Cerveau : anatomie et divisons

L’anatomie du cerveau est important pour mieux saisir la progression des troubles et des maladies survenant lors de son vieillissement.

L’étude de l’anatomie du cerveau s’appelle la neuroanatomie, tandis que l’étude de sa fonction est la neuroscience.

Une visite du cerveau s’impose, en commençant par sa partie visible.

Le cerveau fait partie du système nerveux central

Le système nerveux central se compose du cerveau et de la moelle épinière. Il est qualifié de «central» car il combine des informations provenant de tout le corps et coordonne l’activité dans tout l’organisme.

Le système nerveux central est continuellement étudié par les scientifiques anatomistes et physiologistes. Il contrôle nos pensées, nos mouvements, nos émotions et nos désirs. Il contrôle également notre respiration, notre fréquence cardiaque, la libération de certaines hormones, la température corporelle.

La rétine, le nerf optique et les nerfs olfactifs sont parfois considérés comme faisant partie du système nerveux central aux côtés du cerveau et de la moelle épinière. En effet, ils se connectent directement au tissu cérébral sans l’intermédiaire de fibres nerveuses.

Le cerveau est protégé par le crâne (la boîte crânienne) et la moelle épinière qui se déplace de l’arrière du cerveau vers le centre de la colonne vertébrale, s’arrêtant dans la région lombaire du bas du dos.

Le cerveau et la moelle épinière sont tous deux logés dans une membrane protectrice à trois couches appelée méninges.

• 1. La boite crânienne (du grec kranion signifiant « casque »)
• 2. Le cerveau (poids: 1,3 – 1,4 kg; longeur = 17 cm; largeur = 14 cm; hauteur = 9 cm; 2% du poids du corps humain; également appelé encéphale (du grec egkephalos – « qui est dans la tête »); en réalité, le cerveau ne représente qu’une partie de l’encéphale.
• 3. La moelle épinière
  – Longeur: 43 – 45 cm; poids = 35 g
  – Représente 2% du système nerveux central
  – Lieu de passage de l’information entre les organes du corps et le cerveau

Le cerveau est l’organe le plus complexe du corps humain; le cortex cérébral (la partie la plus externe du cerveau et la plus grande partie en volume) contient environ 15 à 33 milliards de neurones, chacun étant connecté à des milliers d’autres neurones.

Au total, environ 80 à 100 milliards de neurones et 1 000 milliards de cellules gliales (cellules de soutien) composent le cerveau humain. Notre cerveau utilise environ un quart de l’énergie totale de notre corps.

Le cerveau est le module de contrôle central du corps et coordonne l’activité. Du mouvement physique à la sécrétion d’hormones, à la création de souvenirs et à la sensation d’émotion.

Pour remplir ces fonctions, certaines sections du cerveau ont des rôles dédiés. Cependant, de nombreuses fonctions supérieures – raisonnement, résolution de problèmes, créativité – impliquent différents domaines travaillant ensemble dans des réseaux.

Le cerveau apparaît à l’oeil nu comme un organe à la surface plissée et formé de deux parties identiques: les hémisphères cérébraux. Il forme avec la moelle épinière le système nerveux central.

Notions de neuroanatomie

Les neuroscientifiques utilisent des termes neuroanatomiques courants pour désigner l’emplacement, l’organisation et la fonction. Vous trouverez ci-dessous un ensemble standard de termes directionnels anatomiques utilisés pour décrire l’emplacement des différentes régions.

Ces 4 premiers termes sont utiles pour expliquer les positions relatives. c’est-à-dire que le cortex cérébral est supérieur au mésencéphale.

La signification de ces quatre termes a plus de sens pour les animaux comme les lézards avec un système nerveux central horizontal. Alors que les humains marchent debout, la tête penchée vers l’avant, le système de coordonnées se plie également. Cela signifie que la direction caudale peut signifier vers la colonne vertébrale mais peut également signifier vers l’arrière de la tête.

Les divisions du cerveau

Le cerveau est divisé en trois parties : le cerveau antérieur, le mésencéphale et le cerveau postérieur.

Cerveau antérieur

Le cerveau antérieur est la partie la plus grande et la plus complexe du cerveau. 

Il se compose du télencéphale (cortex cérébral, hippocampe, noyaux gris centraux, amygdale) et du diencéphale (thalamus, hypothalamus, glande pinéale ou épiphyse). 

