Système nerveux

Le système nerveux est un système biologique en réseau formé des organes des sens, des nerfs, de l'encéphale, de la moelle épinière, des méninges. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle le fonctionnement des organes, véhicule les informations sensorielles et motrices vers les effecteurs, et, chez les animaux dotés d'un cerveau limbique, régule les émotions, et ceux dotés d'un cerveau cognitif, régule l'intellect^[1].
Les êtres vivants dotés d'un tel système sont nommés eumétazoaires.

Chez les vertébrés on distingue traditionnellement le système nerveux central (encéphale et moelle épinière) du système nerveux périphérique (nerfs crâniens sensori-moteurs, nerfs spinaux et système nerveux entérique).

Le système nerveux central est composé de cellules nerveuses hautement spécialisées appelées neurones. Les cellules nerveuses établissent entre elles des connexions, les synapses. Des milliards de ces synapses contribuent au traitement d'un seul stimulus. Le message nerveux est acheminé par des fibres afférentes de la peau, via la moelle épinière jusqu'au cerveau, les axones qui les constituent sont généralement entourés d'une substance blanche appelée gaine de myéline. Cette gaine est générée par les cellules de Schwann dans le système nerveux périphérique et par les oligodendrocytes dans le système nerveux central.

Le système nerveux n'est en aucun cas responsable du bon fonctionnement des activités végétatives et motrices. Au niveau de la moelle épinière, une série de cellules sensitives en T ramènent le message nerveux de nature végétative ou motrice transmis par les capteurs sensoriels sensibles à la pression, à la température, au toucher, à la douleur ou à l'étirement (fuseau neuromusculaire), le corps cellulaire de cette cellule nerveuse étant exceptionnellement dans le ganglion spinal de la racine postérieure de la moelle, jusqu'à la moelle pour constituer la principale afférence de stimuli sensoriels. Ces stimuli peuvent informer le cerveau de façon consciente de ce qui se passe dans le corps ou dans notre environnement en vue d'une image conceptuelle, d'une mémorisation, d'un jugement ou d'une réponse volontaire ou en attente d'une régulation réflexe adéquate en parcourant des voies ascendantes dont les voies intéroceptives, proprioceptives consciente et inconsciente et extéroceptives. Ceux-ci subissent ensuite le rétrocontrôle du système nerveux par l'intermédiaire d'interneurones et des voies pyramidales ou extrapyramidales descendantes pour ensuite partir des cornes antérieures de la moelle épinière sous forme de fibres efférentes afin d'innerver les organes vitaux ou les muscles. Finalement le système nerveux agit souvent conjointement avec le système hormonal et est cartographiable avec une très grande plasticité non pas selon la phrénologie mais selon les types de fibres afférentes associatives en aires sensorielles et motrices.

Terminologie et vocabulaire

Schéma du système nerveux humain.

• Système nerveux central (SNC) : portion du système nerveux constituée du cerveau, du tronc cérébral, du cervelet et de la moelle épinière. Il a un rôle de réception, de traitement, d'intégration et d'émission des messages nerveux. L'ensemble du système nerveux central est protégé par une enveloppe osseuse : la boîte crânienne pour l'encéphale et la colonne vertébrale pour la moelle épinière, ainsi que par d'autres enveloppes de tissu protecteur : les méninges.
• Cerveau : l'organe central supervisant le système nerveux. Il est notamment le centre de la pensée consciente.
• Tronc cérébral : Portion de l'encéphale qui fait la jonction entre le cerveau, le cervelet et la moelle épinière. Le tronc cérébral est constitué de haut en bas du mésencéphale, du pont de Varole (ou protubérance annulaire), et du bulbe rachidien (ou medulla oblongata).
• Cervelet : Portion archaïque du cerveau, branchée en parallèle à la face dorsale du tronc cérébral, exerçant les fonctions de maintien de la posture, équilibre, coordination entre les mouvements, mémoire gestuelle.
• Moelle épinière : Elle joue un rôle de transmission des messages nerveux entre le cerveau et le reste du corps mais elle assure aussi une fonction propre d'intégration et d'émission de signaux nerveux, notamment dans les réflexes.
• Système nerveux périphérique : il est constitué des nerfs sensitifs et moteurs issus de la moelle et du tronc cérébral.
• Système nerveux autonome (SNA) : il est constitué des nerfs et ganglions nerveux qui gèrent les fonctions automatiques de régulation (par opposition aux fonctions « conscientes »). On le divise en système nerveux sympathique et système nerveux parasympathique.
  Les glandes médullosurrénales sont considérées comme une structure nerveuse appartenant au système sympathique, et sont directement contrôlées par le SNA, bien que leur rôle soit la sécrétion hormonale de catécholamines.
• Liquide céphalo-rachidien (LCR) : liquide dans lequel baignent le cerveau et la moelle épinière, d'un volume d'environ 150 mL chez l'homme adulte. Il se renouvelle très rapidement et a des fonctions de protection mécanique, anti-infectieuses, nutritives.
• Nerf : structure anatomique composée de fibres nerveuses, naissant (le plus souvent) de la moelle épinière et se terminant sur sa cible (peau, muscle, organe, ...) ou des organes des sens pour rejoindre le SNC.

