Comprendre Le Système Nerveux

Comprendre le système nerveux permet de mieux comprendre le fonctionnement du corps, du fonctionnement des muscles, de la récupération, etc…et ainsi contribuer au bien-être et à la santé de son corps.

 

Les neurones sont les cellules qui constituent le fonctionnement de base du système nerveux. Ils permettent la transmission des influx, appelés aussi message nerveux. Sa physiologie est composée d’un corps cellulaire qui contient le cytoplasme, d’un noyau et de deux prolongements : l’axone et les dendrites. Les différents types de cellules nerveuses sont répartis selon leurs prolongements cytoplasmiques. Les dendrites sont les prolongements plus courts et ramifiés, leur rôle est d’assurer la réception des messages nerveux. Et l’axone, le second prolongement est unique et très long, sa longueur peut dépasser un mètre.

 

Cet allongement atonique du neurone se caractérise par une arborisation terminale avec de nombreuses ramifications recouvertes de boutons synaptiques. C’est grâce à ces boutons que les neurones transmettent les messages nerveux à un autre neurone ou à un muscle. En libérant des transmetteurs chimiques, le récepteur pourra réagir face aux influx. Les axones sont aussi recouverts d’une gaine de myéline qui permette de l’isoler et d’une gaine de Shawn. Le recouvrement des axones par la gaine de myéline assure une transmission des messages nerveux plus rapides vers les récepteurs.

ROLE DU SYSTEME NERVEUX

L’homme est doté de plusieurs milliards de neurones. Chacun a un rôle important dans le fonctionnement du système nerveux. C’est pourquoi le classement des neurones peut être effectué selon leur fonction.

On distingue :

  • les neurones sensitifs : c’est une catégorie de neurones qui transportent les influx depuis les récepteurs vers le système nerveux central.
  • les neurones efférentes : ce sont les cellules qui sont responsables de la transmission des informations émanées par le système nerveux central vers les récepteurs : les muscles ou les glandes. Dès que le message est reçu, ces dernières pourront répondre.
  • les neurones d’associations se situent au niveau du système nerveux. Elles complètent le réseau des neurones, car elles sont responsables de la communication entre les neurones sensitifs et les neurones moteurs.
  • Les nerfs : ce sont le regroupement d’axones enveloppé dans un tissu conjonctif. 
  • Les ganglions : ce sont l’ensemble de cellules de neurones qui se trouvent à l’extérieur du système nerveux central.

 

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Le fondement de la relation entre les nerfs et les muscles

Tout ce qui est commande et information émane du cerveau et de la moelle épinière. À la réception des messages, comme réponse, les muscles se manifestent en effectuant des actions.

 

Pour assurer chaque information, la myéline assure la limitation des échanges d’ions au niveau des fibres myélinisées. Ces actions se manifestent dans les nœuds de Ranvier avec une action rapide vers le suivant : c’est la conduction saltatoire. Plus la gaine de myéline est épaisse, plus le passage des échanges ioniques au niveau des nœuds de Ranvier à un autre est rapide.

 

La présence de la synapse à ce niveau de transmission permettra l’acheminement des messages vers les récepteurs. L’espace entre les tissus nerveux sera comblé par cette région d’interaction.

 

Le passage des influx est assuré par l’acétylcholine, une molécule chimique neurotransmetteur. La naissance et la propagation d’un potentiel d’action à la surface de la fibre musculaire permettent la libération du calcium présent dans le réticulum. Ce dernier va s’acheminer vers l’intérieur de la cellule musculaire afin de recevoir l’information. La commande effectuée par le neurone dans la moelle épinière sera ainsi transmise convenablement vers les muscles squelettiques.   

 

Ce sont les motoneurones qui sont les responsables de la commande des mouvements musculaires. Ils fonctionnent comme toutes les autres cellules ayant un noyau et des prolongements, mais c’est grâce à leur structure qu’ils peuvent effectuer leur rôle de transmission. Ils sont composés :

–        d’un corps cellulaire contenant le noyau et constitué des dendrites. Ils se localisent dans de la moelle épinière, au niveau de la substance grise. 

