Anatomie

ChristophN 5 octobre 2006 à 10:48 (MEST)
ZoeB 5 octobre 2006 à 10:22 (MEST)
DanielA 5 octobre 2006 à 10:49 (MEST)

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SimonB 6 novembre 2006 à 21:12 (MET)
SamanthaR 6 novembre 2006 à 23:40 (MET)
BrunoB 7 novembre 2006 à 12:44 (MET)
AttilaB 17 novembre 2006 à 11:25 (MET)

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Introduction et composition du système nerveux

Comparer son anatomie avec celle des autres espèces ainsi que décrire son développement à partir du stade embryonnaire permet de mieux comprendre l'organisation complexe du système nerveux humain, et notamment de notre cerveau. Cela permet également d'aborder des notions clés d'évolution et d'embryologie, ainsi que de mieux connaître notre organe le plus important: notre cerveau.

Les traits fondamentaux du système nerveux sont communs à tous les vertébrés. En effet, tous possèdent un système nerveux périphérique (SNP), un système nerveux central (SNC) puis une céphalisation plus ou moins marquée.
Le SNC est donc constitué de la moelle épinière et de l'encéphale.

SimonB 6 novembre 2006 à 22:34 (MET)
modif: SamanthaR 6 novembre 2006 à 23:19 (MET)

Système nerveux central

Définition générale du cerveau et de l'encéphale

Le cerveau est l'organe central du système nerveux chez les vertébrés. Il se trouve dans l'encéphale. C'est le centre de contrôle de tout le corps et chez l'Homme, il est aussi le siège de la conscience. Le cerveau est en étroite relation avec les autres organes du système nerveux.

Dans le langage courant, on désigne souvent par le terme cerveau l'ensemble des organes de l'encéphale. On peut cependant faire la distinction entre ces deux termes. Pour clarifier les choses, définissons ce qu'est l'encéphale:

Le mot encéphale désigne la partie du système nerveux central se trouvant dans la boîte crânienne. Il est composé (chez l'être humain)du:

1/ Tronc cérébral:
Il assure l'homéostasie, la coordination des mouvements et la transmission des informations jusqu'aux centres d'intégration supérieurs. il est composé du:

• Bulbe rachidien ou medulla oblongata:
  

Il s'occupe de la régulation de fonctions vitales (respitration, coeur, etc...), il est la continuation de la moelle épinière.

• Pont
  

Il participe aux activités du bulbe rachidien (par exemple: respiration)

• Mésencéphale
  

Il contient les centres de perception et d'integration de plusieurs genre d'informations sensorielles.

2/ Cervelet:
Il coordine les mouvements et vérifie les erreurs commises pendant les activités motrices, perceptuelles et cognitives.

3/ Prosencéphale:
C'est le cerveau à proprement parler. Il est composé du:

• Diencéphale:
  

Lui-même regroupant le:

• Thalamus:
  

Il sert principalement de relais aux informations sensitives et motrices provenant du cerveau.

• Hypothalamus:
  

Il renferme des centres de régulation thermique et des centres de régulation de la faim et de la soif. Il a également d'autres fonctions très importante, comme la régulation de l'activité sexuelle.

• Télencéphale:
  

Il est l'ensemble constitué par les hémisphères cérébraux, cortex cérébral, substance blanche et structures sous-corticales

Qui, lui, regroupe:

• Hippocampe:
  

Il joue un rôle très important pour la mémorisation et la remémorisation. Il donne notamment un contexte (également émotif) aux souvenirs.

• Amygdale:
  

S'occupe principalement de la régulation de nos émotions, notamment de l'agressivité et de la peur.

• Cortex cérébral:
  

C'est la partie du cerveau qui différencie le plus l'Homme des autres animaux. Il contient 75% de tous nos neurones. Il contient les aires motrices et sensorielles et est le centre du langage, de la conscience, de l'imagination, du raisonnement et de la plannification.

Cf. "annexe anatomie de l'encéphale humain"
Le cerveau est composé en outre de deux hémisphères, le droit (qui contrôle la partie gauche du corps) et le gauche (qui contrôle la partie droite du corps). Il faut noter que la plupart des structures du Prosencéphale se retrouvent dans chaque hémisphère.

Dans les prochaines questions, nous allons parler de l'évolution de l'encéphale et pas seulement du cerveau lui-même, car les organes de l'encéphale sont très liés entre eux.

