CORTEX CÉRÉBRAL: COUCHES, FONCTIONS, NEURONES - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Le cortex cérébral ou cortex cérébral est le tissu nerveux qui recouvre la surface des hémisphères cérébraux. C'est la région la plus élevée du cerveau. Cette structure cérébrale atteint son développement maximal chez les primates, est moins développée chez les autres animaux et est liée au développement d'activités cognitives et intellectuelles plus complexes.

Le cortex cérébral est une zone cérébrale de base pour le fonctionnement des êtres humains. Dans cette région, des fonctions telles que la perception, l'imagination, la pensée, le jugement ou la décision sont exercées.

Anatomiquement, il a une série de fines couches constituées de matière grise, qui se trouvent au-dessus d'une large collection de voies de matière blanche.

Le cortex cérébral adopte une forme alambiquée, donc s'il était étendu, il présenterait une masse très étendue. Plus précisément, la recherche indique que la surface totale du cortex cérébral pourrait être d'environ 2 500 centimètres carrés.

De même, cette grande masse de cerveau est caractérisée par le fait qu'elle contient un grand nombre de neurones à l'intérieur. En général, on estime que dans le cortex cérébral il y a environ 10 milliards de neurones, ce qui ferait environ 50 billions de synapses.

Caractéristiques du cortex cérébral

Le cortex cérébral des humains est représenté par une feuille de matière grise qui recouvre les deux hémisphères cérébraux. Il a une structure très complexe dans laquelle différents organes sensoriels sont représentés dans des zones ou zones spécifiques, appelées zones sensorielles primaires.

Chacun des cinq sens que possède l'être humain (vue, toucher, odorat, goût et toucher) se développe dans une région spécifique du cortex. Autrement dit, chaque modalité sensorielle a un territoire défini dans le cortex cérébral.

Outre les régions sensorielles, le cortex cérébral a également plusieurs régions secondaires somatiques, d'association et motrices. Dans ces zones, les systèmes corticaux afférents et d'association sont élaborés, donnant lieu à l'apprentissage, à la mémoire et au comportement.

Système cérébrovasculaire. Source: Bruce Blaus via Wikimedia Commons

En ce sens, le cortex cérébral est considéré comme une région particulièrement pertinente lors du développement des activités supérieures du cerveau humain.

Les processus les plus avancés et les plus élaborés de l'être humain tels que le raisonnement, la planification, l'organisation ou l'association sont réalisés dans différentes zones du cortex cérébral.

Pour cette raison, le cortex cérébral constitue une structure qui, du point de vue humain, acquiert une complexité maximale. Le cortex cérébral est le résultat d'un lent processus évolutif qui peut avoir commencé il y a plus de 150 millions d'années.

Couches

La principale caractéristique du cortex cérébral est qu'il est composé de différentes couches de matière grise. Ces couches constituent la structure du cortex et définissent son organisation structurelle et fonctionnelle.

Les couches du cortex cérébral ne se caractérisent pas seulement par leur définition d'un point de vue structurel, mais également d'un point de vue phylogénétique. En d'autres termes, chacune des couches du cortex cérébral correspond à un moment évolutif différent. Au début de l'espèce humaine, le cerveau était moins développé et le cortex avait moins de couches.

Développement du cortex cérébral humain. Source: Van Essen Lab (Université de Washington à St. Louis), en collaboration avec Terrie Inder, Jeff Neil et Jason Hill, entre autres. Licence de documentation libre GNU, via Wikimedia Commons

À travers l'évolution de l'espèce, ces couches se sont multipliées, ce qui est lié à l'augmentation des capacités cognitives et intellectuelles des êtres humains au fil du temps.

Couche moléculaire

La couche moléculaire, également connue sous le nom de couche plexiforme, est la région la plus superficielle du cortex cérébral et, par conséquent, celle avec l'apparence la plus récente.

Il possède un réseau dense de fibres nerveuses orientées tangentiellement. Ces fibres sont dérivées de dendrites pyramidales et de cellules fusiformes, les axones des cellules étoilées et de Martinotti.

Des fibres afférentes issues du thalamus, des fibres d'association et de commissure se retrouvent également dans la couche moléculaire. Étant la région la plus superficielle du cortex, un grand nombre de synapses sont établies entre différents neurones de la couche moléculaire.

