Cervelet : beaucoup plus que la coordination motrice

Il est fort probable que pour arriver à cet article vous ayez écrit sur un clavier d’ordinateur ou à l’aide de l’écran tactile de votre téléphone. Vous l’avez certainement fait de manière rapide et automatique, mais… vous êtes-vous déjà rendu compte de la précision et de l’harmonie de vos mouvements lorsque vous écrivez ? Différentes structures de notre cerveau s’activent afin que nous puissions arriver à écrire correctement et efficacement. La partie chargée de la coordination de ces mouvements est le Cervelet, et il participe à la réalisation d’un grand nombre d’activités de notre quotidien : de marcher à organiser une phrase.

Si vous souhaitez en savoir plus sur le sujet, soyez attentif au chapitre “En savoir plus” qui se trouve à la fin de cet article.

Qu’est-ce que le cervelet ?

Le cervelet est une structure cérébrale qui est partiellement cachée par le cortex. Auparavant on pensait que cette structure n’était que chargée d’harmoniser nos mouvements corporels, mais depuis quelques années il est devenu évident qu’elle participe également à différentes fonctions cognitives. Cet organe a une forme qui ressemble au cerveau, mais en plus petit, c’est pour cela qu’il se nomme cervelet (petit cerveau). Il est divisé en deux hémisphères, et la partie du cervelet qui se trouve entre les deux hémisphères se nomme vermis. De plus, c’est la seule partie du cerveau qui contient des cellules de Purkinje, un type de neurones essentiels à son fonctionnement, et qui lui permet d’intégrer plus facilement l’information qu’il reçoit.

Où se trouve le cervelet ? Quelles sont les parties qui le composent ?

Le cervelet se trouve dans la zone postérieure du cerveau au niveau du pont tronco-encéphalique, sous le lobe occipital (légèrement au-dessus de la nuque). Il est lié au reste du cerveau par les pédoncules inférieur, moyen et supérieur, qui sont un ensemble de fibres nerveuses qui transportent l’information du reste du corps au cervelet (afférences) ou dans l’autre sens (efférences). En fait, sans les pédoncules, le cervelet serait séparé du cerveau.

À quoi sert le cervelet ?

La précision, l’harmonie et la beauté des mouvements d’une danseuses de ballet requière beaucoup d’entraînement et de pratique, et surtout au cervelet. Chaque pas de la chorégraphie a une force, un rythme et une amplitude déterminés, et sans l’aide du cervelet, tous ces mouvements serai réduit à un ensemble de spasmes et de chutes à répétition (le résultat serait beaucoup moins agréable à voir). Mais en plus de cette fonction très importante de coordination motrice, le cervelet participe également aux fonctions cognitives, sans lesquelles les danseuses professionnelles ne pourraient pas se souvenir de la chorégraphie par exemple. Ainsi, les fonctions cérébrales du cervelet se divisent en fonctions motrices et fonctions cognitives.

• Fonctions de contrôle moteur du cervelet : Cette structure reçoit des informations, entre autres choses, sur notre équilibre, sur la position de notre corps, de quels muscles nous devons utiliser pour réaliser une action spécifique, de la direction du mouvement que nous souhaitons réaliser, ainsi que leur intégration (c’est à dire réunir et traiter tout cela). Lorsque le cervelet élabore une information (ce qu’il fait à une très grande vitesse), il indique au reste du corps comment réaliser le mouvement voulu. Ainsi, il gère l’intensité, la rapidité, la direction précise, le parcours et les autres caractéristiques du mouvement afin que le résultat final soit un mouvement harmonieux, précis et coordonné. Afin de réaliser cette fonction, les différentes parties du cervelet se spécialisent dans les différentes parties de notre corps, en suivant une correspondance entre les muscles et la superficie du cervelet. Une représentation topographique de ces correspondances a pu être réalisée, appelée “homoncule du cervelet”, laquelle indique quelle partie du cervelet est chargée de quelle partie du corps.

