tronc_cérébreal Anat..

Tronc cérébral
Anatomie,physiologie

Encéphale

Subdivision de l’encéphale embryonnaire
Télencéphale
Diencéphale
Mésencéphale
Métencéphale
Myélencéphale

Développement du télencéphale

Section sagittale entre
les deux hémisphères
Encéphale
En blanc, parties dans le plan de coupe
Le cervelet a été enlevé

Section sagittale
Tronc cérébral
Pédoncules
Protubérance
Bulbe
Cervelet

Pédoncules
Protubérance
Bulbe
Cervelet

Pédoncules
Protubérance
Bulbe
Cervelet
Le cervelet est connecté aux trois parties du tronc cérébral par
trois paires de pédoncules (pédoncules cérébelleux
supérieurs, moyens et inférieurs).

Pédoncules
Protubérance
Bulbe
Section sagittale (le cervelet a été disséqué)

Protubérance
(ou pont de varole)
Pédoncules
(mésencéphale)
Bulbe
Section sagittale (le cervelet a été disséqué)

ème
3 Ventricule
Aqueduc de Sylvius
ème
4 Ventricule
Le canal de l’épendyme médullaire se prolonge
par le quatrième ventricule (bulbe et protubérance)
et l’aqueduc de Sylvius (pédoncules cérébraux).
Section sagittale (le cervelet a été disséqué)
Tubercules
quadrijumeaux

Parmi les 12 paires de nerfs crâniens, 11 paires
sont issues du tronc cérébral. Seule la première
paire (nerfs olfactifs) ne passe pas par le tronc
cérébral.
Chacune de ces paires crâniennes sort du crâne
par des trous spécifiques.
Ces paires crâniennes sont l’équivalent des
nerfs rachidiens issus de la moelle rachidienne
et sortant de la colonne par les trous de
conjugaison.

VII et VIII
II
III III
V V
Tronc cérébral (vue de dessous) et nerfs crâniens
II
IV IV
VI VI
IX IX
X XII XII X
XI
Cervelet
XI
VII et VIII

Equivalent de la moelle
pour la tête
Relation avec des structures
nerveuses spécifiques
Tronc cérébral
Centre important de la vie végétative
Centre réflexe
Voie de communication
Organes
des sens
Cervelet
Oeil
Cardio-vasculaire
Respiratoire
Digestive
Oreille interne
Goût
Veille / Sommeil

Le tronc cérébral :
voie de passage

Le tronc cérébral est une voie de passage et de
relais des influx circulant entre la moelle et les
hémisphères cérébraux :
! voies descendantes cortico-spinales
(faisceaux pyramidaux directs et croisés) ;
! voies ascendantes spino-thalamiques ;
! relais des voies empruntant les cordons
postérieurs (noyaux de Goll et de
Burdach).

C’est au niveau du tronc cérébral que se réalise
le croisement (décussation) des voies reliant le
cortex cérébral et la moelle :
! décussation de la majorité des fibres des
faisceaux cortico-spinaux (faisceaux
pyramidaux croisés) ;
! décussation des fibres de la voie lemniscale
issues des noyaux de Goll et Burdach.

En plus de la décussation des voies reliant le
cortex cérébral et la moelle, on observe au
niveau du tronc cérébral, le croisement des
fibres reliant :
! le noyau rouge au cervelet controlatéral et à
la moelle (décussation des faisceaux rubrospinaux)
;
! le cortex cérébral au cervelet controlatéral.

Tronc cérébral
et
physiologie sensorielle

En plus des processus sensitifs observés au
niveau de la moelle (tact, douleur,
proprioception...), le tronc cérébral est le
premier relais
d’influx en provenance :
! des récepteurs du goût ;
! de la rétine ;
! de l’oreille interne.

Langue
Bourgeon du Goût
++
Ca
+
Na
+
Na
+
Na
+
Entrée de Na
dépolarisation
membranaire
++
Entrée de Ca
Libération
de
médiateur
Potentiels d’action

vision périphérique
vision fovéale
Rétine

Labyrinthe vestibulaire
Cochlée

Tronc cérébral
et
physiologie de la motricité

Le tronc cérébral présente des noyaux
spécifiques d’où sont issus des faisceaux
impliqués dans le contrôle :
! de la motricité oculaire (noyaux
moteurs oculaires) et des ses rapports
avec la motricité squelettique (colliculus
supérieur et faisceaux tecto-spinaux) ;
! de l’ équilibre en collaboration avec le
cervelet (noyaux vestibulaire et faisceaux
vestibulo-spinaux) ;
! de la motricité squelettique
(noyaux et
faisceaux rubro-spinaux) .

