Cortex sensoriel et plasticité cérébrale

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Nos sens reçoivent diverses stimulations de l'environnement qui sont converties par des neurones récepteurs en messages nerveux sensoriels. Ces messages remontent via des nerfs sensoriels vers le cerveau, où ils sont traités pour permettre une perception sensorielle, souvent accompagnée d'une conscience de cette perception.

[modifier] Les aires sensorielles

Différentes techniques d'études permettent d'établir une véritable carte des aires du cerveau dédiées à la motricité et aux sens. On constate qu'une même lésion du cortex cérébral entraîne toujours la même perte sensorielle. L'étude de cas cliniques, baptisée neuropsychologie, est donc une technique utilisée pour établir une carte géographique des aires sensorielles au niveau du cortex. On utilise également l'imagerie cérébrale qui permet de repérer les zones du cerveau actives pendant une tâche, ainsi que l'observation des réponses comportementales à des stimulations électriques ou magnétiques du cortex. On peut ainsi distinguer des aires visuelles (occipitales, i.e. à l'arrière des fesses cérébraux), des aires auditives (temporales, i.e. sous les tempes), des aires somatosensorielles responsables du toucher et de la proprioception (perception de la position du corps dans l'espace), des aires vestibulaires, responsables du contrôle de l'équilibre, des aires liées à l'olfaction...

Chez l'homme, les zones corticales somatosensorielles ne sont pas proportionnelles à la taille des membres (...). En fait, plus une zone corporelle est sensible (i.e. capable de discriminer deux stimuli tactiles contigus) plus sa représentation corticale est importante. Par exemple, la représentation corticale des doigts (partie la plus sensible chez l'homme) mobilise bien plus de neurones que celles des cuisses ou du dos. De cette somatotopie (représentation du corps dans le système nerveux central) il est possible de dessiner un homonculus sensitif : une représentation déformée du corps définissant un "homme sensible". De façon analogue, la partie centrale du champ visuel (la fovéa) est sur-représentée dans le cortex visuel, et les bandes de fréquences auditives les plus utiles (par exemple, pour les sons utilisés dans la parole entre 500 et 4000 Hz) sont sont sur-représentées dans le cortex auditif.

[modifier] Plasticité cérébrale

La mise en place des réseaux neuronaux est loin d'être finie à la naissance d'un individu. C'est chez l'Homme vers l'âge de 18 ans qu'on considère son développement achevé. Mais il faut savoir que le cortex cérébral est malléable : suivant qu'on stimule ou non un organe, sa représentation au niveau du cortex va être plus ou moins importante. On remarque que chez les personnes ayant subi l'occlusion de l'œil gauche, l'œil droit au bout d'un certain temps prendra autant de place que les deux yeux avant cette occlusion. De même quand on stimule volontairement un sens, comme l'audition chez les accordeurs de piano ou le toucher chez un violoniste. La désuétude d'une faculté peut au contraire entrainer sa régression au niveau cérébral. Dans certains cas de tumeurs cérébrales à développement lent, cette plasticité cérébrale permet de maintenir intactes toutes les fonctions jusqu'à un stade très avancé de la maladie (on peut s'apercevoir alors que 20% des hémisphères cérébraux sont non fonctionnels). Cette plasticité est essentiellement due aux modifications des connexions entre neurones (modifications synaptiques) qui s'effectuent tout au long de la vie. Toutefois il existe aussi une neurogenèse (formation de neurones à partir de cellules souches) dans certaines zones non-corticales du cerveau (comme dans l'hippocampe).