OPTION Neurobiologie Le Système Limbique

OPTION Neurobiologie
Le Système Limbique
1. Anatomie et Structure
C’est le système le plus complexe dans le cerveau car il fait intervenir le plus de structures et il est
essentiel dans les informations intégrées.
Il est constitué de trois lobes importants : le Télencéphale, le Diencéphale et le Mésencéphale.
a. Le Mésencéphale
Il comporte quatre structures importantes :
- Le tronc cérébral
- La substance grise centrale
- Le faisceau médian du télencéphale
- La formation réticulée
b. Le Diencéphale
Il comporte trois structures importantes :
- L’hypothalamus
- L’hypophyse
- Le noyau du thalamus
c. Le Télencéphale
Il comporte trois structures importantes :
- L’hippocampe
- L’amygdale
- Les cortex enthorinal, piriforme, cingulaire.
Ces douze structures sont interconnectées et, le fornyx et la strie terminale sont deux structures
très importantes.
- La strie terminale relie l’amygdale aux corps mamillaires
- Le fornyx relie l’hippocampe aux corps mamillaires.
2. Anatomie et Structure
a. Le Syndrome de Kluver-Blucy
Ces chercheurs ont pratiqué des lésions des quatre lobes temporaux de singes rhésus et ont
observé leur comportement face au stress. On observe cinq grosses différences comportementales :
- Cécité psychique : les animaux ne semblent plus capables de reconnaître les objets et leur utilité
- Tendance orale : les animaux portent les objets à leur bouche pour les identifier : si on mélange
nourriture et objet, ils goutteront tout, rejetteront les objets et mangeront les aliments.
- Hyper métamorphose : les singes courent partout dans la cage pour explorer l’environnement.
- Hypersexualité : masturbation et attirance sans distinction des mâles et des femelles.
- Modification des émotions : baisse de la peur très importante, ils deviennent dociles et n’ont plus
peur d’animaux qu’ils redoutent en temps normal.
Chez l’homme, on a retrouvé à peu près les mêmes symptômes chez des patients ayant de
grosses tumeurs ou lésions des lobes temporaux.
On étudie des patients atteints d’accès de panique et, l’imagerie cérébrale révèle une forte activé
cérébrale au niveau des lobes cérébraux.
De même, chez des patients hyper anxieux on révèle aussi une forte activité au niveau des lobes
temporaux donc, ils ont certainement un rôle important au niveau des émotions.
b. Mésencéphale et autostimulation
Olds et Milner implantent des électrodes dans différentes régions de cerveaux de rats pour stimuler
n’importe quelle structure à n’importe quel moment. Ils placent le rat dans une grande boîte et, à chaque
fois qu’il va passer dans une zone particulière de la boîte on stimule une structure particulière du cerveau.
Au début, le rat s’enfuit puis revient dans la zone et se fait stimuler à nouveau. Le rat va finir par
passer son temps dans la zone et être constamment stimulé.
Olds et Milner utilisent une boîte de SKINNER : un appui sur la pédale distribue une
boulette de nourriture au lieu d’une stimulation cérébrale. Le rat va appuyer sur la pédale
jusqu'à épuisement. Si le rat est à jeun et qu’on lui donne la nourriture ou une rate en
chaleur il continue d’appuyer sur la pédale. Il s’auto stimule.
On pensait donc avoir trouver le centre du plaisir qui serait un centre de renforcement positif. Il
existe plusieurs structures importantes tels que le faisceau médian du télencéphale, l’hypothalamus latéral
et l’aire septale.
Il existe plusieurs structures associées à un renforcement positif telle que la partie médiane de
l’hypothalamus.
Chez l’homme, et plus particulièrement chez des épileptiques on a implanté des électrodes et,
quand le sujet ressentait des crises d’épilepsie il devait se stimuler pour éviter la crise. Quelques patients
se sont stimulés.
Le premier patient avait une électrode dans l’aire septal et s’auto stimulait constamment ce qui lui
procurait un plaisir intense proche de l’orgasme.
Un autre sujet était implanté au niveau de la partie médiane du thalamus et s’auto stimulait
constamment ce qui lui donnait l’impression de ramener un souvenir et le frustrait.
Tous les centres de renforcement utilisent le même neurotransmetteur qui est la dopamine.
c. Le Diencéphale
Cf. TD.
d. Le Télencéphale
•
L’amygdale
Elle est située au plus profond du cerveau, collée à l’hippocampe, c’est une structure homogène
constituée de plusieurs noyaux : central, baso latéral, cortico médian.
Si on lèse les amygdales on a un syndrome similaire à Kluver-Bucy : diminution de la peur qui met
en cause les noyaux baso latéraux, perte de la mémoire : des rats sans amygdale vont approcher des
chats et même leur monter dessus sans crainte.