• Fonctions cognitives du cerveau : depuis relativement peu de temps, on a commencé à étudier en profondeur les fonctions cognitives et émotionnelles auxquelles participe le cervelet. La manière la plus habituelle d’investiguer les fonctions des structures cérébrales est d’étudier les cas de personnes qui ont souffert un type de dommage cérébral, et qui en conséquence ont des capacités cognitives altérées. Ainsi, on peut arriver des conclusions plus ou moins précises des zones qui participent au différentes fonctions (si la partie X du cerveau est endommagée et que la personne cesse de parler, on peut conclure que la partie X participe à la capacité de parler). Le problème est que les dommages cérébraux (comme un ictus ou un trouble craneo-encéphalique) sont souvent plutôt amples, et affectent donc souvent plus d’une zone cérébrale. Cela devient alors plus difficile d’arriver à une conclusion concrète, car on ignore alors si la perte de capacité est due aux dégâts dans la zone cérébrale X ou ceux dans la zone Y. Pourtant, différentes études sur les fonctions cognitives, comme les dernières découvertes sur le sujet, nous ont permis de mettre en évidence que le cervelet contribue aux processus cognitifs suivants :
  • Langage : Le cervelet participe à la composition syntaxique et grammaticale en général, à l’articulation (qui est en fait une fonction motrice des muscles de la mâchoire), dans la création des mots, dans la compréhension orale et dans l’établissement de relation sémantique entre les mots.
  • Habiletés visuo-spatiale : Le cervelet est nécessaire aux tâches visuo-spatiale complexes comme la construction ou la rotation mentale d’images.
  • Mémoire et apprentissage (motrice et non motrice) : Le cervelet, en compagnie d’autres structures cérébrales, joue un rôle important dans la mémoire procédimentale (monter à vélo, conduire, écrire votre nom ou lire dans un miroir) et dans l’apprentissage des habiletés motrices, des habitudes et des comportements. De plus, il est lié aux habitudes et à la sensibilisation, ainsi qu’avec le conditionnement classique et opérant. Il s’active également pour l’apprentissage de séquences complexes. Conjointement avec d’autres structures cérébrales (zone motrice supplémentaire et l’opercule frontal), il participe à la mémoire opérative verbale, bien que cela ne soit pas très claire si c’est dans la coordination interne dans l’ajustement aux erreurs ou dans les deux. D’un autre côté, le cervelet peut également jouer u rôle dans la mémoire spatiale.
  • Fonctions exécutives : Les fonctions exécutives sont intimement liée au cortex préfrontal dorsolatéral. Pourtant, du fait qu’il s’agit d’une série de fonctions cognitives complexes, elles requièrent la participation d’autres structures cérébrales, parmi lesquelles on trouve le cervelet (bien qu’il participe que légèrement dans certaines de ces fonctions). Le cervelet participe à la planification, la flexibilité cognitive, au raisonnement abstrait, à la mémoire de travail, à la fluidité verbale et à l’inhibition. Certaines études suggèrent que le cervelet peut être activé pendant la prise de décision ou pendant la coordination de deux tâches en même temps, augmentant la vélocité et l’automatisation des nouveaux mouvements.
  • Attention : Le cervelet intervient dans les activités d’attention sélective ou dans d’autres fonctions plus complexes qui requièrent de l’attention comme le calcul.
  • Personnalité et émotion : Certaines études démontrent le rôle du cervelet dans le contrôle et la modulation des émotions. De plus, celui-ci est également lié à la personnalité, gérant les comportements appropriés ou inappropriés selon le contexte.

Que se passe-t-il lorsque le cervelet est endommagé ?

Un dégât au cervelet ne paralyse aucun muscle, mais cela peut avoir des conséquences importantes sur les mouvements de ceux-ci. Par exemple :