Les tubercules
quadrijumeaux
colliculi inferior et superior

Oeil
Les tubercules quadrijumeaux
reçoivent des afférences rétiniennes
Tubercules
quadrijumeaux
supéro-externes
colliculus superior

Oeil
Cellules ganglionnaires
Cellules bipolaires
Cônes et batonnets
Rétine
Nerf optique
Muscles oculaires
Muscles cervicaux
reconnaîssance
visuelle
localisation
orientation
poursuite
Voies tecto-bulbaires
Muscles axiaux
Corps genouillé externe
(thalamus)
Radiations optiques
de Gratiolet
Aire visuelle primaire V1
Bras Conjonctival
Tubercules
quadrijumeaux antérieurs
(colliculus supérieurs, toit optique)
Voies tecto-spinales

Faisceaux tecto-bulbaires
Coordination de la motricité des yeux de la tête
et du cou en réponse à des stimulus visuels.
Faisceaux tecto-spinaux
Tubercules
quadrijumeaux
supéro-externes
colliculus superior

Les noyaux vestibulaires

Ligne
médiane
Représentation schématique
des noyaux vestibulaires
Latéral
Médian
Supérieur
Inférieur
Supérieur
Médian Latéral
Inférieur
= noyau de Deiters
= noyau de Schwalbe
= noyau de Betcherew
= noyau de Roller

Latéral
Supérieur
Inférieur
Représentation shématique
des noyaux vestibulaires
Médian
Latéral
Médian
Supérieur
Inférieur
= noyau de Deiters
= noyau de Schwalbe
= noyau de Betcherew
= noyau de Roller
Ligne médiane
Supérieur
Médian Latéral
Inférieur

Les noyaux rouges
Il existe au niveau du mésencéphale (pédoncules
cérébraux) deux noyaux de couleur rose, appelés noyaux
rouges.
Les noyaux rouges sont en fait constitués de deux parties :
! Noyaux rouges magno-cellulaires (à gros neurones) à
localisation caudale (vers l’arrière chez l’animal, vers le
bas chez ll’homme;
! Noyaux rouges parvo-cellulaire (à petits neurones), à
localisation rostrale (vers l’avant chez l’animal, vers le
haut chez l’homme).

Cortex cérébral
Noyau rouge
magno-cellulaire
Faisceau rubro-spinal
200 fibres de gros diamètre
(membres supérieurs uniquement)
Noyaux
vestibulaires
Noyau
interposé

Thalamus
Noyau rouge
magnocellulaire
Noyau interposé
Para vermis
faisceau rubro spinal
Vers le cortex moteur
VLc
VPLo
Efférences du
noyau interposé
vers le noyau rouge
magnocellulaire
et le thalamus

Décussation du faisceau
rubro-spinal

Moelle au niveau de la sixième cervicale
Voies descendantes
Faisceau rubro-spinal

Les noyaux rouges
Les noyaux rouges magno-cellulaires sont à l’origine des
faisceaux rubro-spinaux,
dont l’importance décroît au
cours de l’évolution. Ces faisceaux ne contiennent plus que
200 fibres de gros diamètres et ne descendent pas plus bas
que la moelle cervicale chez l’homme;
Les noyaux rouges parvo-cellulaire (à petits neurones), ont
une importance croissance au cours de l’évolution jusqu’à
l’homme. Ces noyaux sont principalement en rapport avec le
cervelet, l’ olive bulbaire et le cortex cérébral.

Cortex cérébral
Noyau rouge
parvo-cellulaire
Olive bulbaire
inférieure
Cortex
cérébelleux

Noyau rouge
parvo-cellulaire
Thalamus Cortex cérébral
Olive
bulbaire
Noyau
dentelé
Cortex
cérébelleux

Les noyaux du pont

Faisceaux passant dans la capsule interne gauche
(vue latérale)
Faisceau
Fronto-pontin
Faisceau
pariéto-pontin
Faisceau
occipito-pontin

Noyaux du pont

La formation réticulée

La formation réticulée intervient :
! dans la modulation du tonus musculaire et de
ses rapports avec la vigilance ;
!
!
!
dans la régulation du fonctionnement de
nombreux organes par l’intermédiaire de
centres empruntant les voies sympathiques
et parasympathiques ;
dans l’activation du cortex cérébral et les
mécanisme de veille et de sommeil
(systèmes diffus modulateurs) ;
dans la nociception
(perception douloureuse).

