Télencéphale – Anatomie et fonction du cerveau

Image: Le cerveau humain. Par : _DJ_
. Licence: CC BY-SA 2.0

Définition

Le télencéphale est la division antérieure du prosencéphale (cerveau antérieur) et comprend les hémisphères cérébraux et les structures associées.

Développement embryologique du Télencéphale

Image: Vésicule cérébrale. Par Phil Schatz, Licence : CC BY 4.0

Au cours du développement embryologique, le cerveau, la moelle épinière et le système nerveux central se développent à partir du tube neural, dérivé de l’ectoderme dorsal. La partie crânienne du tube neural forme les 3 vésicules cérébrales primaires.

Une de ces vésicules cérébrales se développe dans le prosencéphale (cerveau antérieur). Les 2 autres vésicules cérébrales se développent dans le rhombencéphale (cerveau postérieur) et le mésencéphale (cerveau médian). Le prosencéphale se sépare en diencéphale et télencéphale.

Segmentation du télencéphale en sections d’hémisphère supplémentaires

Selon l’âge de la partie particulière, le télencéphale est, en termes évolutifs, divisé en 3 sections supplémentaires.

La section la plus ancienne est formée par le paléocortex (paléopallium), qui est représenté par le rhinencéphale dans le cerveau adulte. Le rhinencéphale comprend le bulbe olfactif, le tractus olfactif, le septum et la partie corticale de l’amygdale.

L’archicortex (ou archipallium; la partie la plus ancienne) se développe à partir de la partie médiale du cerveau embryonnaire et, dans le cerveau adulte, il forme l’hippocampe contenant le cornu ammonis (corne d’Amon), le fornix (arc) et l’indusium griseum (gyrus supracallosal).

L’hippocampe est la plus grande partie de l’archicortex, et il joue un rôle important dans la formation de la mémoire, en particulier lors du transfert d’informations de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme.

Le circuit de Papez

Ce transfert de mémoire est rendu possible par le circuit de Papez, qui est constitué d’afférents et d’efférents de l’hippocampe. Les afférences de l’hippocampe proviennent principalement de la région entorhinale, qui médie les informations du bulbe olfactif, de l’amygdale et du néocortex.

Plus d’afférents atteignent l’hippocampe via le thalamus et le gyrus cingulaire. Les efférents sortant de l’hippocampe passent principalement par le fornix, pour se terminer exclusivement dans la région du corps mamillaire. À partir du corps mamillaire, le circuit de Papez est fermé via la connexion au thalamus au moyen du tractus mammillothalamique (faisceau de Vicq d’Azyr).

Image: Circuit de Papez. Par NotMySecondOpinion, Licence: Domaine public

Le néocortex (la partie la plus récente) représente la plus grande partie du télencéphale. Il comprend l’insula et le corps striatum du cerveau adulte.

Le néocortex peut être divisé en 50 zones, appelées zones Brodmann. Des fonctions spécifiques sont associées à chaque zone de Brodmann, comme en témoignent l’aire de Broca et l’aire de Wernicke, qui représentent toutes deux l’aire linguistique du cerveau. La zone de Broca est située dans les zones Brodmann 44 et 45, tandis que la zone de Wernicke est située dans la zone 22.

Image: Zones Brodmann. Par Phil Schatz, Licence : CC BY 4.0

Structure histologique du cortex cérébral

Par rapport à la structure histologique corticale, les 2 parties évolutives plus anciennes, i.e., le paléopallium et l’archipallium, ont une structure différente par rapport au néocortex. La couche externe du néocortex se compose de 6 couches, et on l’appelle aussi l’isocortex, tandis que la couche externe du paléopallium et de l’archipallium s’appelle l’allocortex et se compose de 3 couches.

Deux types de neurones sont contenus dans le néocortex. L’une d’elles est représentée par des cellules non pyramidales, qui sont inhibées via le GABA émetteur, et des cellules pyramidales, qui constituent la majorité des neurones (85%) et sont excitées par les émetteurs glutamate et aspartate.

