Introduction

Certains patients, à la suite d’une lésion cérébrale, ne peuvent plus déclencher volontairement la contraction des muscles de la main pour effectuer des mouvements comme l’opposition du pouce à l’index ou le rapprochement ou l’écartement des doigts. Cependant, par la suite, une récupération au moins partielle de la motricité est parfois possible.

Dans un premier temps nous allons expliquer comment une lésion cérébrale peut affecter la motricité volontaire. Ensuite nous envisagerons comment une propriété remarquable du cortex cérébral, la plasticité cérébrale, peut contribuer à la restaurer.

I. Mécanismes explicatifs de la perte de motricité

A. Rôle du cortex moteur

Le cortex désigne la substance grise en surface des hémisphères cérébraux constituée par des milliards de neurones intégrés dans des réseaux d’une très grande complexité. La portion de ce cortex qui, dans chaque hémisphère, au niveau du lobe frontal, élabore les messages commandant la contraction volontaire des muscles squelettiques est le cortex moteur.

On a identifié dans ce cortex moteur différentes zones, chacune commandant la musculature squelettique d’une région précise de l’organisme. L’étendue d’une zone dépend de la complexité et de la finesse des mouvements à réaliser et non de l’importance de la masse musculaire à commander. Celle qui commande les mouvements de la main occupe une surface importante et comporte elle-même des zones différenciées pour chaque doigt.

B. Circuits nerveux propageant les messages émis par le cortex moteur

Ce sont les neurones pyramidaux du cortex moteur qui émettent les messages nerveux à destination des muscles squelettiques. Leurs axones, regroupés en faisceaux, descendent le long du tronc cérébral et, dans la moelle épinière, établissent des contacts synaptiques avec les motoneurones médullaires. Avant d’entrer dans la moelle épinière, les axones pyramidaux se croisent. En conséquence, chaque cortex moteur commande la musculature de la région opposée du corps.

Ainsi ceux issus du territoire de la main du cortex moteur établissent des synapses avec les motoneurones de la moelle épinière dorsale. Ceux-ci émettent des messages nerveux qui, véhiculés par leurs axones, fibres motrices de nerfs rachidiens innervant le membre supérieur, stimulent la contraction des muscles, provoquant les mouvements de la main.

C. Explication de la perte de motricité de la main suite à la lésion

Les mouvements volontaires de la main gauche ont pour origine les messages neveux émis par les neurones du territoire de la main du cortex moteur droit. La perte de la motricité de la main gauche a donc pour origine une atteinte de ce territoire.

Prenons le cas d’un accident vasculaire cérébral (AVC) causé par un arrêt de la circulation dans une artère irriguant le cortex moteur de l’hémisphère droit. Privés de dioxygène et de glucose, les neurones de cette région ne peuvent satisfaire leurs besoins énergétiques, et, selon la durée de cette privation, sont plus ou moins nombreux à mourir. Les autres régions du cortex moteur, irriguées pas d’autres artères, ne sont pas affectées d’où le maintien de la motricité des autres régions du corps. Le secteur médullaire de la commande motrice de la main n’est pas directement affecté et reste fonctionnel, ce qui est important pour la récupération.

II. Plasticité cérébrale et récupération des capacités motrices

A. Définition de la plasticité cérébrale

Dans les jours, semaines ou mois qui suivent un AVC ayant affecté la motricité, une récupération plus ou moins complète suivant les patients peut être constatée. Cette récupération est liée à une propriété du cerveau appelée plasticité cérébrale. Elle correspond à la faculté du cerveau de modifier, tout au long de la vie, sa structure et son fonctionnement en fonction de l’environnement et des expériences vécues par l’individu.

Des observations par imagerie médicale ont révélé que la zone du cortex droit qui reçoit et traite les messages issus des doigts de la main gauche était plus étendue chez les violonistes que chez les non-musiciens. Les violonistes utilisent les doigts de la main gauche plus fréquemment que ceux de la main droite. La représentation corticale du pouce gauche, qui est moins utilisé que les autres doigts, n’est que peu différente de celle des non-musiciens. Celle de l’auriculaire, très utilisé par les violonistes, est très importante. Ces observations révèlent des changements de la structure du cortex cérébral en fonction des messages qu’il reçoit de l’environnement.

B. Les trois modalités de la plasticité cérébrale

Le remodelage des réseaux neuronaux correspond à la formation de nouvelles connexions neuroniques, notamment par modification des dendrites permettant la formation de nouvelles synapses et des changements dans les connexions existantes.

La neurogenèse est la formation de nouveaux neurones par mitoses de cellules souches.

La plasticité synaptique résulte de changements dans l’efficacité de synapses donc dans la réponse de neurones postsynaptiques.

C. Récupération de la motricité de la main

La neurogenèse ne se produit pas dans le cortex donc la récupération de la motricité volontaire de la main repose sur le remodelage neuronal, à partir des neurones survivant dans le territoire lésé du cortex moteur ou à partir de neurones d’aires cérébrales voisines, et sur la plasticité synaptique qui, par une optimisation du fonctionnement des synapses, peut améliorer la communication entre neurones.

Ces changements sont renforcés par une rééducation appropriée : des exercices ciblés sur les mouvements à récupérer, répétés chaque jour, stimulent la plasticité cérébrale.

Conclusion

La figure ci-après schématise le fonctionnement du circuit nerveux impliqué dans la réalisation de mouvements volontaires de la main gauche ainsi que l’impact d’une lésion cérébrale du cortex droit au niveau de l’aire motrice de la main gauche.

Le rétablissement de la fonction de l’aire motrice de la main du cortex moteur droit est permis par la plasticité cérébrale du cortex, qui se traduit par un remodelage des réseaux survivants de la zone lésée et des zones adjacentes du cortex, et par une optimisation de l’efficacité des synapses.

Cela est grandement favorisé par des exercices de rééducation ciblés en fonction de la perte de motricité et répétés chaque jour.

Une lésion cérébrale peut toucher des régions diverses du cortex des hémisphères cérébraux. Étant donné la spécialisation fonctionnelle des aires cérébrales, qui peuvent être motrices, sensorielles, ou chargées de la commu­ni­ca­tion entre aires, les déficits cliniques sont très divers, mais leur récupération repose toujours sur la plasticité cérébrale.