Les voies de la motricit
Les voies de la motricit
relient le cortex crbral et les structures sous-jacentes aux plaques
neuro-motrices. Elles contrlent et coordonnent aussi bien lexcution des
mouvements volontaires que le tonus musculaire, les rflexes & les
mcanismes posturaux.
Il sagit de deux systmes
parallles et complmentaires, reliant les niveaux de commande centrale aux motoneurones priphriques dont les axones stimulent la musculature somatique.
Le systme pyramidal,
le mieux connu, concerne la motricit volontaire. Linflux quil gnre
emprunte une voie relativement longue, la voie pyramidale, entrecoupe par un
relais synaptique o seffectue la transmission entre les
neurones centraux et les motoneurones priphriques. Les axones de ces derniers
entrent dans la constitution des nerfs crniens ou rachidiens selon leur
niveau dՎmergence du tronc crbral ou de la moelle.
Lautre systme, dit extra-pyramidal,
plus ancien
phylogntiquement,
L'intrication
des effets de ces deux systmes constitue la voie finale commune (de Sherrington)
travers laquelle la motricit sexprime sous ses diffrents aspects :
volontaire, automatique, instinctif et praxique.
Le cortex moteur
Le cortex impliqu dans la motricit volontaire occupe la moiti
postrieure du gyrus prcentral (aire 4 de Brodmann ou ex frontale ascendante); et de son extension sur la face mdiale de lhmisphre. Une grande part
de l'aire latro-infrieure de ce cortex moteur primaire est lorigine
de la voie
cortico-nuclaire
(ex-faisceau
gnicul) qui active la musculature
du cou & de la tte ; de laire restante part la voie
cortico-spinale (ex-faisceau pyramidal), stimulatrice des
muscles du tronc& des membres de lhmicorps du ct oppos.
Fig. 01
La schmatisation de cette
topographie corticale rappelle la caricature en gargouille reproduite
ci-contre sur une coupe frontale dun hmisphre dont la tonalit de l'aire
4 a t accentue; lhomonculus (de Penfield) ainsi reprsent,
tourne le dos au sillon central, tte en bas et le membre infrieur repli
contre la face mdiale de lhmisphre. L'ombre de la tte et de la main
semble couvrir la plus grande part de l'tendue de l'aire 4.
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Le cortex moteur primaire
est le principal excutant des instructions labores et planifies par laire
prmotrice (aire
6 de Brodmann). Cette zone prfrontale
est dcomposable en deux territoires :
laire prmotrice latrale (m) & laire motrice supplmentaire (m). Il
est dmontr par l'imagerie mdicale que
l'activation de laire prmotrice initie par l'intention dun
mouvement donn, prcde de quelques millisecondes celle du gyrus prcentral
do part lordre dexcution.
Fig.02: Aires corticales :
aspects latral & mdial
1,2,3 : aire paritale principale ; 4 :
cortex moteur primaire ; 6 :
cortex prmoteur ; m : aire prmotrice latrale ; m :aire motrice supplmentaire
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Le programme moteur est mis
au point sur la base des informations que laire prmotrice reoit du cortex
associatif au niveau duquel auront t traits les messages sensoriels, sensitifs
et proprioceptifs.
En d'autres termes, l'intention
de se mouvoir, ne dune activit de laire motrice prfrontale, dclencherait
le rappel dun ensemble de modles voquant le
mouvement projet ; ils seraient stocks sous forme de copies dans plusieurs
sites dont le cortex associatif, les noyaux gris centraux et le cervelet,
principalement sa zone latral. La plupart des programmes sont des recettes
prtes lemploi quand le mouvement prvu ncessite une excution rapide.
Il en est autrement quand il sagit de mouvements fins, complexes, laborieux
ou en cours dacquisition. La lenteur relative de leur droulement implique
de nombreux circuits travers lesquels les squences du mouvement sont constamment
analyses, modifies si besoin est, et ajustes tout en se rfrant au programme
initial. Ce type de mouvement, qualifi par Eccles de rampant consomme
plus dՎnergie que le prcdent dit balistique.
Enfin, il convient
dadjoindre au cortex primaire deux autres territoires :
- Les aires
oculo-cphalogyres, elles
sont multiples en raison de lextrme diversit des mouvements associant la tte
& les yeux. Le centre de la motricit volontaire sige au pied de F2 (aire 8) ; ceux de la motricit rflexe
sont plus nombreux, on en retiendra deux : lun sige au niveau du pli courbe (aire19),
proche des centres visuels, lautre est temporal, voisin de la zone auditive.
