Défi neuroscientifique
Les ganglions de la base sont un groupe de structures situées au plus profond des hémisphères cérébraux. Les structures généralement incluses dans les ganglions de la base sont le caudate, le putamen et le globus pallidus dans le cerveau, la substantia nigra dans le mésencéphale et le noyau subthalamique dans le diencéphale.
Le mot basal fait référence au fait que les ganglions de la base se trouvent près de la base, ou du fond, du cerveau. L’utilisation du mot ganglion est cependant un peu erronée selon les conventions contemporaines en neurosciences. Le terme ganglion est utilisé pour décrire un groupe de neurones, mais il n’est généralement utilisé que pour désigner les neurones du système nerveux périphérique (c’est-à-dire en dehors du cerveau et de la moelle épinière). Le mot « noyau » est généralement utilisé pour décrire des groupes de neurones situés dans le système nerveux central. Ainsi, les ganglions de la base pourraient être plus précisément considérés comme des noyaux.
Qu’est-ce que les ganglions de la base et que font-ils ?
Les noyaux distincts des ganglions de la base ont tous des rôles étendus qui leur sont propres dans le cerveau, mais ils sont également interconnectés les uns aux autres pour former un réseau qui serait impliqué dans une variété de fonctions cognitives, émotionnelles et liées au mouvement. Les ganglions de la base sont toutefois mieux connus pour leur rôle dans le mouvement.
Les contributions des ganglions de la base au mouvement sont complexes et ne sont pas encore complètement comprises. En fait, les ganglions de la base ont probablement de multiples fonctions liées au mouvement, allant du choix des actions susceptibles d’entraîner des conséquences positives à l’évitement des choses qui pourraient être aversives. Mais les ganglions de la base sont le plus souvent liés à l’initiation et à l’exécution des mouvements. Une hypothèse populaire suggère que les ganglions de la base agissent pour faciliter les mouvements désirés et inhiber les mouvements non désirés et/ou concurrents.
Pour comprendre comment cela pourrait fonctionner, pensez à l’action de tendre la main pour ramasser un crayon. Tout d’abord, considérez ce qui se passe dans les moments qui précèdent l’extension de votre bras. Bien qu’il puisse sembler qu’il y ait très peu d’activité liée au mouvement dans le cerveau à ce moment-là (parce que vous êtes assis sans bouger), votre cerveau est en fait constamment à l’œuvre pour inhiber les mouvements indésirables (comme lever involontairement la main en l’air ou tourner soudainement la tête sur le côté). On suppose que les ganglions de la base jouent un rôle essentiel dans ce type d’inhibition du mouvement, ainsi que dans la libération de cette inhibition lorsque vous avez un mouvement que vous voulez faire (atteindre le crayon dans ce cas).
Après le début du mouvement, il est également important que les muscles qui s’opposeraient au mouvement souhaité restent détendus. Lorsque vous étendez votre bras pour attraper le crayon, par exemple, vous ne voulez pas que les muscles qui fléchissent votre bras (pour le ramener vers votre corps) soient activés en même temps. On pense que les ganglions de la base aident à inhiber ces types de mouvements contradictoires, ce qui permet un mouvement d’extension souple et fluide.
Les subtilités de la façon dont l’activité des ganglions de la base conduit à la facilitation du mouvement sont encore un peu floues, mais une hypothèse populaire (que j’appellerai le modèle direct/indirect pour des raisons qui seront précisées ci-dessous) suggère qu’il existe différentes voies dans les ganglions de la base qui favorisent et inhibent le mouvement, respectivement. Le modèle direct/indirect est centré sur les connexions que les ganglions de la base (en particulier le globus pallidus et la substantia nigra) forment avec les neurones du thalamus. Ces neurones thalamiques se projettent à leur tour dans le cortex moteur (une zone du cerveau d’où proviennent de nombreux mouvements volontaires) et peuvent stimuler le mouvement via ces connexions. Les ganglions de la base, cependant, inhibent continuellement les neurones thalamiques, ce qui les empêche de communiquer avec le cortex moteur – inhibant ainsi le mouvement.