Chapitre
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Anatomie cérébrale : substance blanche L.Thines
PLAN DU C HAPITRE Substance blanche télencéphalique Substance blanche diencéphalique
Atlas interactif de neuroanatomie clinique © 2016, Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés
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La substance blanche des hémisphères cérébraux correspond aux : l faisceaux de projection qui unissent le cortex cérébral aux structures sous-jacentes (noyaux gris centraux, tronc cérébral, cervelet, moelle spinale) ; l faisceaux d'association, constitués par des fibres longues organisées et reliant les lobes cérébraux ; l commissures interhémisphériques, faisceaux de fibres traversant le plan médian.
Substance blanche télencéphalique 27, 29 Faisceaux de projection Capsule interne La capsule interne est située entre la tête et le corps du noyau caudé et le thalamus en dedans, et le noyau lenticu-
laire en dehors (fig. 4.1). On lui décrit un bras antérieur et un bras postérieur reliés par un genou. Le bras antérieur contient les radiations thalamiques antérieures (connexions entre noyau médial du thalamus et lobe frontal, et noyau antérieur du thalamus et partie antérieure du gyrus cingulaire) et le faisceau frontopontin (connexion entre lobe frontal, aires 6 et 46, et les noyaux du pont). Le genou contient les fibres motrices corticonucléaires destinées aux noyaux moteurs des nerfs crâniens. Le bras postérieur comprend une partie thalamolenticulaire (entre thalamus et noyau lenticulaire), une partie sublenticulaire et une partie rétrolenticulaire. La première contient en avant et en dedans les fibres motrices corticospinales destinées aux cornes antérieures de la moelle spinale (les fibres pour les muscles du cou et du membre supérieur sont en avant, les fibres pour le tronc sont au milieu et les fibres pour le membre inférieur sont en arrière), en avant et en dehors les fibres corticorubriques et corticoréticulaires, et en arrière les fibres
Fig. 4.1 Anatomie des faisceaux de projection et commissures interhémisphériques. a. Coupe coronale de l'encéphale. 1 : Corona radiata. 2 : Capsule externe. 3 : Capsule extrême. 4 : Capsule interne. 5 : Cortex insulaire. 6 : Claustrum. 7 : Putamen. 8 : Pallidum. 9 : Tête du noyau caudé. 10 : Ventricule latéral. 11 : Troisième ventricule. 12 : Corps calleux. 13 : Fornix. b. Coupe axiale de l'hémisphère gauche, vue supérolatérale gauche. 1 : Bras antérieur de la capsule interne. 2 : Genou de la capsule interne. 3 : Bras postérieur de la capsule interne, partie thalamolenticulaire. 4 : Bras postérieur de la capsule interne, partie rétrolenticulaire. 5 : Bras postérieur de la capsule interne, partie sublenticulaire. 6 : Capsule externe. 7 : Capsule extrême. 8 : Corne antérieure du ventricule latéral. 9 : Tête du noyau caudé. 10 : Thalamus. 11 : Pallidum. 12 : Putamen. 13 : Claustrum. 14 : Corps calleux. 15 : Septum pellucidum. 16 : Fornix.
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corticothalamiques, thalamopariétales et les radiations thalamiques centrales. La seconde contient les fibres des radiations optiques (émergeant du corps géniculé latéral et se projetant sur l'aire 17, cortex visuel occipital), les fibres des radiations acoustiques (carrefour sensitif de Gratiolet), les fibres corticotectales et les fibres reliant le lobe temporal à la région mésodiencéphalique (fibres temporopontines). La dernière contient les fibres des radiations thalamiques postérieures et le faisceau pariéto-occipitopontin.
