Cours 14: cortex moteur Flashcards
Rappel anatomique des lobes du cerveau :
Nomme chaque lobe.
Dans quel lobe se trouve le cortex moteur?
Dans quel lobe se trouve le syst. somesthésique?
Cortex moteur (M1) -> lobe frontal
Syst. somesthésique -> lobe pariétal
Quel est le système moteur descendant principal ?
Le cortex moteur (mais principalement le cortex moteur primaire)
Cortex moteur primaire = aire 4 de Brodmann
Nomme les gyrus et les sillons présents sur l’image.
Nomme les 2 systèmes (moteur) descendants et leurs rôles?
Quel est le type de neurones qu’on retrouve dans ces deux systèmes?
Cortex moteur : planification, commande et guidage des mouvements volontaires.
Centres du tronc cérébral : Mouvements de base et de contrôle postural
Neurones moteurs suprasegmentaires
Le cortex moteur recoit des informations de quelles régions ?
Quelles sont les rôles de ces régions ?
Ganglions de la base : Filtration des commandes appropriées du début du mouvement
Cervelet : Coordination sensorimotrice du mouvement en cours
Le cortex moteur envoie des informations vers quelles structures ?
Tronc cérébral
Moelle épinière et/ou plus directement vers motoneurones alpha
Le tronc peut aussi envoyer des infos sans que le cortex ne lui demande.
Le cortex moteur contrôle des voies directes et indirectes. Lesquelles (donne 4 exemples) ?
Voies indirectes :
Rubospinale (noyau rouge)
Réticulo-spinale
Vestibulo-spinale
Voie directe :
Cortico-spinale
L’humain a combien d’aires prémotrices ?
6
Quelles sont les 3 méthodes non invasifs pour l’étude du système moteur ?
Quelle est l’inconvénient de ces méthodes ?
Parmi ces méthodes :
Laquelle est la plus utilisée?
Laquelle a le plus de résolution temporelle ?
- L’imagerie par IRM fonctionnelle (la + utilisée)
- Magnétoencéphalographie (+ de résolution temporelle)
- La stimulation magnétique transcranienne
L’inconvénient de ces méthodes est qu’on ne peut pas être précis dans l’étude du système moteur.
Comment fonctionne l’imagerie par IRM fonctionnelle ?
Elle image le flot sanguin. Celui-ci se dirige en grande quantité dans les régions du cerveau qui sont les plus actives. Ainsi, les chercheurs ont la capacité de savoir quelles zones du cerveau sont activées lors de tests.
Comment fonctionne la magnétoencéphalographie?
Elle utilise l’activité électrique du cerveau avant, au début et à l’arrêt du mouvement pour savoir quelles zones du cerveau sont activées, etc.
Comment fonctionnaient les premières études de l’organisation du cortex moteur (M1) ?
Qu’est-ce qu’elles ont conclu?
Les chercheurs stimulaient des régions du cerveau (en chx) et faisaient une carte, à la main, des régions corticales stimulées et des réponses du corps.
Ils ont conclu que le cortex moteur a une organisation somatotopique.
Où se situe le cortex moteur primaire ?
Cortex moteur primaire est situé dans le gyrus précentral et le lobule paracentral.
Que peut-on dire de l’emplacement des MI, MS et du visage dans la coupe coronale du cortex moteur ?
MI en supérieur et en médial
MS au centre et en latéral
Le visage en inférieur et en latéral
V ou F : dans le cortex moteur, il y a beaucoup de superposition des régions du corps, ce n’est pas aussi précis que l’homonculus.
Vrai.
Selon moi, c’est compréhensible car on ne fait pas de mouvement isolé. On a des mouvements qui sont combinés d’où la superposition.
Comment fonctionne la stimulation magnétique transcranienne et qu’est-ce qu’elle permet ?
C’est un simulateur qui émet un champs magnétique qui dépolarise les neurones d’une région corticale choisie et cela permet de déclencher un mouvement.
Elle permet de créer une carte motrice (mes notes). (Selon google) C’est un traitement utilisé pour la dépression et autres troubles cérébraux. Ça permet de neuromoduler l’activité cérébrale = rééquilibrage des schémas d’activité sains.
Nomme une méthode invasive pour l’étude du système moteur. Explique son fonctionnement.
Quelle est l’avantage des méthodes invasives ?
ICMS : cartographie par microstimulation intracorticale. Cette méthode consiste à stimuler différentes régions et couches (layers) du cortex par plusieurs faibles stimulations.
Les méthodes invasives nous permettent d’être plus précis dans l’étude du système moteur.
