TP 1 Introduction au système nerveux central

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1 TP 1 Introduction au système nerveux central Par les membres du Neuroclub : Louise Trottet, Fabien Cane, Jeremy Hofmeister, Adrien Duran, Patrick Jarlborg, Michel Godel, Gregory Lepeu Et Jozsef Kiss

2 TP 1 : Introduction au système nerveux central (SNC) Sommaire A) Organisation générale du SNC B) Méninges C) Le contenant : les structures ostéo-fibreuses D) L espace liquidien E) Anatomie externe du cerveau antérieur F) Anatomie externe du tronc et du cervelet G) Anatomie externe de la moelle épinière Mode d emploi des TP : - Les TP de neuroanatomie vous permettent de visualiser les concepts appris lors de l unité Neurosciences (PEC) sur des pièces anatomiques et des images radiologiques. - L interactivité rend les TP moins longs et plus intéressants : participez! Manipulez les pièces, posez vos questions, participez aux dissections - Les guides-tp contiennent suffisamment d informations pour vous dispenser de prendre des notes pendant les TP. Attention, ils ne sont pas exhaustifs ni exempts d erreurs! Pour ce premier TP, une vue générale de l ensemble du SNC est offerte, afin d une part vous guider dans l exploration plus exhaustive des différents chapitres de neuroanatomie, et d autre part vous donner une connaissance initiale pour les APP. Gardez à l esprit qu à chaque étape de l exploration du SNC vous devrez être capable de repérer les structures impliquées dans le contrôle moteur et la perception somatosensorielle. Les TP seront toujours complétés d une présentation du Pr. Kiss et d un autre intervenant (Radiologie) afin de montrer ce que nous ne pouvons pas illustrer à l aide des préparations macroscopiques. Venez préparés à ces TP afin d en tirer le plus grand bénéfice. Ne soyez cependant pas effrayés par la longueur des guides TP, dont le rôle est plus d aider au suivi et à la bonne compréhension des TP que d être appris par cœur. D autres ressources pour aider à l apprentissage sont disponibles : - Forums de l unité Neurosciences (PEC) ; - Moniteurs de neuroanatomie ; - Livres de référence : Duus Topical Diagnosis in Neurology ; Netter s atlas of neuroscience ; - Site du Neuroclub, polycopié de vascularisation, les sites etc.

3 A) ORGANISATION GENERALE DU SYSTEME NERVEUX I. Les grandes subdivisions anatomiques On peut subdiviser le système nerveux en : Système nerveux central (SNC), ou névraxe, qui se développe à partir du tube neural. Il est constitué de l encéphale et de la moelle épinière. Système nerveux périphérique (SNP) qui comprend les voies nerveuses situées en dehors du SNC. Il véhicule l information afférente et efférente au SNC. Il se développe à partir des cellules des crêtes neurales. L encéphale se compose lui-même de plusieurs parties : Les deux hémisphères qui forment le télencéphale. Le diencéphale, qui regroupe un ensemble de structures autour du 3 ème ventricule. Avec les deux hémisphères, il forme le cerveau antérieur (ou cerebrum). Le tronc cérébral qui comprend mésencéphale, pont et bulbe. Le cervelet, qui se situe postérieurement au tronc cérébral. Remarque : Le névraxe est situé dans l axe de symétrie du corps. Certaines structures du SNC sont paires, de part et d autre de la ligne médiane du névraxe. D autres sont en un seul exemplaire, impaires, et centrées sur cette ligne. Dans le SNP, on distingue les voies sensitives afférentes, la voie motrice efférente somatique, ainsi que les voies motrices autonomes, efférentes aussi : Les voies sensitives afférentes comprennent les fibres somatiques et viscérales. Elles relaient vers le système nerveux central l information reçue des récepteurs, qu ils soient situés dans les organes somatiques (peau, muscles) ou viscéraux (intestin, poumons, etc.). Les corps cellulaires des neurones sensoriels primaires se trouvent dans les ganglions rachidiens, au niveau des racines dorsales. La voie motrice somatique (ou volontaire) est constituée des motoneurones situés dans la corne ventrale de la moelle (nerfs spinaux) ou dans les noyaux moteurs du tronc cérébral (nerf crânien). Les voies motrices autonomes comprennent l ensemble des efférences contrôlant les fonctions automatiques de l organisme. Elle comprend les neurones moteurs, pré et post-ganglionnaires, innervant les muscles lisses des viscères et des vaisseaux sanguins, le cœur et les glandes. On distingue deux entités principales : - Le système sympathique : de manière simplifiée, on peut dire que son but est de préparer le corps à l action. Il est composé de neurones pré-ganglionnaires partant de la colonne intermédio-latérale de la moelle, au niveau Th1-L2. Ces neurones vont ensuite faire synapse dans la chaîne ganglionnaire paravertébrale ou dans un ganglion prévertébral plus distal. Les axones des neurones postganglionnaires rejoindront ensuite les organes cibles via des nerfs propres (nerfs splanchniques) ou via les ramifications des nerfs spinaux. 4

4 - Le système parasympathique : son but est d assurer le bon fonctionnement du corps et l homéostasie en période de repos. Les corps cellulaires des neurones préganglionnaires se trouvent dans les noyaux parasympathiques du tronc cérébral (voir TP3), ainsi que dans le noyau parasympathique sacral de la moelle. Les axones quitteront ensuite le SNC via certains nerfs crâniens (III, VII, IX et X) ou sacrés (Plexus sacrés : S2-S4), et feront synapse dans des ganglions se trouvant à proximité des organes cibles. Les axones postganglionnaires seront donc beaucoup plus courts que pour le système sympathique. Remarque : Notez qu il n existe pas de composante sympathique dans les nerfs crâniens. Ainsi l innervation sympathique de la tête doit se faire via les neurones de la moelle qui doivent ensuite remonter. Nous en reparlerons lors du TP3. A contrario, pour l innervation parasympathique, il n existe pas d efférences aux niveaux lombaires et thoraciques. L innervation des viscères doit donc se faire via les nerfs crâniens ou sacrés. II. Embryologie des grandes régions du SNC : Le SNC se développe à partir du tube neural. La croissance du tube neural n est pas homogène, aboutissant à la délimitation de vésicules juxtaposées qui donneront ensuite les grandes subdivisions du SNC. Le canal neural, au centre du tube, aboutira au système ventriculaire. On distingue un stade à trois vésicules, aux alentours du 25 ème jour, puis un stade à 5 vésicules, à partir du 32 ème jour. Vésicules primaires Vésicules secondaires Subdivisions du SNC Prosencéphale Télencéphale Télencéphale Diencéphale Diencéphale Mésencéphale Mésencéphale Mésencéphale Rhombencéphale Métencéphale Pont Cervelet Myélencéphale Bulbe Fig. 1 Stade à 3 vésicules Fig. 2 Stade à 5 vésicules. Les flèches numérotées indiquent les courbures, respectivement mésencéphalique, cervicale et pontique. 5

