommet hiérarchique du système nerveux. Il est séparé en deux hémisphères (droit et gauche) qui eux-mêmes sont composés de couches: le cortex cérébral (dite substance grise, S.G.) à l'extérieur, la substance blanche (S.B.) à l'intérieur, et des noyaux basaux situés en profondeur de cette substance blanche. Les noyaux basaux gèrent une partie de l'apprentissage des mouvements et de leur application. Si la substance grise est différenciée de la substance blanche, c'est en raison de leurs composition cellulaire respective. La couche externe du cerveau, la S.G., contient les corps cellulaires des cellules nerveuses. La S.B., elle, est composée des axones myélinisés correspondants aux corps cellulaires de la S.G., et est chargée de la réception et de l'envoi du signal jusqu'aux cellules effectrices des membres, ainsi que de la communication entre les deux hémisphères qui est une région précise: le corps calleux. (Voir aussi: Anatomie_08)

Le cortex cérébral est la partie la plus complexe de l'encéphale, et celle qui a le plus évolué au cours du temps. Les mammifères possèdent le cortex le plus développé et performant. Il est également séparé en deux hémisphères, qui traitent et qui envoient des informations liées au côté opposé du corps par rapport à leur situation dans l'encéphale. Ainsi, l'hémisphère gauche traite les informations de la partie droite du corps et inversement. Le cortex cérébral comprend des facultés liées à la perception, à la motricité volontaire et surtout des propriétés cognitives, c'est-à-dire destinées à traiter et à rendre les informations conscientes. Parmi les fonctions cognitives se trouvent les fonctions concernant le savoir et l'apprentissage, la état de conscience, et le jugement et la prise de décision, ainsi que la perception de l'environnement, liée aux sens. (Voir aussi: Anatomie_08)


Les aires corticales sont différentes parties du cortex cérébral (c.f. annexe). Elles ne concernent donc que la couche de surface du cerveau, et non la totalité de son volume. Pour pouvoir se repérer quant aux régions du cortex concernées, le cerveau est divisé en six lobes dont quatre lobes externes: lobe frontal, pariétal, temporal et occipital; et deux lobes internes: lobe insulaire et limbique. Ces six lobes contiennent les différentes aires corticales. La prise en charge des diverses sensations est spécifiques aux lobes et n'est pas symétrique par rapport à l'encéphale. Les aires corticales sont réparties en trois catégories, dépendant de leur fonction. Nous avons des aires fonctionnelles sensorielles, associatives ou motrices. Les aires sensorielles reçoivent l'information envoyée par les récepteurs sensoriels et la distribuent dans d'autres régions du cerveau qui traitent des certains aspects spécifiques du signal. Les aires associatives sont chargées de convertir ces sensations en perception, via une analyse permettant au sujet d'associer la sensation à un concept conscient. Elles sont le lien entre les deux autres types d'aires fonctionnelles. Finalement, les aires motrices permettent de gérer et de coordonner les mouvements et autres réactions mécaniques en réponse aux signaux sensoriels.


Quel rôle jouent les différents lobes?

Les premières subdivisions du cortex sont les lobes. Les fonctions des différentes aires contenues dans ces lobes seront décrites plus loin. Le détail des la subdivision du cortex est plus simple à suivre avec l' Annexe Aires corticales 1 en parallèle. (Voir aussi: Anatomie_08 pour plus de détails.)

Lobes externes:

  • Le Lobe frontal se situe à l'avant du cerveau, et a pour première fonction la motricité.
Il est subdivisé en quatre aires motrices: primaire, pré-motrice, motricité du langage et motricité oculaire, et une partie liée à la cognition: le cortex préfrontal.
L'aire motrice primaire est située contre le lobe pariétal, région appelée scissure de Rolando. Elle est reliée aux muscles squelettiques afin de gérer les mouvements volontaires.
L'aire pré-motrice se trouve en avant de l'aire motrice primaire, et porte ce nom car elle est surtout destinée à envoyer des influx qui activent l'aire motrice primaire en coordonnant l'action de groupes de muscles agissant simultanément ou successivement.
L'aire motrice du langage (ou aire de Broca: voir Langage_08)est une partie du lobe frontal, qui gère la fonction mécanique du langage.
L'aire oculomotrice est une autre subdivision du lobe frontal qui gère les mouvements des yeux.