Pourquoi dans l’ICMS on stimule les régions corticales avec peu de courant?
Pour comprendre l’organisation corticale de façon plus précise. Ne pas stimuler plusieurs régions du corps en même temps.
Concernant l’ICMS :
Sachant qu’une stimulation avec faible courant n’est pas assez forte pour stimuler un muscle visuellement, combien de stimulations faut-il pour avoir des effets clairs et significatifs sur un muscle ?
1000 stimulations
À ce jour, quelle est l’organisation la plus précise du cortex ?
Que peut-on dire de cette organisation?
Organisation en mosaique/ en fer à cheval.
On peut donc dire que les neurones qui contrôle par exemple la partie distale du bras sont concentrés dans une région. Cette région sera entourée par une autre région contenant les neurones qui controlent la partie plus proximale du bras.
Qu’est-ce qui expliquerait l’organisation en mosaique dans le cortex moteur ?
La convergence et divergence des projections corticospinales.
Qu’est-ce que la convergence des projections corticospinales ?
Comment peut-on étudier ce “phénomène” ?
La stimulation de plusieurs zones dans le cortex moteur peuvent amener les motoneurones d’un même muscle à décharger.
Pour étudier cette convergence, on utilise l’ICMS dans le cortex moteur et des enregistrements de motoneurones dans la moelle épinière.
Qu’est-ce que la divergence des projections corticospinales ?
1 neurone dans cortex moteur envoie des projections à plusieurs groupes de motoneurones spinaux => ça influence donc plusieurs muscles.
Comment peut-on étudier le phénomène de la divergence des projections corticales ?
Explique les deux méthodes d’études.
On étudie ce phénomène par :
- injection de HRP (un traceur absorbé par les neurones) dans un neurone corticospinal. Ce traceur va nous montrer les projections d’influx nerveux qu’effectue le neurone sur un ensemble de motoneurones.
- Spike triggered average of rectifed EMG (STA) : Représente la moyenne d’activité dans le muscle suite aux dizaines de milliers de stimulations/décharges du neurone. Elle montre la corrélation entre la décharge de neurones corticaux individuels et l’activité musculaire: le plus le neurone décharge et le plus il y a de probabilité que plusieurs muscles déchargent.
Suite à l’expérience d’injection du traceur HRP dans la représentation des doigts de M1, que peut-on voir/conclure ?
Les connections/projections antérogrades (entre neurones et motoneurones) ne respectent pas de topographie claire. Le concept de convergence et divergence est donc partout, à tous les niveaux.
Traceur bidirectionnel montrant les inputs et outputs de M1 (voir image).
Les connections dans le cortex somatosensoriel sont comment par rapport à celles du cortex moteur ? Donne un exemple qui supporte ta réponse.
Les connections sont très différentes et respectent la topographie. En effet, les projections restent concentrées dans la même région dans le cortex somatosensoriel contrairement à dans le cortex moteur
Ex.: si on touche quelque chose avec notre deuixème doigt, on veut continuer de savoir que la sensation provient de cet endroit donc important d’avoir une somatotopie. Mais pour les mvts, rare qu’on fait mvt isolés. L’information doit plutôt être intégrée
Concernant l’ICMS, la stimulation par l’électrode est appliquée à une ou à différente profondeur ? Pourquoi ?
Différentes profondeurs, car le cortex moteur est organisé en un syst. de colonnes. Une colonne est attribuée à un muscle particulier donc on peut évoquer le même mouvement si on est en surface ou en profondeur de la même colonne.
Concernant l’ICMS, sachant que le cortex est un système de colonnes, si on veut stimuler un muscle particulier avec peu de courant, faudrait-il stimuler le cortex en surface ou en profondeur de la colonne? Pourquoi ?
En profondeur. Il faut moins de courant en profondeur parce que les neurones à ce niveau sont géants.
Quelle couche du cortex préfère-t-on stimuler ? Pourquoi?
La couche 5, car c’est très profond et on y retrouve les neurones corticospinaux qui sont géants. Leur grosseur influence la conduction. En effet, la stimulation est TRÈS EFFICACE dans cette couche.
Concernant la stimulation de la surface corticale:
Combien d’intensité de courant faut-il pour avoir une excitation?
Concernant la stimulation de la profondeur corticale:
Combien d’intensité de courant faut-il pour avoir une excitation?
0,2 mA = 200μA (gros volume pour un seuil de réponse)
5μA (petit volume pour un seuil de réponse à la couche 5)
Quelle est composition cellulaire (cytoarchitecture) du cortex moteur ?
Que peut-on dire des couches du cortex ?