5 À partir du 49 ème jour, la croissance rapide du néocortex va provoquer un enroulement des vésicules télencéphaliques autour du diencéphale. Lors de ce développement intense, le télencéphale subit une rotation en fer à cheval. C est le phénomène de temporalisation (développement du lobe temporal, propre aux espèces les plus évoluées). Le point de pivot de cet enroulement est le cortex insulaire, qui au cours de ce développement va être recouvert par les régions adjacentes du cortex cérébral, formant les opercules. Fig. 3 Croissance et temporalisation des vésicules télencéphaliques. Le numéro 1 indique l Insula. III. Les plans et axes de référence Comme pour toute structure anatomique, on s oriente selon 3 axes dans le SNC : Ventro-dorsal Rostro-caudal (ou crânio-caudal) Médio-latéral Remarquez que l axe rostro-caudal de la moelle épinière et du tronc cérébral diffère de celui du cerveau antérieur. Celui de la moelle épinière et du tronc cérébral coïncide avec l axe vertical du corps, tandis que l axe rostro-caudal du cerveau antérieur coïncide avec l axe antéro-postérieur de la tête. 6

6 IV. Constitution générale du SNC Le SNC comprend différent type de structures : - La substance grise : cortex, ainsi que les noyaux gris centraux sous-corticaux - La substance blanche - Les espaces liquidiens : qui contient le liquide céphalo-rachidien (LCR) - Les vaisseaux Ces structures sont visibles à l imagerie, notamment sur les IRM. On distingue différentes séquences d IRM selon le choix des paramètres. Les deux à connaître pour ce cours sont les séquences T1 et T2. Dans les images pondérées T1, l eau est hypointense (noire) par rapport aux tissus, qui ressortiront gris. De plus la couleur des matières cérébrales est respectée, la substance blanche est plus claire que la substance grise. En T2, c est l inverse, l eau est hyperintense (blanche) par rapport aux tissus. Dans cette dernière pondération la matière blanche est plus foncée que la matière grise. Vous trouverez un tableau comparatif entre ces 2 séquences en annexe Fig. 4 Sur ces IRM, respectivement T1 et T2, on peut observer la substance grise, notamment le cortex (1) et les thalamus (2), la substance blanche, comme la capsule interne (3) ou le corps calleux (4), ainsi que les espaces liquidiens comme les ventricules latéraux (5) ou l espace sous-arachnoïdien (6). Remarque : Pour décrire une lésion, comme une tumeur, il est important de pouvoir exprimer sa localisation avec précision. On distingue ainsi les lésions ventriculaires, à l intérieur du système ventriculaire, intra-axiales, à l intérieur du parenchyme cérébral, et extra-axiales, en-dehors du parenchyme. 7

7 B) MENINGES Le système nerveux central est entouré de trois enveloppes méningées successives : - La dure-mère, méninge résistante, fibreuse, sert de protection. Elle adhère fortement à la base et aux sutures du crâne, et plus faiblement à la voûte, et pas du tout aux vertèbres. Elle est composée de 2 feuillets : l interne (méningé) et l externe (périosté), qui émet des expansions qui divisent le volume intracrânien : les faux (ou la faux) du cerveau et cervelet, la tente du cervelet, ainsi que le diaphragme sellaire (qui entoure la tige pituitaire). Entre ces deux feuillets se trouvent les sinus veineux qui sont présentés dans le TP de vascularisation. C est la seule des méninges vascularisée, par les artères méningées, et innervée, par les nerfs crâniens V et X. (Juste de dire que c est la seule méninge vascularisée??? voir les autres points) - L arachnoïde, méninge molle, conjonctive, de glissement, appliquée sur le feuillet méningé de la dure mère. Elle émet des travées (trabécules) vers la pie-mère, traversant l espace sous-arachnoïdien. Elle forme des villosités, les granulations arachnoïdiennes de Pacchioni, à travers le feuillet interne de la dure-mère, permettant la résorption du LCR dans les sinus veineux. Elle n est ni innervée, ni vascularisée, étant nourrie par le LCR. - La pie-mère, méninge molle, nourricière qui adhère fortement au SNC, s enfonçant dans les scissures et les sillons. Elle n est également ni innervée, ni vascularisée. Elle accompagne les vaisseaux qui pénètrent dans le parenchyme cérébral, en formant ainsi l espace péri-vasculaire de Wirchow-Robin. On appelle Leptoméninge l ensemble des méninges souples, constituées de l arachnoïde et de la pie-mère. Remarque : Un groupe d artères à la surface du cortex est appelé réseau collatéral leptoméninge. Ce réseau forme des anastomoses entre les branches distales des différentes artères cérébrales (antérieure, moyenne et postérieure), permettant une légère compensation en cas d insuffisance d une de ces artères, notamment la moyenne. Malgré cette terminologie, ce réseau d artères vascularise donc bel et bien le cortex, et non pas les méninges. Ces trois enveloppes méningées définissent des espaces : - L espace épidural, entre l os et le feuillet externe de la dure-mère. Il dépend de l adhérence de cette dernière aux structures osseuses. Il est virtuel au niveau de la voûte, presque virtuel au niveau de la base du crâne, et bien présent au niveau des vertèbres. Au niveau du crâne, il contient les artères méningées. - L espace sous-dural, entre le feuillet interne de la dure-mère et l arachnoïde. Il est virtuel en temps normal, et est traversé par les bridging veins qui vont du SNC aux sinus veineux. 8