–        d’un axone qui s’allonge vers les muscles squelettiques et recouverts d’une gaine de myéline

–        des branches terminales qui se lie aux fibres musculaires dans la plaque motrice ou synapse neuromusculaire.

 

Formant une unité motrice, toutes les ramifications provenant d’un même motoneurone répondent uniformément au message envoyé par ce même motoneurone. Cela signifie qu’une unité motrice est indépendante et peut effectuer une action en réponse à une stimulation.

Le réseau bouclé dans les neurones

Le réseau des neurones est simple grâce à un circuit non bouclé. Toutefois, la disposition des fibres nerveuses au niveau d’un circuit donné peut engendrer de différents types de réponses. C’est le cas dans un réseau de neurones bouclé.

 

Un circuit en boucle est le résultat d’une synapse entre une branche collatérale du second neurone avec un neurone d’association qui fait synapse à son tour avec le premier neurone de la chaîne.

 

Les réponses dépendent ainsi de la disposition des fibres nerveuses au niveau des réseaux des neurones. Dans un réseau bouclé, il peut y avoir une transformation d’un simple dispositif en une combinaison complexe qui pourra engendrer différentes sortes de comportements. Cela signifie que les messages reçus engendreront une réponse suivant une autre logique, le résultat d’une interconnexion entre des chaînes neuroniques avec des neurones d’association.

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La capacité d’un muscle en réponse aux informations nerveuses 

Pour comprendre la capacité d’un muscle, il faut analyser sa performance par rapport au travail demandé. Cela permet de savoir à l’instant t la réponse d’un muscle en fonction de la commande exercée.

 

La question qui se pose est : comment peut-on déterminer le nombre d’unités motrices supplémentaires qui doivent être activées pour soulever une charge de 200 kg plutôt qu’une charge de 100 kg ?

 

Pour obtenir la réponse à cette question, il faut analyser l’activité des fuseaux neuromusculaires. Cela revient à voir la contraction des structures attachées à l’enveloppe du muscle lorsque le muscle volontaire se contracte.

 

Il faut faire une différence par rapport aux fibres musculaires intrafusales et les autres fibres musculaires. Celles intrafusales ne contiennent pas de myofilaments, mais de nombreux noyaux qui sont au centre des terminaisons primaires ou annulo-spirales. Lorsqu’il y a étirement, les fibres se déforment en une contraction anisométrique et isotonique maintenant une tension faible et constate au niveau des cellules. Ce qu’il faut retenir c’est que ces fibres effectuent les mêmes mouvements que les autres : contraction et l’étirement, mais avec une tension constante et faible, terminaisons nerveuses sont peu excitées.

 

Dans le cas où il y a une plus grande résistance par rapport à la contraction qui devient de plus en plus isométrique, la tension ainsi que les étirements des fibres fusoriales vont augmenter et transmettre de nombreuses informations vers le système nerveux central. En réponse à ces différents influx, ce dernier va accroître la tension musculaire jusqu’à l’atteinte d’une force adéquate pour permettre l’effort ou restreindre la contraction. En cas d’une résistance trop importante, la contraction peut causer des blessures.

 

L’étirement passif des fibres fusoriales est aussi possible grâce à une contraction réflexe appelé réflexe myotatique. En cas d’excès, un étirement démesuré des muscles, ce sont les récepteurs proprioceptifs des tendons qui effectueront une réponse en inhibant la contraction. Le réflexe myotatique joue ici un rôle de protection qui peut être considéré comme un réflexe d’ordre postural. 

 

La réponse par rapport aux informations nerveuses dépend spécialement des fibres fusoriales et des récepteurs proprioceptifs des tendons. Ces deux éléments assurent une contraction isométrique qui garantit la tonicité des muscles et le contrôle de la posture.

Les structures qui entrent en jeu durant les réflexes

La réponse adéquate aux informations délivrées par le système nerveux central est le réflexe. En général, les stimuli entraînent des actes de réflexe au niveau des mécanismes internes de l’organisme. Dans l’exemple d’une variation de température corporelle, l’organisme agira en conséquence. Cela signifie que l’information monte vers le système nerveux et oblige le centre hypothalamique de la régulation thermique à mettre en place un mécanisme qui contrôlera la température jusqu’à ce qu’elle atteigne la normale. Par ce qui entoure le corps humain, il existe de nombreuses réactions réflexes suite à un stimulus. La sensation de brûlure provoquera un retrait immédiat de la main sur l’origine du feu.