Autres faisceaux La répartition des fibres de projection à partir du (par exemple faisceau pyramidal), ou vers (par exemple radiations thalamiques) le cortex cérébral constitue en coupe coronale et parasagittale la couronne rayonnante (corona radiata) et en coupe axiale le centre ovale. Les fibres des radiations optiques se dirigent en avant et en dehors en dessinant une courbure à convexité antérolatérale qui atteint le pôle temporal. Elles contournent l'extrémité antérieure de la corne temporale du ventricule latéral et cheminent ensuite latéralement à celle-ci. Au niveau du carrefour ventriculaire, elles se séparent en deux faisceaux de part et d'autre de la corne occipitale : les radiations supérieures et inférieures qui se projettent respectivement au niveau des berges supérieure et inférieure du sillon calcarin (aire 17). La capsule externe est située entre le noyau lenticulaire et le claustrum (fig. 4.1). La capsule extrême est située entre le claustrum et le cortex insulaire (fig. 4.1).
Pathologie Une lésion étendue au sein de la capsule interne (par exemple hémorragie) va provoquer une hémiplégie controlatérale pure, complète et proportionnelle. Une lésion de l'un ou l'autre des faisceaux des radiations optiques va produire une amputation de la moitié de chaque hémichamp visuel de chaque œil (un quart du champ visuel de chaque œil) appelée quadranopsie latérale homonyme supérieure ou inférieure, respectivement pour les radiations inférieures et supérieures.
Faisceaux d'association Fibres courtes Les fibres courtes peuvent rester dans la substance grise ou passer dans la substance blanche superficielle d'aires corticales voisines comme des fibres en U. Ces fibres courtes interconnectent les aires corticales à modalité spécifique (recevant leurs informations du thalamus pour les aires sensorielles) avec les aires corticales parasensorielles associatives à modalité spécifique (exemple 1 : aire motrice primaire, aires prémotrices et aires préfrontales ; exemple 2 : aire visuelle primaire et aires visuelles associatives du lobe occipital ou temporal), qui sont elles-mêmes connectées entre elles à leurs frontières.
Application technique De nouvelles techniques d'imagerie cérébrale permettent de visualiser directement les fibres des faisceaux de substance blanche. Elles font appel à l'imagerie du tenseur de diffusion en imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette technique est fondée sur le principe que la mobilité des molécules d'eau au sein du cerveau est facilitée le long de l'axe des neurones des faisceaux de substance blanche. En appliquant des gradients de diffusion séquentiellement dans plusieurs directions de l'espace, on peut identifier les axones parallèles à chacune de ces directions de stimulation. Un logiciel construit alors une matrice de neuf chiffres (un tenseur) pour chaque point du cerveau, et en tire sa direction principale de diffusion. En associant une couleur à chacune des trois directions de l'espace (rouge : gauche–droite ; bleu : craniocaudale ; vert : antéropostérieur), on peut créer une cartographie des faisceaux indiquant leurs positions, directions et anisotropies. Des algorithmes de fiber-tracking permettent de suivre le faisceau sur toute sa longueur (fig. 4.2). Cette technique est utilisée pour localiser un faisceau donné par rapport à un processus pathologique (sclérose en plaques, tumeur) ou planifier une voie d'abord neurochirurgicale en épargnant certains faisceaux importants (par exemple faisceau pyramidal, radiations optiques).
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Fig. 4.2 Tractographie du faisceau pyramidal droit (1) au niveau de la capsule interne en IRM avec tenseur de diffusion. Noter la tumeur pariétale gauche (2) et la déformation du faisceau pyramidal gauche à son contact (3).
Fig. 4.3 Anatomie des faisceaux d'association en projection sur une vue latérale de l'hémisphère cérébral droit. 1 : Faisceau occipitofrontal supérieur. 2 : Faisceau longitudinal supérieur. 3 : Faisceau longitudinal supérieur, bras postérieur. 4 : Faisceau longitudinal supérieur, bras antérieur (faisceau arqué). 5 : Faisceau unciné. 6 : Faisceau occipitofrontal inférieur. 7 : Faisceau longitudinal inférieur ; flèche noire : trajets des fibres de projection de la capsule interne.