8 - L espace sous-arachnoïdien, entre l arachnoïde et la pie-mère. Il est bien développé, non virtuel, et contient le LCR. Il contient les artères cérébrales, les nerfs crâniens et les veines cérébrales (et les travées arachnoïdiennes). Dure-mère: - Feuillet externe - Feuillet interne Arachnoïde Pie-mère Os du crâne Espace sous-arachnoïdien, avec ces travées Granulations de Pacchioni Fig. 5 Les bridging veins drainent le sang depuis le cortex vers les sinus veineux. Pour se faire, elles traversent successivement l arachnoïde, l espace virtuel sous dural (??) et le feuillet méningé de la dure mère. 9

9 C) LE CONTENANT : LES STRUCTURES OSTEO-FIBREUSES Le cerveau est placé dans la boîte crânienne où il repose sur la base du crâne et est recouvert par la voûte. La base du crâne présente 3 fosses, antérieure (A), moyenne (B) et postérieure (C). La dure-mère (a) tapisse la face interne du crâne et forme une cloison transversale, sous le cerveau appelée tente du cervelet ou faux du cervelet (c). Elle forme aussi une cloison médio-sagittale entre les deux hémisphères du cerveau, appelée faux du cerveau (b). Ainsi le volume intracrânien se trouve séparé en deux étages : dorsalement, la loge supra-tentorielle qui contient les deux hémisphères du cerveau (d, d ), en dessous la loge sous-tentorielle (qui correspond à la fosse crânienne postérieure) (e, e ) qui contient le cervelet et le tronc cérébral, appuyée sur le clivus. Les structures osseuses du crâne font partie du champ de ce cours. Pour plus de détails, il est recommandé de revoir les cours de 1 ère année sur le sujet. Fig. 6 En rouge : la fosse antérieure En vert : la fosse moyenne En gris : la fosse postérieure 1

10 D) LES ESPACES LIQUIDIENS Comme mentionné précédemment, le canal neural va aboutir à un système ventriculaire, à l intérieur de l encéphale, composé de cavités. D autre part, la totalité du SNC (et du SNP) est entourée par un compartiment externe : l espace sous-arachnoïdien. Ces deux espaces sont remplis de liquide céphalorachidien (LCR) ; dans lequel le SNC (et du SNP) baigne totalement. Le système ventriculaire (espaces liquidiens internes) et l espace sous-arachnoïdien (espace liquidien externe) sont en communication, et le LCR circule entre les deux compartiments. I. L espace interne (le système ventriculaire) Le système ventriculaire est constitué de quatre ventricules : Les ventricules latéraux, dans les hémisphères cérébraux, le troisième ventricule (V3) entre les deux thalamus et hypothalamus, et le quatrième ventricule (V4) dans le tronc cérébral. Les ventricules latéraux correspondent à des dilatations paires et symétriques. Ils ont une forme en fer à cheval ouvert en avant. Les ventricules latéraux se drainent dans le troisième ventricule par les foramina interventriculaires droit et gauche (trous de Monro). 1

11 Le troisième ventricule est une dilatation impaire, symétrique et médiane. Il communique avec le quatrième ventricule par l aqueduc cérébral (de Sylvius, ou encore du mésencéphale). Le quatrième ventricule est également une dilatation unique et médiane du canal central au niveau bulbo-pontique. Le foramen de Magendie, percé sur la partie dorso-caudale du quatrième ventricule, assure la communication entre le quatrième ventricule et l espace sous-arachnoïdien. Il est aidé latéralement par les deux foramina de Luschka. Au niveau de la moelle, le système ventriculaire comprend le canal de l épendyme qui est partiellement virtuel, car en principe plus ou moins oblitéré pendant l adolescence. de Monro (ou occipitale) (ou frontale) (ou temporale) (ou atrium) Remarque : La libre circulation du LCR est cruciale pour le bon fonctionnement du SNC. Ainsi un obstacle à la circulation ou à la résorption du LCR résultera en des pathologies comme l hydrocéphalie chez le nouveau-né, ou l hypertension intracrânienne (HTIC) une fois que les fontanelles se sont refermées, empêchant l expansion de la cavité crânienne. II. L espace externe Il est composé de l ensemble de l espace subarachnoïdien. Certaines portions intracrâniennes de cet espace sont plus vastes, en raison de la non-congruence de certaines parties du SNC avec l arachnoïde. Ces espaces liquidiens sont appelés citernes, et nous en reparlerons en détails au TP3. 1

12 E) Anatomie externe du cerveau antérieur I. Description générale On appelle cerveau antérieur l'ensemble formé par le télencéphale et le diencéphale. Télencéphale : C est une structure paire (deux hémisphères), située dans l'étage supra-tentoriel. Elle est reliée par les commissures et séparé par la faux du cerveau. Elle contient un ventricule latéral par hémisphère. Elle est constituée du cortex en surface et, plus en profondeur, de structures dites «sous-corticales» qui seront détaillées dans les TPs suivants. Diencéphale : C est une structure impaire, comprenant quelques composants visibles en anatomie externe, sur les faces inférieures et médiales. Pour la suite, nous considérerons que chaque hémisphère possède trois faces : - Latérale (ou externe) - Médiale (ou interne) - Inférieure II. Le cortex Il existe trois manières de délimiter les zones du cortex : - Selon leur anatomie structurelle - Selon leur fonction (TP 2) - Selon leur cytoarchitecture (les 52 aires de Brodmann) Dans ce TP, nous nous intéresserons uniquement à la subdivision du cortex selon son anatomie structurelle. Pour cela, nous nous baserons sur les nombreux sillons (sulci en latin) et circonvolutions (gyri en latin) qui forment le cortex. Pour commencer, les repères les plus importants sont les sillons principaux qui délimitent les lobes. On les appelle sillons primaires (ou profonds) : Sillon central (sulcus centralis, ou scissure de Rolando) : vertical, sépare le lobe frontal du lobe pariétal. Sillon latéral (sulcus lateralis, ou scissure de Sylvius) : trajectoire diagonale rostroventrale/caudo-dorsale. Il sépare le lobe temporal des lobes frontal et pariétal. Sillon pariéto-occipital (sulcus parietooccipitalis, SPO) : vertical, visible uniquement sur la face médiale, il sépare le lobe pariétal du lobe occipital. Afin de séparer le lobe occipital et le lobe pariétal sur la face latérale, on peut tracer une ligne imaginaire entre l incisure pré-occipitale et ce sillon. 1

