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Si la distinction entre fibres longues et courtes est assez arbitraire, on peut cependant classer les fibres selon plusieurs critères. La première distinction est celle entre les faisceaux internes au cortex cérébral et ceux qui relient le cortex avec le reste du cerveau. Suivant ce critère, les faisceaux cérébraux peuvent se classer en trois grands types : les fibres inter-hémisphériques, d'association et de projection. Ces termes semblent barbares, mais leur signification est transparente.
 
Certains faisceaux relient des morceaux de cortex, ils ne sortent pas du cortex et ne forment aucune synapse avec les structures sous-corticales. Ces faisceaux sont appelés des '''faisceaux intra-corticaux'''. AÀ l'opposé des faisceaux intra-corticaux, les '''faisceaux de projection''' connectent le cortex cérébral au reste du système nerveux. Généralement, ils connectent le cortex cérébral à des structures non-corticales, comme le thalamus ou le tronc cérébral. Par exemple, les connexions entre le thalamus et le cortex cérébral sont des faisceaux de projection. Pareil pour les faisceaux qui relient le cortex au tronc cérébral, comme le faisceau cortico-pontique, qui relie le cortex au pont de Varole.
 
Les faisceaux intra-corticaux sont classés en deux types : ceux qui restent dans un hémisphère et ceux qui connectent deux hémisphères différents. Les premiers sont appelés des '''faisceaux d'association''', alors que les seconds sont appelés des '''faisceaux inter-hémisphériques'''. Les faisceaux inter-hémisphériques relient les deux hémisphères cérébraux entre eux. Les fibres d'associations restent dans leur hémisphère de naissance et permettent à des aires d'un même hémisphère de communiquer.
Les '''faisceaux de projection''' sont des faisceaux de longue-portée qui connectent des aires cérébrales très distantes. Les plus communs connectent le cortex cérébral à des régions sous-corticales, comme le thalamus, la moelle épinière, le tronc cérébral, etc. On distingue plusieurs faisceaux de projection, les plus importants étant le faisceau pyramidal et la radiation thalamique. On distingue les faisceaux efférents des afférents : les faisceaux efférents sortent du cortex, alors que les afférents y rentrent. Naturellement, les faisceaux efférents transmettent des commandes motrices à la moelle épinière ou aux régions sous-corticales, alors que les faisceaux afférents transmettent des perceptions sensorielles. Les faisceaux efférents principaux sont les suivants.
 
Les faisceaux de projection afférents naissent en- dehors du cortex cérébral, soit dans le tronc cérébral, soit dans le diencéphale. Les faisceaux de projection thalamiques naissent dans le thalamus et innervent généralement le cortex cérébral. D'où leur nom de radiations thalamiques, ou encore de radiations thalamico-corticales. D'autres faisceaux de projection sortent non pas du thalamus, mais de l'hypothalamus. Ils sont peu nombreux, mais quelques-uns ont une importance capitale pour les fonctions cognitives de haut-niveau. Enfin, les faisceaux de projection qui naissent dans le tronc cérébral sont eux aussi très importants.
 
===Les faisceaux de projection efférents===
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De nombreuses radiations thalamiques innervent le cortex, qui renvoie en retour des axones en direction du thalamus. L'ensemble formentforme des boucles, des circuits fermés entre thalamus et cortex. De telles boucles sont appelées des '''boucles thalamico-corticales'''.
 
[[File:Global workspace architeture anatomical.jpg|centre|vignette|upright=2|Boucles thalamico-corticales.]]
Les '''voies cholinergiques''' sont impliquées dans l'état de veille et le sommeil paradoxal (pour simplifier, la phase de sommeil durant laquelle on rêve).
 
Elles naissent dans divers noyaux du tronc cérébral et du télencéphale. Dans le tronc cérébral, le plus important est le ''noyau pédiculopontique'', un noyau qui émet de l'acétylcholine dans l'ensemble du cerveau. Mais d'autres noyaux cholinergiques sont présents dans le tronc cérébral, et eux aussi innervent le reste du cerveau. A cela, il faut ajouter divers noyaux du télencéphale, situés en- dehors du cortex. Ces noyaux forment ce qu'on appelle le télencéphale basal, un regroupement de noyaux cholinergiques, dont le plus important est le noyau basal de Meynert. L'anatomie des voies cholinergiques est donc assez compliquée.
 
Les voies cholinergiques innervent le cervelet, le cortex cérébral, le thalamus et l'amygdale. Les voies qui naissent dans le télencéphale basal innervent presque exclusivement le cortex cérébral. Les voies du tronc cérébral innervent le thalamus, le cervelet et le cortex (mais dans une moindre mesure). L'ensemble est illustré ci-dessous.
[[File:Gray751.png|vignette|Faisceaux d'association.]]
 
Les '''faisceaux d'association''', intra-hémisphériques, comprennent aussi bien les fibres courtes que longues, mais ces premières sont souvent omises en raison de leur grand nombre. La distinction entre fibres courtes et longues est très importante. Là où les fibres courtes relient des gyrus adjacents, voisins, les fibres longues parcourent unune plus grande distance dans le cerveau.
 
Cette distinction entre fibres courtes et longues recoupe presque parfaitement celle entre fibres intra- et inter-lobes cérébraux. Les premiers sont localisés à l'intérieur d'un lobe du cortex, alors que les derniers connectent des lobes différents. Pour donner un exemple, le faisceau occipito-frontal, qui relie le lobe frontal et le lobe occipital, est un faisceau inter-lobe. Les faisceaux intra-lobes sont souvent plus courts que les faisceaux inter-lobes, bien qu'il y ait des exceptions.
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