• Ataxie : L’ataxie est probablement le trouble le plus caractéristique dû à une altération du cervelet. Cela consiste en un trouble du mouvement dû à l’incapacité de coordonner les différentes parties du corps d’une manière adéquate. Il peu y avoir des erreurs d’amplitude, de rapidité, de direction ou de force dans les mouvements moteurs volontaires. Les patients essayent de compenser ces erreurs, se qui donnera lui à des mouvements brusques et saccadés. La marche ataxique cérébelleuse est facilement reconnaissable par son manque de coordination et son manque d’équilibre. Le problème est particulièrement évident si le patient essaye de marcher avec les yeux fermés.
• Dysphasie cérébelleuse : Elle est caractérisée par un langage cadencé et explosif (langage par à-coups, avec différentes intensités, d’une façon dysharmonique).
• Nystagmus cérébelleux : Il s’agit d’un mouvement erratique, rapide et involontaire des yeux.
• Dysmétrie : Il s’agit de l’incapacité de coordonner correctement les mouvements des extrémités avec les informations visuelles que l’on reçoit. Si la personne tente de toucher son nez, elle ne sera pas précise.
• Asynergie : Les mouvements réalisés le sont d’une manière non-synergique, c’est à dire sans coordination et sans harmonie. La personne perd souvent l’équilibre et adopte des positions étranges pour compenser cette perte d’équilibre.
• Adiadococinésie : C’est l’incapacité de prédire la position des différentes parties du corps lorsque des mouvements sont réalisés.
• Tremblement involontaire : C’est un tremblement qui se produit lorsque l’on réalise un mouvement. Par contre, les personnes qui ont souffert d’un dégât au cervelet ne présentent normalement pas de tremblements au repos.
• Hypotonie : Les muscles sont plus faible, dû a fait qu’ils ont moins de tonus que la normale. De ce fait, ainsi qu’aux pertes d’équilibre, les patients qui ont souffert d’un dommage au cervelet ont tendance à réaliser beaucoup de mouvements avec leurs extrémités. Dans les tests de coordination on peut observer le phénomène du rebond.
• Syndrome cérébelleux cognitivo-affectif : Lorsque le cervelet est affecté, les capacités cognitives et le contrôle des émotions lié à celui-ci sont également altérées, provoquant une “dissymétrie de la pensée”. Les capacités cognitives comme les fonctions exécutives, l’attention, les capacités visuo-spatiale, la mémoire, le langage ou la personnalité peuvent expérimenter des changements légers ou plus graves.

Maintenant que nous savons tout cela, nous savons que nous devons au cervelet notre capacité de nous déplacer mais également notre capacité de coudre, de danser ou d’écrire d’une manière coordonnée, ainsi que notre capacité de parler, d’apprendre, de planifier et d’adapter nos comportements. En définitive, notre cervelet nos permet de vivre notre vie quotidienne avec normalité et harmonie.

En savoir plus

Anatomie : quelles sont les parties qui composent le cervelet ?

Le cervelet est une structure relativement grande avec une superficie couverte de rainures transversales, et qui se divise en trois lobes :

• Lobe antérieur (Spino-cérébelleux ou Paléo-cérébelleux) : Il s’agit de la partie du cervelet qui se trouve au-dessus de la fissure primaire. Il est connecté à la moelle épinière, et est chargé du tonus musculaire, des mouvements du tronc et des mouvements des extrémités.
• Lobe postérieur (Cérébro-cérébelleux, Pontocérébeleux ou Néo-cérébelleux) : Il s’agit de la partie du cervelet qui se trouve entre la fissure primaire et la fissure postérolatérale. Il est connecté au cortex, et est chargé des mouvements volontaires et des fonctions cognitives.
• Lobe floculonodulaire (Vestibulo-cérébelleux ou Arqui-cérébelleux) : Il s’agit de la partie du cervelet qui se trouve en dessous de la fissure postérolatérale. Il est connecté aux noyaux vestibulaires et réticulaires, et est chargé de l’équilibre, de la position du corps, des mouvements de la tête et des mouvements oculaires.

Quels sont les noyaux qui composent le cervelet et à quoi servent-ils ?

Les noyaux sont des ensembles de corps neuronaux qui travaillent de façon coordonnée pour remplir une série de fonctions plus ou moins spécifiques. Les noyaux les plus importants du cervelet sont :

• Noyau fastigial (ou du toit). Il reçoit les projections du cortex de vermis.
• Noyau globuleux (interposition postérieure). Le cortex qui se trouve entre le vermis et les deux hémisphères cérébelleux (paravermis) se projette dans ce noyau.
• Noyau emboliforme (interposition antérieur). Ce noyau reçoit également des projections du cortex de vermis.
• Noyau denté. Il se divise en trois parties (latérale, palodenté et néodenté). Le cortex des deux hémisphères cérébelleux se projette dans ce noyau.

Où se reçoivent les informations dans le cervelet et où celui-ci envoie ses informations ? Les connections cérébelleuses.