Couche granulaire externe

La couche granulaire externe est la deuxième région la plus superficielle du cortex et se situe sous la couche moléculaire. Il contient un grand nombre de petites cellules pyramidales et étoilées.

Les dendrites des cellules de la couche granulaire externe se terminent dans la couche moléculaire et les axones pénètrent dans les couches plus profondes du cortex cérébral. Pour cette raison, la couche granulaire externe est interconnectée avec les différentes régions du cortex.

Couche pyramidale externe

La couche pyramidale externe, comme son nom l'indique, est constituée de cellules pyramidales. Elle se caractérise par la présentation d'une forme irrégulière, c'est-à-dire que la taille de la couche augmente de la limite superficielle à la limite la plus profonde.

Les dendrites des neurones de la couche pyramidale passent à la couche moléculaire et les axones voyagent sous forme de fibres de projection, d'association ou de commissure vers la substance blanche située entre les couches du cortex cérébral.

Couche granulaire intérieure

La couche granulaire interne est composée de cellules étoilées disposées de manière très compacte. Il a une forte concentration de fibres disposées horizontalement connues sous le nom de bande externe de Baillarger.

Couche ganglionnaire

La couche ganglionnaire ou couche pyramidale interne contient des cellules pyramidales de très grande et moyenne taille. De même, ils comprennent un nombre élevé de fibres disposées horizontalement qui forment la bande intérieure de Baillarger.

Couche multiforme

Enfin, la couche multiforme, également connue sous le nom de couche de cellules polymorphes, contient essentiellement des cellules fusiformes. De même, ils comprennent des cellules pyramidales modifiées avec un corps cellulaire triangulaire ou ovoïde.

De nombreuses fibres nerveuses de la couche multiforme pénètrent dans la substance blanche sous-jacente et relient la couche aux régions intermédiaires.

Organisation fonctionnelle

Système nerveux et cerveau

Le cortex cérébral peut également être organisé en fonction des activités qui sont réalisées dans chaque région. En ce sens, certaines zones du cortex cérébral traitent des signaux spécifiques de nature sensorielle, motrice et associative.

Zones sensibles

Les zones sensorielles sont des régions du cortex cérébral qui reçoivent des informations de nature sensible et sont étroitement liées à la perception.

L'information accède au cortex cérébral principalement par la moitié postérieure des deux hémisphères cérébraux. Les zones primaires contiennent les connexions les plus directes avec les récepteurs sensoriels périphériques.

D'autre part, les zones sensorielles et d'association secondaires sont généralement adjacentes aux zones primaires. En général, ceux-ci reçoivent des informations à la fois des zones d'association primaires elles-mêmes et des régions inférieures du cerveau.

La tâche principale des zones d'association et des zones secondaires est d'intégrer les expériences sensibles pour générer des modèles de reconnaissance et de comportement. Les principales régions sensibles du cortex cérébral sont:

1. La zone somatosensorielle primaire (zones 1, 2 et 3).
2. La zone visuelle principale (zone 17).
3. La zone auditive primaire (zone 41 et 42).
4. La zone gustative principale (zone 43).
5. La zone olfactive primaire (zone 28).

Zones motrices

Principales circonvolutions et sillons du cortex cérébral. Source: Lorenzo Bandieri via Wikimedia Commons

Les zones motrices se trouvent dans la partie antérieure des hémisphères. Ils sont responsables du démarrage des processus cérébraux liés au mouvement et donnant lieu à de telles activités.

Les domaines moteurs les plus importants sont:

1. La zone principale du moteur (zone 4).
2. Zone linguistique de Drill (zones 44 et 45).

Zones d'association

Les zones d'association du cortex cérébral sont en corrélation avec les fonctions d'intégration plus complexes. Ces régions mènent des activités telles que les processus de mémoire et de cognition, la gestion des émotions et le développement du raisonnement, de la volonté ou du jugement.

Les zones d'association jouent un rôle particulièrement important dans le développement de la personnalité et des traits de caractère chez les personnes. De même, c'est une région cérébrale essentielle dans la détermination de l'intelligence.

Les zones d'association comprennent à la fois certaines zones motrices et des régions sensorielles spécifiques.

Cellules nerveuses

Le cortex cérébral contient une grande variété de cellules. Plus précisément, cinq types différents de neurones ont été spécifiés dans cette région du cerveau.