Il comprend également les noyaux gris centraux impliqués dans la modulation du mouvement moteur.

En plus du troisième ventricule du cerveau, le diencéphale contient un certain nombre de structures:

Hypothalamus

L’hypothalamus contrôle les activités du système nerveux autonome, régule les neurohormones et influence les hormones hypophysaires, et contrôle la température corporelle, la fatigue, le sommeil, les rythmes circadiens, la faim et la soif.

Thalamus

Le thalamus transporte les messages sensoriels provenant des yeux, des oreilles et des récepteurs tactiles de tout le corps. L’olfaction est le seul sens qui contourne directement le thalamus vers le cortex.

Glande pituitaire

L’hypophyse sécrète des hormones qui contrôlent les glandes thyroïdiennes et le métabolisme, la pression artérielle, certaines fonctions des organes sexuels, ainsi que certains aspects de la grossesse et de la croissance, de l’accouchement, de l’allaitement, de la concentration en eau / sel au niveau des reins, de la régulation de la température et du soulagement de la douleur.

Cerveau moyen

Le mésencéphale, considéré comme faisant partie du tronc cérébral, est situé dans la partie caudale du cerveau antérieur et a de nombreuses fonctions différentes. Notamment, les neurones du cerveau antérieur peuvent produire le neurotransmetteur dopamine qui se trouve dans les noyaux gris centraux, une région impliquée dans la motricité volontaire et l’apprentissage basé sur la récompense.

Il est impliqué dans les réflexes visuels et auditifs, la modulation du contrôle moteur, ainsi que des cycles sommeil / éveil, de la vigilance, de la motivation, de l’accoutumance et de la régulation de la température corporelle. Le mésencéphale humain partage l’architecture générale avec le plus ancien des vertébrés.

Le mésencéphale comprend la substance noire, l’aire tegmentale ventrale et une partie du noyau du raphé)

Cerveau postérieur

Le cerveau postérieur est la partie la plus caudale du cerveau et comprend le cervelet, le pont et le bulbe rachidien. 

Le cervelet (latin pour «petit cerveau») porte ce nom parce qu’il ressemble à une petite version du cerveau. Il est responsable de l’équilibre, du mouvement et de la coordination.

Le pont (ou protubérance) a de nombreuses régions différentes qui sont spécialisées pour diverses fonctions, notamment: le sommeil, la déglutition, le contrôle de la vessie, l’audition, l’équilibre, le goût, les mouvements oculaires, les expressions faciales et la posture. 

Enfin, le bulbe rachidien, qui fait également partie du tronc cérébral, est la région la plus caudale du cerveau postérieur. 

Il est également impliqué dans le contrôle de nombreuses fonctions autonomes, notamment: la respiration, la pression artérielle et les réflexes de toux / éternuements. Le centre cardiovasculaire, qui régule les battements cardiaques pendant l’exercice ou un traumatisme, se trouve également ici.

Le cerveau et ses deux hémisphères

Le cerveau est divisé en hémisphères droit et gauche. Chaque hémisphère traite généralement les informations sensorielles et motrices des membres controlatéraux (du côté opposé). 

Une bande de fibres nerveuses appelée corps calleux , ainsi que des voies plus petites, relient les deux hémisphères et permet la communication entre eux. Une callosotomie corpusienne (déconnexion des deux hémisphères en coupant le corps calleux) est parfois réalisée en dernier recours pour les patients atteints d’épilepsie réfractaire. 

Figure représentant un cerveau humain vu d’en haut. Hémisphère gauche (1); hémisphère droit (2); sillon séparant les deux hémisphères appelé scissure interhémisphérique (3); plis séparant les lobes. Par exemple, le pli indiqué dans la figure (4) sépare le lobe frontal du lobe pariétal. Reproduit avec la permission de Jeff Miller, © The Board of Regents of the University of Wisconsin system

Le cortex cérébral développe des bosses ( gyri ) et des sillons ( sulci ), permettant au cerveau d’avoir plus de surface et plus de neurones stockés dans le crâne. Aucun cortex cérébral n’est plié de la même manière mais plusieurs de ces plis sont suffisamment grands et prononcés pour être nommés de manière spécifique.