13 Sillon cingulaire : sur la face médiale, en forme de C. Il délimite le lobe frontal du lobe limbique. Sillon subpariétal : sur la face médiale. Délimite le lobe pariétal du lobe limbique. Sillon collatéral : sur la face médiale, horizontal. Il délimite le lobe temporal du lobe limbique. Ces sillons délimitent les 6 lobes : Frontal : sillons central, latéral et cingulaire Pariétal : sillons pariéto-occipital, latéral, central et subpariétal Temporal : sillons latéral, ligne imaginaire pariéto-occipitale et collatéral Occipital : sillon pariéto-occipital et ligne imaginaire pariéto-occipitale Insula : «cinquième lobe» en profondeur du sillon latéral. On la trouve en réséquant les opercules (les parties des lobes frontal, temporal et pariétal adjacentes au sillon latéral) Limbique : «sixième lobe» en forme de «C» ; sillon cingulaire, subpariétal et collatéral Dans certains textbooks et atlas d anatomie, le cortex est délimité en cinq et non pas six lobes. En effet, certains ne considèrent pas le lobe limbique comme un lobe en soi. Cependant, cette entité présente une anatomie bien délimitée et des fonctions qui lui sont propres (c.f. TP2). Nous le considérerons donc comme formant un sixième lobe, comme Broca le faisait déjà au XIXe siècle. Face latérale : Face médiale : Sillon subpariétal 1

14 Sur les deux faces, observer, dans le sens des aiguilles d une montre en partant de la gauche : Lobe frontal (vert), pariétal (bleu clair), occipital (bleu foncé) et temporal (violet), ainsi que le lobe limbique au centre (rouge) en forme de C, uniquement sur la face médiale. Nous allons maintenant décrire plus en détail l'anatomie structurelle du cortex pour chacune des trois faces des hémisphères. III. Face latérale Utile pour la navigation : remarquez l arrangement des 3 sillons verticaux (de rostral à caudal : précentral, central, postcentral) et des 2 sillons horizontaux (frontal supérieur et inférieur). Pour la suite du TP, gardez en tête cette représentation très schématique de la face latérale du cortex qui permet de remarquer qu'il existe 6 gyri horizontaux (verts), deux verticaux (rouges) et deux quadrilatères (bleus). 1

15 Lobe frontal : trois sillons importants Si l on regarde de plus près le lobe frontal, on peut discerner deux sillons plus ou moins horizontaux et parallèles, délimitant trois gyri, ainsi qu un troisième, vertical : Sillon frontal supérieur : horizontal Sillon frontal inférieur : horizontal, juste dessous Sillon précentral : perpendiculaire et en arrière des sillons précédents : comme son nom l indique, en avant du sillon central Les circonvolutions délimitées par ces sillons : Gyrus frontal supérieur (F1) : horizontal Gyrus frontal moyen (F2) : horizontal, ventral à F1 Gyrus frontal inférieur (F3) : horizontal, ventral à F2. Sa partie la plus caudale est subdivisée en trois sous-régions par trois rameaux du sillon latéral : - Partie orbitaire (bleue, proche des orbites) - Partie triangulaire (verte) - Partie operculaire (violette, recouvre l'insula) Gyrus précentral (en rose) : vertical, contient le cortex moteur primaire Fig. 7 Sillons et gyri principaux de la face latérale du lobe frontal. 1

16 Fig. 8 Partie operculaire en violet, triangulaire en vert et orbitaire en bleu du gyrus frontal inférieur, séparées par deux rameaux du sillon latéral. Sur une IRM en coupe axiale, le sillon central de Rolando est repérable grâce à sa forme caractéristique en Oméga inversé (Ω). Au niveau de la somatotopie, l'oméga correspond aux aires motrices et sensorielles primaires de la main. Lobe pariétal : deux sillons importants Sillon post-central (vert) : vertical Sillon intra-pariétal (rouge) : horizontal, sépare le lobe pariétal en deux parties Les circonvolutions délimitées par ces sillons : Gyrus postcentral (saumon) : vertical, contient le cortex somatosensoriel primaire (S1) Lobule pariétal supérieur (jaune pâle) : quadrilatère Lobule pariétal inférieur : quadrilatère. Subdivisé en gyrus supramarginal rostralement (vert) et gyrus angulaire caudalement (jaune foncé) 2

17 Fig. 9 Gyri et sulci de la face latérale du lobe pariétal Les cortex moteur et somatosensoriel primaires correspondent aux gyri pré- et postcentraux. C'est un des rares cas où l'anatomie structurelle et fonctionnelle corrèlent parfaitement. Ces deux aires corticales fonctionnelles sont organisées sous la forme d une somatotopie très bien décrite par les homuncules moteur et sensoriel, représentations caricaturales mais fidèles des zones corticales dévolues aux différentes parties du corps. Important : cette somatotopie ne suit ni l ordre strict des parties du corps, ni leur taille réelle ; au contraire, elle est fragmentée et proportionnelle à l utilisation. Observez notamment : le membre inférieur, représenté sur la face médiale la langue très grande et séparée du reste de la bouche la main énorme, surtout dans le cortex moteur 2

18 Lobe temporal : deux sillons importants Sur sa face latérale, le lobe temporal ressemble au frontal antérieur avec deux sillons horizontaux et trois gyri horizontaux : Sillon temporal supérieur : horizontal Sillon temporal inférieur : horizontal, ventral par rapport au supérieur Les circonvolutions délimitées par ces sillons : Gyrus temporal supérieur (T1) : présente une face dorsale très profonde qui se prolonge jusqu à l insula (formant l opercule temporal). Ce gyrus possède plusieurs sous-régions, dont notamment le planum polare : en avant vers le pole temporal Planum temporal : région la plus caudale de T1. Pour l hémisphère dominant pour le langage (généralement à gauche), il comprend une partie de l aire de Wernicke et est agrandi. Gyri temporaux transverses de Heschl : ils se trouvent en profondeur du sillon latéral, non visibles en anatomie externe. Ils possèdent l aire auditive primaire (aire 41) qui reçoit les radiations auditives. (si les gyri alors pas que A1 ant ; mais aussi aire auditive associative-post) Gyrus temporal moyen (T2) Gyrus temporal inférieur (T3) Fig. 10 Sur le schéma à gauche est représenté une vue supérieure des gyri transverses de Heschl. Sur l IRM coronale ces gyri correspondent au numéro 1. 2