Fibres longues Les fibres longues constituent les faisceaux d'associations qui sont situés profondément dans la substance blanche de part et d'autre de la corona radiata et de la capsule interne. Ils connectent les aires corticales parasensorielles associatives à modalité spécifique et les aires associatives multimodales (lobes pariétal, occipital, temporal) avec le cortex prémoteur ou préfrontal (fig. 4.3). 42
Le faisceau unciné (orbito-temporopolaire) passe sous le limen de l'insula puis dans la capsule extrême. Il unit d'une part le gyrus orbitaire postérieur au gyrus parahippocampal, et d'autre part les gyri orbitaire latéral, frontal moyen et frontal inférieur au pôle temporal. Le faisceau longitudinal supérieur s'étend d'avant en arrière en épousant la paroi latérale du ventricule latéral. Il se divise en arrière en un bras postérieur (occipitofrontal) et un bras antérieur (faisceau arqué ou
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o rbito-frontotemporal). Le premier unit la partie supérieure et postérieure du lobe frontal au lobe pariétal et au lobe occipital. Le second, le faisceau arqué, contourne d'avant en arrière le relief du lobe de l'insula puis passe sous le gyrus supramarginal. Il unit les gyri frontaux supérieur et moyen à la partie inférolatérale du lobe temporal. Le faisceau longitudinal inférieur (temporo-occipital) suit la paroi latérale du ventricule latéral. Il unit les pôles temporal et occipital. Le cingulum, situé sous le relief du gyrus cingulaire, unit par des fibres courtes le lobe limbique aux différentes aires corticales qui sont à son contact. Le faisceau médial du télencéphale unit le pôle frontal et la région orbitofrontale au tegmentum mésencéphalique, en passant le long de l'hypothalamus.
Pathologie Le faisceau arqué de l'hémisphère dominant interconnecte l'aire de Broca et l'aire de Wernicke. Sa lésion produit une aphasie de conduction comportant un langage riche en paraphasies phonémiques ou verbales, une préservation de la compréhension et une perturbation sévère de la répétition.
Commissures interhémisphériques
pour les lésions occipitales gauches et de la partie postérieure du corps calleux, une agraphie, une anomie tactile, une anomie visuelle, une anosmie verbale, une extinction dichotique gauche et une apraxie constructive droite. ■
Dans certains cas, cette déconnexion calleuse s'accompagne d'anomalies du comportement moteur telles que celle de la « main étrangère ou capricieuse » ou de l'apraxie diagonistique : perte de la coordination des activités des deux mains qui deviennent indépendamment motivées par chaque hémisphère. Dans le premier cas, la main gauche effectue une action différente de celle décrite par le patient (celle de la main droite) et perçue ainsi comme étrangère, et dans le deuxième cas, la main gauche s'oppose à l'action de la main droite. Cette atteinte peut résulter d'un accident vasculaire localisé ou d'une infiltration tumorale (fig. 4.4).
Corps calleux
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Le corps calleux est une lame épaisse en forme de fer à cheval ouvert en bas, située au fond de la scissure longitudinale (fig. 4.1 et 4.5). Sa face supérieure répond au bord libre de la faux du cerveau, et sa face inférieure est accolée en arrière au fornix et en avant donne insertion au septum pellucidum qui sépare les
Ce sont des formations de substance blanche situées sur la ligne médiane et qui interviennent dans la coordination des deux hémisphères cérébraux. Elles sont dites homotopiques lorsqu'elles connectent les aires corticales équivalentes de chaque hémisphère, et hétérotopiques lorsqu'elles connectent une aire corticale avec d'autres aires de l'hémisphère controlatéral. Ces connexions hétérotopiques sont souvent calquées sur le modèle de connexion de l'aire concernée au sein de l'hémisphère ipsilatéral.
Pathologie L'atteinte du corps calleux induit des modifications du caractère à type d'irritabilité sur un fond d'indifférence et d'apathie. Il s'y associe bien souvent une méconnaissance des troubles présentés (anosognosie) et des troubles de la mémoire. Des troubles plus spécifiques de son fonctionnement comportent chez le droitier : ■ pour les lésions antérieures, une apraxie idéomotrice à la commande verbale ;
Fig. 4.4 Tumeur gliale maligne (glioblastome) en « aile de papillon » du splénium du corps calleux.
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Structure essentielle du système limbique, le fornix intervient dans les émotions et la mémoire (circuit de Papez).