Sources: Campbell
Mc Gill University: http://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_01/i_01_cr/i_01_cr_ana/i_01_cr_ana.html

SimonB 5 novembre 2006 à 17:35 (MET)
modif: SamanthaR 6 novembre 2006 à 23:33 (MET)

La moelle épinière

ou moelle spinale, est contenue dans le canal rachidien de la colonne vertébrale. Il s'agit d'un cordon de tissus nerveux d'une 50aine de centimètres de long, débutant à l'arrière du tronc cérébral, par les nerfs rachidiens.
Son rôle est de transmettre les influx nerveux entre le cerveau, les membres et les organes. La moelle épinière est protégée et nourrie par le liquide céphalo-rachidien, contenu par l'une des trois méninges: la dure-mère.
La moelle épinière est constituée de la substance blanche, qui elle-même enveloppe la substance grise, au coeur de laquel se trouve le canal de l'épendyme.

• La substance grise est constituée des corps cellulaires des neurones. Elle apparaît grise car elle contient les noyaux. Il s'agit donc du centre nerveux de la moelle, le coeur du traitement de l'information nerveuse. Autour du canal, cette zone contient les interneurones. Comme, vue en coupe, la substance grise a la forme d'un papillon. Nous parlerons de la zone des ailes pour situer les motoneurone.
  

• la substance blanche relève plus de la transmission des informations. En effet, elle est composée de fibres nerveuses, dendrites et axones. La substance blanche est donc une zone de passage des impulsions nerveuses.
  

[1] Illustration de la structure de la moelle osseuse

Lors d'un réflexe, le mouvement n'est dû qu'à l'action de la moelle épinière (= arc réflexe). Le cerveau n'est informé que dans un deuxième temps du danger ou de la douleur.
SamanthaR 6 novembre 2006 à 23:17 (MET)

Système nerveux périphérique = SNP

Tous les composants qui émergent du SNC forment le SNP. Celui-ci est formé de nerfs spinaux (rachidiens) et de ganglions qui permettent à l'information de se transmettre des organes au SNC.
Le nerf spinal est dit mixte puisque chaque nerf a deux "racines" qui naissent de la moelle. La première racine est pourvue d'un ganglion contenant des corps cellulaires de neurones sensitifs tandis que la seconde est pourvue de neurones moteurs. Il existe 31 paire de ces nerfs, le long de la moelle, qui permettent la motricité et la sensibilité des membres.

Le SNP est composé de 2 parties:

• Système nerveux somatique: Le système nerveux somatique se charge de transporter les influx nerveux jusqu'aux muscles squelettique. Puisqu'il relève d'une décision consciente, on le nomme volontaire. Il réagit principalement aux stimulus externes, participant ainsi à la relation entre l'organe et son milieu extérieur.
  

• Système nerveux autonome (ou végétatif): Le système nerveux autonome commande les organes internes qui composent les divers systèmes, tels que digestif, respiratoire, cardio-vasculaire, etc. Comme son nom l'indique, ce système qui régule et coordonne les fonctions vitales, ne relève pas de la volonté.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Moelle_%C3%A9pini%C3%A8re
http://www.anatomie-humaine.com/neuroa/moelle.html
Campbell
SamanthaR 6 novembre 2006 à 23:20 (MET)

Evolution du système nerveux des spongiaires aux cordés

Dans le règne animal, l'organisation du système nerveux présente un grande diversité en fonction du degré d'évolution des organismes.
Avant l'apparition du système nerveux, les unicellulaires fonctionnaient grâce à des protéines qui servaient de récepteurs sur leur membrane et parvenaient ainsi à vivre sans système nerveux.
Les premiers systèmes nerveux sont apparus avec les premiers pluricellulaires animaux.
Le système nerveux a subi plusieurs évolutions dans l’ordre suivant depuis sa création avec l'apparition de nouvelles espèces.

• Le système nerveux est diffus comme chez les Spongiaires: les neurones sont éparpillés dans le parenchyme, où ils sont liés par leurs fibres avec l'ectoderme et l'endoderme.
  
• Le système nerveux a commencé à évoluer pour former parfois de petits amas ou ganglions comme chez l'hydre (= Cnidaires). Dans ce cas le système nerveux forme déjà un réseau éparpillé partout dans la base de l'ectoderme ou dans la mésoglée.
  
• Avec l'apparition des animaux possédant une symétrie bilatérale et un axe antéro-postrieur, on peut remarquer l'apparition de ganglions cérébroïdes qui forment une céphalisation, autrement dit, le cerveau. Ces ganglions se sont formés au niveau de la tête. Puisqu'il y a un avant et un arrière (axe antéro-postrieur) , la tête est la première partie à appréhender le monde et donc le système nerveux doit s'y trouver pour être d'une plus grande utilité. Par exemple, la Planaire (Ver plat = Plathelminthes) possèdent un cerveau ainsi qu'un cordon nerveux permettant une meilleur répartition des neurones de manière structurée.
  
