PLAN DU COURS 2 IV Données Neurobiologiques 1.Origine des données 2.Théorie de Cannon et Bard 3.Système Nerveux Autonome et réponse émotionnelle 4.Hypothalamus et Thalamus 5.Circuit de Papez (deux structures supplémentaires cortex cingulaire et hippocampe)

2. Théorie de Cannon et Bard « Pseudo-rage » Lésions corticale Sensibilité aux stimuli Activation SNA Lésion corticale + lésion hypothalamus ou thalamus Pas de manifestations émotionnelle Le cortex joue un rôle inhibiteur sur des structures qui induisent les réponses émotionnelles (quand cette inhibition est levée, les manifestations se produisent)

Expérience émotionnelle CORTEX Thalamus Hypothalamus Inhibition Activation SNA: Réponse émotionnelle

3. Système Nerveux Autonome (végétatif) et réponse émotionnelle a) Fonctions du SNA L’organisme a besoin de maintenir certains paramètres constants (ex. la température interne) et pour cela il doit s’adapter aux changements externes. L’organisme peut avoir besoin de faire varier certains paramètres internes (comme la teneur en molécules énergétiques dans le sang) lorsque notre activité change (comme un effort physique). Le système nerveux autonome joue un rôle important dans ces régulations Il va activer ou inhiber le fonctionnement d’organes ou de glandes

Le maintien de la constance du milieu intérieur (homéostasie) La motricité et sensibilité viscérales, Le système neuro-vasculaire et neuro-endocrinien. Exemples: augmentation de la pression artérielle (neuro-vasculaire) modifier le tractus intestinal et les sécrétions (motricité viscérale) induire la libération d’hormones (neuro-endocrinien) … accélération du rythme cardiaque et respiratoire dilatation de la pupille, augmentation de la sudation...

b) Anatomie du SNA Le SNA. organes internes et leur enveloppes (glandes…intestins, cœur….) Centres supérieurs: hypothalamus SNA Système sympathique (orthosympathique) Système parasympathique

Bulbe, pont et mésencéphale SYMPATHIQUE PARASYMPATHIQUE Bulbe, pont et mésencéphale Moelle épinière thoracique et lombaire Moelle épinière sacrée

Système nerveux autonome connexions neuronales dans le système sympathique (partie motrice) Ganglion para-vertébral Ganglion pré-vertébral Chaîne sympathique para-vertébrale Moelle épinière T1-L3 Fibres pré-ganglionnaires Fibres post-ganglionnaires Vaisseaux sanguins, Glandes sudoripares, muscles érecteurs des poils Nerf rachidien Rameau communicant blanc Cœur, Estomac, Intestins… Neurone pré-ganglionnaire Neurone post-ganglionnaire

Innervation sympathique des organes et leurs enveloppes Moelle épinière Chaînes para-vertébrales (ganglions) Ganglion pré-vertébral Pupille et glandes lacrymales Glandes salivaires Cœur Arbre bronchique Estomac Intestin grêle Gros intestin Conduit déférent Glande surrénale Innervation sympathique des organes et leurs enveloppes Vaisseaux sanguins muscles érecteurs des poils glandes sudoripares

Innervation sympathique de vaisseaux, muscles érecteurs Moelle épinière Chaînes para-vertébrales (ganglions) Ganglion pré-vertébral Pupille et glandes lacrymales Glandes salivaires Cœur Arbre bronchique Estomac Intestin grêle Gros intestin Vaisseaux sanguins muscles érecteurs des poils glandes sudoripares Conduit déférent Glande surrénale Innervation sympathique de vaisseaux, muscles érecteurs des poils et glandes sudoripares

Innervation parasympathique Noyaux des Nerfs crâniens nerfs crâniens Œil, constriction pupille Mésencéphale Pont glandes Bulbe cœur Innervation parasympathique arbre bronchique estomac, intestin grêle gros intestin Moelle épinière sacrée vessie tissus érectiles Nerfs pelviens

Neurotransmetteurs impliqués dans le SNA Les neurones pré-ganglionnaires libèrent de l’acétylcholine (sympathique et parasympathique). Les neurones post ganglionnaires du système parasympathique: acétylcholine du système sympathique: noradrénaline (sauf pour les glandes sudoripares, les vaisseaux sanguins et les muscles des poils)

4. Thalamus et Hypothalamus droit gauche Cervelet Hypothalamus Position générale de ces structures du diencépahle

a) L’hypothalamus Plusieurs noyaux composent l’hypothalamus. Les corps mamillaires sont souvent associés avec la structure. Hypothalamus

Connexions de l’hypothalamus Il reçoit des influx olfactifs, gustatifs, viscérosensibles et somatosensibles Il a des connexions avec L’hippocampe L’amygdale Le septum Pédoncule mamillaire Amygdale Hippocampe Strie terminale Fornix Faisceau médian du télencéphale Hypothalamus pédoncule mamilaire Mais aussi… la formation réticulée, les noyaux du tronc cérébral, le putamen, le pallidum, le noyau caudé et le thalamus Et encore… Le cortex cingulaire et pré-frontal

Ses connexions avec ces structures sous-corticales, corticales, le SNA et le système endocrinien lui confèrent une place importante dans le processus émotionnel et en particulier dans les réponses émotionnelles. Avec le SNA Réponses physiologiques Avec la formation réticulée Éveil Avec le putamen, le pallidum et le noyau caudé Schémas moteurs Avec l’hypophyse Réponses endocriniennes (stress émotionnel)

Chez l’animal Chez l’être humain Stimulation Comportements comme celui de boire, manger, attaque, défense, accouplement…. Chez l’animal Lésion Abolition ou augmentation de la soif ou de la faim Passivité Chez l’être humain Des lésions (tumeur, traumatisme physique, dégénérescence…) peuvent engendrer différents types de symptômes selon leur localisation. Irritabilité, euphorie, activité générale Perturbation de la régulation de la prise alimentaire et hydrique (dans un sens ou l’autre selon la localisation) et des comportements sexuels.