La structure macroscopique du Télencéphale

Image: Cerveau. Par Phil Schatz, Licence : CC BY 4.0

Le télencéphale se compose de 2 hémisphères, avec 6 lobes majeurs par hémisphère. Les hémisphères droit et gauche sont séparés par la fissure interhémisphérique, et ils sont reliés fonctionnellement par le corps calleux (latin pour « corps dur »).

Un hémisphère est dominant et effectue le traitement des activités linguistiques et informatiques. De plus, des fonctions telles que la lecture et l’écriture sont localisées dans cet hémisphère particulier. Pour la majorité des droitiers, l’hémisphère gauche est le dominant, et seulement pour une petite fraction des gauchers est l’hémisphère droit dominant.

Les 6 lobes principaux comprennent le lobe frontal, le lobe pariétal, le lobe temporal, le lobe occipital, le lobe insulaire et le lobe limbique. De plus, chaque hémisphère a 3 surfaces et 2 bordures. Les surfaces susmentionnées sont la surface médiale, la surface superolatérale et une surface inférieure. Les bordures correspondantes sont la marge supérieure et la marge inférolatérale.

Image: Lobes du Cortex cérébral. Par Phil Schatz, Licence : CC BY 4.0

En regardant de l’extérieur, les lobes sont séparés les uns des autres par les sulci primaires (sulci cérébraux). Ceux-ci comprennent le sulcus central (sulcus de Rolando) entre les lobes pariétal et frontal; le sulcus latéral entre les lobes temporal, frontal et pariétal; et le sulcus pariétoccipital entre les lobes pariétal et occipital.

Le sulcus calcarine appartient également au sulci primaire et divise le lobe occipital en une partie supérieure et une partie inférieure.

En plus des sulci primaires, il existe également des sulci secondaires et tertiaires, les sulci secondaires subdivisant en outre chaque lobe. Les sulci tertiaires sont responsables des sulci individuels du cortex, se développent après la naissance et sont influencés par des facteurs non génétiques.

Non seulement les sulci cérébraux mais aussi les circonvolutions cérébrales (gyri cérébraux) élargissent la surface du cerveau. Ces circonvolutions sont illustrées par le gyrus précentral et le gyrus postcentral, qui sont discutés ci-dessous.

Structure du Lobe frontal

Image: Lobe frontal. Par Gray, vectorisé par Mysid, coloré par was_a_bee, Licence: Domaine public

Divers centres fonctionnels se trouvent dans la zone du lobe frontal. Ils peuvent être attribués à des zones particulières du cortex et à des gyri particuliers. Le gyri frontal supérieur et moyen, le gyrus frontal inférieur et le gyrus précentral sont différenciés par rapport au gyri.

La fonction du gyri frontal supérieur et moyen

Le cortex d’association frontale est localisé dans la zone du gyri frontal supérieur et moyen. Le cortex d’association frontale est constitué du cortex préfrontal et des zones liées au moteur, à l’exception du cortex moteur primaire. Le cortex préfrontal est associé au traitement d’une variété d’informations reçues de différents lobes et ces informations sont transmises au cortex moteur primaire. Il régule le comportement en réponse à l’environnement changeant. Les signaux cognitifs sont transmis aux zones motrices. Sur la base des zones de Brodmann, le cortex d’association frontale se situe dans les zones 9-11. Le traitement associé à des capacités mentales supérieures, telles que des actions planifiées, est effectué au sein du cortex d’association.

Symptomatologie associée à une lésion dans la zone du cortex d’association frontale

Une lésion dans cette zone entraîne, entre autres, des déficits dans la planification des actions. De plus, cela peut entraîner des troubles généraux de la conduite qui se présentent comme une altération de la capacité de réflexion et des niveaux de concentration altérés, ainsi qu’une réduction des mouvements spontanés.

Les lésions principalement situées dans la partie orbitale du lobe frontal (zone 11) entraînent principalement une altération de l’état affectif. Entre autres choses, cela peut entraîner un comportement désinhibé, suspect et irascible, ainsi qu’une jocularité trop exagérée de la part du patient.

Remarque: Les champs d’association ne sont associés à aucune zone particulière du cortex et ne reçoivent aucune information du thalamus.