 

À part ces réflexes innés qui se manifestent par la présence d’un stimulus, il y a aussi les réflexes acquis qui demandent un apprentissage. La marche, la conduite ou le travail sur un clavier d’ordinateur, par exemple, sont des réflexes acquis, car il faut apprendre petit à petit afin de les maîtriser. Grâce aux apprentissages, certains mouvements ne nécessitent plus une intervention de façon consciente. Il suffit de commencer et le rythme continue comme le fait de porter une cuillère dans la bouche pour manger. Pour les enfants de 2 ans, effectuer cette action demande un énorme effort et une concentration plus grande. Grâce à la répétition et à l’éducation, certaines gestes sont intégrées dans les voies nerveuses et deviennent automatiques.

 

Pour qu’il y ait réflexe, acquis ou inné, la succession de 4 phénomènes doit être respectée à savoir :

–        la réception : par les terminaisons fusoriales

–        la transmission : par la moelle épinière et les neurones sensitifs

–        l’intégration : par le système nerveux central

–        l’effection : par les motoneurones et les muscles

L’arc réflexe

L’arc réflexe le plus connu est le rotulien ou patellaire, souvent pratiqué par les médecins, qui impliquent deux groupes de neurones. Lorsque le médecin envoie une percussion sur le genou du patient, le tendon rotulien du quadriceps fémoral effectue un étirement des muscles. À cette action, les récepteurs spécialisés dans les muscles à savoir les fuseaux neuromusculaires envoient un message via les neurones sensitifs vers la moelle épinière. Une synapse avec des motoneurones s’y passe pour assurer la continuité de l’information. C’est à ce moment que la moelle répond et envoie une réponse vers le quadriceps qui va provoquer la contraction : la jambe se soulève. Les neurones sensitifs et moteurs entrent en jeu dans ce type de réflexe, mais il n’y a qu’une seule synapse qui s’y produit, on est face à un réflexe monosynaptique.

 

Étant donné que le réflexe rotulien fait partie des voies réflexes, elle aussi suive 4 phases fonctionnelles :

–        la réception assurée par les terminaisons fusoriales qui sont sensibles à l’étirement

–        la transmission ou voie afférente par les neurones sensitifs qui transfert les messages à la moelle épinière

–        l’intégration par le système nerveux central au niveau des synapses de la moelle

–        la voie efférente par les motoneurones qui transmet la réponse à l’organe effecteur à savoir le muscle.

 

Dans le cas du réflexe du retrait, il y a implication de 3 groupes de neurones et deux synapses, c’est pourquoi il est appelé : réflexe pluri-synaptique. Lorsque la main sent une sensation de brûlure, le retrait est instantané. Cette action est la conséquence de l’entrée en jeu des récepteurs sensibles à la douleur appelés nocicepteurs, des dendrites de neurones sensitifs et des synapses entre les neurones d’associations. Il y a d’abord la réception, puis la transmission du message par les neurones qui effectue une synapse avec des inter neurones, ensuite l’intégration par la moelle épinière pour se terminer par la contraction des muscles de la main et du bras provoqué par les motoneurones. En même temps, il y a une résistance réciproque des neurones qui bloquent les muscles antagonistes.

 

Il existe aussi des cas où le réflexe ne demande pas l’intervention du cerveau. Ces situations sont le résultat d’une inhibition ou une facilitation consciente des actes réflexes. Chez un bébé, la vidange de la vessie est un réflexe dans lequel le cerveau n’est pas présent. Le fait est que lorsque la vessie est pleine, elle se vide. Avec l’apprentissage, un enfant apprend à contrôler sa vessie. À un seuil critique, la vessie envoie un signal au système nerveux et ce dernier lui répond pour éviter le réflexe de facilitation. Le développement d’une résistance consciente du réflexe d’uriner assure aussi ce contrôle.