Afin de réaliser correctement toutes ses fonctions, le cervelet établit une grande quantité de connections avec différentes zones du système nerveux, d’entrées et de sorties pour les informations qu’il traite. Pourtant, il s’agit d’une structure isolée des autres. Les seules portes d’entrée et de sortie de l’information sont les pédoncules cérébelleux. Les pédoncules sont des ensembles de fibre afférentes et efférentes qui, selon leur position, peuvent se diviser en trois parties :

• Pédoncule cérébelleux inférieur (PCI) : Ensemble de fascicules qui unissent le bulbe rachidien avec le cervelet et vice-versa. Il est principalement formé de fibres afférentes et de quelques fibres efférentes.
• Pédoncule cérébelleux moyen (PCM) : Ensemble de fascicules qui connectent le pont tronco-encéphalique avec le cervelet et vice-versa. Il est presque exclusivement formé de fibres afférentes.
• Pédoncule cérébelleux supérieur (PCS) : Ensemble de fascicules qui relient le mésencéphale avec le cervelet et vice-versa. Il est principalement formé de fibres efférentes et de quelques fibres afférentes.

De cette façon, les différentes connections du cervelet entrent ou sortent par un ou plusieurs pédoncules. Si nous observons dans quelle direction va l’information (si elle entre ou si elle sort du cervelet), nous pouvons distinguer entre les afférences et les efférences. Les afférences transportent les informations des différentes parties du corps dans le cervelet, et les efférences transportent les informations dans l’autre sens. Les principaux fascicules ou tractus de fibres afférentes sont :

• Fascicule vestibulo-cérébelleux : Système vestibulaire → PCI → Lobe floculondulaire.
• Fascicule spino-cérébelleux dorsal : Moelle épinière → PCI → Lobe antérieur.
• Fascicule spino-cérébelleux ventral : Moelle épinière → PCI et PCS → Lobe antérieur.
• Fascicule cuneo-cérébelleux : Bulbe rachidien → PCI → Lobe antérieur.
• Fascicule olivo-cérébelleux : Bulbe rachidien → PCI → Lobe antérieur.
• Fascicule réticulo-cérébelleux : Bulbe rachidien → PCI et PCM → Lobe antérieur.
• Fascicule tecto-cérébelleux : Mésencéphale → PCS → Lobe antérieur.
• Fascicule trigémino-cérébelleux : Mésencéphale → PCI et PCS → Lobe antérieur.
• Fascicule rubro-cérébelleux : Mésencéphale → PCS → Lobe antérieur.
• Fascicule corticopontico-cérébelleux : Cortex cérébral → PCM → Lobe postérieur.

D’un autre côté, les efférences font référence aux fibres qui sortent du cervelet et qui envoient les informations aux autres parties du cerveau. Les principales efférences sont :

• Fascicule cérébello-vestibulaire : Lobe floculonodulaire → PCI → Système vestibulaire.
• Fascicule floculo-oculomoteur : Lobe floculonodulaire → PCS → Nerf oculomoteur.
• Fascicule unciné : Lobe floculondulaire → PCI → Système vestibulaire et noyaux oculomoteurs.
• Fascicule interpostolivaire : Lobe antérieur → PCS → Noyau olvaire inférieur du Bulbe rachidien.
• Fascicule interpostoréticulaire : Lobe antérieur → PCI → Formation réticulaire.
• Fascicule interpostorubique : Lobe antérieur → PCS → Noyau rouge → Cortex cérébral.
• Fascicule interpostotécale : Lobe antérieur → PCS → Tubercule quadrigème.
• Fascicule dentéothalamique : Lobe postérieur → PCS → Thalamus.

Merci beaucoup de nous avoir lu, nous espérons que cet article vous aura plus et surtout qu’il vous aura été utile pour en savoir pus sur cette structure cérébral et ses fonctions. N’hésitez pas à laisser vos commentaires et vos questions plus bas, nous serons enchantés d’y répondre. 🙂

“Source : David Asensio Benito, neuropsychologue de CogniFit spécialisé en neuropsychologie clinique et d’investigation.”

Jérôme Delécraz

Rédacteur spécialisé du domaine médical et de la santé. Passionné de psychologie, de philosophie ainsi que de neuroscience.
Toujours à la recherche de nouvelles sources et de nouvelles tendances, dans le but d’inspirer le publique et de le guider vers de nouvelles méthodes ou théories pour l’aider à améliorer son quotidien.