Plus les mouvements sont complexes et précis, plus les zones du cortex moteur concernées sont grandes. Ainsi, on peut représenter les membres en relation avec cette grandeur, qui donnent un homonculus moteur (voir ci-dessous).

Le cortex préfrontal est la partie inférieure du lobe frontal. C'est l'endroit de la production du raisonnement et des idées abstraites, qui ne concerne pas la motricité.

  • Le Lobe pariétal est le siège de la somesthésie.
Il est subdivisé en deux aires: l'aire somesthésique primaire et associative.
L'aire somesthésique primaire se trouve en avant du lobe pariétal, contre le lobe frontal: dans la scissure de Rolando. Elle reçoit les influx sensoriels et détermine leur provenance. Elle fragmente l'information en sensation de forme, de taille, de texture, ou de situation dans l'espace et l'envoie dans des régions associatives spécialisées.
L'aire somesthésique associative est la partie postérieure du lobe pariétal, derrière l'aire somesthésique primaire. Elle analyse le signal sensoriel fragmenté selon des zones spécifiques à certains aspects des sensations.

De la même façon que l'aire motrice, les sensations sont plus complexes dans certaines régions du corps, et donc sollicitent une plus grande partie du cortex. Si l'on représente les parties du corps en fonction des zones du cortex utilisées (et donc de leur sensibilité), on obtient un Homonculus sensoriel qui sera décrit plus loin.

  • Le Lobe occipital est la partie arrière du cortex. Il est en charge de la vision. Comme les aires somesthésiques, il est séparé en deux aires visuelles: primaire et associative. La première reçoit le signal sensoriel et l'envoie dans la seconde, qui l'analyse de façon fragmentée, par aspects visuels: les couleurs, la forme... et compile toutes ces informations afin de construire une image complète.
  • RAJOUTER WERNICKELe Lobe temporal est le lieu du traitement de l'information auditive ainsi que de l'olfaction. Situé dans la partie inférieure du cortex, le lobe temporal comprend les aires auditives primaire et associative. A nouveau, la première reçoit et transmet l'information à la seconde, qui l'analyse et permet l'interprétation du son (musique, parole, bruits, etc.)

L'aire olfactive est située sur la face intérieure du lobe temporal. Il reçoit l'information sensorielle du bulbe olfactif.

Lobes internes:

  • Le Lobe insulaire n'est pas visible à la surface du cortex, car il se trouve en profondeur et est responsable de la sensibilité viscérale consciente.
  • Le Lobe limbique n'est pas visible non plus à la surface du cortex, il se trouve au cœur du lobe frontal, et son rôle est moins clair. Il est responsable notamment de l'affectivité, de l'apprentissage et de la mémoire, et reçoit des informations sensorielles olfactives de l'hypothalamus. Il contrôle le système limbique sous-jacent.

La séparation du cerveau en lobes est donc plutôt arbitraire, car elle est due à l'emplacement de chacun d'eux dans le cortex. Cependant, cette séparation est aussi liée aux aires corticales, chaque lobe contenant des aires différentes.

Comment le cortex cérébral traite-t-il l'information?