Neurones pyramidaux
Cellules de Betz (un type de neurones pyramidaux)
Les couches du cortex n’ont pas la même épaisseur (elles sont hétérotypiques).
neurone pyramidal = grand neurone moteur à noyau de forme pyramidale
Concernant la cytoarchitecture du cortex moteur, que peut-on voir au niveau de la couche 4.
La couche IV est très mince, voire absente.
Elle est dite cortex agranulaire.
Bonus de compréhension: dans le cortex somesthésique, la couche 4 est épaisse et elle est dite cortex granulaire.
Sachant que le cortex est replié sur lui même, donc qu’il a plein de sulcus, qu’arrivera-t-il si on penche l’électrode et on la rentre à l’extrémité d’un sulcus (voir l’image pour comprendre ce que je veux dire).
Donc que peut-on conclure ?
On va stimuler un autre muscle du corps, car on se retrouve dans une autre colonne du cortex (ne pas oublier qu’il est replié!!! Donc, si on le déplis, on verrait mieux les colonnes qui se suivent).
Dans cette expérience, la colonne rouge stimulée par l’électrode stimule l’extension du pouce alors que la colonne lylas permet de stimuler l’abduction du pouce.
On peut conclure que chaque colonne est bien délimitée et que l’électrode n’activera pas les autres colonnes ainsi que les muscles qui sont attribués à ces colonnes.
Décris en détail le passage de l’influx du cortex moteur jusqu’à la voie corticospinale.
L’influx part du cortex, précisément des cellules pyramidales de la couche V. C’est là qu’on retrouve les neurones corticospinaux.
Ces neurones passent par la capsule interne et se réunissent dans le pédoncule cérébral, au niveau du mésencéphale ventral.
Les axones traversent ensuite le pont et viennent se disposer sur la face ventrale du bulbe, où ils forment la voie pyramidale. 90% de la voie décusse en latéral (controlatéral) et 10% de la voie pyramidale reste en ventral (ipsilatéral).
Après les deux voies deviennent la voie corticospinale ventrale et latérale dans la moelle épinière.
Quel est le trajet global (pas en détail) des voies indirectes (nomme les voies) débutant au cortex moteur?
L’influx part du cortex, précisément des cellules pyramidales de la couche V. C’est là qu’on retrouve les neurones corticospinaux.
Ces neurones passent par la capsule interne. Suite à cela, tout au long de la trajectoire de l’influx du cortex à la moelle épinière, il y aura de voies qui se forment :
- Voie cortico-rubrale
- Voie corticostriatale
- Voie corticopontique
- Voie corticoréticulaire
Nomme 4 voies indirectes qui se forment tout au long de la formation de la voie pyramidale.
V ou F : Chaque neurone de M1 a tendance à se décharger lors des mouvements d’une partie particulière du corps.
Donne un exemple qui soutient ta réponse.
Vrai.
Exemple : Une expérience a montré qu’un neurone moteur de M1 stimulé était plus spécifique à l’extension du poignet qu’à la flexion du poignet. Cette étude prouve l’affirmation émise.
En effet, on voit dans les stimulations du neurone et dans les graphiques de la position du poignet, qu’après chaque stimulation, il y a un mouvement d’extension qui se produit et jamais de flexion du poignet.
M1 = cortex moteur
Est-ce que l’affirmation de M. Georgopoulos était vrai ?
L’affirmation : différents neurones préfèrent différentes directions de mouvement ?
Donne un exemple/expérience qui prouve ta réponse.
Vrai.
Une expérience (diapo 41) a prouvé l’affirmation :
Une équipe de chercheurs signalent, par une lumière verte, au singe d’amener un objet qu’il tient à des endroits demandés (se trouvant soit à gauche ou à droite). Les chercheurs ont constaté que le neurone étudié décharge plus à gauche qu’à droite. Le neurone préfère donc la direction gauche que la droite.
Est-ce vrai qu’on peut savoir la direction du sujet que par l’activité d’un neurone ?
Non, car certains neurones déchargent de façon égale pour 2 différentes directions.
Ex: dans l’image, on voit que le neurone 1 décharge de la même manière à 90° et à 270°. Donc, en étudiant que la décharge du neurone 1, on ne pourra pas savoir si au moment où il décharge à 40%, on est à 90 ou 270 degrés.
Sachant qu’on ne peut pas nécessairement savoir la direction du sujet que par l’activité d’un neurone (car il peut bcp décharger à 2 directions différentes), que pouvons-nous faire pour connaître la direction du mouvement du sujet ?