Cellules pyramidales

Neurone pyramidal humain observé par la méthode de Golgi. Source: Bob Jacobs, Laboratoire de neuromorphologie quantitative Département de psychologie du Colorado College via Wikimedia Commons

Les cellules pyramidales sont des neurones qui se caractérisent par une forme pyramidale. La plupart de ces cellules ont un diamètre compris entre 10 et 50 microns.

Cependant, il existe également de grandes cellules pyramidales. Celles-ci sont appelées cellules Betz et peuvent avoir un diamètre allant jusqu'à 120 microns.

Les petites cellules pyramidales et les grandes cellules pyramidales se trouvent dans le gyrus moteur précentral et effectuent principalement des activités liées au mouvement.

Cellules étoilées

Les cellules étoilées, également appelées cellules granulaires, sont de petits neurones. Ils ont généralement un diamètre d'environ 8 micromètres et ont une forme polygonale.

Cellules de broche

Les cellules fusiformes sont des neurones qui ont leur axe longitudinal vertical à la surface. Ils sont principalement concentrés dans les couches corticales plus profondes du cerveau.

L'axone de ces neurones prend naissance dans la partie inférieure du corps cellulaire et est dirigé vers la substance blanche en tant que projection, association ou fibre commissurale.

Cellules horizontales de Cajal

Les cellules horizontales Cajal sont de petites cellules de fuseau orientées horizontalement. Ils se trouvent dans les couches les plus superficielles du cortex cérébral et jouent un rôle essentiel dans le développement de cette région du cerveau.

Ces types de neurones ont été découverts et décrits par Ramón y Cajal à la fin du 19e siècle, et des recherches ultérieures ont montré qu'ils sont des cellules essentielles pour coordonner l'activité neuronale.

Pour atteindre leur position dans le cortex cérébral, les cellules Cajal horizontales doivent migrer de manière coordonnée pendant l'embryogenèse cérébrale. Autrement dit, ces neurones voyagent de leur lieu de naissance à la surface du cortex cérébral.

En ce qui concerne le modèle moléculaire de ces neurones, Victor Borrell et Óscar Marín de l'Institut de neurosciences d'Alicante, ont démontré que les cellules horizontales de Cajal présentent une orientation des couches neuronales du cortex au cours du développement embryonnaire.

En fait, la dispersion de ces cellules prend naissance au cours des premières étapes du développement embryonnaire. Les cellules naissent dans différentes régions du cerveau et migrent vers la surface du cerveau jusqu'à ce qu'elles la recouvrent complètement.

Enfin, il a été récemment montré que les membranes méningées avaient d'autres fonctions que celles de protection supposées à l'origine. Les méninges servent de substrat ou de voie pour les cellules horizontales de Cajal pour leur migration tangentielle à travers la surface du cortex.

Cellules de Martinotti

Les derniers neurones qui constituent l'activité neuronale du cortex cérébral sont les cellules de Martinotti bien connues. Ils sont constitués de petits neurones multiformes présents à tous les niveaux du cortex cérébral.

Ces neurones portent le nom de Carlo Martinotti, un étudiant chercheur de Camilo Golgi qui a découvert l'existence de ces cellules dans le cortex cérébral.

Les cellules de Martinotti se caractérisent par le fait qu'elles sont des neurones multipolaires avec de courtes dendrites arborescentes. Ils sont disséminés à travers différentes couches du cortex cérébral et envoient leurs axones vers la couche moléculaire, où se forment des arborisations axonales.

Des recherches récentes sur ces neurones ont montré que les cellules de Martinotti participent au mécanisme inhibiteur du cerveau.

Plus précisément, lorsqu'un neurone pyramidal (qui est le type de neurone le plus courant dans le cortex cérébral) commence à devenir surexcité, les cellules de Martinotti commencent à transmettre des signaux inhibiteurs aux cellules nerveuses environnantes.

En ce sens, il s'ensuit que l'épilepsie pourrait être fortement associée à un déficit en cellules de Martinotti ou à un déficit de l'activité de ces neurones. À ces moments-là, la transmission nerveuse du cerveau n'est plus régulée par ces cellules, ce qui provoque un déséquilibre dans le fonctionnement du cortex.

Références

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