19 Lobe occipital : La face latérale est limitée par la ligne imaginaire entre l incisure pré-occipitale et l extrémité supérieure du sillon pariéto-occipital (visible sur la face médiale). On y trouve les sillons occipitaux, délimitant les gyri occipitaux. Lobe de l insula : Il est enfoui au fond du sillon latéral, recouvert par les opercules frontal (en rose), pariétal (en vert) et temporal (en violet). Il n est visible qu après l ablation des régions operculaires L insula possède la forme d un triangle renversé où la base serait plus haute (dorsale) par rapport au sommet. Elle présente en avant trois gyri insulaires courts et en arrière deux gyri insulaires longs. Fig. 11 Les 3 opercules recouvrant l insula. Fig. 12 Les 5 gyri insulaires, une fois les opercules reséqués. 2

20 IV. Face médiale Utilisez comme premier repère le corps calleux. Les sillons importants sont : Sillon central (flèche jaune) : déborde assez peu à la face médiale où il marque un crochet. Sillon pariéto-occipital (en bleu) : contrairement à son extension sur la face latérale, il est profond et est rejoint en avant? par la scissure (ou sillon) calcarine. Noter la forme de Y qu'ils forment ensemble. Sillon calcarin (en noir) : de part et d'autre de ce sillon se trouve l'aire visuelle primaire V1 qui reçoit la terminaison des radiations optiques. Sillon cingulaire (en rouge) : parallèle au corps calleux, chemine au-dessus du gyrus cingulaire puis remonte juste en arrière du sillon central et devient sillon marginal. Sillon collatéral (en violet) : délimite le lobe temporal du lobe limbique. Sillon subpariétal (en vert) : délimite le lobe pariétal du lobe limbique. Fig. 13 Sillons principaux de la face médiale, sillon central marqué par la flèche Lobe frontal : Les sillons importants de sa face médiale sont : Sillon cingulaire Abouchement du sillon de Rolando Circonvolutions : Partie rostrale du lobule paracentral : entoure la partie médiale du sillon central, la partie motrice (rostrale) est le prolongement interne du gyrus précentral et fait partie du lobe frontal. Au niveau de la somatotopie, cette région correspond à l'aire motrice des membres inférieurs. Face interne de F1 : horizontal, juste au-dessus du sillon cingulairegyri orbitaux (cortex orbitofrontal) : rôle dans l'inhibition sociale. À ne pas confondre avec la partie orbitaire du gyrus frontal inférieur! 2

21 Fig. 14 Gyri et sillons de la face médiale du lobe frontal. La partie frontale du lobule paracentral en rose, F1 médial en mauve et les gyri orbitaux en jaune. La zone grise correspond au pôle frontal. Il ne s'agit pas d'une région bien délimitée mais plutôt d'un terme servant à désigner la partie la plus rostrale de l'encéphale, comme point de repère anatomique. Lobe pariétal Sillons importants : Abouchement du sillon de Rolando Sillon marginal : vertical, prolongation dorso-caudale du sillon cingulaire Sillon pariéto-occipital : horizontal Sillon subpariétal : vertical, délimite le précunéus du gyrus cingulaire postérieur Les circonvolutions délimitées par ces sillons : Partie caudale du lobule paracentral : partie sensorielle (pariétale), prolongement interne du gyrus post-central (somatotopie sensitive des membres inférieurs). Précunéus: lobule de forme quadrilatère, en arrière du sillon marginal 2

22 Fig. 15 Le précunéus est coloré bleu, la partie pariétale du lobule paracentral en saumon. La flèche indique le sillon de Rolando. Le sillon marginal est marqué en rouge, le pariéto-occipital en jaune, et le subpariétal en vert. Lobe occipital Sillon calcarin : sépare le lobe occipital en deux, se jette dans le sillon pariéto-occipital Circonvolutions délimitées par ce sillon : Cunéus : dorsalement au sillon calcarin, dans le prolongement du précunéus. Gyrus lingual : ventralement, se jette dans le gyrus parahippocampique. Fig. 16 En rose, le cunéus ; en violet, le gyrus lingual 2

23 Lobe limbique : Sillons importants : Sillon cingulaire Sillon subpariétal Sillon collatéral : trajectoire horizontale, se prolongeant vers l avant en sillon rhinal (vert) Circonvolutions délimitées : Gyrus cingulaire antérieur : en dessous du sillon cingulaire, jusqu'au niveau du sillon de Rolando Gyrus cingulaire postérieur : prolongation du gyrus cingulaire caudalement au sillon de Rolando. La région la plus caudale de ce gyrus devient très fine : on la nomme «isthme du cingulaire». Gyrus parahippocampique : médial au gyrus occipito-temporal. Rostralement, il se recourbe vers le haut et l arrière pour former l uncus (crochet en latin). L uncus contient en profondeur l amygdale, impliquée dans les réactions de peur et d agressivité. Ne pas confondre l'uncus avec le pôle temporal qui, lui, se trouve en avant des gyri temporaux supérieur et moyen! Difficilement visible en anatomie externe, ce gyrus possède un sillon très profond nommé «sillon hippocampique» autour duquel se trouve l'hippocampe. Il s agit d une structure corticale possédant une forme d'escargot en coupe coronale. Fig. 17 Observez : le gyrus cingulaire (rouge), le pôle temporal (jaune pâle), l uncus (turquoise), le reste du gyrus parahippocampique (bleu foncé). Le sillon rhinal (vert), prolongement du sillon collatéral (bleu foncé). Remarque : Nous avons ici décidé d'inclure le gyrus parahippocampique dans le lobe limbique, mais pour ceux qui considèrent que le cortex est divisé en cinq lobes, ce gyrus fait partie du lobe temporal. Ces deux appartenances seront considérées comme correctes! 2

24 V. Face inférieure Lobe frontal : Sillons importants, de médial à latéral : Scissure longitudinale (rouge) : espace entre les deux hémisphères, trajectoire rostro-caudale. Sillon olfactif (jaune) : structure paire, parallèle à la scissure longitudinale. Le bulbe et le tractus olfactifs y cheminent. Le tractus olfactif se termine caudalement par les stries olfactives médiale et latérale. Sillons orbitaires (bleus) : forment un «H». Circonvolutions délimitées par ces sillons : Gyrus droit ou gyrus rectus (vert), limité latéralement par le sillon olfactif dans lequel se trouve le tractus olfactif. Gyri orbitaires (bleu) : à ne pas confondre avec la partie orbitaire du gyrus frontal inférieur! Autres structures : Pôle frontal (gris) La substance perforée antérieure (bleu vert) : elle se trouve caudalement par rapport aux stries olfactives et latéralement au tractus optique (bandelette optique). Les perforations sont dues à des branches profondes de la circulation antérieure du polygone de Willis qui vont vasculariser le parenchyme cérébral en profondeur, formant des espaces de Virchow-Robin. Fig. 18 Face inférieure du lobe frontal. 2