 

Une inhibition consciente s’apprend et permette à l’homme de réfléchir avant de retirer sa main lorsqu’il se brûle. Consciemment, vous ne retirez pas vos mains si vous portez un objet très chaud alors qu’il y a quelqu’un à votre proximité. Vous tenez l’objet jusqu’à ce que l’autre personne soit en sécurité même si la réponse au stimulus vous oblige à retirer immédiatement vos mains. Les athlètes pratiquent souvent cette inhibition consciente durant leurs entraînements. C’est difficile, mais avec la persévérance et la répétition, malgré la souffrance, le corps s’y habitue.

Le mouvement automatique 

Le mouvement automatique est la conséquence d’un apprentissage des réflexes. Un automobiliste freinera sa voiture lorsqu’il est à un carrefour et que les feux tricolores sont au rouge. C’est une exécution répétée des gestes de façons mécaniques sans l’intervention de la pensée. Le fonctionnement du système nerveux se base en fonction des étapes des réactions simples.

 

Dans cet exemple, la réception est la constatation du feu tricolore passé au rouge. Cette information est reçue par les yeux et grâce aux fibres sensorielles, elle est envoyée vers le système nerveux central afin d’obtenir une réponse. C’est durant l’intégration que le système nerveux central analyse, classe et interprète l’information. À l’issue de cette phase, il y a l’excitation des motoneurones appropriés qui va permettre l’envoi de la réponse vers les muscles concernés. L’influx reçu sera interprété par l’enlèvement du pied qui se trouve sur l’accélérateur et l’appui de la pédale de frein : l’effection.

 

Comme cité précédemment, toutes les réponses qui demandent l’intervention du cerveau reposent sur 4 phases à savoir la réception, la transmission, l’intégration, l’effection. L’information est transmise aux récepteurs de façon séquentielle : il y a l’acheminement de l’information vers les inter neurones dans le SNC et ensuite la transmission de la réponse par des motoneurones.

 

Pour permettre la transmission des informations et les réflexes, le système nerveux est composé de millions de suites d’éléments neuroniques : c’est le circuit nerveux. Ce circuit est assuré par la synapse : le contact d’un neurone, grâce à l’axone, avec des dendrites ou un corps cellulaire d’un autre neurone. La fente synaptique conditionne les contacts des neurones entre eux. Dans ce branchement, il est essentiel de noter la différence entre le neurone pré-synaptique et post-synaptique. Les neurones pré-synaptique sont ceux qui ont une terminaison axonique se terminant par une synapse précise et les post-synaptiques sont munis d’une membrane dense assurant l’ancrage des récepteurs sur lesquels se fixent les neurotransmetteurs.

Le contrôle du mouvement volontaire et de la posture

Les actions musculaires sont les conséquences de la stimulation électriques au niveau de la surface corticale. Les neurones qui contrôlent les mouvements au niveau du visage, de la main et du tronc sont différents. Au niveau du tronc, ce sont les neurones de l’aire motrice primaire qui entrent en jeu tandis que sur le visage, ce sont ceux de la base qui agissent. Avec des mouvements plus précis d’un ou de plusieurs muscles, la surface corticale d’incitation est plus grande. Les neurones impliqués au visage et à la main sont beaucoup plus nombreux afin d’émettre une information plus précise, ce qui n’est pas le cas au niveau du tronc.

 

Dans la programmation, la planification, le contrôle et l’exécution d’une geste ou d’un mouvement volontaire, l’implication des aires motrices adjacentes à l’aire primaire est nécessaire. Dans la profondeur des hémisphères cérébraux, les noyaux gris centraux sont aussi des éléments importants à considérer dès qu’il s’agit d’un mouvement volontaire.

 

Le responsable des gestes précis et contrôlés est la dopamine, un neurotransmetteur qui joue un rôle essentiel dans la fonction motrice. Son absence dans le cas d’un noyau coudé est marquée par des mouvements saccadés et hésitants.

 

Les voies pyramidales et extrapyramidales qui assurent le transfert de la réponse de la moelle vers les motoneurones sont aussi très importantes. Elles garantissent des mouvements précis et adroits (faisceaux pyramidaux) ainsi que diverses postures du corps (faisceaux extrapyramidaux).