Système nerveux — Anatomie complète (Cours PASS)
Système nerveux central, périphérique et autonome : encéphale, moelle spinale, nerfs crâniens et spinaux, méninges
1. Le système nerveux central : organisation générale
2. Les méninges et le liquide cérébro-spinal
3. Ponction lombaire et anesthésie péridurale
4. Embryologie : le tube neural
5. Les vésicules encéphaliques (stade 3 et 5 vésicules)
6. Le système ventriculaire
7. La moelle spinale et ses renflements
8. Organisation fonctionnelle du tube neural
9. Le système nerveux périphérique : nerfs et ganglions
10. Trajet de l’information motrice et sensitive
11. Le système nerveux autonome (végétatif)
12. Exercices
13. Questions fréquentes
🧠 Le système nerveux central : organisation générale
Le système nerveux central (SNC) est la structure de commande de l’ensemble du système nerveux. Il comprend deux grandes parties, chacune protégée par un étui osseux.
🔹 La partie haute : l’encéphale
L’encéphale est contenu dans la boîte crânienne. Il se compose de trois structures :
| Structure | Description |
|---|---|
| Le cerveau | Composé des deux hémisphères cérébraux (droit et gauche). C’est le siège des fonctions supérieures (pensée, mémoire, langage, conscience) |
| Le tronc cérébral | Prolonge le cerveau vers le bas. Il constitue un carrefour entre le cerveau, le cervelet et la moelle spinale. Il assure des fonctions vitales (respiration, rythme cardiaque) et donne naissance à la plupart des nerfs crâniens |
| Le cervelet | Appendu à la face postérieure du tronc cérébral. Il intervient dans la coordination des mouvements et l’équilibre |
🔹 La partie basse : la moelle spinale
La moelle spinale fait suite au tronc cérébral. C’est un cordon médullaire de forme allongée dans le sens cranio-caudal, protégé par la colonne vertébrale. La colonne vertébrale se poursuit plus loin que la moelle spinale (la moelle se termine au niveau de L2 alors que la colonne vertébrale descend jusqu’au coccyx).
🛡️ Les méninges et le liquide cérébro-spinal
Le SNC n’est pas directement au contact de l’os. Il est entouré par des enveloppes de tissu conjonctif appelées méninges, qui sont continues entre l’encéphale et la moelle spinale. Les méninges assurent la protection, le soutien et la nutrition du tissu nerveux.
Il existe trois couches de méninges, de la superficie (la plus proche de l’os) à la profondeur (la plus proche du tissu nerveux) :
| Méninge | Caractéristiques |
|---|---|
| Dure-mère | Couche la plus externe, épaisse, étanche et résistante, au plus proche de l’os. C’est le premier feuillet protecteur du système nerveux |
| Arachnoïde | Feuillet beaucoup plus fin et lâche, d’aspect comparable à une toile d’araignée |
| Pie-mère | Feuillet le plus interne, directement au contact du tissu nerveux |
🔹 Le liquide cérébro-spinal (LCS)
Entre les feuillets méningés circule le liquide cérébro-spinal (LCS), produit par les structures cérébrales (plexus choroïdes). Ce liquide baigne l’ensemble de l’encéphale et de la moelle spinale. Il remplit plusieurs rôles : protection mécanique (amortisseur), nutrition du tissu nerveux et maintien d’un milieu chimique stable pour les neurones.
💉 Ponction lombaire et anesthésie péridurale
En cas de suspicion d’infection du LCS (méningite), on réalise une ponction lombaire. Ce geste consiste à introduire une aiguille entre deux intervalles vertébraux pour prélever le LCS contenu dans l’espace entre les méninges. La ponction se pratique dans la partie lombale basse de la colonne vertébrale, à un niveau où seul le sac méningé persiste, sans moelle spinale (celle-ci se terminant plus haut, en L2). L’objectif est de ne surtout pas risquer de blesser la moelle spinale.
🧬 Embryologie : le tube neural
Le système nerveux apparaît au cours du développement embryonnaire sous la forme d’un tube neural qui suit la courbure de l’embryon (concave vers l’avant). À partir de ce tube se constituent les éléments du SNC et du SNP.