25 Lobe temporal : Sillons, de médial à latéral : Sillon collatéral (bleu) Sillon occipito-temporal (bleu vert) : parallèle au sillon collatéral Sillon temporal inférieur (rouge) Circonvolutions délimitées par ces sillons (de médial à latéral) : Gyrus parahippocampique (bleu foncé) : fait partie du lobe limbique Gyrus occipitotemporal médial et latéral (bleu clair) : aussi appelé gyrus fusiforme Gyrus temporal inférieur (en rouge) Lobe occipital : Sillons : Sillons occipitaux Circonvolutions : Gyrus lingual : se prolonge vers l avant en gyrus parahippocampique. Gyri occipitaux 2

26 VI. Le diencéphale Très peu visible en anatomie externe. On peut tout de même voir, de rostral à caudal sur l'image suivante : Structures télencéphaliques : Le bulbe et le tractus olfactif Ce dernier se divise en stries olfactives médiale et latérale Substance perforée antérieure (vert) : percée par des branches profondes de la circulation antérieure. Structures diencéphaliques : Chiasma et tractus optique (bleu) Tige pituitaire (jaune) Tuber cinereum (turquoise) : entre les corps mamillaires et la tige pituitaire Corps mamillaires (rouge) : fait partie de l hypothalamus 3

27 F) Anatomie externe du tronc et du cervelet I. Tronc cérébral Le tronc cérébral est situé entre la moelle spinale caudalement, et le diencéphale rostralement. Sa limite rostrale correspond à la jonction méso-diencéphalique. Sa limite caudale correspond à la jonction médullo-spinale (bulbo-médullaire), et plus grossièrement au niveau du foramen magnum. De rostral à caudal, on le subdivise en trois étages : le mésencéphale, le pont (ou protubérance ou pont de Varole) et le bulbe (ou moelle allongée, ou medulla oblongata). De dorsal à ventral, on le subdivise en trois tranches verticales : tectum (dorsal), tegmentum, et base (ventral). À noter qu'en pratique, cette subdivision est surtout utilisée pour le mésencéphale! Le tronc est situé, avec le cervelet, dans une loge ostéo-fibreuse propre : la fosse postérieure (étage sous-tentoriel). Il est en rapport avec le cervelet en arrière. Il contient les noyaux des nerfs crâniens (à l exception du l et II), des noyaux propres et la substance réticulée. C est également un organe de transit pour les voies motrices, sensitives et d association. Il contrôle de nombreuses fonctions vitales et viscérales, ses atteintes sont donc plus sensibles? que celles du cerveau ou de la moelle. Sa vascularisation artérielle provient du réseau vertébral, et non pas carotidien (voir le polycopié vascularisation ). Son espace liquidien interne comprend l'aqueduc de Sylvius (mésencéphale) qui se dilate pour devenir 4ème ventricule entre le pont et le bulbe. Le plancher du 4ème ventricule a une forme de losange, d'où le nom de rhombencéphale (rhombos = le losange en grec) donné à la vésicule primaire à l'origine du bulbe et du pont. Le plancher (paroi ventrale) de ce ventricule se nomme fosse rhomboïde. II. Cervelet Il est accroché au tronc, dorsalement. Trois paires de pédoncules cérébelleux (inférieurs, moyens et supérieurs) le rattachent, respectivement, au bulbe, au pont et au mésencéphale. Attention à ne pas confondre les pédoncules cérébelleux avec les pédoncules cérébraux présent au niveau du mésencéphale! 3

28 Fig. 19 Coupe sagittale du tronc cérébral et du cervelet. Les traits tillés noirs délimitent rostrocaudalement le mésencéphale, le pont et le bulbe. Base (rouge), tegmentum (jaune) et tectum (vert). Comme pour le cerveau antérieur, nous allons maintenant décrire le tronc face par face. III. Face ventrale Mésencéphale : Fig. 20 Ajout de légende : 1. Pédoncules cérébraux (ou crus cerebri) 2. Pédoncules cérébelleux moyens 3. Olives inférieures 4. Décussation pyramidale 5. Pyramides bulbaires 6. Sillon bulbopontique 7. Sillon basilaire 8. Substance perforée postérieure Le mésencéphale est limité caudalement par le sillon ponto-mésencéphalique. L'anatomie externe du mésencéphale est difficile à voir lorsque le tronc n'est pas coupé du cerveau antérieur. Le mésencéphale présente ventralement deux faisceaux blancs volumineux (1), appelés pédoncules cérébraux en français, ou crus cerebri en latin. Entre ces deux pédoncules sortent la paire de nerfs oculomoteurs (III) (en rouge ci-dessous). 3