Fonction du gyrus frontal inférieur

Image: Gyrus frontalis inférieur. Par Gray, vectorisé par Mysid, coloré par was_a_bee, Licence: Domaine public

Le gyrus frontal inférieur peut être subdivisé en sections supplémentaires comme suit: pars orbitalis, pars opercularis et pars triangularis.

Dans l’aire de Brodmann 44, le centre de Broca est situé dans le gyrus frontal inférieur, qui est compté parmi les centres de langage, en plus de l’aire de Wernicke. Les 2 centres de langues sont traités dans l’article séparé « Centres de Langues Télencéphales, Structure du Système Limbique et Ganglions de la Base ».

La fonction du gyrus frontal moyen

Un autre centre, situé dans le lobe frontal, est le champ oculaire frontal. Ceci est équivalent à l’aire de Brodmann 8 et est situé dans le gyrus frontal moyen. Sa fonction est de contrôler les mouvements oculaires volontaires.

À cette fin, il reçoit des afférents du cortex visuel primaire et secondaire et fournit des efférents aux noyaux musculaires cérébraux des nerfs crâniens III, IV et VI, via le colliculus supérieur. Ces nerfs crâniens sont responsables de l’innervation des noyaux musculaires de l’œil.

La fonction du gyrus précentral

Image: Gyrus praecentralis. Par Gray, vectorisé par Mysid, coloré par was_a_bee, Licence : Domaine public

Le gyrus précentral, le cortex prémoteur (zone 6) et le cortex moteur supplémentaire (zone 6) sont associés au système moteur. Le cortex somatomoteur primaire (zone 4) est situé dans la zone du gyrus précentral, situé devant le sillon central. Originaire d’ici, le tractus pyramidal continue aux parties du corps respectives en tant qu’efférent.

Le cortex moteur lui-même reçoit des afférences de la région du thalamus (noyau latéral ventral) et du gyrus postcentral (voir boucle des ganglions de la base).

Le cortex prémoteur et le cortex moteur supplémentaire ont des afférences comparables. Les efférents vont du cortex prémoteur au cervelet via le tractus frontopontin, et le cervelet se projette ensuite dans le cortex moteur primaire. Cela crée un type de mécanisme de contrôle qui permet une régulation fine des mouvements.

Les séquences de mouvement, quant à elles, sont stockées et planifiées dans la zone moteur supplémentaire.

Symptômes cliniques associés à une lésion du tractus pyramidal

Pour retracer les symptômes associés à une lésion du tractus pyramidal, 2 facteurs sont particulièrement importants. Premièrement, il y a le fait que jusqu’à 80% du tractus pyramidal se croise (décussation pyramidale) du côté opposé au niveau de la moelle oblongue, et deuxièmement, les parties du corps respectives sont organisées somatotopiquement dans la zone du gyrus précentral. Cette division somatotopique peut être illustrée au moyen de l’homoncule moteur.

Subordonné au fait que dans la zone de la moelle oblongue 80% des fibres du tractus pyramidal se croisent du côté opposé (les parties restantes constituent 20%), une lésion centrale du tractus pyramidal entraîne des déficits moteurs du côté controlatéral du corps.

Ces déficits moteurs se présentent sous la forme d’une parésie, par laquelle une lésion du tractus pyramidal, c’est-à-dire du 1er neurone moteur, prend la forme d’une paralysie spastique. La présentation initiale est une paralysie flasque, due à un « choc rachidien ». La paralysie spastique se forme généralement dans un délai de 3 à 4 semaines.

Une paralysie flasque permanente survient lorsque le 2ème motoneurone est endommagé. Ces 2 formes de parésie peuvent être distinguées sur la base de paramètres cliniques.

La paralysie spastique se manifeste cliniquement en termes de réflexes proprioceptifs exagérés et de réflexes polysynaptiques atténués ou manquants, par exemple, en plus d’autres réflexes pathologiques existants. Le signe de Babinski est un exemple de réflexe pathologique, exprimé par une dorsiflexion du gros orteil lorsque la surface plantaire latérale est frottée. Les orteils restants restent dans leur position d’origine ou s’étalent dans une position en éventail.