-
Les aires de la motricit
automatique occupent les
85% du cortex moteur. LՎtendue de ce territoire est en relation avec
lacquisition de gestes au dpart laborieux et qui ont gagn en fluidit et
automatisme par lexercice et lapprentissage.
Larchitecture du
cortex moteur
Le cortex moteur est stratifi, la population neuronale est
dispose en six couches numrotes de I VI en partant de la superficie. Chaque couche est identifiable par son
paisseur et laspect de ses neurones ; cest ainsi que la couche IV, trs
dveloppe dans le cortex parital, parat inexistante
dans le cortex moteur. On a remarqu dautre part que le volume du corps
neuronal est li la distance que parcourt linflux pour aboutir au
motoneurone priphrique. Cest le cas de la couche V peuple de grosses
cellules de Betz, origine du faisceau pyramidal.
Le rseau de la
motricit volontaire relie
directement le cortex primaire aux motoneurone somatiques des nerfs crniens
& rachidiens.
Fig. 03 |
Fig. 04 |
Coupe frontale du nvraxe |
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-
cx : cortex crbral |
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(N.B. Chaque
connexion reprsente par une simple
flche
comprend en ralit des centaines de milliers de fibres nerveuses.) |
Schmatiquement, linflux
emprunte un chemin fait de deux tronons articuls au niveau dun relais
synaptique, l o sՎtablit la connexion entre les neurones centraux (corticaux)
et les motoneurones α priphriques.
La
voie cortico-nuclaire relie
le cortex du pied de la frontale ascendante (gyrus prcentral) aux noyaux somatiques
origines des nerfs crniens. Son faisceau de fibres subit une torsion dans la
traverse du centre ovale qui loriente vers le genou de la capsule interne,
(do son ancienne appellation de faisceau gnicul). Il passe ensuite
dans le msencphale o il occupe le 1/5 mdial du pied
du pdoncule crbral, entre le locus niger et lespace interpdonculaire (fig.
17). Cest partir de l que ses fibres croisent la ligne mdiane au fur &
mesure quelles descendent dans le tronc crbral, elles y font synapse avec
les motoneurones regroups dans les noyaux des nerfs crniens.
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- lun se termine dans les noyaux innervant les muscles mobilisateurs du globe
oculaire et de la tte (muscles oculo-cphalogyres).
Ce sont les noyaux des nerfs Oculomoteur (III), Trochlaire (IV), Abducens (VI) et Spinal mdullaire (XIm) ;
- le reste des fibres sՎpuise dans les noyaux moteurs de la musculature
dite branchiale, origine des nerfs Trijumeau (V),
Facial (VII), Glossopharyngien (IX), Dorsal du Vague (X) et du Accessoire ou Spinal bulbaire (XIb), les noyaux de ces
trois derniers constituent le noyau ambigu.
La voie cortico-spinale (faisceau ou tractus pyramidal) est
destin la musculature du tronc et des membres. Elle part du cortex des 2/3 suprieurs de la frontale ascendante et de son prolongement sur la face
mdiale de lhmisphre. Les fibres qu'elle vhicule parcourent
un trajet plus long, samenuisant au fur et mesure quelles descendent vers lextrmit du cne mdullaire. A l'origine,
elles traversent le centre ovale o elles s'panouissent en ventail dont la
torsion l'oriente vers le bras postrieur de la capsule interne o elles se tassent
derrire et en dehors du faisceau gnicul. Le faisceau ainsi constitu traverse
le msencphale, occupant la partie moyenne du pied du pdoncule crbral. Plus
bas, la traverse du tamis de la rticule protubrantielle le dissocie
en fascicules, puis il se reconstitue au niveau
bulbaire dont il forme le relief pyramidal.
Fig. 07: |
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Coupe horizontale (Fleshig)
1 : Noyau
lenticulaire dcomposable en : -
Putamen (5) & Globus
pallidum (6) 2 : Thalamus 3 : Noyau
caud: 4 :
Capsule interne :
- a : Bras antrieur -
g : Genou -
p : Bras postrieur |
-
Le genou de la capsule interne est occup par le tractus cortico-nuclaire
(gnicul). -
Le bras postrieur est emprunt le tractus cortico-spinal (pyramidal),
dont les faisceaux de fibres 2, 3 & 4 innervent la musculature dun
membre suprieur, dun hmi thorax & dun membre infrieur. |
Fig. 09 |
Fig. 10 |
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- Les fibres qui n'ont pas crois continuent le trajet initial, gardant leur situation ventrale quelles occupaient dans la pyramide nuclaire et descendent dans le cordon antrieur de la moelle en longeant la fissure antrieure, formant ainsi le tractus cortico-spinal antrieur (ex faisceau pyramidal direct ) qui sՎpuise la partie moyenne de la moelle thoracique.
