Principes fonctionnels et représentation
Le cortex moteur ne fonctionne pas de manière isolée. Pour déclencher un mouvement volontaire, ses neurones recueillent les influx afférents du cervelet, des noyaux gris centraux et du thalamus. Un principe fondamental du fonctionnement de cette zone est la représentation des mouvements et non de muscles isolés. Le cortex code l'activité complexe de groupes musculaires.
De plus, l'activité du cortex dépend strictement du contexte. Le profil de décharge des mêmes neurones varie en fonction de la situation comportementale, même si le même type de mouvement est exécuté physiquement. Un changement d'objectif transforme instantanément l'ensemble du programme moteur.
L'organisation somatotopique obéit à la règle de la complexité fonctionnelle : la surface de représentation de n'importe quelle partie du corps dans le homoncule moteur est proportionnelle à la complexité et à la diversité de ses mouvements, et non à ses dimensions anatomiques.
Organisation colonnaire du cortex
Sur le plan structurel, le cortex moteur est divisé en unités fonctionnelles : les colonnes verticales. Celles-ci sont formées de neurones pyramidaux aux fonctions similaires, situés les uns au-dessus des autres.
- Caractéristiques de la colonne : le diamètre est d'environ 1 mm, et elle contient plusieurs centaines de cellules pyramidales.
- Fonction : le contrôle de plusieurs muscles pour assurer un mouvement fluide dans une seule articulation. Il existe par ailleurs un principe de multiplicité : la contraction d'un même muscle peut être déclenchée par la stimulation de différents locus.
- Hiérarchie : plusieurs colonnes morphologiques se regroupent en une colonne fonctionnelle. L'ensemble des colonnes fonctionnelles forme à son tour la représentation motrice d'une partie spécifique du corps. En fin de compte, ces structures activent ou inhibent les neurones du pool moteur spinal.
Types de neurones pyramidaux
Pour transmettre les commandes à la périphérie, le cortex utilise des cellules de différents calibres, ce qui est directement lié aux types de motoneurones spinaux.
- Grandes cellules pyramidales (cellules de Betz). Elles se caractérisent par une vitesse de conduction élevée et déchargent directement pendant l'exécution du mouvement. On suppose que leur activité est liée aux alpha-motoneurones phasiques de la moelle épinière, qui assurent des contractions rapides.
- Petits neurones pyramidaux. Ils présentent une vitesse de conduction de l'influx nerveux plus faible. Ils se caractérisent par une activité tonique de fond constante. Les physiologistes pensent qu'ils transmettent des signaux aux alpha-motoneurones toniques, qui maintiennent la tension musculaire et la posture.
Voie pyramidale : exécution des commandes
L'exécution de la commande élaborée s'effectue par l'intermédiaire du faisceau corticospinal (voie pyramidale), la principale voie de la motricité volontaire.
Le signal prend naissance dans le cortex moteur primaire, où sont localisées les cellules géantes de Betz. Ensuite, les axones descendent à travers la capsule interne et le tronc cérébral. Au niveau du bulbe rachidien (médulla), les fibres croisent (décussation), après quoi la voie se poursuit dans la moelle épinière.
La station finale est constituée par les alpha-motoneurones des cornes antérieures de la moelle épinière. C'est précisément ce mécanisme qui garantit la transmission directe des commandes à la musculature squelettique. La voie pyramidale est d'une importance critique pour l'exécution de mouvements volontaires précis et discrets, en particulier dans les parties distales des membres (par exemple, les mouvements des doigts).
En bref : réponses aux questions sur le sujet
Quelles aires cytoarchitectoniques de Brodmann font partie du cortex moteur ?
Le cortex moteur comprend les aires corticales primaires et secondaires du lobe frontal selon Brodmann. Celles-ci incluent :
- Le cortex moteur primaire — aire 4 (cortex du gyrus précentral).
- Le cortex prémoteur et l'aire motrice supplémentaire — aires 6, 8, 44.
Au sein des aires corticales prémotrices, on distingue également les sous-régions 6aα et 6aβ.
Quelles sont les fonctions du cortex prémoteur et de l'aire motrice supplémentaire ?
Les fonctions du cortex prémoteur et de l'aire motrice supplémentaire consistent à planifier les mouvements et à élaborer les commandes motrices.
- Le cortex prémoteur est le centre supérieur de planification et de sélection des programmes moteurs, et il contrôle également la musculature axiale du tronc. Il sert de réservoir de « modèles moteurs » appris, qui sont rappelés en mémoire pour être utilisés.
- L'aire motrice supplémentaire est responsable de la formation des commandes motrices ; sa stimulation provoque des mouvements posturaux complexes.
Conjointement, ces zones élaborent l'intention globale du mouvement volontaire.
Par quels faisceaux extrapyramidaux le cortex moteur transmet-il des influx à la moelle épinière ?
Le cortex moteur est relié aux structures sous-corticales et aux noyaux du tronc cérébral au sein du système extrapyramidal par les voies suivantes :
- avec les noyaux gris centraux — par les voies corticostriées ;
- avec les noyaux du tronc — par les voies corticorubriques, corticonigrales et corticoréticulaires.
L'influence du système extrapyramidal sur les neurones des cornes antérieures de la moelle épinière s'exerce par les voies descendantes :
- le faisceau tectospinal (tractus tectospinalis) ;
- le faisceau rubrospinal (tractus rubrospinalis) ;
- le faisceau réticulospinal (tractus reticulospinalis) ;
- le faisceau vestibulospinal (tractus vestibulospinalis).
Quels symptômes apparaissent lors d'une lésion isolée du cortex moteur primaire (paralysie centrale) ?
Lors d'une lésion isolée du cortex moteur primaire — l'aire 4 —, il apparaît une parésie flasque du côté opposé du corps.
En cas d'atteinte combinée de l'aire 4 et de la zone prémotrice adjacente avec les fibres efférentes, il se développe une hémiparésie spastique. Cela indique une lésion simultanée de la voie pyramidale et des fibres extrapyramidales (non pyramidales).
Pour mémoriser les rôles des structures dans la motricité, utilisez l'analogie suivante : le cervelet est le « GPS » (planification, correction, minutage), les noyaux gris centraux sont le « régulateur de volume » (régulation de la force, de l'amplitude et des schémas complexes), et la voie pyramidale est « l'exécutant direct » (ordre immédiat aux muscles).
Questions des cours et des examens
De quoi dépend la surface de représentation d'un organe dans le cortex moteur ?
Elle n'est pas proportionnelle à la taille physique de l'organe, mais à la complexité et à la diversité des mouvements qu'il exécute.
Quand l'activité électrique liée au mouvement apparaît-elle dans le cortex ?
Le potentiel moteur commence à être enregistré 40 à 50 millisecondes avant le début du mouvement volontaire.
Comment le cortex moteur réagit-il à un changement de tâche comportementale ?
Un changement d'objectif ou de contexte situationnel réorganise instantanément le programme moteur global, modifiant le profil de décharge des neurones, même lors de mouvements du même type.
À étudier également sur le sujet
- Interaction fonctionnelle du cortex, du thalamus et des noyaux gris centraux
- Électrophysiologie : nature et enregistrement du potentiel moteur
- Pools moteurs spinaux : alpha-motoneurones phasiques et toniques
- Anatomie et décussation du faisceau corticospinal (voie pyramidale)
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