Image: Dessin du signe de Babinski, légendes allemandes. Par Roxbury, Licence : CC BY-SA 3.0

La paralysie flasque ou périphérique se caractérise par une absence de réflexes tendineux, alors qu’en revanche, les réflexes polysynaptiques ne sont généralement pas affectés. Les réflexes pathologiques ne se produisent pas non plus dans une parésie périphérique. De plus, la paralysie flasque entraîne une atrophie neurogène des muscles. Les muscles ne sont généralement pas affectés par la paralysie spastique en raison de l’augmentation du tonus musculaire. L’immobilisation liée à la paralysie spastique peut également entraîner une atrophie musculaire légère. L’homoncule peut être utilisé pour tirer d’autres conclusions sur l’emplacement central respectif de la déficience.

Par exemple, une lésion de la zone corticale parasagittale, alimentée par l’artère cérébrale antérieure, entraîne une paralysie spastique des jambes.

Structure du Lobe pariétal

Image: Lobe pariétal. Par Gray, vectorisé par Mysid, coloré par was_a_bee, Licence: Domaine public

Le gyrus postcentral, le cortex somatosensoriel secondaire et le cortex d’association pariétale sont localisés dans le lobe pariétal.

Fonction du gyrus postcentral

Image: Gyrus postcentralis. Par Gray, vectorisé par Mysid, coloré par was_a_bee, Licence: Domaine public

Le gyrus postcentral comprend le cortex somatosensoriel, où les afférences sensorielles (sens de la douleur, du toucher et de la température) de la périphérie sont traitées. Ces afférents atteignent le cortex somatosensoriel, le thalamus agissant comme un filtre (une « porte d’entrée vers l’esprit ») – principalement via le noyau postéro-médial ventral et le noyau postéro-latéral ventral du thalamus.

Issues du cortex somatosensoriel, les fibres efférentes passent au cortex somatosensoriel secondaire et au cortex moteur (gyrus précentral).

Les fibres dans la région du gyrus postcentral sont organisées somatotopiquement et correspondent aux fibres du gyrus précentral de sorte qu’un homoncule sensoriel se trouve également à côté de l’homoncule moteur.

L’homoncule illustre comment les régions individuelles ont une innervation sensorielle plus ou moins forte, quelle que soit leur taille anatomique. Par exemple, les mains et la langue possèdent une région d’innervation relativement importante dans l’homoncule, alors que les cuisses, par exemple, n’ont qu’une région relativement petite.

Image : Illustration tirée d’Anatomie & Physiologie, Site Web Connexions. Par OpenStax College, Licence: CC BY 3.0

Fonction du cortex somatosensoriel secondaire

Les informations provenant du cortex somatosensoriel secondaire sont interprétées ou classées dans le cortex somatosensoriel secondaire (zones 5 et 7).

Fonction du cortex d’association pariétale

En plus du cortex d’association frontale (voir ci-dessus), il existe également un cortex d’association pariétale, composé du gyrus angulaire et du gyrus supramarginal du lobe pariétal.

Le gyrus angulaire (zone 39), qui s’enroule autour de l’extrémité du sillon temporal supérieur en forme d’arc, médie entre le cortex auditif secondaire et le cortex visuel secondaire. Ceci explique l’importance du cortex d’association pariétale par rapport à des fonctions telles que la lecture ou l’écriture.

Le cortex d’association pariétale est associé au traitement des événements spatiaux. Une lésion dans cette zone entraîne une perte de mémoire liée à la distribution ou à la disposition physique des parties du corps. Les patients peuvent ne pas connaître la moitié du corps à moins d’un rappel. De plus, ils peuvent avoir une illusion de leur absence et peuvent être convaincus de cette idée. Ils peuvent également être incapables d’expliquer et de suivre des itinéraires familiers, peuvent négliger un côté particulier de leur maison et peuvent se tourner par erreur du mauvais côté lorsqu’on leur demande.

Le gyrus supramarginal (zone 40) est situé à l’extrémité du sillon latéral et l’entoure.