B) Le thalamus Localisation générale Putamen Noyau caudé Amygdale Hippocampe

Des fonctions multiples et variées…. Le thalamus est une structure relais traitant les informations avant qu’elles n’atteignent le cortex et/ou les structures sous corticales. Il joue aussi un rôle de contrôle des informations provenant du cortex. Ses connexions avec le cortex (par ex. pré frontal, cingulaire), avec des structures sous corticales (ex. l’hypothalamus…) ou encore l’hippocampe lui confèrent une place importante dans de nombreux systèmes (ex. émotionnel). Sa lésion induit (entre autres) une baisse de la réactivité émotionnelle.

Exemple du Stress L’hypothalamus joue un rôle dans le stress émotionnel via le SNA qui active le système endocrine. En activant la médullo surrénale il provoque la libération d’adrénaline et noradrénaline. Globalement les effets de cette libération préparent l’organisme à répondre d’un point de vue comportemental: Mobilisation du glycogène Dilatation des bronchioles Augmentation de la pression artérielle Augmentation du rythme cardiaque Augmentation de la vigilance Un stress prolongé induit la libération d’autres hormones (hypothalamus-hypophyse-cortico surrénales) comme le cortisol (glucocorticoïde) Elles ont des effets bénéfiques à court terme mais néfastes à long terme

5. Le Circuit de Papez (1937) A partir de données anatomiques et cliniques il établit qu’un ensemble de structures interconnectées sont impliquées dans les processus émotionnels. Gyrus cingulaire Noyau thalamique antérieur Hypothalamus + corps mamillaires Hippocampe

Expérience émotionnelle a. Le circuit de Papez proprement dit CORTEX Expérience émotionnelle Cortex Cingulaire Thalamus Hippocampe Fimbria-fornix Corps mamillaires Fimbria-fornix Hypothalamus Faisc. mamilo- thalamique Expression émotionnelle

Le lobe limbique Cortex cingulaire Formation hippocampique

b) Le cortex cingulaire Situation générale Cortex cingulaire

Chez l’animal Chez l’être humain Le gyrus cingulaire a des connexions avec des structures corticales (ex. pré frontal), l’hippocampe, des structures sous corticales (amygdale, thalamus…) et le SNA. Chez l’animal Docilité accrue et diminution des contacts sociaux Chez l’être humain Instabilité émotionnelle, changements de la personnalité, Activité modifiée les phases maniques et dépressives Les études utilisant la neuroimagerie fonctionnelle montrent une activation de la structure dans des tâches engageant à la fois un processus cognitif et émotionnel.

Shafritz et al., 2006 Sujets: hommes (6) et femmes (7) âgés de 17 à 27 ans sans antécédents neurologiques ou psychiatriques. Matériel: IRMf + écran pour visionner des images Tâches: Appuyer sur une touche (ou pas) en fonction d’une consigne différente dépendant de la tâche (Go/No Go). Appuyer (ou pas) si une lettre apparaît Appuyer (ou pas) si un visage gai apparaît Appuyer (ou pas) si un visage triste apparaît

L’inhibition de la réponse impliquant un processus cognitif émotionnel et une stimulation émotionnelle induit une activation du cortex cingulaire antérieur. Il pourrait jouer un rôle (avec d’autres structures) dans l’évaluation et/ou la réévaluation qui précède une inhibition de réponse.

L’hippocampe et la formation hippocampique Afférences corticales et sous corticales via le cortex parahippocampique. Connexions avec l’amygdale. Par les fibres de la fimbria et du fornix Connexions avec l’hypothalamus, les corps mamillaires, l’aire septale et le thalamus. Connexions avec le cortex cingulaire et orbitofrontal Cortex cingulaire septum fornix Thalamus Amygdale Putamen Hypothalamus Amygdale Corps mamillaires Hypothalamus + corps mamillaires Hippocampe Hippocampe

La Fimbria-fornix fornix fimbria Lobe frontal Corps calleux Lobe temporal Corps calleux Corps du fornix Corps mamillaires Hippocampe fornix Fimbria Aire septale fornix fimbria

L’hippocampe est une structure centrale dans certains systèmes de mémoire. Il permet le traitement des informations provenant du cortex pour la mémoire à court terme puis pour la consolidation, le stockage à long terme dans les aires corticales. La modulation de son fonctionnement par l’activité endocrine liée aux émotions mais aussi par l’activité de structures comme l’amygdale joue un rôle dans l’impact des émotions sur la mémoire.