La formation réticulée s'étend de l’extrémité
supérieure de la moelle jusqu’au diencéphale.
La réticulée correspond à un réseau de fibres
intriquées, au milieu desquelles sont localisés
de nombreux neurones.
Parmi ce réseau très dense de fibres et de
neurones, il est possible de distinguer des
regroupements plus denses de neurones,
formant des noyaux.

Substance réticulée
projections sur les structures
du tronc cérébral
Des noyaux cellulaires
peuvent être distingués
dans la substance réticulée.
Des fonctions précises sont
été attribuées à certains de
ces noyaux.

Tonus musculaire et formation réticulée
Le tonus musculaire dépend des formations
nerveuses du tronc cérébral et en particulier de la
formation réticulée.
En fonction de sa localisation, l’activation de la
formation réticulée s’accompagne d’une
augmentation ou au contraire d’une diminution du
tonus musculaire.

Nucleus reticularis pontis oralis
Nucleus reticularis pontis caudalis
Nucleus giganto-cellularis
Faisceau bulbospinal
réticulospinal
Faisceau pontospinal réticulospinal
Faisceau bulbospinal
réticulospinal

La réticulée joue un rôle essentiel dans le
contrôle des fonctions cardio-vasculaires et
ventilatoires.
La réticulée participe aussi à des processus
complexes mêlant vie végétative et contrôle
volontaire conscient ou inconscient comme
par exemple les processus en rapport avec
la respiration et sa modulation pendant la
phonation, la déglution, la toux...

Les corps cellulaires des neurones
parasympathiques sont localisés aux deux
extrémités de la moelle :
! au niveau du bulbe rachidien (qui est
l’équivalent de la moelle pour la tête) ;
! au niveau de la moelle sacrée.

Le parasympathique crânien constitue la 10ème
paire des nerfs crâniens (ou nerfs vagues) et
innerve le coeur, les poumons, et la majeure
partie du tube digestif (oesophage, estomac,
intestin grèle, colon droit et colon transverse).
La 10ème paire des nerfs crâniens est donc
aussi appelé “nerf s pneumogastriques”.

Bulbe
Moelle
Moelle
sacrée
tête
Système parasympathique
Organes pelviens
coeur
poumons
oesophage
intestins
viscères abdominaux
Colon gauche et sigmoïde
neurones cholinergiques

Les neurones sympathique qui innervent la tête
(face et organes) ont leur corps cellulaire
localisé dans le bulbe.
De ces corps cellulaires partent des axones qui
descendent dans la moelle cervicale et sorte par
les racines cervicales. Ils font ensuite relais
dans les ganglions sympathiques de la chaîne
latéro-vertébrale cervicale et remontent enfin
vers la tête.

Bulbe
Moelle
dorsale
Innervation sympathique
de la tête
neurones cholinergiques
neurones adrénergiques

Bulbe
Moelle
dorsale
neurones cholinergiques
neurones adrénergiques
coeur
poumons

Les centres végétatifs du bulbe et de la
protubérance sont sous le contrôle de
centres situés dans les pédoncules
cérébraux (mésencéphale) en particulier le
tegmentum mésencéphalique et le
ganglion interpédonculaire.
Ces structures mésencéphaliques sont
elles mêmes sous le contrôle du
diencéphale et du télencéphale (cortex
limbique).

