Aperçu

Le cerveau est un organe étonnant de trois livres qui contrôle toutes les fonctions du corps, interprète les informations du monde extérieur et incarne l’essence de l’esprit et de l’âme. L’intelligence, la créativité, les émotions et la mémoire sont quelques-unes des nombreuses choses régies par le cerveau. Protégé dans le crâne, le cerveau est composé du cerveau, du cervelet et du tronc cérébral.

Le cerveau reçoit des informations par le biais de nos cinq sens : la vue, l’odorat, le toucher, le goût et l’ouïe – souvent plusieurs en même temps. Il assemble les messages d’une manière qui a un sens pour nous, et peut stocker ces informations dans notre mémoire. Le cerveau contrôle nos pensées, notre mémoire et notre discours, les mouvements des bras et des jambes, ainsi que le fonctionnement de nombreux organes de notre corps.

Le système nerveux central (SNC) est composé du cerveau et de la moelle épinière. Le système nerveux périphérique (SNP) est composé des nerfs rachidiens qui se ramifient à partir de la moelle épinière et des nerfs crâniens qui se ramifient à partir du cerveau.

Cerveau

Le cerveau est composé du cérébral, du cervelet et du tronc cérébral (figure 1).

Figure 1. Le cerveau comporte trois parties principales : le cerveau, le cervelet et le tronc cérébral.

Cérébelle : c’est la plus grande partie du cerveau et elle est composée d’hémisphères droit et gauche. Il assure des fonctions supérieures comme l’interprétation du toucher, la vision et l’audition, ainsi que la parole, le raisonnement, les émotions, l’apprentissage et le contrôle fin des mouvements.

Le cervelet : est situé sous le cerveau. Sa fonction est de coordonner les mouvements musculaires, de maintenir la posture et l’équilibre.

Système cérébral : agit comme un centre de relais reliant le cerveau et le cervelet à la moelle épinière. Il réalise de nombreuses fonctions automatiques comme la respiration, le rythme cardiaque, la température corporelle, les cycles d’éveil et de sommeil, la digestion, les éternuements, la toux, les vomissements et la déglutition.

Cerveau droit – cerveau gauche

Le cerveau est divisé en deux moitiés : l’hémisphère droit et l’hémisphère gauche (figure 2) Ils sont reliés par un faisceau de fibres appelé corps calleux qui transmet les messages d’un côté à l’autre. Chaque hémisphère contrôle le côté opposé du corps. Si un AVC se produit du côté droit du cerveau, votre bras ou votre jambe gauche peut être faible ou paralysé.

Toutes les fonctions des hémisphères ne sont pas partagées. En général, l’hémisphère gauche contrôle la parole, la compréhension, l’arithmétique et l’écriture. L’hémisphère droit contrôle la créativité, la capacité spatiale, les compétences artistiques et musicales. L’hémisphère gauche est dominant dans l’utilisation des mains et le langage chez environ 92 % des personnes.

Lobes du cerveau

Les hémisphères cérébraux présentent des fissures distinctes, qui divisent le cerveau en lobes. Chaque hémisphère possède 4 lobes : frontal, temporal, pariétal et occipital (figure 3). Chaque lobe peut être divisé, une fois encore, en zones qui remplissent des fonctions très spécifiques. Il est important de comprendre que chaque lobe du cerveau ne fonctionne pas seul. Il existe des relations très complexes entre les lobes du cerveau et entre les hémisphères droit et gauche.

Figure 3. Le cerveau est divisé en quatre lobes : frontal, pariétal, occipital et temporal.