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Trac de la Voie pyramidale A: niveau msencphalique -III: Noyau du nerf Oculomoteur (Oculomoteur commun)
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Le systme
extrapyramidal
est une structure ancestrale en comparaison avec le systme de la motricit volontaire. Bien que sa pathologie soit assez bien connue, son fonctionnement est par contre insuffisamment lucid.
Ses multiples connexions directes ou par lintermdiaire
dinterneurones aux effets facilitateurs ou inhibiteurs modifient la rponse
de ce ple priphrique du nvraxe que Sherrington appela la
voie commune finale.
Les
centres rgulateurs constituent
des carrefours o seffectue lintgration des messages sensitifs qui seront
impliqus dans le processus de contrle
de la motricit, quelle soit statique ou dynamique. Ils sont en organiss
en deux groupements de relais:
- Le
groupe sous-cortical assure la coordination globale de toutes les voies,
il comprend les noyaux gris centraux, le thalamus, principalement son noyau
latro-ventral antrieur, et les noyaux sous-thalamiques
dont le corps de Luys.
- Le
groupe du tronc crbral comprend selon les niveaux :
- des noyaux msencphaliques (collicules, locus niger, noyau rouge);
- les noyaux pontiques;
- les noyaux vestibulaires ;
- lolive bulbaire ;
- la substance rticule et les noyaux crbelleux.
Les voies extrapyramidales relient
les centres rgulateurs aux motoneurones alpha et
gamma ; elles interviennent - entre autres fonctions - dans la modulation
du tonus postural et dans la coordination des mouvements de la tte et des yeux.
Elles sont au nombre de deux daprs leurs trajets au sein de
la moelle:
1- La
voie latrale est reprsente exclusivement par le tractus rubro-spinal qui descend
devant le tractus cortico-spinal latral. Elle s'articule
avec les motoneurones contrlant la musculature des membres lexclusion
des doigts.
Le
noyau rouge est un relais sous-thalamique interpos
entre le msencphale & le cervelet. Son rle serait prdominant chez le
nourrisson durant l'tape de maturation du cortex crbral,
et ce en contrlant certains aspects de la motricit instinctive, tels
la tte, la dglutition, le ramper. Autre manifestation de cette activit
rflexe est sa contribution l'quilibre postural par le balancement des bras
durant la marche.
Ce
noyau interviendrait, d'autre part, dans l'activit motrice volontaire
en supplant le systme pyramidal dans le contrle de la musculature des membres
l'exclusion des doigts.
Le schma ci-dessous montre le trac du tractus rubro-spinal, remarquable par
sa dcussation (de Forel) au niveau msencphalique, sa connexion - via l'olive
bulbaire - au cortex de la zone mdiale du cervelet, et enfin la position de
son segment mdullaire en avant du faisceau pyramidal crois.
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2- La voie antrieure est faite de plusieurs tractus occupant dans le cordon antrieur de la moelle une aire aux limites imprcises. Leur tassement constitue un faisceau de fibres dsign par l'acronyme FAM ou faisceau antro-mdial. Ils sont traables d'aprs leurs origines (rticulaire, vestibulaire, tectale et olivaire).
-
le tractus vestibulo-spinal mdian est issu des noyaux vestibulaires
infrieur et mdial. Ses fibres empruntent la bandelette longitudinale
postrieure; cette projection a la particularit d'tre bilatrale;
- le tractus vestibulo-spinal latral nat du noyau homonyme,
il descend directement au sein du faisceau antro-mdial.
Chaque
tractus se connecte la colonne motrice correspondante par l'intermdiaire
d'interneurones rticulaires.
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-b: Le tractus tecto-spinal relie la plaque tectale la moelle
cervicale. Il constitue un lment dappoint dans la coordination
des rflexes posturaux en rponse aux stimulations visuelles & auditives.
-c: La substance rticule du tronc crbral
assure plusieurs fonctions dans le domaine de la motricit. Son rle est
primordial dans l'inhibition du rflexe myotatique et dans le contrle
pralable et unilatral de la musculature corporelle.
La voie rticulo-spinale
comporte deux faisceaux de fibres qu'on identifie d'aprs leur niveau
d'origine et leur topographie mdio-latrale:
-
Le
tractus rticulo-spinal mdial provient de la de la rticule du pont,
il descend devant le
faisceau longitudinal mdian.