Hiérarchie des centre nerveux végétatifs
Cortex limbique
Diencéphale
Mésencéphale
(Pédoncules)
Protubérance
Bulbe
Moelle

Activation des aires corticales par
les systèmes modulateurs diffus

Systèmes diffus du tronc cérébral
mono-aminergique
cholinergique
noradrénergique
locus coeruleus
sérotoninergique
Noyaux du raphé
dopaminergique
Système réticulaire
activateur ascendant
Substancia nigra
Aire tegmentale ventrale

Bouton synaptique : l’effet du
neuromédiateur est limité au
récepteur de la membrane
post-synaptique.
Système diffus modulateur : le neuromédiateur est libéré dans
l’espace extracellulaire et son effet est disséminé autours des
terminaisons, à tous les neurones possédant des récepteurs
spécifiques du neuromédiateur.
Varicosités

Le même neuromédiateur peut agir de différentes
façons :
- dans les boutons synaptique, il est libéré dans la
fente synaptique et son effet est limité aux
récepteurs de la membrane post-synaptique ;
- dans les systèmes diffus modulateurs, il est libéré
dans l’espace extra-cellulaire, entre les cellules
gliales, et son effet est disséminé autours des
terminaisons, à tous les neurones possédant des
récepteurs spécifiques du neuromédiateur. L’effet
du neuromédiateur est alors semblable à celui
d’une hormone (ou d’une drogue) qui passerait la
barrière hémato-encéphalique.

Parmi les systèmes diffus modulateurs, le système
noradrénergique a particulièrement été étudié.
Un noyau de couleur bleue (Locus coeruleus), situé
à la jonction entre la protubérance et les pédoncules
semble jouer un rôle prépondérant dans ce système
diffus modulateur.
Le Locus coeruleus est non seulement impliqué
dans l’éveil mais aussi dans le stress où il serait à
l’origine de l’activation du système sympathique.

Locus coeruleus
Le locus coeruleus
doit son
nom à sa couleur bleue sur les
coupes anatomiques.
Le locus coeruleus (groupe A 6)
envoie des projections
noradrénergiques ascendantes et
descendantes vers de
nombreuses structures nerveuses.

Des influx provenant de nombreux types de
récepteurs (par exemple tactiles, auditifs,
visuels...) et de différentes parties du corps
convergent sur les neurones réticulaires
Ces neurones additionant l’intensité des
messages, sans distinction de leur origine
(pas de somatotopie) et de leurs qualités,
participeraient à des processus comme l’éveil.

Zones locomotrices
du tronc cérébral

Moelle
Cerveau de chat (coupe sagittale)
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
Bulbe Pont
Més.
CI = colliculus inferior (tubercules quadrijumeaux inférieurs)
CE = colliculus superior (tubercules quadrijumeaux supérieurs)
Th = thalamus Més = mésencephale N Caud = Noyau caudé
M = tubercule mamillaire
M

Préparation décérébrée de Scherrington
section intercolliculaire, coupe sagittale du cerveau
Moelle
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
Bulbe
Pont
Més.
CI = colliculus inferior (tubercules quadrijumeaux inférieurs)
CE = colliculus superior (tubercules quadrijumeaux supérieurs)
Th = thalamus Més = mésencephale N Caud = Noyau caudé
M = tubercule mamillaire
M

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus (MLR ?)
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
DTF
VTF
PPN
Hémisphère
SLR
Une section intercolliculaire
s’accompagne d’une hypertonie des
muscles extenseurs
(hypertonie de
décérébration) qui empèche
généralement toute locomotion.
Préparation décérébrée de Scherrington
section intercolliculaire, coupe sagittale du cerveau

Moelle
Chat mésencéphalique
section post mamillaire, coupe sagittale du cerveau
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
Bulbe Pont
Més.
CI = colliculus inferior (tubercules quadrijumeaux inférieurs)
CE = colliculus superior (tubercules quadrijumeaux supérieurs)
Th = thalamus Més = mésencephale N Caud = Noyau caudé
M = tubercule mamillaire
M

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus (MLR ?)
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
DTF
VTF
PPN
SLR
Les chats mésencéphaliques marchent
rarement spontanément.Une
stimulation électrique ou chimique de la
mesencephalic locomotor region
(MLR, PPN ?) est généralement
nécessaire.
Chat mésencéphalique
section post mamillaire, coupe sagittale du cerveau

Moelle
Chat, préparation prémamillaire
coupe sagittale du cerveau
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
Bulbe Pont
Més.
CI = colliculus inferior (tubercules quadrijumeaux inférieurs)
CE = colliculus superior (tubercules quadrijumeaux supérieurs)
Th = thalamus Més = mésencephale N Caud = Noyau caudé
M = tubercule mamillaire
M

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus (MLR ?)
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
DTF
VTF
PPN
Hémisphère
Th N Caud.
SLR
Les chats “prémamillaires” marchent
spontanément lorsque le tapis roulant
se déplace.
Chat, préparation prémamillaire
coupe sagittale du cerveau