Cellule nerveuse ou neurone

La cellule nerveuse est formée par une partie principale, le corps de la cellule (péricaryon), duquel sont issus des prolongements.

Corps de la cellule nerveuse

Schéma de neurone

Structure

Comme pour toute cellule eucaryote, le corps du neurone comprend un cytoplasme et un noyau.

Le cytoplasme est limité par une membrane cytoplasmique. Il contient des filaments que l'on met en évidence par des colorations spéciales et que l'on appelle des neurofibrilles, ces filaments sont en réalité des microtubules. Il contient en outre de nombreuses enclaves (surtout lipidiques) et un organe spécial formé de corpuscules, le réticulum endoplasmique rugueux (ou REG) dont le nombre, la forme et la situation varient suivant la fonction de la cellule ; ce sont les corps de Nissl.

Le noyau ne présente pas de particularité de structure par rapport aux autres cellules. Il est limité par une membrane nucléaire et contient chromatine et nucléoles.

Forme

La forme du corps du neurone est cependant variable suivant la région, mais assez constante dans une région déterminée : cellules piriformes au niveau du cervelet, cellules pyramidales au niveau de l'écorce cérébrale.

Taille

Elle varie également de 0 à 1000 micromètres.

Prolongements de la cellule nerveuse

Ils sont constants, c'est en effet grâce à ses prolongements que la cellule nerveuse entre en contact avec les organes qu'elle innerve ou avec les autres neurones. La cellule nerveuse présente deux sortes de prolongements : les dendrites et l'axone.

Dendrites

Ce sont des prolongements implantés sur le corps cellulaire qui se présentent sous forme d'arborisations fines et courtes, disposées irrégulièrement et se terminant en de très nombreuses ramifications.

Le nombre des dendrites varie selon chaque type de cellule, certaines possédant plusieurs dendrites, un neurone possédant minimum deux dendrites.

Le fait essentiel à connaître est que les dendrites, qui sont conductrices de l'influx nerveux, ne peuvent, dans les conditions physiologiques normales, conduire cet influx que dans un seul sens, de l'extrémité des arborisations de la dendrite vers le corps de la cellule (direction dite cellulipète). Le sens de conduction de l'influx différencie les dendrites de l'axone.

Axone

On lui donne également le nom de cylindraxe. L'axone se présente sous forme d'une tige allongée, de surface lisse, de calibre invariable. Il n'existe qu'un seul axone par cellule nerveuse, alors qu'il peut exister plusieurs dendrites. L'axone est parfois très court, mais sa longueur est parfois considérable : pour les nerfs périphériques par exemple, le neurone moteur est situé au niveau de la moelle épinière et la terminaison de cylindraxe au niveau de la plaque motrice du muscle qu'il innerve, ce qui représente un trajet long parfois de plusieurs décimètres. Le cylindraxe se termine comme les dendrites par des arborisations irrégulières et ramifiées.

Ici encore, le fait essentiel à retenir est que le cylindraxe, tout comme les dendrites, ne conduit les influx nerveux que dans un seul sens, généralement du corps de la cellule nerveuse vers les arborisations terminales de l'axone (direction dite cellulifuge) mais il peut potentiellement les conduire dans les deux sens. C'est ce qui se passe pour les neurones sensoriels de la peau, qui ne possèdent pas de dendrites mais un axone avec deux embranchements : un se dirigeant vers la périphérie et les récepteurs sensoriels et un vers le système nerveux central. Le potentiel d'action se propage donc des récepteurs le long du premier embranchement de l'axone dans le sens cellulipète puis passe dans la seconde branche, cette fois-ci dans le sens cellulifuge jusqu'au système nerveux central. Étant donné que dans ce cas de figure, nous n'avons pas un axone et une dendrite, mais un axone ramifié en deux branches, la partie terminale de cet axone peut libérer des neurotransmetteurs dans des synapses dites en passant pour effectuer des actions très rapides suite à la stimulation sensorielle sans attendre une réponse du système nerveux central, nettement plus long à réagir. C'est cette présence de synapses qui permet de dire que nous avons affaire à un axone plutôt qu'à une dendrite.

Le système nerveux

Territoire cutané

La peau, plus grand organe du corps humain, est innervée par le système neurologique afférent ou centripète. Chacune de ses 240 branches cutanées détecte les stimuli tactiles. Elles sont organisées en territoire de distribution cutanée. Des surfaces communes à tous les sujets sont qualifiées d'autonome. D'autres plus vastes, et donc qui se chevauchent, sont qualifiées de territoire maximale de distribution cutanée^[2].