Commissure antérieure
Fig. 4.5 Commissures interhémisphériques, coupe sagittale. 1 : Rostrum du corps calleux. 2 : Genou du corps calleux. 3 : Tronc du corps calleux. 4 : Splenium du corps calleux. 5 : Fornix. 6 : Commissure antérieure. 7 : Commissure postérieure (commissure épithalamique).
deux ventricules latéraux. On lui décrit d'avant en arrière quatre parties : le rostrum, effilé, qui se termine au niveau de la commissure antérieure ; le genou ; le tronc ; le splénium. Les fibres du genou destinées aux régions frontales constituent le forceps antérieur et les fibres du splénium destinées aux régions pariétooccipitales le forceps major. Sur un plan fonctionnel, le rostrum, le genou (aires préfrontales) et la partie antérieure (aires prémotrices) et moyenne (aire motrice primaire) du tronc interconnectent les aires frontales ; la partie postérieure du tronc est occupée par les fibres issues du cortex somesthésique pariétal puis du cortex temporal ; le splénium contient les fibres associatives visuelles issues des aires 18 et 19. Le corps calleux intervient également dans la coordination bimanuelle auto-initiée (frontale, antérieure) ou visuelle (occipitale, postérieure).
Fornix
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Le fornix, de coupe triangulaire, est un anneau de substance blanche ouvert en bas, situé sous le corps calleux (fig. 4.1 et 4.5). Sa face supérieure est unie au septum pellucidum en avant et au splenium du corps calleux en arrière. Sa face inférieure répond à la toile choroïdienne du troisième ventricule. Sa partie centrale, le corps, se prolonge en avant par deux colonnes qui contournent le thalamus, forment le bord antérieur des foramens interventriculaires et se terminent principalement au niveau des noyaux mamillaires. Certaines fibres antérieures, précommissurales, passent en avant de la commissure antérieure et se projettent sur les régions préoptique, septale et de la substance perforée antérieure. Le fornix provient en arrière de deux piliers qui s'écartent l'un de l'autre mais restent réunis par la commissure du fornix ou psaltérium (lyre). Leurs fibres sont issues de la fimbria et de l'alvéus qui recouvrent le relief de l'hippocampe au niveau de la paroi supéromédiale de la corne inférieure du ventricule latéral. 44
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La commissure antérieure constitue un cordon de substance blanche à la partie antérieure du troisième ventricule en avant des colonnes du fornix et sous le rostrum du corps calleux. Les fibres antérieures unissent les structures olfactives. Ses fibres moyennes relient les opercules frontopariétaux, l'insula et le noyau lenticulaire. Les fibres postérieures, en forme de fer à cheval ouvert en arrière, s'étendent d'un lobe temporal à l'autre entre les deux corps amygdaloïdes (fig. 4.5).
Substance blanche diencéphalique Faisceaux de projection Les fibres des radiations thalamiques participent à la constitution de la couronne rayonnante.
Faisceaux d'association Le faisceau thalamique unit le pallidum médial aux noyaux ventral antérieur et intermédiaire du thalamus. Le faisceau lenticulaire unit le pallidum médial au noyau ventral du thalamus. L'anse lenticulaire unit le pallidum médial au noyau ventral du thalamus, au noyau rouge et à la substance noire. Le faisceau subthalamique unit le pallidum au noyau subthalamique. La strie médullaire du thalamus se termine dans le noyau habénulaire. La strie terminale est située dans le sillon thalamocaudé et unit le corps amygdaloïde à la région septale. Le tractus habénulo-interpédonculaire unit le noyau habénulaire (épithalamus) au mésencéphale (faisceau rétroflexe de Meynert). Le tractus mamillotegmental unit l'hypothalamus au mésencéphale.
Commissures diencéphaliques Les parois du troisième ventricule contiennent les commissures hypothalamiques : commissures supra-optiques ventrale et dorsale, commissures hypothalamique antérieure et postérieure, la commissure supramamillaire, la commissure subthalamique et la commissure épithalamique.
4. Anatomie cérébrale : substance blanche
Consultez les compléments en ligne pour visualiser l'ensemble des planches correspondant à ce chapitre.
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