Comme mentionné plus haut, les différentes aires corticales comprennent deux parties: une aire primaire et une aire associative.
L'aire primaire reçoit l'information sensorielle principalement du thalamus, où se fait une répartition des différents signaux sensoriels en fonction des aires auxquelles ils sont rattachés (information visuelle: vers l'aire visuelle primaire du lobe occipital, etc.). L'aire sensorielle primaire identifie la provenance du signal, soit la partie du corps qui a été stimulée, puis envoie l'information fragmentée en divers signaux spécialisés dans des régions de l'aire associative correspondante. En effet, les aires associatives sont divisées en zone spécialisées dans l'intégration d'un certain aspect de l'information (ex: l'information visuelle est fragmentée en signaux de forme, de couleur, de relief, etc.). Après une évaluation globale de l'information, l'intégration se fait donc de façon morcelée dans l'aire associative, en fonction des divers aspects spécifiques. Une fois intégrée, elle est envoyée dans le lobe frontal qui organise la réponse musculaire adéquate, si besoin est.
Toutes ces informations que reçoit le cortex cérébral, lui permettent d'émettre des commandes motrices ainsi que d'ordonner des comportements précis tel que lever un membre, contracter un muscle etc.

PRECISER LA DIFFERENCE AVEC LES RECEPTEURS CHIMIQUES

Voir Annexe aires corticales 2

Qu'est-ce qu'un homonculus?

La relation entre les aires motrices et sensorielles et les parties du corps auxquelles elles sont associées n'est pas égale selon les régions. Il y a un lien direct entre la sensibilité motrice et sensorielle d'un membre et la surface du cortex qui est utilisée pour traiter l'information et contrôler ses mouvements. Ainsi, les doigts qui sont très sensibles occupent une grande partie du cortex sensoriel, contrairement à la peau du dos, très peu sensible. Le pharynx possède une grande mobilité, mais une faible sensibilité. On peut représenter les parties du corps en fonction de la surface du cortex qu'elles sollicitent, du point de vue de l'aire motrice primaire ou de l'aire somesthésique primaire. Graphiquement, cela donne un homme disproportionné, avec des membres surdimentionés et d'autres raccourcis, qui est appelé Homonculus.

Voir Annexe aires corticales 2

Comment les aires corticales sont-elles organisées?

Les aires corticales sont dans des parties des lobes cérébraux qui sont spécialisées dans le traitement de certaines informations, et qui vont être décrites plus en détails. Les informations concernant leur situation dans le cortex et leur fonction restent floues et restent encore à approfondir. Seules les lésions des différentes parties du cerveau permettent de tirer des conclusions. En voici la liste:

  • aire de Broca
  • aire de Wernicke
  • aire motrice
  • aire somesthésique
  • aire auditive
  • aire visuelle

Voir Annexe Aires corticales 3

Que c'est -ce que l'aire Broca?

Elle se situe dans la région inférieure et postérieure du lobe frontal. Cette aire est responsable de la partie motrice du langage, c'est-à-dire dans la compréhension de ce que l'on entend et dans la formulation des mots ainsi que dans leur articulation. Cette aire peut être divisée en deux parties car elle joue deux rôles différents.

  • La partie postérieure sert à traiter et à produire le langage de manière phonologique.
  • La partie antérieure sert à la compréhension sémantique du langage, c'est-à-dire du sens et de la signification du langage.

L'aire de Broca est également nécessaire pour la mémoire verbale. Elle permet également de mettre en mouvement les parties du corps humain qui servent à prononcer les mots. Si un individu a une lésion au niveau de cette aire, cela créerait une diminution de sa capacité à s'exprimer.
Prenons l'exemple d'un individu qui lit un mot ou une phrase: son cerveau va dans un premier temps décrypter l’information par l'aire visuelle. Dans un second temps, l’aire de Wernicke va faire correspondre ce mot ou cette phrase à une signification. Et pour finir, afin d'exprimer ce mot ou cette phrase, c'est l’aire de Broca qui va nous permettre d'articuler et de s'exprimer correctement.
Pour plus d'informations sur le langage et l'aire de Broca, voir la page suivante: Langage_08

Que c'est -ce que l'aire de Wernicke?