🔹 Structure du tube neural
Le tube neural présente une organisation circulaire avec une lumière centrale bordée par des cellules spécialisées : les cellules de l’épendyme (cellules épendymaires). Dans cette lumière circule le liquide cérébro-spinal. Le tube est initialement ouvert à ses extrémités par deux orifices, les neuropores (antérieur et postérieur), qui se ferment au cours de la période fœtale.
Le tissu nerveux est constitué de deux types cellulaires principaux : les neurones (cellules fonctionnelles du système nerveux) et les cellules gliales (glie), qui assurent le soutien structural du tissu nerveux.
🔮 Les vésicules encéphaliques
La partie crâniale du tube neural subit des dilatations successives pour former l’encéphale. Ce développement passe par deux stades.
🔹 Stade à trois vésicules
La partie haute du tube neural se dilate d’abord en trois vésicules :
| Vésicule | Position |
|---|---|
| Prosencéphale | Partie la plus haute (antérieure) |
| Mésencéphale | Partie intermédiaire |
| Rhombencéphale | Partie la plus basse (postérieure) |
🔹 Stade à cinq vésicules
Plus tard dans la période embryonnaire, le prosencéphale et le rhombencéphale se subdivisent, aboutissant à un stade à cinq vésicules :
| Stade 3 vésicules | Stade 5 vésicules | Structures adultes |
|---|---|---|
| Prosencéphale | Télencéphale (deux extensions latérales : droite et gauche) | Deux hémisphères cérébraux → cerveau |
| Diencéphale (partie médiane) | Thalamus, hypothalamus | |
| Mésencéphale | Mésencéphale (inchangé) | Tronc cérébral |
| Rhombencéphale | Métencéphale | |
| Myélencéphale (partie la plus basse) |
En plus de ces dilatations, le tube neural subit des mouvements d’enroulement et de plicature qui lui permettent de se replier sur lui-même et de tenir dans l’espace réduit de la boîte crânienne de l’embryon. Le télencéphale, en particulier, grossit considérablement et se replie, masquant le diencéphale en profondeur.
💧 Le système ventriculaire
Le canal épendymaire, présent tout au long du tube neural, se modifie au niveau encéphalique en suivant la dilatation et la plicature des vésicules. Les cavités qui résultent de cette transformation forment le système ventriculaire, dans lequel circule le liquide cérébro-spinal.
| Cavité ventriculaire | Localisation (vésicule) |
|---|---|
| Ventricules latéraux (droit et gauche) | Télencéphale (en forme de fer à cheval, suivant l’enroulement des hémisphères) |
| Troisième ventricule (V3) | Diencéphale |
| Aqueduc du mésencéphale | Mésencéphale (rétrécissement du canal, zone de transition) |
| Quatrième ventricule (V4) | Entre le métencéphale et le myélencéphale (dilatation du canal) |
Après le quatrième ventricule, le canal épendymaire se poursuit dans la moelle spinale mais sa lumière se réduit progressivement jusqu’à devenir quasiment virtuelle après la naissance. Le liquide cérébro-spinal ne circule pratiquement plus à ce niveau médullaire.
🦴 La moelle spinale et ses renflements
La moelle spinale dérive de la partie basse du tube neural et subit peu de modifications morphologiques par rapport à la forme tubulaire initiale. Le cordon médullaire n’est cependant pas parfaitement régulier : il présente deux renflements correspondant à des concentrations plus importantes de neurones.
| Renflement | Localisation | Fonction |
|---|---|---|
| Renflement cervical | Partie haute de la moelle | Contient une grande quantité de cellules nerveuses dédiées à la commande des membres supérieurs |
| Renflement lombal | Partie basse de la moelle | Contient le tissu nerveux dédié à la commande des membres inférieurs |
La partie terminale de la moelle spinale se situe à hauteur de L2 et porte le nom de cône médullaire. Au-delà, seules les méninges et les racines nerveuses (formant la queue de cheval) se poursuivent dans le canal vertébral.