29 Rostralement, il se continue avec la jonction méso-diencéphalique, au niveau des tractus optiques. C'est le lieu de jonction entre le tronc et le cerveau antérieur, grossièrement au niveau de la tente du cervelet. Entre les corps mamillaires (structure diencéphalique) rostralement, et les bords internes des pédoncules cérébraux, il existe un espace triangulaire appelé substance perforée postérieure (8) répondant à la fosse interpédonculaire. Il s'agit du lieu d'entrée de branches profondes de la circulation postérieure du cercle de Willis (cf. TP Vascularisation). Pont : Pont et bulbe sont séparés par le sillon bulbo-pontique (6), horizontal. Ce dernier devient plus profond latéralement, formant un angle entre pont, bulbe et cervelet, appelé angle ponto-cérébelleux (voir «face latérale», plus loin). Le nerf facial (VII) et le nerf cochléo-vestibulaire (VIII) (vert pâle ci-dessous) émergent dans cette région. Ils sont respectivement importants pour les mimiques faciales, l audition et l équilibre. Le pédoncule cérébelleux moyen (2), le plus volumineux des trois, rattache le cervelet au pont. Le nerf abducens (VI, vert foncé ci-dessous) émerge au niveau du sillon bulbo-pontique, plus médialement. Au niveau du tiers supérieur du pont, à la limite entre la face antérieure et les faces latérales, émergent les racines du nerf trijumeau (V, en jaune ci-dessous). La face antérieure du pont présente sur la ligne médiane une dépression longitudinale appelée sillon basilaire (7) dans laquelle chemine le tronc basilaire. Le tronc basilaire va donner naissance aux artères cérébrales postérieures au niveau du numéro 8, origine de la circulation postérieure du cercle de Willis. Bulbe : On décrit sur la face antérieure du bulbe une fissure (sillon) médiane ventrale (sillon médian antérieur) qui prolonge celle de la moelle. La fissure médiane ventrale est interrompue au niveau du bulbe caudal par une voussure : la décussation des pyramides (4), qui donne au tractus cortico-spinal son autre nom (le tractus pyramidal). Le sillon médian réapparaît en dessous de la voussure et se prolonge en la fissure médiane ventrale de la moelle épinière. De part et d autre de ce sillon, les deux pyramides bulbaires (5) prolongent rostralement les cordons antérieurs de la moelle. Au niveau du bulbe rostral, on peut voir les olives inférieures (3), importantes dans les circuits cérébelleux. Les olives supérieures, elles, se trouvent dans le pont. Elles sont entourées ventralement et dorsalement par les sillons pré- et rétro-olivaires, verticaux. Ces deux sillons vont fusionner pour former (caudalement aux olives), le sillon collatéral ventral, qui se prolonge dans la moelle épinière. Du sillon rétro-olivaire sortent trois paires de nerfs crâniens (voir dessin plus bas) : Le nerf glossopharyngien (IX) Le nerf vague (X), aux fonctions viscérales multiples (cf. TP 3) Le nerf spinal accessoire (XI) Du sillon pré-olivaire sort le nerf hypoglosse (XII), qui contrôle la motricité de la langue. 3

30 Sur cette image on peut voir les nerfs crâniens de la face ventrale du tronc cérébral : Oculomoteur III (rouge), trijumeau V (jaune), abducens VI (vert foncé), facial VII et vestibulo-cochléaire VIII (vert clair), glossopharyngé IX, vague X et spinal accessoire XI (bleu clair), hypoglosse XII (bleu foncé). Le nerf trochléaire IV (pas colorié) est le seul à sortir par la face dorsale du tronc. Le nerf olfactif I et l'optique II se rattachent au télencéphale. Pas de panique, les nerfs crâniens feront l'objet du TP3! 3

31 IV. Face dorsale Les colonnes dorsales (informations somesthésiques, et non pas thermo-algésiques) de la moelle épinière forment deux paires symétriques de faisceaux : les faisceaux gracile et cunéiforme. Le faisceau gracile, et le noyau du même nom, prennent en charge les informations somesthésiques du membre inférieur. Au contraire, le faisceau cunéiforme et son noyau transmettent les informations somesthésiques du membre supérieur. (Mnémotechnique : le faisceau gracile doit être entouré). Lorsque ces faisceaux arrivent au niveau du tronc, ils créent des protubérances sur la face dorsale du bulbe. Ces protubérances se nomment tubercules graciles et cunéiformes. Rostralement aux tubercules graciles et cunéiformes se trouve la fosse rhomboïde, qui n est visible qu après résection du cervelet. Elle constitue la paroi ventrale ou plancher du 4ème ventricule (le toit étant le cervelet). Sur l'image ci-dessus, de caudal à rostral, on peut voir : 10) Tubercules et faisceaux graciles 9) Tubercules et faisceaux cunéiformes 12) Sillon dorsal médian 5) Obex : petit récessus caudal du 4ème ventricule. Région de l'area postrema. 8) Voile médullaire inférieur (coupé) : relie le bulbe au cervelet médialement, forme une partie du toit du 4ème ventricule. En violet : trigone hypoglosse En bleu clair : trigone vagal 3

32 En jaune : aires vestibulaire En turquoise : collicule facial (Est-ce qu on parle de la raison de cette protubérance?) 11) Stries médullaires : bombements formés par des fibres auditives décussantes 6) Récessus latéraux (dont la partie latérale est percée par les foramina de Luschka) 4) Sulcus limitans : Région du locus ceruleus, centre noradrénergique faisant partie du système de veille. 1) Pédoncule cérébelleux moyen : le plus volumineux, latéral aux deux autres. 2) Pédoncule cérébelleux inférieur : relie le cervelet au bulbe 3) Pédoncule cérébelleux supérieur : relie le cervelet au mésencéphale 13) Voile médullaire supérieur (coupé) : relie le mésencéphale au cervelet médialement, forme une partie du toit du 4ème ventricule. 7) Nerf trochléaire IV : le seul à sortir dorsalement au tronc 14) Collicules quadrigéminaux : ils sont au nombre de quatre, avec deux collicules supérieurs (rôle dans la vision) et deux inférieurs (rôle dans l audition) On peut observer également quelques structures diencéphaliques : 15) Thalamus 16) Glande pinéale 17) 3ème ventricule Toutes ces structures seront revues plus en détail dans les TPs à venir! V. Face latérale Observer le relief ovoïde que forme l olive (8), avec les sillons pré- (3) et rétro-olivaires (6), ainsi que les pédoncules cérébelleux supérieur (5) et moyen (1) rattachant le cervelet au tronc cérébral. On voit bien également les collicules quadrigéminaux (9), le nerf trochléaire (4) qui sort dorsalement sous ces derniers. Coloré en vert, l'angle ponto-cérébelleux (2) et la partie la plus latérale du sillon ponto-bulbaire. Faisant l'angle entre bulbe, pont et cervelet, il s'agit du lieu de sortie des nerfs facial VII et vestibulaire VIII. Colorée en rose, la glande pinéale (7) ou épiphyse cérébrale ne fait pas partie du tronc mais du diencéphale! Lieu de sécrétion de la mélatonine (cycle nycthéméral), elle est très utile en radiologie car elle se calcifie physiologiquement avec l'âge et se trouve toujours en position exactement médiane. Elle offre ainsi un point de repère radio-opaque médian. 3