L'aire de Wernicke se situe dans le lobe temporal gauche. Cette aire permet de percevoir les mots et les symboles du langage. Elle joue un rôle important dans l'association des mots avec leurs sens, ainsi que dans la mémorisation des signes dans le langage des sourds-muets. Cette aire peut être divisée en trois sous-parties. La première s'occuperait de la parole et des sons extérieurs,la deuxième aurait comme fonction de décrypter des paroles prononcées par une autre personne, et la dernière serait plutôt le lien entre la production de la parole et la perception de celle-ci. Si un individu a une lésion au niveau de l'aire de Wernicke, cela provoquerait une diminution de la compréhension du langage, mais elle n'affecterai pas la capacité à s'exprimer.
Pour plus d'informations sur le langage et l'aire de Wernicke, voir la page suivante: Langage_08

Que c'est -ce que l'aire motrice?

Elle se trouve dans le cortex cérébral plus précisément dans la circonvolution frontale ascendante. Elle a pour fonction la contraction élémentaire de tous les muscles. L'étendue des centres moteurs dépend de la précision des mouvements que ces muscles sont capables de faire. L'aire secondaire, qui se trouve en avant de l'aire motrice primaire, s'occupe principalement de la coordination de ces muscles, ainsi que leur orientation. Pour les droitiers l'aire psycho-motrice, qui se trouve en avant de l'aire motrice, se trouve dans l'hémisphère gauche, pour les gaucher , c'est l'inverse. Ceci permet une meilleur coordination des mouvements symétriques. S'il y a une lésion au niveau de l'aire motrice, l'individu ne manifeste aucun symptôme de paralysie, mais celui-ci ne peut plus faire des gestes précis ou il le fait de manière maladroite. Cette lésion provoquera également une perte de tous les mouvements complexes acquis lors d'un apprentissage.

Que c'est -ce que l'aire somesthésique?

Cette aire se situe au niveau du lobe pariétal. Elle a pour fonction de recevoir, de combiner et d'analyser les informations provenant des récepteurs du toucher. Cette aire est divisé en trois parties distincts car elles ont des fonctions différentes. Les deux premières parties correspondent aux aires psychiques, c'est-à-dire qu'elles ont pour fonction de traiter et d'interpréter les informations. La troisième parties correspond à la réception primaire, c'est-à-dire qu'elle réceptionne les informations provenant directement de l'organe sensitif.

Que c'est -ce que l'aire auditive?

Elle se situe vers le milieu de la première circonvolution temporale. Elle a pour rôle de traiter les informations provenant de la cochlée (ou du limaçon). Les sons aigus, qui sont perçus à la base de la cochlée, seront traités à l'arrière de cette aire et les sons graves, qui sont perçus au sommet de la cochlée, seront, quant à eux, traités à l'avant de l'aire auditive. L'identification des sons se fait grâce à une aire secondaire qui se situe au dessous de l'aire primaire. Si un individu subit une lésion au niveau de cette aire, cela créera une surdité verbale, c'est-à-dire qu'il entendra bien celui qui lui parle mais il ne le comprendra pas, il aura l'impression que son interlocuteur lui parle dans une langue étrangère.

Que c'est -ce que l'aire visuelle?

L’aire visuelle se trouve dans la région occipitale. Sa principale fonction est de traiter l’information qui provient de la rétine. En plus de l'aire visuelle, il y a une aire visuelle associative (ou secondaire) qui entoure l'aire visuelle primaire. Cette aire associative interprète les stimulus visuels par rapport aux expériences visuelles précédentes et permet ainsi de reconnaître les objets observés. L'aire visuelle peut être divisée en deux parties:

  • La voie dorsale, qui est connectée au lobe pariétal, permet de reconnaitre l'orientation et la taille de l'objet. Elle permet également d'agir sur cet objet.
  • La voie ventrale, qui se trouve vers le lobe temporal, s'occupe de la reconnaissance et l'identification des caractéristiques de l'objet, telles que leur forme, leur couleur, etc. Elle permet notamment de reconnaître l'objet en lui-même.