Lobe frontal

• Personnalité, comportement, émotions
• Jugement, planification, résolution de problèmes
• Discours : parler et écrire (aire de Broca)
• Mouvement du corps (bande motrice)
• Intelligence, concentration, conscience de soi

Lobe pariétal

• Interprète le langage, les mots
• Sens du toucher, la douleur, la température (bande sensorielle)
• Interprète les signaux de la vision, de l’audition, de la motricité, des sens et de la mémoire
• Perception spatiale et visuelle

Lobe occipital

• Interprète la vision (couleur, lumière, mouvement)

Lobe temporal

• Compréhension du langage (aire de Wernicke area)
• Mémoire
• Audition
• Séquencement et organisation

Langage

En général, l’hémisphère gauche du cerveau est responsable du langage et de la parole et est appelé l’hémisphère « dominant ». L’hémisphère droit joue un rôle important dans l’interprétation des informations visuelles et le traitement spatial. Chez environ un tiers des gauchers, la fonction de la parole peut être localisée du côté droit du cerveau. Les gauchers peuvent avoir besoin d’un test spécial pour déterminer si leur centre de la parole se trouve du côté gauche ou du côté droit avant toute intervention chirurgicale dans cette zone.

L’aphasie est une perturbation du langage affectant la production de la parole, la compréhension, la lecture ou l’écriture, due à une lésion cérébrale – le plus souvent un accident vasculaire cérébral ou un traumatisme. Le type d’aphasie dépend de la zone cérébrale endommagée.

La zone de Broca : se situe dans le lobe frontal gauche (Fig 3). Si cette zone est endommagée, on peut avoir des difficultés à bouger la langue ou les muscles faciaux pour produire les sons de la parole. La personne peut encore lire et comprendre le langage parlé mais a des difficultés à parler et à écrire (c’est-à-dire à former des lettres et des mots, n’écrit pas à l’intérieur des lignes) – on parle d’aphasie de Broca.

L’aire de Wernicke : se situe dans le lobe temporal gauche (Fig 3). Une atteinte de cette zone provoque l’aphasie de Wernicke. La personne peut parler en longues phrases qui n’ont aucun sens, ajouter des mots inutiles et même créer de nouveaux mots. Elle peut émettre des sons vocaux, cependant elle a des difficultés à comprendre la parole et n’a donc pas conscience de ses erreurs.

Cortex

La surface du cerveau est appelée cortex. Elle a un aspect plissé avec des collines et des vallées. Le cortex contient 16 milliards de neurones (le cervelet en compte 70 milliards = 86 milliards au total) qui sont disposés en couches spécifiques. Les corps des cellules nerveuses colorent le cortex en gris-brun, d’où son nom de matière grise (Fig. 4). Sous le cortex se trouvent de longues fibres nerveuses (axones) qui relient les zones du cerveau entre elles – ce qu’on appelle la substance blanche.

Le pliage du cortex augmente la surface du cerveau permettant à plus de neurones de tenir à l’intérieur du crâne et permettant des fonctions supérieures. Chaque pli est appelé un gyrus, et chaque sillon entre les plis est appelé un sulcus. Il existe des noms pour les plis et les sillons qui aident à définir des régions spécifiques du cerveau.

Structures profondes

Des voies appelées trajets de la substance blanche relient les zones du cortex les unes aux autres. Les messages peuvent voyager d’un gyrus à l’autre, d’un lobe à l’autre, d’un côté du cerveau à l’autre et vers des structures profondes du cerveau (figure 5).

Figure 5. Coupe transversale coronale montrant les ganglions de la base.

Hypothalamus : il est situé dans le plancher du troisième ventricule et constitue le contrôle principal du système autonome. Il joue un rôle dans le contrôle des comportements tels que la faim, la soif, le sommeil et la réponse sexuelle. Il régule également la température corporelle, la pression artérielle, les émotions et la sécrétion d’hormones.

L’hypophyse : se trouve dans une petite poche osseuse à la base du crâne appelée la sella turcica. L’hypophyse est reliée à l’hypothalamus du cerveau par la tige pituitaire. Surnommée la « glande maîtresse », elle contrôle les autres glandes endocrines de l’organisme. Elle sécrète des hormones qui contrôlent le développement sexuel, favorisent la croissance des os et des muscles, et répondent au stress.