Par exemple, le sulcus latéral est le pli interne qui sépare le lobe temporal du lobe frontal. Adjacent au sulcus latéral se trouve le gyrus temporal . Ce pli abritent le cortex auditif primaire, où le cerveau traite les informations sonores. La région de Wernicke, la région du cerveau essentielle au traitement du langage, réside également sur le gyrus temporal.

Les quatre lobes du cerveau

A la surface des deux hémisphères se trouve le cortex cérébral (cortex est un mot latin signifiant écorce), la partie la plus imposante du cerveau. En effet, il représente les trois quarts du volume du cerveau.

Le cortex cérébral effectue une multitude de tâches tels que raisonner, stocker des souvenirs, acquérir des habiletés motrices, interpréter le sens des mots écrits et parlés, contrôler la parole…

À chaque tâche est associée une surface du cortex appelée aire corticale (c’est-à-dire une aire relative au cortex). Il existe ainsi une aire responsable du langage, de la vision, de la mémoire etc.

Tel qu’expliqué plus haut, on retrouve à surface du cortex de profonds sillons appelés scissures qui délimitent les quatre lobes : lobe frontal, lobe pariétal, lobe occipital et lobe temporal.

Lobe frontal : positionné à l’avant du cerveau, le lobe frontal contient la majorité des neurones sensibles à la dopamine et est impliqué dans l’attention, la récompense, la mémoire à court terme, la motivation et la planification.

Lobe pariétal : le lobe pariétal intègre des informations sensorielles telles que le toucher, la conscience spatiale et la navigation. La stimulation tactile de la peau est finalement envoyée au lobe pariétal. Il joue également un rôle dans le traitement du langage.

Lobe occipital : région de traitement visuel du cerveau, abritant le cortex visuel.

Lobe temporal : important pour traiter les entrées sensorielles et leur attribuer une signification émotionnelle. Il participe également à la création de souvenirs à long terme. Certains aspects de la perception du langage sont également présents dans le lobe temporal.

Maladies du système nerveux central

Voici les principales causes des troubles qui affectent le système nerveux central :

Infections: certains micro-organismes et virus peuvent envahir le système nerveux central ; ces micro-organismes sont des champignons (méningite cryptococcique),  des protozoaires (paludisme), des bactéries (lèpre) ou des virus.

Défauts de structures: les exemples les plus courants sont les malformations congénitales; y compris l’anencéphalie, où des parties du crâne, du cerveau et du cuir chevelu manquent à la naissance.

Tumeurs: les tumeurs cancéreuses et non cancéreuses peuvent avoir un impact sur certaines parties du système nerveux central. Les deux types peuvent causer des dommages et produire un éventail de symptômes en fonction de l’endroit où ils se développent.

Troubles auto-immunes: dans certains cas, le système immunitaire d’un individu peut lancer une attaque contre des cellules saines. Par exemple, l’encéphalomyélite aiguë est caractérisée par une réponse immunitaire contre le cerveau et la moelle épinière, attaquant la myéline (l’isolation des nerfs) et, par conséquent, détruisant la substance blanche.

Traumatisme: selon le site de la blessure, les symptômes peuvent varier considérablement de la paralysie aux troubles de l’humeur.

Accident vasculaire cérébral: un accident vasculaire cérébral est une interruption de l’apport sanguin au cerveau. Le manque d’oxygène qui en résulte entraîne la mort des tissus dans la zone touchée.

Neurodégénérescence: dans certains cas, la moelle épinière ou le cerveau peuvent dégénérer. Un exemple est la maladie de Parkinson qui implique la dégénérescence progressive des cellules productrices de dopamine dans les noyaux gris centraux.

Un autre exemple est la maladie d’Alzheimer ou le trouble cognitif léger caractérisés par une baisse de l‘activité et du volume de certaines aires corticales – en particulier celles se trouvant dans le lobe temporal.

Une baisse de l’activité et du volume du lobe temporal reflète une perte de neurones qui est à l’origine des pertes de mémoire.

En effet, il existe dans le lobe temporal, une structure impliquée dans la mémoire et l’apprentissage qui s’appelle l’hippocampe et qui est connue pour être endommagée dans la maladie d’Alzheimer.

En revanche, le volume des aires corticales n’est pas significativement réduit chez les personnes âgées saines, c’est-à-dire ne souffrant d’aucun trouble cognitif.