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La commande de tous nos mouvements volontaires provient de notre cerveau. Une des régions les plus impliquées dans le contrôle de ces mouvements volontaires est le cortex moteur.

Le cortex moteur est situé à l'arrière du lobe frontal, juste avant le sillon central qui sépare le lobe frontal du lobe pariétal. On subdivise le cortex moteur en deux grandes aires, l'aire 4 et l'aire 6. L'aire 4, que l'on désigne aussi comme le cortex moteur primaire, forme une mince bande qui longe le sillon central alors que l'aire 6 s'étend immédiatement en avant de l'aire 4. L'aire 6 est plus large et se subdivise encore en deux sous-régions distinctes.

Pour réaliser des mouvements dirigés vers un objectif, notre cortex moteur va recevoir de l'information des différents lobes du cerveau. Ainsi, il sera renseigné sur la situation du corps dans l'espace par le lobe pariétal, sur les objectifs à atteindre et le choix d'une stratégie appropriée par la partie antérieure du lobe frontal, sur les souvenirs d'anciennes stratégies par le lobe temporal, etc.

En 1870, Hitzig et Fritsch stimulent électriquement certaines parties du cortex moteur d'un animal. Selon la région stimulée, ils observent la contraction de parties différentes du corps. Puis ils constatent qu'en détruisant la même petite région corticale, ils créent une paralysie de la partie du corps correspondante. C'est ainsi que l'on découvrit que chaque partie du corps est associée à une région précise du cortex moteur primaire qui en contrôle le mouvement. Mais ce qu'il y a de particulier avec cette « carte motrice », c'est que certaines parties du corps y occupent beaucoup plus de place que d'autres. C'est pourquoi ces parties, qui sont celles qui ont le plus de finesse dans le mouvement, sont représentées en plus gros sur le dessin.

Ces ganglions, ou amas de cellules nerveuses, sont étroitement interconnectés et reçoivent également des informations en provenance de plusieurs régions du cortex cérébral. Une fois traitée par les ganglions de la base, cette information retourne au cortex moteur en passant par le thalamus.



L'une des fonctions de cette boucle, qui s'ajoute à celle impliquant le cervelet, est vraisemblablement de sélectionner et de déclencher des mouvements volontaires harmonieux.

Ce rôle dans l'initiation et le bon déroulement de la commande motrice apparaît clairement chez les personnes dont les ganglions de la base sont endommagés, comme c'est le cas lors de la maladie de Parkinson par exemple. On observe alors chez ces patients de la difficulté à commencer les mouvements qu'ils ont planifiés, des tremblements ainsi qu'une lenteur dans l'exécution de leurs gestes.

Le cerveau sert essentiellement à produire des comportements qui sont d'abord et avant tout des mouvements. Plusieurs régions du cortex cérébral sont impliquées dans le contrôle de nos mouvements.

Ces régions montrent une organisation hiérarchique semblable à celle de l'équipage d'un bateau. Sur une galère par exemple, c'est le capitaine qui détermine et planifie la destination d'un voyage en évaluant les différents facteurs qui motivent la traversée. Ses lieutenants calculent ensuite la direction que doit prendre le bateau pour y arriver en fonction des conditions climatiques. Ils transmettent finalement leurs consignes aux rameurs qui impriment son mouvement et sa direction au bateau.

Dans notre cerveau, la planification du mouvement se fait surtout dans la partie avant du lobe frontal. Celle-ci est informée par plusieurs autres régions du cortex de la situation dans laquelle se trouve l'individu. Ce «capitaine» transmets ensuite ses ordres à l'aire 6 où le choix d'un ensemble de muscle à contracter pour réaliser le mouvement se fait. Les «lieutenants» de l'aire 6 transmettent ensuite leurs ordres aux «rameurs» du cortex moteur primaire (aire 4) qui vont activer des muscles ou des groupes de muscles précis par l'entremise des motoneurones de la moelle épinière.

Pour un geste aussi simple que prendre un verre d'eau avec la main, il est pratiquement impensable d'essayer de spécifier la séquence, la force, l'amplitude et la vitesse de contraction de chacun des muscles impliqués. Pourtant, si l'on est en santé, on fait tous ce geste le plus simplement du monde sans avoir à réfléchir.

La décision de prendre un verre d'eau s'accompagne d'une augmentation de l'activité électrique dans la région frontale du cortex. Grâce à leurs axones, ces neurones du cortex frontal vont par la suite activer le cortex moteur proprement dit qui, avec l'aide de l'information fournie par le cortex visuel, va déterminer la trajectoire idéale pour atteindre le verre. Pour ce faire, il mettra à contribution d'autres régions du cerveau comme les noyaux gris centraux et le cervelet qui aident à initier et à coordonner la séquence de muscles à activer.

Les axones des neurones du cortex moteur primaire descendent jusque dans la moelle épinière. C'est là que se fait le dernier relais avec les neurones moteurs de la moelle. Ceux-ci sont connectés directement aux muscles et provoquent leur contraction. Et c'est en tirant sur les os que les muscles déclenchent enfin le mouvement qui va permettre de saisir le verre.

De plus, pour que les mouvements soient coordonnés, précis et rapides, le système nerveux doit continuellement recevoir des informations sensorielles du monde extérieur pour adapter et corriger sa trajectoire. Il y parvient surtout grâce au cervelet qui reçoit des propriocepteurs la position des articulations et du corps dans l'espace.