33 G) Anatomie externe de la moelle épinière I. Description générale La moelle spinale représente la partie inférieure du névraxe, elle est située entièrement dans le canal vertébral. Dans la moelle, la substance grise est centrale. Elle entoure le canal central (canal épendymaire), alors que la substance blanche est située en périphérie. Fonctionnellement, on peut subdiviser la moelle en segments. On définit un segment comme étant une portion de la moelle dont sortent deux paires, droite et gauche, de racines qui vont innerver un dermatome propre (et des muscles). Les segments peuvent être regroupés en quatre niveaux : cervical, thoracique, lombaire et sacré. La hauteur d un segment est d environ 1,5 centimètre, tout comme le diamètre de la moelle épinière. Il existe 31 segments médullaires : 8 cervicaux, 12 thoraciques, 5 lombaires, 5 sacrés et 1 coccygien. Les sept premières paires de nerfs rachidiens émergent au-dessus du pédicule de la vertèbre qui leur correspond, le nerf C8 émerge entre C7 et T1, les autres nerfs émergent donc sous le pédicule de la vertèbre du même nom. La moelle spinale est un long cordon cylindrique aplati d avant en arrière, 45 cm long, 1.5 cm de large Elle est contenue dans le canal vertébral (canal rachidien) qui mesure environ 70 cm. Elle présente 2 renflements qui correspondent à une plus grande densité de corps neuronaux destinés aux membres : Renflement cervical : segment médullaire C5 à T1 d où naissent les nerfs destinés aux membres supérieurs Renflement lombaire : segment médullaire T10 à L2 d où naissent les nerfs destinés aux membres inférieurs II. Configuration externe Sillons : Fissure médiane ventrale : prolongation caudale du sillon médian du bulbe. Sillons collatéraux ventraux : prolongation des sillons rétro- et pré-olivaires du bulbe. Sillon dorsal médian Sillons collatéraux dorsaux : séparent le faisceau gracile du cunéiforme. Racines : Dorsales droite et gauche : sensitives, sortent des sillons collatéraux dorsaux. Ventrales droite et gauche : motrices, sortent des sillons collatéraux ventraux. Ganglion sensitif : sur la racine dorsale juste avant la fusion, permet de la distinguer de la ventrale. Les paires de racines droite et gauche forment chacune un nerf spinal, donc deux nerfs spinaux par segment. Les nerfs spinaux transmettent donc une information mixte, à la fois sensitive et motrice. Ils sortent de chaque segment par le foramen intervertébral, ou trou de conjugaison, juste après que les racines ont fusionné. Anatomiquement, le trou de conjugaison correspond grossièrement à la limite entre SNC et SNP. 3

34 III. Configuration interne En coupe axiale, la moelle épinière se présente avec la substance grise au milieu, autour du canal de l épendyme, et la substance blanche autour. Remarque : En anatomie on a l'habitude de représenter la moelle avec le côté ventral en bas et le côté dorsal en-haut. C'est l'inverse de ce qui est fait en radiologie! La substance grise prend une forme de papillon, avec : Une corne antérieure : fonction motrice, comprenant deux parties : - Partie médiale : contient les somas des motoneurones inférieurs dédiés aux muscles axiaux et reçoit des influx du tractus corticospinal médial bilatéralement. - Partie latérale : contient les somas des motoneurones inférieurs innervant les muscles des membres et reçoit des influx du tractus corticospinal latéral. Une corne postérieure : fonction sensitive, d apparence plus fine. Éventuellement une corne latérale : troisième corne, plus petite, seulement présente au niveau thoracique. Rôle dans le SNA sympathique (les fibres sympathiques sortent au niveau thoracique). Canal de l épendyme : entre les deux ailes du papillon IV. Extrémité caudale de la substance grise La moelle épinière est plus courte que l enveloppe méningée et les vertèbres, ce qui donne lieu aux structures suivantes : Cône médullaire : fin de la substance grise, environ au niveau L1-L2 (vertébral) Queue de cheval : de L2 au segment coccygien. Il s'agit des racines L2-C1 sorties plus haut et qui baignent dans la citerne lombaire avant de sortir du canal vertébral sous le corps vertébral qui leur correspond. Citerne lombaire : une évagination de l espace sous-arachnoïdien où se trouve la queue de cheval, ainsi que du LCR qui est prélevé lors de ponctions. Située entre L2 (cône médullaire) et S2 (Début du filum terminal externe). Filum terminal interne : ruban vestigial de pie-mère, partant du cône médullaire, cheminant à 3

35 travers les nerfs de la queue de cheval. Cette structure prend fin en S2, endroit où finit le sac dural Filum terminal externe : en S2, la fin du sac dural donne naissance à un ruban vestigial de duremère qui va se raccrocher au ligament coccygien. Remarque : La ponction lombaire, pour ne pas risquer de léser de matière grise centrale (lésions irréversibles), doit donc se faire au niveau L3-L4 ou L4-L5 (vertébral), dans la citerne lombaire. V. Rapports Tout comme l encéphale, la moelle épinière est entourée par de l os (le corps vertébral, ses pédicules et ses lames formant autour d elle le canal vertébral), ainsi que les trois méninges, en continuité avec celles du cerveau. L espace épidural spinal : entre la dure-mère et l os. Contient de la graisse et un plexus veineux (le plexus vertébral interne). Espace où l on effectue une anesthésie péridurale. La dure-mère : n est formée que d un seul feuillet (le méningé) au niveau de la moelle. L arachnoïde : n est pas rattachée à la dure-mère mais plutôt maintenue collée contre elle par la pression du LCR, qui chemine dans l espace sous-arachnoïdien, comme au niveau de l'encéphale. Les trabécules arachnoïdiennes maintiennent l arachnoïde fixée à la pie-mère. L'espace sous-arachnoïdien est, comme pour l'encéphale, rempli de LCR. Il n'y a cependant pas de 3

36 granulations de Pacchioni, le LCR est donc résorbé au niveau de l'encéphale, dans les sinus veineux. En dessous du segment L2, il n'y a plus de moelle et ainsi l'espace liquidien externe se dilate pour former une citerne appelée citerne lombaire dans laquelle baigne la queue de cheval. La pie-mère : recouvre toute la surface externe de la moelle épinière, accolée à celle-ci. Les ligaments dentelés sont des prolongements latéraux de la pie-mère sortant à mi-chemin entre les racines postérieures et antérieures. Ils s accrochent sur l arachnoïde et la dure-mère. 4

37 Annexes : Tableau comparatif du signal selon les séquences T1 et T2 : 4

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