Expliquer l'acquisition des capacités motrices d'un individu Exercice de connaissances

Le cortex change avec une augmentation et une multiplication des neurones et de leurs connections, puis des modifications d'organisation du cortex au cours de la vie et des apprentissages. On étudie ici comment s'acquièrent les capacités motrices de l'organisme en lien avec le développement du cortex moteur.

Le cortex moteur est la région ducerveau qui gère le mouvement des muscles. Les corps cellulaires des neurones pyramidaux partent de la substance grise de l'aire motrice primaire située dans le cortex, ils vont jusqu'aux motoneurones situés dans la moelle épinière pour délivrer leur message moteur. La mise en place du cortex et son organisation se font pendant le développement embryonnaire, mais la multiplication des neurones et leur organisation se modifient tout au long de l'enfance et de l'adolescence. Ainsi, de nombreuses modifications ont lieu, et pour pouvoir les observer et les étudier, on utilise des cartes motrices. Celles-ci sont des images de l'activité de notre cerveau obtenues par IRMF (Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle). Elles permettent de voir quelles parties de notre cerveau sont activées lorsque l'on bouge tel ou tel muscle. Même si les processus de mise en place du cortex moteur sont les mêmes pour chaque individu pendant le développement embryonnaire, ensuite ce cortex est modifié en fonction de l'environnement, de l'apprentissage et de l'entraînement.

Pour voir l'effet de l'apprentissage sur l'organisation du cortex moteur, on peut étudier et comparer les cortex moteurs de deux types de musiciens : un violoniste et un pianiste. La pratique de ces deux instruments met en jeu la motricité des mains. Pour le violoniste, une main fait bouger l'archer et l'autre fait les notes sur les cordes de l'instrument, alors que pour le pianiste les deux mains vont servir à un mouvement similaire sur le clavier. Si on compare les cartes motrices des deux musiciens, on observe que pour le violoniste le cortex cérébral droit est très activé pendant un concerto (c'est la main gauche qui fait les notes sur le violon). Pour le pianiste lui, on observe une forte activation des deux côtés du cortex moteur pendant un concerto. Si on compare ces cartes à celles de musiciens amateurs, on observe une plus faible activation du cortex moteur et sur des zones plus petites. Ainsi, l'apprentissage de ces deux instruments a modifié le cortex moteur des musiciens, et chacun possède une organisation du cortex qui est propre au geste qu'il a appris. On parle de plasticité cérébrale qui est la capacité du cerveau à modifier les connexions entre les neurones en réponse à une stimulation environnementale.

L'entraînement, physique par exemple, peut également avoir des effets sur l'organisation du cortex moteur. Pour cela, on compare les cartes motrices de deux athlètes de haut niveau pour leurs muscles deltoïdes (muscles situés au niveau des épaules). Chez un athlète de course à pied, ces muscles sont peu utilisés, et ils le sont de façon symétrique (autant le droit que le gauche), chez un volleyeur par contre ces muscles sont beaucoup plus utilisés et de façon dissymétrique (plus le droit chez un droitier par exemple). Ces athlètes s'entraînent tous les jours, et si on compare leurs cartes motrices, on observe de nombreuses différences : la carte motrice de la coureuse à pied présente une zone pour les muscles deltoïdes peu importante à droite comme à gauche, alors que celle de la volleyeuse qui est droitière, présente une zone corticale plus étendue pour les muscles deltoïdes et une zone bien plus importante pour le muscle droit que pour le muscle gauche. Ainsi l'entraînement de ces athlètes a modifié leur cortex moteur par plasticité cérébrale en augmentant les zones corticales concernées par le mouvement d'un muscle très sollicité.