• Un anneau ganglionnaire péri-oesophagien est apparu avec les Némathelminthes (Vers ronds, Exemple: Ascaris), plus simplement on peut dire qu'un anneau de ganglions s'est formé autour de l'oesophage.
  
• Le système nerveux devient un peu plus complexe avec l’apparition des Annélides (Vers annelés, Exemple: Lombric). Maintenant, il est composé de ganglions cérébroïdes dorsaux situés dans la tête, d'un collier péri-oesophagien et d'une chaîne ganglionnaire ventrale s'étendant d'un bout à l'autre du corps et comportant typiquement une paire de ganglions par segment.
  
• Il évolue encore chez les Insectes. Il est formé d'un cerveau relié par un collier péri-oesophagien à une chaîne nerveuse ventrale comportant une paire de ganglions par segment, d'où partent de nombreux nerfs sensitifs et moteurs.
  
• Un système nerveux un peu différent est apparu avec les Echinodermes (Exemple: Oursin) qui sont des animaux marins sans symétrie bilatérale. En effet, ils possèdent un système nerveux double. Un système nerveux oral, situé ventralement, est formé d'un anneau nerveux d'où partent 5 nerfs radiaires ramifiés. Et un système nerveux aboral, situé dorsalement, est analogue au précédent mais moins développé.
  
• Ce n'est qu'avec l'apparition des cordés que le système nerveux devient dorsal. Cf Annexe.

pourriez-vous développer ce dernier point un peu plus notamment en commentant l'annexe. Ce point est en effet essentiel. On l'appelle la dorsalisation du système nerveux Pierre.brawand 7 novembre 2006 à 22:43 (MET)

Source:Biologie animal de Edouard Della Santa
Campbell ChristophN 17 octobre 2006 à 22:02 (MEST)

Evolution du système nerveux central chez les Vertébrés

Nous nous interésserons ici à l'évolution de l'encéphale des vertébrés, et non pas de l'ensemble du système nerveux, car c'est bien cette partie du SNC qui s'est vraiment modifiée au fil de l'évolution des espèces, alors que le reste n'a presque pas changé.

Pour traiter cette question, nous pouvons comparer l'anatomie du cerveau des différentes espèces entre elles. Nous pourrons noter les différences et en déduire, dans les grandes lignes, ses tendances évolutives. Mais tout d'abord, nous devons aborder la question de l'apparition du cerveau dans l'évolution. On remarque, avec l'apparition d'êtres à symétrie bilatérale, que déjà tôt dans l'évolution animale (avec l'apparition des vers plats, il y a environ 600mio d'années) le système nerveux tend à être plus dense du côté "avant" du corps. L'évolution du système nerveux et sa complexification ont mené à la mise en place d'organes du système nerveux beaucoup plus complexes, chez les Vertébrés notamment, qui prirent donc place à l'avant du corps, c'est-à-dire dans la tête. C'est ce qu'on appelle le phénomène de céphalisation.

Si on observe l'encéphale de différentes espèces de Vertébrés, on remarque des différences assez flagrantes (cf. annexe Evolution de l'encéphale chez les vertébrés).

La tendance est nette: le volume du cerveau augmente énormement au cours de l'évolution. Tous les vertébrés possèdent cependant la même organisation de base du cerveau. Cela signifie que l'évolution a toujours tenu compte de ce qui était déjà en place et a préféré l'améliorer et le complèter, plutôt que d'en changer le fonctionnement.

Cet aspect de l'évolution cérébral se retrouve dans le concept de cerveau triunique. Ce distingue trois cerveaux apparus distinctement au cours de l'évolution et bien que cette vision soit, semble-t-il, trop simpliste, elle permet de bien résumer l'évolution du cerveau:

• Le cerveau reptilien serait le plus ancien. Il regroupe des organes comme le cervelet et le tronc cérébral (qui constituent l'essentiel de l'encéphale des reptiles) et contrôle les fonctions métabolliques de base (respiration, rythme cardiaque, température corporelle, etc...)

• Le cerveau limbique vient ensuite. Constitué de l’hippocampe, de l’amygdale et de l’hypothalamus, il est le centre des émotions et des jugements de valeurs inconscients chez l'être humain. Il serait apparu chez les premiers mammifères, chez qui il avait pour rôle de mémoriser des comportements et de les juger agréables ou désagréables.

• Le néo-cortex(il s'agit du cortex cérébral) devient important avec les mammifères évolués comme les primates. C'est la partie la plus importante du cerveau humain puisque c'est le siège du langage, de la pensée abstraite, de l’imagination et la conscience notamment.