Glandes pinéales : elles sont situées derrière le troisième ventricule. Elle aide à réguler l’horloge interne du corps et les rythmes circadiens en sécrétant de la mélatonine. Elle a un certain rôle dans le développement sexuel.

Thalamus : sert de relais pour presque toutes les informations qui vont et viennent au cortex. Il joue un rôle dans la sensation de douleur, l’attention, la vigilance et la mémoire.

Ganglions de la base : comprend le caudé, le putamen et le globus pallidus. Ces noyaux travaillent avec le cervelet pour coordonner les mouvements fins, comme les mouvements du bout des doigts.

Système limbique : est le centre de nos émotions, de l’apprentissage et de la mémoire. Ce système comprend les gyri cingulaires, l’hypothalamus, l’amygdale (réactions émotionnelles) et l’hippocampe (mémoire).

Mémoire

La mémoire est un processus complexe qui comprend trois phases : l’encodage (décider quelles informations sont importantes), le stockage et le rappel. Différentes zones du cerveau sont impliquées dans différents types de mémoire (figure 6). Votre cerveau doit prêter attention et répéter pour qu’un événement passe de la mémoire à court terme à la mémoire à long terme – ce qu’on appelle l’encodage.

• La mémoire à court terme, également appelée mémoire de travail, se produit dans le cortex préfrontal. Elle stocke les informations pendant environ une minute et sa capacité est limitée à environ 7 éléments. Elle permet, par exemple, de composer un numéro de téléphone que l’on vient de vous indiquer. Elle intervient aussi pendant la lecture, pour mémoriser la phrase que vous venez de lire, afin que la suivante ait un sens.
• La mémoire à long terme est traitée dans l’hippocampe du lobe temporal et s’active lorsque vous voulez mémoriser quelque chose pour une durée plus longue. Cette mémoire a une capacité de contenu et de durée illimitée. Elle contient des souvenirs personnels ainsi que des faits et des chiffres.
• La mémoire d’habileté est traitée dans le cervelet, qui relaie les informations aux ganglions de la base. Il stocke les souvenirs appris automatiquement comme attacher une chaussure, jouer d’un instrument ou faire du vélo.

Ventricules et liquide céphalorachidien

Le cerveau possède des cavités creuses remplies de liquide appelées ventricules (figure 7). À l’intérieur des ventricules se trouve une structure en forme de ruban appelée plexus choroïde qui fabrique du liquide céphalo-rachidien (LCR) incolore et clair. Le LCR circule à l’intérieur et autour du cerveau et de la moelle épinière pour les protéger des blessures. Ce liquide circulant est constamment absorbé et renouvelé.

Il existe deux ventricules profonds dans les hémisphères cérébraux appelés ventricules latéraux. Ils se connectent tous deux au troisième ventricule par une ouverture séparée appelée le foramen de Monro. Le troisième ventricule est relié au quatrième ventricule par un long tube étroit appelé aqueduc de Sylvius. À partir du quatrième ventricule, le LCR s’écoule dans l’espace sous-arachnoïdien où il baigne et coussine le cerveau. Le LCR est recyclé (ou absorbé) par des structures spéciales dans le sinus sagittal supérieur appelées villosités arachnoïdiennes.

Un équilibre est maintenu entre la quantité de LCR absorbée et la quantité produite. Une perturbation ou un blocage du système peut provoquer une accumulation de LCR, ce qui peut entraîner une hypertrophie des ventricules (hydrocéphalie) ou provoquer une accumulation de liquide dans la moelle épinière (syringomyélie).

Crâne

Le but du crâne osseux est de protéger le cerveau des blessures. Le crâne est formé de 8 os qui fusionnent entre eux le long de lignes de suture. Ces os comprennent le frontal, le pariétal (2), le temporal (2), le sphénoïde, l’occipital et l’ethmoïde (figure 8). La face est formée de 14 os pairs dont le maxillaire, le zygoma, le nasal, le palatin, le lacrymal, les cornets nasaux inférieurs, la mandibule et le vomer.