Bien qu'elles soient divisées en deux parties, ces deux voies sont fortement liées. Nous pouvons très bien agir sur un objet tout en le reconnaissant.
En plus de ces deux voies, l'aire visuelle peut être divisée en une multitude de sous-régions (V1, V2, V3,...), car chacune de ces régions traite une information visuelle différente. L'information visuelle est donc traitée de façon fragmentée, dans des régions spécialisées dans le traitement de certaines informations.

Les informations visuelles qui proviennent de la fovéa et de la périphérie du champ visuel ne sont pas envoyées dans la même région de l'aire visuelle. En effet, la fovéa est traitée par la partie occipitale de l'aire visuelle V1 et la périphérie du champ visuel est traité par la partie rostrale, c'est-à-dire la partie qui a une forme de bec. En plus de cela, la zone de la fovéa est plus représentée que celle du champ visuel périphérique.

En avant de l'aire visuelle primaire se trouve l'aire visuel secondaire, qui lorsqu'on la stimule électriquement provoque des hallucinations. Si cette aire est partiellement détruite, cela provoque une angoisse visuelle, c'est-à-dire que le sujet voit les objets mais ne les reconnait pas, un exemple que l'on peut donner est la cécité verbale, la personne voit les mots écrit mais n'arrive pas à les déchiffrer. Une lésion au niveau de l'aire visuelle provoque une cécité partielle, qui correspond à un région du champ visuel. Lors d'une lésion, la zone de l'aire visuelle qui a été touché se réduit afin de laisser la place aux autres zones de cette aire. En plus de cela, les neurones, qui ne sont pas stimulés, vont se connecter aux autres neurones qui les entourent, afin de combler le déficit produit par la lésion.

L'aire visuelle se trouve à l'arrière du cerveau, ce qui est étonnant, étant donné que les yeux (dans lesquels, on trouve les photorécepteurs qui recueillent les informations visuelles de l'environnement, ces informations seront envoyées vers l'aire visuelle afin de les interpréter) se trouve à l'avant de la tête. Une des raisons de cette distance peut être dû à l'évolution, c'est-à-dire que le cerveau humain s'est développé au cours du temps: le cerveau gagnant en volume, les aires corticales ont "migré" en raison du manque d'espace, ce qui a probablement conduit l'aire visuelle a se décaler vers l'arrière.

Conclusion

Les aires corticales sont donc des zone spécifiques du cortex cérébral, qui sont liées à la réception et l'interprétation des informations sensorielles, et ce de façon spécialisée pour chaque aire. Chaque type d'information nerveuse est reçue, fragmentée et analysée dans les aires corticales de manière très complexe. Ainsi les cinq sens, une partie des émotions, le mouvement, la parole sont des mécanismes des plus élaborés et qui font de l'Homme un Vertébré très évolué, et trouvent leur racine dans ces aires. Bien que la science soit encore limitée quant à sa connaissance du sujet, l'on peut se rendre compte de ce que représentent les aires corticales et le cerveau en général en ce qui concerne le bon fonctionnement du corps humain. L'évolution a...

Nous avons pu voir, lors de la rédaction de cette page wiki, que le cerveau est divisé en plusieurs parties, les lobes. Dans ces lobes se trouvent des aires qui correspondent à un sens. Chacune de ces aires ont une fonction différente. Les aires se sont placées à des endroit précis du cerveau à cause de l'évolution, mais nous ne savons pas exactement comment elles interagissent entre elles.

Sources

Bibliographie

  • CAMPBELL, REECE, Biologie, ed. de Boeck
  • RAVEN, Biologie, ed. de Boeck

Web


MelanieN 19 décembre 2008 à 11:24 (MET)
FahimaM 19 décembre 2008 à 11:26 (MET)
MatteoR 19 décembre 2008 à 11:28 (MET)

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