Si on observe l'encéphale de différents mammifères, on observe également une augmentation de son volume ( pour une illustration, cf. [Comparaison entre des cerveaux de différentes espèces]ou annexe Evolution de l'encéphale des mammifères). Ceci est dû à une augmentation de certaines parties du cerveau, en particulier du cortex cérébral. L'augmentation du volume du cortex est particulièrement marquée chez les Primates, et devient énorme chez l'Homme. Le nombre de circonvolutions dans le cortex augmente également au cours de l'Evolution.

Il faut savoir que, chez une espèce, il n'y a cependant aucun lien entre la taille de son encéphale et sa complexité comportementale. Par exemple, un éléphant a un cerveau beaucoup plus grand qu'une souris, mais cette différence de taille ne veut pas dire que son comportement est plus complexe. Il a en effet besoin de beaucoup plus de tissu neural pour commander sa surface corporelle, qui est beaucoup plus grande que celle de la souris. Ce qui est important, c'est la proportion taille cortex / taille du corps. En effet, ce qui différencie l'être humain des autres animaux au niveau de la complexité du comportement, c'est la taille de son cortex cerébral, qui est le plus évolué du monde animal. Cet organe lui permet d'exercer des activités mentales plus poussées que la plupart des animaux. Une espèce qui possède ainsi un cortex cérébral plus développé par rapport à son corps par rapport à une autre espèce aura un comportement plus complexe.

Ceci ne veut en aucun cas dire que l'évolution favorise des espèces au cortex développé. Un rat au petit cerveau est parfaitement adapté à son milieu. L'évolution va dans toutes les directions et cette augmentation du volume corticale n'est qu'une des nombreuses voies qu'elle emprunte.

Source: LE BRICOLAGE DE L'ÉVOLUTION, Université Mc Gill, http://www.lecerveau.mcgill.ca/flash/d/d_05/d_05_cr/d_05_cr_her/d_05_cr_her.html

SimonB 6 novembre 2006 à 22:01 (MET)

Développement embryonnaire humain de l'encéphale

Après cette première partie sur l'évolution du système nerveux, en voilà une deuxième qui traite du développement embryonnaire de l'encéphale humain.

Au stade embryonnaire, trois renflements à symétrie bilatérale apparaissent lorsque le tube neural dorsal se différencie. Le prosencéphale, le mésencéphale et le rhombencéphale se situent à son pôle antérieur.
Le développement de l'encéphale au nivau embryonnaire reflète le développement général de l'encéphale chez les Vertébrés.
Ainsi, après 5 semaines de développement, l'encéphale compte 5 régions qui sont issues des trois renflements de départ.

Du prosencéphale, se forment le télencéphale et le diencéphale.
Le mésencéphale se maintient.
Le rhombocéphale se différencie en métencéphale et myélencéphale. CF ANNEXE

Au cours du deuxième et troisième mois de gestation, le télencéphale connaît de grands changements et donne naissance au cerveau au sens propre, avec ses deux hémisphères, droit et gauche.

Le mésencéphale, le métencéphale, et le myélencéphale constitueront par la suite les éléments du tronc cérébral: le mésencéphale, le pont et le bulbe rachidien.
Un centre d'intégration important découle également du métencéphale, le cervelet. Celui-ci ne fait pas partie du tronc cérébral.

Il faut noter que si l'on observe le développement embryonnaire de l'encéphale de l'homme à divers stades, on remarque une ressemblance flagrante avec l'encéphale d'espèces moins évoluées. Ces ressemblances constituent un argument solide en faveur des théories de l'évolution. En ce qui concerne le système nerveux, cela amène à penser que l'encéphale humain s'est bel et bien batti sur l'encéphale d'espèces antérieures, comme il a été exposé plus tôt.

Source: Campbell

SamanthaR 7 novembre 2006 à 16:06 (MET)
BrunoB 7 novembre 2006 à 16:08 (MET)

Lexique

Mésoglée: C'est une sorte de couche située entre les feuillets cellulaires pour les Porifères, ou entre l'ectoderme et l'endoderme pour les Cnidaires semblable à une gelée. Il agit comme un genre de collo qui maintient ensemble les deux feuillets. Il contient peu ou pas de cellules.
Parenchyme: Les parenchymes sont des tissus végétaux constitués de cellules vivantes. Ces cellules sont perforées de ponctuations qui permettent une circulation des substance à l'intérieur des cellules (des communications intercellulaires ont donc lieu). Ces cellules ont généralement un rôle de remplissage (Tissu sécréteur d'une glande).