Troubles reliés au système nerveux

Même si le système nerveux ne figure pas parmi la liste des organes du corps humain, certaines maladies peuvent fréquemment s'y attaquer, tel la sclérose en plaques, une pathologie assez courante après la quarantaine, chez l'homme. Certaines maladies, beaucoup plus rares, tels la Sclérose latérale amyotrophique, la myélite transverse ou même le Syndrome de Guillain-Barré peuvent aussi endommager celui-ci, entraînant des conséquences beaucoup plus graves, dont des paralysies atteignant tous les muscles du corps. Malheureusement, il n'y a pas encore de traitements disponibles pour ce genre de maladies.

Voies intéroceptives

C'est le système nerveux autonome, ou système neurovégétatif, dirige et coordonne les fonctions de l'organisme de manière automatique et involontaire. Le système nerveux autonome est formé de deux parties appelées systèmes ortho et parasympathique. Ils sont, en général, antagonistes par les réponses sur les organes cibles. Les nerfs ortho et parasympathiques transportent des sensations viscérales par des neurones afférents et commandent les fonctions viscéro-motrices et sécrétrices par les neurones efférents. La physiologie du système neurovégétatif consiste à assurer de manière adaptée à l'environnement les fonctions vitales: respiration, pression artérielle, thermorégulation, digestion, excrétion et résistance au stress. En général, les deux systèmes s'opposent par leurs actions; ainsi, le cœur est modéré en permanence par le système parasympathique et accéléré par le système orthosympatique.

Voies pyramidales

Le faisceau pyramidal (ou cortico-spinal) contrôle la motricité « volontaire » des vertébrés et joue un rôle important dans les mouvements fins (mouvements guidés visuellement, e.g. prise d'objet). La lésion spécifique de ces fibres nerveuses (au niveau de la moelle épinière) induit certains déficits moteurs comme :

• une perte des coordinations visuo-motrices (comme l'évitement d'obstacles) ;
• une diminution de la précision du placement des membres sur le sol (e.g. marcher sur une échelle).

En revanche, les voies pyramidales ne sont pas indispensables à la réalisation de programmes moteurs automatiques comme la locomotion.

D'un point de vue anatomique, le faisceau pyramidal est constitué des axones efférents du cortex moteur. Ces fibres passent par la capsule interne (où elles forment des petites protubérances de section triangulaire, d'où le terme pyramidal) et accèdent à la moelle épinière et se projettent sur les motoneurones (la voie finale commune) qui activent les muscles.

Action conjointe du système nerveux et du système hormonal

La distinction entre système nerveux et système hormonal est quelquefois floue, notamment à cause des neurohormones : ce sont des molécules produites par des neurones sous le contrôle d'impulsions nerveuses mais déversées dans le sang. Beaucoup de neurohormones sont produites dans l'hypothalamus et déversées dans le sang dans la neurohypophyse (Exemple : ocytocine, vasopressine...).

Aires motrices et sensorielles et plasticité cérébrale

La partie du système nerveux dédiée à l'action des muscles forme, avec le squelette et le système musculaire, l'appareil locomoteur.

Niveau du système nerveux

La structure des organismes biologiques qui constituent la biosphère peut être décomposée en plusieurs niveaux d'organisation : atomique, moléculaire, cellulaire, tissulaire, organique, des systèmes, et enfin celui de l'organisme dans sa totalité fonctionnelle.

L'étude scientifique du vivant se fait par des recherches sur les éléments de chacun de ces niveaux, puis par la compréhension des interactions entre ces différents niveaux (voir l'article «Méthode scientifique»).

L'étude du système nerveux permet de comprendre les caractéristiques du contrôle et des régulations réciproques entre l'environnement, l'organisme et le système nerveux. Cette compréhension est une nécessité incontournable car, en dernière analyse, le système nerveux est à l'origine de ce qui constitue l'essentiel de la condition humaine (comportements, émotions, intellect, représentations, valeurs, et culture).

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• Schéma détaillé du système nerveux
• La cellule nerveuse Cégep de Sainte-Foy, Québec (présentation de 67 diapositives, 3,2 Mo) [PDF]
• Anatomie fonctionnelle du système nerveux, Cégep de Sainte-Foy, Québec (présentation de 68 diapositives, 3,8 Mo) [PDF]
• Modélisation piagétienne du système nerveux humain
• Sistema nervioso artificial

v · d · m Système nerveux
Système nerveux central	Encéphale : Cerveau (télencéphale) · Diencéphale (thalamus · hypothalamus · épithalamus) · Tronc cérébral (mésencéphale · pont · bulbe rachidien) · Cervelet Moelle épinière
Système nerveux périphérique	Nerfs (crâniens · spinaux · sensitif · moteur) · Ganglions · Plexus Hiérarchie fonctionnelle : Système nerveux somatique · Système nerveux autonome (sympathique · parasympathique · entérique)
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