Figure 8. Le cerveau est protégé à l’intérieur du crâne. Le crâne est formé de huit os.

À l’intérieur du crâne se trouvent trois zones distinctes : la fosse antérieure, la fosse moyenne et la fosse postérieure (figure 9). Les médecins désignent parfois l’emplacement d’une tumeur par ces termes, par exemple un méningiome de la fosse moyenne.

Similaire à des câbles sortant de l’arrière d’un ordinateur, toutes les artères, veines et nerfs sortent de la base du crâne par des trous, appelés foramina. Le grand trou au milieu (foramen magnum) est l’endroit où sort la moelle épinière.

Nerfs crâniens

Le cerveau communique avec le corps par la moelle épinière et douze paires de nerfs crâniens (figure 9). Dix des douze paires de nerfs crâniens qui contrôlent l’audition, le mouvement des yeux, les sensations faciales, le goût, la déglutition et le mouvement des muscles du visage, du cou, des épaules et de la langue prennent naissance dans le tronc cérébral. Les nerfs crâniens de l’odorat et de la vision prennent naissance dans le cerveau.

Le chiffre romain, le nom et la fonction principale des douze nerfs crâniens :

Numéro	Nom	Fonction
I	olfactory	smell
II	optique	sight
III	oculomotrice	mouvement de l’oeil, pupille
IV	trochléaire	mouvement de l’œil	. œil
V	trigeminal	face sensation
VI	abducens	mouvement de l’œil	. œil
VII	facial	mouvement du visage, salive
VIII	vestibulocochléaire	entendement, équilibre
IX	glossopharyngé	goût, déglutition	X	vagus	fréquence cardiaque, digestion
XI	accessoire	mouvement de tête
XII	hypoglosse	mouvement de la langue

Méninges

Le cerveau et la moelle épinière sont recouverts et protégés par trois couches de tissus appelés méninges. De la couche la plus externe vers l’intérieur, ce sont : la dure-mère, la matière arachnoïde et la pia-mère.

La dure-mère : est une membrane solide et épaisse qui tapisse étroitement l’intérieur du crâne ; ses deux couches, la dure périostée et la dure méningée, sont soudées et ne se séparent que pour former des sinus veineux. La dure-mère crée de petits plis ou compartiments. Il existe deux plis duraux particuliers, le falx et le tentorium. Le falx sépare les hémisphères droit et gauche du cerveau et le tentorium sépare le cerveau du cervelet.

Matière arachnoïde : est une fine membrane en forme de toile qui recouvre l’ensemble du cerveau. L’arachnoïde est constituée de tissu élastique. L’espace entre la dure-mère et les membranes arachnoïdiennes est appelé espace sous-dural.

Matrice pia : épouse la surface du cerveau en suivant ses plis et ses sillons. La pia mater possède de nombreux vaisseaux sanguins qui pénètrent profondément dans le cerveau. L’espace situé entre l’arachnoïde et la pia est appelé espace sous-arachnoïdien. C’est là que le liquide céphalo-rachidien baigne et coussine le cerveau.

Alimentation en sang

Le sang est acheminé au cerveau par deux artères jumelées, les artères carotides internes et les artères vertébrales (figure 10). Les artères carotides internes alimentent la majeure partie du cerveau.

Les artères vertébrales alimentent le cervelet, le tronc cérébral et la face inférieure du cerveau. Après avoir traversé le crâne, les artères vertébrales droite et gauche se rejoignent pour former l’artère basilaire. L’artère basilaire et les artères carotides internes « communiquent » entre elles à la base du cerveau, au niveau du cercle de Willis (Fig. 11). La communication entre les systèmes carotidien interne et vertébral-basilaire est un élément de sécurité important du cerveau. Si l’un des principaux vaisseaux se bloque, il est possible pour un flux sanguin collatéral de traverser le cercle de Willis et d’éviter des lésions cérébrales.