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-
Le tractus rticulo-spinal latral provient des noyaux
giganto-cellulaires de la
Il
contribue au contrle de
A l'origine, ces tractus
rticulo-spinaux sont intimement connectes la voie
crbello-vestibulaire.
Cette dernire a la particularit d'tre croise, elle relie les deux hmisphres
crbelleux travers le vermis,
chemin qui ncessite l'enjambement
du pdoncule crbelleux suprieur, c'est ce qui vaut au segment initial
de cette voie la dnomination de faisceau en crochet.
Revenons au rle de la substance rticule dans le processus
d'inhibition du rflexe myotatique. Le schma suivant voque le droulement
d'un tel vnement en prenant l'exemple d'un tirement d'un muscle anti gravitaire,
tel le quadriceps. L'allongement, si minime soit-il, concerne l'ensemble des
fibres musculaires, y compris les rcepteurs sensibles l'tirement que
sont les fuseaux intra musculaires.
Leur brusque allongement
dclenche un rflexe dont la rponse motrice rtablit la longueur initiale du
muscle dans sa totalit.
Il s'agit d'un rflexe dit myotatique, comportant une seule
synapse interpose entre, d'une part le neurone Ia
issu de la zone sensorielle du fuseau et d'autre part le motoneurone gamma (γ)
qui stimule sa composante musculaire.
Le
rtablissement de la longueur initiale du muscle porte galement sur les fibres
musculaires, celles
du fuseau sont stimules directement par le neurone gamma, tandis que les fibres
du muscle le sont par la plaque neuro-musculaire. Or, cette dernire
est active par le mme motoneurone gamma via une jonction (*) reliant le
motoneurone γ son homologue α.
.
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Fig. 15: La boucle gamma - α : Motoneurone alpha innervant la musculature strie (m) - γ: Motoneurone gamma innervant les fibres fusoriales (f) - Ia : Neurone sensitif fusorial - o : Zone sensorielle quatoriale du fuseau - p : Plaque neuro-musculaire - csl: Tractus cortico-spinal latral (faisc. pyramidal crois) - A: Muscle stri au repos - B: Allongement des fibres induit par un brusque tirement - C: Segment mdullaire sige du rflexe d'tirement - D: segment sous-jacent illustrant la libration du motoneurone α - *: jonction neuronale γ ---> α dont l'inhibition par la rticule libre le motoneurone α
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L'activation
de cette jonction se traduit par la contraction
simultane des fibres musculaires, intra et extra fusoriales et le rtablissement
de leur longueur initiale. Ainsi,
le relchement brusque des muscles anti gravitaires chez un sujet en position
debout provoque une rponse tonique d'extension des hanches et des
genoux, rtablissant la posture rige.
Il va de soi qu'un tel systme, livr lui-mme,
rduirait l'individu l'tat fig d'une statue. Or, pour que le mouvement
projet puisse avoir lieu, il faut que l'influx vhicul par le faisceau
pyramidal parvienne exclusivement la plaque motrice, ce qui ncessite la
neutralisation pralable de la jonction issue
de l'arc rflexe. C'est l qu'intervient la
substance rticule dont le rle inhibiteur portant sur cette connexion libre
motoneurone alpha de l'influence paralysante du rflexe myotatique qui gelait
toute motilit.
Ce systme rgulateur de lՎquilibre postural est intimement
li au contrle du cervelet. Par sa
situation en drivation entre les deux ples du nvraxe, ce dernier contribue
lexcution harmonieuse du mouvement volontaire,
lenchanement de ses phases et sa dure. Il se comporte en centre vrificateur,
comparant tout instant les donnes de la commande motrice initie par le
cortex moteur aux conditions de droulement du mouvement au niveau priphrique.
Il a, dautre part, un rle reconnu dans les processus dapprentissage & de
mmorisation.
-A:
L'intention de se mouvoir, ne d'une activit du cortex prmoteur,
dclencherait le rappel d'un ensemble de modles du mouvement projet,
stocks dans plusieurs sites dont le cortex associatif, les noyaux
gris centraux et le cervelet. -E: Les deux voies, pyramidale et extra-pyramidale aboutissent au niveau segmentaire de la moelle, l o leurs tractus se connectent aux motoneurones respectifs alpha et gamma. _______________________________________________________
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Topographiques des voies de la motricit
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Niveau msencphalique
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Niveau pontin
-1: Fasciculation du tractus
cortico-nuclaire |
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Niveau mdullaire- segment cervical - C : Faisceau cuniforme (Burdach) |