L’amygdale intervient aussi dans le choix des aliments : un rat sans amygdale va manger tout ce
qu’on lui propose, même des aliments toxiques qu’il avait appris à reconnaître.
Chez l’homme, on a peu de résultats car il y a peu de personnes atteintes de tumeurs bilatérales.
Un seul sujet, une femme, présentait une intelligence normale, pas de problèmes de reconnaissances de
visage mais des difficultés à reconnaître certaines émotions telle que la peur, la colère. On peut donc dire
qu’il y a diminution de la reconnaissance des émotions.
Si on stimule l’amygdale on a une augmentation de la vigilance et de l’attention chez les rats. On
déclenche également la peur, l’agressivité chez le chat ; l’anxiété et la crainte chez des hommes
épileptiques.
L’amygdale est aussi impliquée dans la peur apprise : on associe un son à un choc électrique
envoyé 2sec après et, dès qu’on enverra le son, les animaux ont peur car ils l’associent au choc électrique.
Les neurones de l’amygdale déchargent énormément : forte activité. Si on enlève l’amygdale à l’animal et
qu’on envoie le son, celui-ci n’a plus peur.
L’amygdale a aussi un rôle dans l’agressivité : on fait des expériences sur des singes mâles
Rhésus. On met 8 singes mâles dans une grande cage. Ils ne se connaissent pas et, il s’établit une
hiérarchie sociale au bout de quelques semaines. On nomme le mâle dominant α et, le mâle β domine tous
les autres mâles sauf le mâle α. On lèse l’amygdale du mâle α et celui-ci se fait alors dominer par tous les
autres mâles et le mâle β devient le mâle dominant. Si on lèse son amygdale il se fera dominer par tous les
autres mâles.
On peut donc en conclure que l’amygdale est impliquée dans l’agressivité nécessaire pour
maintenir la hiérarchie au sein d’un groupe.
Si on stimule l’amygdale on provoque une attaque agressive avec posture d’intimidation chez
l’animal et, les noyaux baso latéraux sont très actifs.
Chez l’homme, on a pratiqué des lésions irréversibles chez des hyper agressifs, des détenus et, on
a constaté une forte diminution des comportements agressifs, une baisse de l’activité des noyaux et une
forte concentration. Le problème c’est qu’il y a aussi une baisse des émotions, et donc une baisse de la
motivation.
•
Le septum
Chez l’homme, il est très impliqué dans l’hypersensibilité émotionnelle. Les patients sont très
irritables et très agressifs.
Chez le rat, après lésions du septum on observe une forte excitation et un comportement sauvage
même s’ils avaient été apprivoisés.
Le septum réduit l’intensité des réactions émotionnelles.
Si on stimule le septum d’un individu, celui-ci devient très éveillé, en état d’alerte, il parle très vite et
se sent heureux.
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Le cingulum
C’est un faisceau extrêmement important qui relie plusieurs structures du système limbique : le
cortex cingulaire, les régions olfactives et septales, l’hippocampe.
Chez l’homme, on pratique une lésion chez des malades atteints de troubles émotionnels tels que
l’hypomanie (état maniaque), la dépression alcoolique, le désordre de l’humeur chronique.
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L’hippocampe
C’est la structure la plus importante et la plus étudiée au niveau du cerveau. Elle est impliquée dans
le traitement de l’information, l’apprentissage et la mémoire.
Le patient H.M. est le cas le plus célèbre d’amnésie. Il présentait de fortes crises d’épilepsie de plus
en plus invalidantes. Les neurochirurgiens décident de faire une ablation de la zone cérébrale des foyers
de l’épilepsie. Ils enlèvent 8cm dans le lobe temporal : amygdale et 2/3 de l’hippocampe. On a une réelle
diminution des crises d’épilepsie, pas de modification de l’intelligence ou de la personnalité du patient mais
une très forte amnésie double.
C’est une amnésie rétrograde partielle (2 à 3 ans avant l’opération) et une amnésie antérograde
(incapacité à stocker des informations après l’opération). Il ne vit plus dans le présent mais dans l’instant.
L’hippocampe est donc très important dans la mémorisation.
Chez l’animal, on pratique des lésions de l’hippocampe chez un rat et, on le place dans un
labyrinthe radial avec de la nourriture en bout de bras. Un rat normal va s’habituer au système et son taux
d’erreur va diminuer avec le temps mais, sans hippocampe, l’animal va faire énormément d’erreur, il ne
peut plus mémoriser.
De même, dans une piscine de Morris, les animaux sans hippocampe mettent du temps pour
trouver la plate-forme. Ils n’ont plus de mémoire spatiale.