TP-TD Motricité volontaire et plasticité cérébrale

Le message nerveux, dans un arc réflexe n’est pas contrôlé. Qu’en est il d’un mouvement volontaire ? Quelles sont les centres nerveux concernés ?

Problème : Comment la motricité volontaire est-elle réalisée ?

I – Etude clinique de la motricité volontaire

  1. Quelles hypothèses pouvez vous émettre quant à l’origine de son hémiplégie ?

Le patient est alors dépêcher en salle d’IRM pour inspecter son cerveau.

Les images suivantes ont été obtenues par Eduanatomist que vous pouvez télécharger gratuitement à l’adresse suivante : eduanatomist©

Puisque les tests réflexes sont tous normaux, l’hémiplégie ne peut être due à une défaillance de la moelle épinière. Il faut donc aller étudier des dysfonctionnements au niveau du cerveau.

  1. Que pouvez vous dire des clichés d’IRM de notre patient ?
  2. Que pouvez vous conclure quant aux centres nerveux de la motricité ?

II – Investigation des aires motrices

En utilisant le logiciel Eduanatomist, expliquer les résultats de l’IRM fonctionnel (IRMf) mis à votre disposition du sujet 13112.

Explication de l’IRMf : Dans les zones activées, une petite augmentation de la consommation d’oxygène par les neurones est surcompensée par une large augmentation de flux sanguin. Il en résulte une diminution de la concentration de désoxyhémoglobine. Vu les propriétés paramagnétiques de cette dernière, le signal IRM (temps de relaxation T2* des noyaux d’hydrogène de l’eau) augmente légèrement pendant les périodes d’activation.

Le sujet 13112 : sujet ayant subi une série de tests de routine visant à explorer les fonctions cérébrales pendant un temps court (5minutes). Dans ce cas, le sujet a reçu l’instruction visuelle ou auditive « cliquez trois fois sur le bouton droit » ou « cliquez trois fois sur le bouton gauche ».

Protocole : 

En salle informatique, activez le logiciel Eduanatomist© s’il n’est pas actif. Puis cliquez sur l’onglet réseau.

Commencer par charger IRMsujet13112anat.img

Commencez par Regarder les différentes coupes de cerveau que vous pouvez voir et essayez de repérer l’avant l’arrière la droite la gauche et le dessus/dessous.

Puis chargez les fichiers suivants et faites les réglages préconisés en vous plaçant sur Blue-Red fusion:

IRMsujet13112fonctionMotriciteMainGaucheVersusDroite, seuil bas à 70 et seuil haut à 100 : mise en évidence des zones activées lors d’une commande motrice du côté gauche du corps

– IRMsujet13112fonctionMotriciteMainDroiteVersusGauche, seuil bas à 75 et seuil haut à 100 : mise en évidence des zones activées lors d’une commande motrice du côté droit du corps


Expliquez où se localise les zones observées actives et la relation avec l’action du sujet 13112, et à l’aide du document ci-contre.   


Aires cérébrales motrices

(d’après http://www.medecine.unige.ch/)

III – Rôle intégrateur des motoneurones

D’après le document suivant, montrez qu’il existe des synapses qualifiées d’excitatrices et d’autres d’inhibitrices.

Dans le système nerveux, chaque neurone peut être en connexion avec de très nombreux autres neurones : sur la photographie ci-contre, chaque point rouge correspond à un contact synaptique établi sur le neurone figuré en jaune.

On estime qu’un volume de cortex équivalent à une tête d’allumette contient environ un milliard de connexions.

Les synapses ne fonctionnent pas toutes avec le même neurotransmetteur. Par une technique de micro-injection, on teste l’effet de deux neurotransmetteurs, l’acétylcholine et le GABA, sur l’activité d’un neurone (il s’agit dans cette expérience d’un neurone du cortex cérébral de rat).

 

IV – Plasticité cérébrale

D’après les documents suivants, quels sont les effets de la rééducation ou de l’entraînement.

Doc 1. : Une surprenante restauration du cortex moteur.

L’expérience suivante a été réalisée chez des patients ayant subi un traumatisme nerveux engendrant paralysie et perte de la sensibilité du membre supérieur droit. Curieusement, la perte de la motricité est associée à des douleurs « fantômes » du membre paralysé (sensations vives de brûlures, par exemple) .

• Ces sujets ont alors subi une rééducation consistant à projeter des mouvements virtuels du membre paralysé: des images pré enregistrées du membre intact sont projetées par un système vidéo sur un miroir incliné à 450 de telle sorte que le sujet perçoit le mouvement comme étant celui du bras paralysé. Diverses séquences sont utilisées : mouvements d’ouverture et de fermeture de la main, saisie de divers objets, etc. Pendant les séances de projection, il est demandé au sujet de tenter d’effectuer le mouvement correspondant avec son membre paralysé .

  • Le suivi de cette rééducation par IRMf (coupes transversales ci-dessous) montre que la représentation corticale des mouvements évolue de façon significative.

Analyse par IRMf de l’activité du cortex cérébral chez des violonistes amateurs ou professionnels.

Seize violonistes (8 amateurs et 8 professionnels) auxquels on a demandé d’exécuter les mouvements de la main gauche d’un concerto pour violon de Mozart ont été soumis à une analyse par IRMf. Sur les cartes d’activation des différentes zones du cortex moteur qui ont été obtenues, on observe que, comparés aux amateurs, les musiciens professionnels présentent une augmentation de l’activation de l’aire motrice primaire. Chez les amateurs, l’activation du cortex est plus diffuse et elle est étendue à d’autres aires corticales.