La circulation veineuse du cerveau est très différente de celle du reste du corps. Habituellement, les artères et les veines vont ensemble car elles alimentent et drainent des zones spécifiques du corps. On pourrait donc penser qu’il y a une paire de veines vertébrales et de veines carotides internes. Cependant, ce n’est pas le cas dans le cerveau. Les principaux collecteurs veineux sont intégrés dans la dure-mère pour former des sinus veineux – à ne pas confondre avec les sinus aériens du visage et de la région nasale. Les sinus veineux recueillent le sang du cerveau et le transmettent aux veines jugulaires internes. Les sinus sagittaux supérieurs et inférieurs drainent le cerveau, les sinus caverneux drainent la base antérieure du crâne. Tous les sinus se drainent finalement vers les sinus sigmoïdes, qui sortent du crâne et forment les veines jugulaires. Ces deux veines jugulaires constituent essentiellement le seul drainage du cerveau.

Cellules du cerveau

Le cerveau est constitué de deux types de cellules : les cellules nerveuses (neurones) et les cellules gliales.

Les cellules nerveuses

Il existe plusieurs tailles et formes de neurones, mais tous sont constitués d’un corps cellulaire, de dendrites et d’un axone. Le neurone transmet des informations par des signaux électriques et chimiques. Essayez d’imaginer le câblage électrique de votre maison. Un circuit électrique est constitué de nombreux fils connectés de telle sorte que lorsqu’on allume un interrupteur, une ampoule se met à briller. Un neurone qui est excité va transmettre son énergie aux neurones qui se trouvent à proximité.

Les neurones transmettent leur énergie, ou « parlent », les uns aux autres à travers un minuscule espace appelé synapse (figure 12). Un neurone possède de nombreux bras appelés dendrites, qui agissent comme des antennes captant les messages des autres cellules nerveuses. Ces messages sont transmis au corps cellulaire, qui détermine si le message doit être transmis. Les messages importants sont transmis à l’extrémité de l’axone où des sacs contenant des neurotransmetteurs s’ouvrent dans la synapse. Les molécules de neurotransmetteur traversent la synapse et s’insèrent dans des récepteurs spéciaux sur la cellule nerveuse réceptrice, ce qui stimule cette cellule pour qu’elle transmette le message.

Cellules de la glie

La glie (mot grec signifiant colle) est la cellule du cerveau qui fournit aux neurones nourriture, protection et soutien structurel. Il y a environ 10 à 50 fois plus de cellules gliales que de cellules nerveuses et elles sont le type de cellules le plus souvent impliqué dans les tumeurs cérébrales.

• Les astroglies ou astrocytes sont les gardiens – ils régulent la barrière hémato-encéphalique, permettant aux nutriments et aux molécules d’interagir avec les neurones. Elles contrôlent l’homéostasie, la défense et la réparation des neurones, la formation des cicatrices, et affectent également les impulsions électriques.
• Les cellules de l’oligodendroglia créent une substance grasse appelée myéline qui isole les axones – permettant aux messages électriques de voyager plus rapidement.
• Les cellules épendymaires tapissent les ventricules et sécrètent le liquide céphalo-rachidien (LCR).
• Les microglies sont les cellules immunitaires du cerveau, le protégeant des envahisseurs et nettoyant les débris. Elles élaguent également les synapses.

Sources & liens

Si vous avez d’autres questions, veuillez contacter Mayfield Brain & Spine au 800-325-7787 ou au 513-221-1100.

Liens

brainfacts.org

thebrain.mcgill.ca

mise à jour > 4.2018
révisé par > Tonya Hines, CMI, Mayfield Clinic, Cincinnati, Ohio

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