⚙️ Organisation fonctionnelle du tube neural
En coupe transversale, le tube neural (et plus tard la moelle spinale) présente une organisation fonctionnelle symétrique entre la droite et la gauche, avec trois régions par demi-section :
| Région | Position | Fonction |
|---|---|---|
| Lames fondamentales | Partie ventrale (antérieure) | Fonction motrice : commande de la contraction musculaire, lien entre le SNC et les muscles |
| Sulcus limitans | Partie intermédiaire | Sillon séparant les territoires moteur et sensitif. Contient les neurones à fonction végétative (SNA) |
| Lames alaires | Partie dorsale (postérieure) | Fonction sensitive : réception et traitement des informations sensorielles en provenance de la périphérie |
Dans la moelle spinale de l’adulte, on retrouve cette organisation sous une forme modifiée. En coupe horizontale, on observe au centre la substance grise (contenant les corps cellulaires des neurones) et en périphérie la substance blanche (contenant les axones myélinisés). La partie motrice reste en avant (corne antérieure), la partie sensitive en arrière (corne postérieure) et la partie végétative entre les deux (corne latérale).
🔌 Le système nerveux périphérique : nerfs et ganglions
Le SNP est composé de deux types de structures : les nerfs (« câbles » transmettant l’information) et les ganglions nerveux (« points relais »). On distingue deux catégories de nerfs.
🔹 Les nerfs crâniens
Les nerfs crâniens sont issus de l’encéphale, principalement du tronc cérébral. Ils quittent la boîte crânienne en traversant la base du crâne pour rejoindre leur cible. Il existe 12 paires de nerfs crâniens, numérotées en chiffres romains de I à XII. Ils peuvent véhiculer des informations motrices, sensitives (toucher, température), sensorielles (olfaction, vision, audition, gustation) et végétatives.
🔹 Les nerfs spinaux
Les nerfs spinaux sont issus de la moelle spinale. Ils naissent par paire (un à droite, un à gauche) dans le canal vertébral et quittent la colonne en traversant les structures osseuses. Chaque nerf spinal est désigné par l’étage vertébral d’où il émerge. On parle de racine nerveuse pour la première portion du nerf (par exemple : racine T1, racine L1).
🔹 Les plexus nerveux
Une fois sortis de la colonne vertébrale, les nerfs spinaux peuvent rester indépendants ou se mélanger entre eux en échangeant des fibres. Ces zones de convergence et de redistribution des fibres nerveuses forment des plexus. Par exemple, au niveau du renflement cervical, les racines cervicales se mélangent pour former le plexus brachial, destiné au membre supérieur. Les nerfs issus du plexus prennent en charge soit la motricité, soit la sensibilité du territoire correspondant.
Pour les racines, les plexus et les nerfs, on utilise la notion de territoire : la portion anatomique (cutanée, musculaire) qu’ils prennent en charge.
🔄 Trajet de l’information motrice et sensitive
🔹 L’information motrice (du centre vers la périphérie)
Le neurone moteur a son corps cellulaire (noyau) dans la corne grise antérieure de la moelle. Son axone quitte la moelle et rejoint d’autres axones moteurs pour former la racine antérieure (ventrale) du nerf spinal. Ce même nerf possède également une racine postérieure (dorsale), porteuse d’un renflement : le ganglion spinal. Les deux racines se réunissent pour former le nerf spinal, qui quitte alors la colonne vertébrale.
Une fois formé, le nerf spinal se divise en deux rameaux : le rameau ventral (vers l’avant) et le rameau dorsal (vers l’arrière). Chaque rameau peut contenir des fibres à la fois motrices et sensitives.
🔹 L’information sensitive (de la périphérie vers le centre)
L’information sensitive est captée par des récepteurs en périphérie. Elle emprunte l’un des rameaux du nerf spinal, puis se dirige vers la racine dorsale. Le corps cellulaire du neurone sensitif est situé dans le ganglion spinal, placé sur cette racine dorsale. De là, l’information est transmise à la corne dorsale de la moelle, puis relayée vers l’encéphale qui la traite et élabore une réponse adaptée.