POPULATION VECTOR HYPOTHESIS :
Additionner tous les signaux (décharges) (lignes noires) d’une population de neurones et faire la moyenne des signaux: cela donne un vecteur (flèche bleue) qui représente la direction du mouvement du sujet. On extrait donc une seule commande motrice par cette méthode.
De ce que j’ai compris, chaque ligne représente la décharge d’un neurone. Puis, la moyenne de toutes ces lignes, donne la direction.
Concernant la capacité d’un robot à reproduire les mouvements qu’une personne veut:
Est-ce que cette innovation est invasive ?
Y a-t-il une certaine plasticité entre le patient et le robot ?
Pas nécessairement. Il y a des techniques non invasives. Cependant, on a vu en cours une technique invasive avec des électrodes insérées dans le cerveau de la personne (voir image).
Oui, cela prend du temps pour que le patient et le robot apprennent à se comprendre et à faire un mouvement fluide. Il y a toujours des nouvelles synapses et donc, une plasticité qui se forme dans les niveaux corticaux et spinaux (de la personne) qui consolide les gains fonctionnels et qui promouvoit l’adaptation du robot (BMI technology).
V ou F : le cortex prémoteur détient des projections directes sur le motoneurone. Appuie ta réponse.
Faux, il est donc nécessaire d’avoir une autre projection pour connecter avec les motoneurones.
Preuve (expérience dans l’image) : Seul le cortex primaire moteur a des neurones actifs dans la région ventrale (là où se trouvent les motoneurones). On voit que l’aire motrice supplémentaire (AMS) faisant partie des subdivisions du cortex prémoteur n’a pas de neurones activés dans la région ventrale de la moelle épinière. Cela confirme que le cortex prémoteur ne détient pas de projections directes sur les motoneurones.
Au niveau cortical, d’où originent les faisceaux (tract) corticospinaux des MI et du tronc?
D’autres parties du cortex moteur et prémoteur (CMAd, CMAv, CMAr ?).
Sachant que le cortex prémoteur ne détient pas des projections directes sur les motoneurones (couche IX) de la moelle épinière:
Les axones du cortex prémoteur projettent alors vers quoi ?
Vers des interneurones de la laminae intermédiaire (couches VI, VII, VIII) de la moelle épinière.
Concernant les cellules corticomotoneuronales (CM) : ils font des synapses avec quoi ?
Certains des axones corticospinaux (soit les Cellules Corticomotoneuronales) font synapse directement sur les motoneurones alpha dans lamina IX (cercle rouge) de la corne ventrale.
- Comment savons-nous que le cortex moteur a des projections directes avec les motoneurones de la moelle épinière (connections cortico-motoneuronales directes)?
- Pourquoi l’ancienne méthode ne permettait pas de prouver hors de tout doute que le trajet était direct?
- Par l’utilisation d’un traceur trans-synaptique:
Le traceur injecté au niveau du motoneurone (dans le muscle) va sauter une synapse et aller directement au cortex. Ce traceur permet de mettre en évidence les voies cortico-motoneuronales directes en provenance des muscles (site de l’injection) - Ancienne méthode = traceur conventionnel.
Comme ce traceur ne peut pas sauter une synapse, il fallait faire une deuxième injection ce qui faussait les résultats. En effet, tous les neurones situés au site de la deuxième injection allait absorber le traceur et remonter jusqu’au cortex alors que ce n’était pas tous des voies directe en provenance des muscles.
Défintion dans une autre flashcard.
Combien de projections corticospinales (en %) originent dans les 6 aires prémotrices (cortex prémoteur) ?
40% au total, mais pour chaque aire : 40%/6
Donc les aires prémotrices ont des projections corticospinales.
V ou F : les aires prémotrices ne sont pas interconnectées avec le cortex primaire moteur (M1) ?
Faux, elles sont interconnectées.
Qu’est-ce que les neurones miroirs?
Les neurones miroirs sont une catégorie de neurones du cerveau qui présentent une activité aussi bien lorsqu’un individu exécute une action que lorsqu’il observe un autre individu (en particulier de son espèce) exécuter la même action, ou même lorsqu’il imagine une telle action, d’où le terme miroir.
Action effectuée: mouvement de préhension fin
Bonus trouvé en ligne (pas examen) : reconnus pour etre à l’origine du baillement
Est-ce que les neurones miroirs d’un singe qui observe vont décharger si le chercheur utilise une pince pour déposer de la nourriture sur la plaque au lieu de le faire avec ses mains ? (voir image pour comprendre)
Non, car l’action principale (soit celle de déposer avec ses mains) est mimé avec l’utilisation d’une pince.
