Le corps et les mouvements - Fédération pour la Recherche sur le Cerveau (FRC)

Le corps et les mouvements

Lever la main, taper dans un ballon, marcher, courir… Autant de mouvements commandés par le cerveau. Ces dernières décennies, les recherches en neurophysiologie du mouvement ont permis de mieux comprendre quels sont les soubassements cérébraux des mouvements de notre corps.

 

Le cortex moteur

Si les mouvements réflexes sont régis par la moelle épinière (la jambe se tend automatiquement lorsque le médecin frappe sous le genou), les mouvements volontaires en revanche trouvent leur source dans le cerveau.

Le contrôle des mouvements volontaires des différentes parties de notre corps y revient au « cortex moteur », situé dans le lobe frontal. Si cette zone est détruite, par exemple à la suite d’un accident cérébro-vasculaire, le sujet sera paralysé, incapable d’initier le moindre mouvement. On trouve un cortex moteur dans les deux hémisphères du cerveau, chacun contrôlant la partie opposée du corps : le cortex moteur de l’hémisphère droit contrôlant les mouvements de la partie gauche du corps et inversement. C’est ce que l’on appelle le « contrôle croisé ». Ce cortex moteur se subdivise en deux grandes zones, « l’aire 6 » et « l’aire 4 », autrement appelée « cortex moteur primaire ».

 

Mouvement 1

 

À chaque muscle sa zone du cerveau

Les travaux du neurochirurgien canadien Wilder Penfield (1891-1976) ont permis de dresser une cartographie précise des régions du cortex moteur rapportées aux différents organes du corps. Dans les années 1950, Penfield mena des expériences de « stimulation corticales » : lors d’opérations chirurgicales à crâne ouvert, il appliquait des micro-décharges électriques sur différentes zones du cortex moteur. En observant les mouvements corporels correspondants, qu’il constatait à chaque stimulation, il put établir une carte fonctionnelle des zones corticales liées au mouvement. Il fit ainsi correspondre à chaque muscle une région du cortex.

Étonnamment, la taille des différentes zones du cortex moteur n’est pas proportionnelle à celle des organes correspondants. La zone corticale motrice de la langue est par exemple beaucoup plus étendue que celle de la jambe. On illustre cette distorsion par des images très frappantes de ce à quoi ressemblerait la morphologie humaine si elle était proportionnelle aux parties de l’homonculus moteur présent dans le cerveau.

Si la superficie du cortex allouée à chaque organe ne respecte pas les proportions du corps humain, c’est en fait qu’elle correspond au degré de complexité des mouvements que chacun de ces membres peut effectuer. Ainsi la main, bien que plus petite en taille que le tronc, a des capacités motrices bien plus riches, ce qui implique une zone de contrôle plus étendue dans le cerveau.

 

Le rôle des ganglions de la base et cervelet

Le cortex moteur est loin d’être la seule région du cerveau impliquée dans la commande et le contrôle des mouvements. Il faut également mentionner le rôle important des ganglions de la base et du cervelet. Les ganglions de la base interviennent dans une boucle complexe reliant différentes aires corticales. Ils relaient ainsi les influx en provenance des aires frontales préfrontales et pariétales en direction de ce que l’on appelle « l’aire motrice supplémentaire » située à proximité du cortex moteur primaire. Le cervelet, relié au cerveau par un pont de fibres nerveuses, est le centre de l’équilibre et de la coordination des mouvements, dont il ajuste la durée, l’amplitude et la succession en fonction des informations reçues au sujet de l’action en cours d’exécution.

 

Un mouvement en trois temps

La commande cérébrale d’un mouvement se décompose en trois grandes phases, dévolues à des régions spécifiques du cortex. Avant d’exécuter une série de gestes agencés en une « séquence motrice » cohérente, il faut d’abord que celle-ci soit choisie et planifiée. Autrement dit, il faut, premièrement, en réaction à une situation donnée, sélectionner une réponse adaptée, deuxièmement ordonner la série de contractions musculaires nécessaires pour la réaliser avant enfin, troisièmement, d’exécuter effectivement le mouvement ainsi anticipé. Ces trois opérations nécessaires au déclenchement d’un mouvement volontaire sont prises en charge par trois zones distinctes du cortex : le cortex préfrontal, qui prévoit le mouvement, le cortex prémoteur, qui agence les séquences motrices nécessaires, et le cortex moteur, en charge de la conduite de l’action.

 

Mouvement 2

 

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Photo via Visual Hunt

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Neurone du cervelet rendu fluorescent (le cervelet est impliqué dans la coordination motrice).

Inserm / Y. Bailly

« Les trois opérations nécessaires au déclenchement d’un mouvement volontaire sont prises en charge par trois zones distinctes du cortex : le cortex préfrontal, qui prévoit le mouvement, le cortex prémoteur, qui agence les séquences motrices nécessaires, et le cortex moteur, en charge de la conduite de l’action. »

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