Subthalamic Locomotor Region
Contrôleur de patron locomoteur
Mesencephalic Locomotor Region
Initiateur de patron locomoteur
Central Pattern Generators
Générateurs de patrons locomoteurs
Motoneurones
Muscles squeletique
Diencéphale
Mésencéphale
(pédoncules cérébraux)
Moelle

Moelle
Chat décortiqué
coupe sagittale du cerveau
équivalent du chien “sans cerveau” de Goltz (1869)
Cervelet CI CS Th
Bulbe Pont
Més.
Hémisphère
CI = colliculus inferior (tubercules quadrijumeaux inférieurs)
CE = colliculus superior (tubercules quadrijumeaux supérieurs)
Th = thalamus Més = mésencephale N Caud = Noyau caudé
M = tubercule mamillaire
M
N Caud.

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus (MLR ?)
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
DTF
VTF
PPN
Hémisphère
SLR
Les mouvement des animaux
décortiqués sont quasi normaux au
cours de la locomotion. Ils peuvent
marcher et courir sans assistance
externe.
Chat décortiqué
coupe sagittale du cerveau
équivalent du chien “sans cerveau” de Goltz (1869)

Effets locomoteurs
de la stimulation
de régions spécifiques
du tronc cérébral

Walter Rudolph Hess
Prix Nobel de Médecine 1949
pour ses travaux sur le diencéphale
Ophtalmologiste de formation,
habitué à des interventions
chirurgicales minutieuses, W Hess
implenta des électrotrodes, stimula et
détruisit par coagulation des zones
très localisées du cerveau. W Hess
observa fréquemment des réactions
somato-motrices lors de stimulations
de l’hypothalamus et du
mésencéphale..

Il est possible d’implanter des
électrodes par stéréotaxie à
des endroits précis du cerveau.
La position de ces électrodes
est maintenue, ensuite, grâce à
un dispositif fixé sur la paroi
crânienne.
Il est possible d’étudier les
fonctions de ces régions
cérébrales en les stimulant ou
les détruisant par électrocoagulation.

Stimulations et coagulation
mésencéphaliques

Effets de la stimulation de zones mésencéphaliques
Des stimulations de formations réticulaires de la partie
haute du mésencéphale s’accompagnent de réactions
posturales globales, stéréotypées. Ces réactions
posturales sont maintenues pendant toute la durée de la
stimulation.
Effets de la destruction de zones mésencéphaliques
La destruction de ces zones mésencéphaliques par
électro-coagulation donne des attitudes forcées inverses
de celles observées lors de leur stimulation

La stimulation d’une zone spécifique de la formation réticulaire de la partie
haute du mésencéphale s’accompagne de mouvements d’abaissement ou
de relèvement de la partie antérieure du corps de l’animal.
La destruction de cette même zone donne une réponse inverse, en miroir,
irréversible.
Stimulation :
abaissement de la tête.
Coagulation :
maintien de la tête relevée.

La stimulation d’une autre zone du mésencéphale s’accompagne
d’une modification de la posture, dans le plan horizontal.
Début de la réponse
Accentuation de la réponse

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
S
Moelle
0,18 m
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
Bulbe
DTF
VTF
PPN
Pont
Més.
SLR
M
La stimulation de DTF (Dorsal Tegmental Field)
s’accompagne d’une suppression locomotrice et
posturale(passage à la position assise puis allongée).
d’après Mori et al. 1989

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
S
Moelle
Bulbe
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
DTF
VTF
PPN
Pont
Més.
SLR
M
0,30 m
La stimulation de VTF (Ventral Tegmental Field)
s’accompagne du passage à la posture “debout” et d’une
marche spastique.
d’après Mori et al. 1989

SLR = Subthalamic Locomotor Region
PPN = Pedunculopontine nucleus
DTF et VTF = Dorsal et Ventral Tegmental Field
S
Moelle
Bulbe
Hémisphère
Cervelet CI CS Th N Caud.
DTF
VTF
PPN
Pont
Més.
SLR
M
1,15 m d’après Mori et al. 1989
Stimulation de MLR (mesencephalic locomotor region
proche du PPN -pédunculopontine nucleus)
s’accompagnant du passage au gallop forcé et d’un saut.