🌿 Le système nerveux autonome (végétatif)
Le système nerveux autonome (SNA), aussi appelé système nerveux végétatif, est composé de nerfs et de ganglions. Il régit la vie intérieure de l’organisme : il contrôle le fonctionnement des organes (fréquence cardiaque, fréquence respiratoire, transit intestinal, sécrétions glandulaires) sans intervention de la volonté. Il est médié par des neuromédiateurs.
Le SNA est organisé en deux composantes antagonistes :
| Composante | Rôle général |
|---|---|
| Système sympathique | Prépare l’organisme à l’action et au stress (augmentation de la fréquence cardiaque, dilatation des bronches, inhibition du transit). Origine médullaire (moelle spinale thoraco-lombaire) |
| Système parasympathique | Favorise les fonctions de repos et de récupération (ralentissement cardiaque, stimulation du transit, sécrétion digestive). Origine crânienne (tronc cérébral, nerfs vagues) et sacrée (S2-S4) |
Ces deux systèmes utilisent soit des nerfs qui leur sont propres, soit des nerfs du système nerveux périphérique qu’ils empruntent pour transporter l’information végétative jusqu’aux organes cibles.
✏️ Exercices
Exercice 1 — Organisation du SNC
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Le SNC comprend une partie haute — l’encéphale (cerveau avec ses deux hémisphères, tronc cérébral et cervelet), protégée par les os du crâne — et une partie basse — la moelle spinale (cordon médullaire se terminant en L2), protégée par la colonne vertébrale.
Le SNC n’est pas directement au contact de l’os. Il est entouré par les méninges, trois couches de tissu conjonctif continues entre l’encéphale et la moelle : la dure-mère (épaisse, étanche, au plus proche de l’os), l’arachnoïde (fine, lâche, d’aspect réticulé) et la pie-mère (directement au contact du tissu nerveux).
Le liquide cérébro-spinal circule entre les méninges. Il est produit par les plexus choroïdes des ventricules cérébraux et baigne l’encéphale et la moelle spinale. Ses rôles sont : protection mécanique (amortisseur), nutrition du tissu nerveux et maintien d’un milieu chimique stable.
Exercice 2 — Vésicules encéphaliques et système ventriculaire
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Au stade à trois vésicules, le tube neural crânial comprend : le prosencéphale (en haut), le mésencéphale (intermédiaire) et le rhombencéphale (en bas).
Au stade à cinq vésicules, le prosencéphale se divise en télencéphale (deux extensions latérales qui donneront les hémisphères cérébraux) et diencéphale (partie médiane). Le mésencéphale reste identique. Le rhombencéphale se divise en métencéphale et myélencéphale. Le mésencéphale, le métencéphale et le myélencéphale formeront le tronc cérébral.
Le système ventriculaire correspond aux cavités du canal épendymaire dans les vésicules : les ventricules latéraux (dans le télencéphale, en forme de fer à cheval), le troisième ventricule V3 (dans le diencéphale), l’aqueduc du mésencéphale (rétrécissement au niveau du mésencéphale) et le quatrième ventricule V4 (entre le métencéphale et le myélencéphale).
Exercice 3 — Nerfs spinaux et trajet de l’information
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Un nerf spinal se forme à partir de deux racines : la racine antérieure (ventrale), qui contient les axones des neurones moteurs dont les corps cellulaires siègent dans la corne grise antérieure de la moelle, et la racine postérieure (dorsale), qui porte le ganglion spinal contenant les corps cellulaires des neurones sensitifs. Les deux racines se réunissent pour former le nerf spinal, qui quitte la colonne vertébrale et se divise en un rameau ventral et un rameau dorsal, chacun pouvant contenir des fibres motrices et sensitives.
L’information motrice part du SNC (corne antérieure) → racine ventrale → nerf spinal → muscle cible. L’information sensitive suit le trajet inverse : récepteur périphérique → rameau du nerf → racine dorsale → ganglion spinal → corne dorsale de la moelle → encéphale.
Un plexus nerveux est une zone où les fibres de plusieurs racines spinales se mélangent et se redistribuent. Par exemple, le plexus brachial est formé par les racines cervicales et donne naissance aux nerfs du membre supérieur, qui prennent en charge la motricité et la sensibilité de ce membre.