Le thalamus : ses caractéristiques et ses fonctions

Le thalamus est l'une des structures cérébrales les plus importantes, en raison de la multiplicité des fonctions qu'il englobe. Voici tout ce que vous devez savoir à ce sujet.

Rédigé et vérifié par Psychologue Carolina López De Luis.

Dernière mise à jour : 21 décembre, 2022

Le thalamus est une structure de forme ovale qui constitue la partie dorsale du diencéphale. Il transmet les informations sensorielles aux zones sensorielles primaires du cortex, mais c’est plus qu’une simple station de répétition.

La fonction principale du thalamus est l’intégration d’informations sensorielles dirigées vers le cortex. Il transmet la plupart des informations qui parviennent au cortex cérébral et, de plus, intègre diverses modalités sensorielles et facilite ou inhibe les projections vers certains lobes ou d’autres.

Elle est indispensable au maintien de l’activité corticale. Il est également chargé de transmettre les informations du cervelet et du striatum au cortex cérébral. Le cervelet et le striatum sont des centres qui modulent les voies motrices descendantes du cortex cérébral. Presque toutes les informations sensorimotrices passent par le thalamus avant d’atteindre leur destination (cortex).

Le thalamus est organisé en différents noyaux avec des fonctions différentes. La seule information sensorielle qui ne prend pas le relais du thalamus est l’information olfactive, qui passe directement du bulbe olfactif au cortex cérébral. Le reste des sens : le goût, la vision, le toucher et l’ouïe sont libérés dans les noyaux du thalamus puis le projettent vers sa zone correspondante dans le cortex.

Mais en plus des informations ascendantes, il traite également des informations descendantes, les informations que la croûte envoie vers d’autres zones. Bien que sa fonction principale soit de réguler les projections sensorimotrices, il intervient également dans le fonctionnement de certaines fonctions supérieures, comme la mémoire ou le langage.

Organisation Thalamus

Le thalamus fait partie du diencéphale situé à la base du cerveau, entre le télencéphale et le tronc cérébral. En plus du thalamus, trois autres subdivisions font partie du diencéphale : l’hypothalamus, le sous-thalamus et l’épithalamus. C’est la plus grande des quatre subdivisions et se compose de groupes de neurones qui se projettent dans toutes les zones du cortex cérébral.

Disons que vous êtes dans un endroit stratégique qui vous permet d’être « la porte fonctionnelle du cortex cérébral ». Pratiquement toutes les informations arrivant ou descendant du cortex passent d’abord par le thalamus. Les noyaux du thalamus sont organisés autour de la lame médullaire, qui a la forme d’un « Y », divisant le thalamus en trois parties : antérieure, médiale et latérale.

Concernant le rôle joué par chacun des noyaux, on peut les classer en :

• Noyaux relais thalamiques, qui sont des stations de traitement intermédiaires dans le transit sensoriel vers le cortex cérébral, envoyant leurs projections vers des zones spécifiques dudit cortex
• Projection diffuse, qui ne sont pas spécifiques : elles n’envoient pas de projections vers des zones spécifiques.
• Noyaux d’association. Ceux-ci font partie d’un circuit qui relie le cortex cérébral aux structures sous-corticales.

Connexions thalamo-corticales

La communication entre le cortex et le thalamus est réciproque et bidirectionnelle. Le thalamus est constitué de neurones de projection qui visent à communiquer avec d’autres zones, telles que le cortex, le cervelet ou les noyaux gris centraux. De plus, il possède également des interneurones qui envoient des informations entre les noyaux du thalamus. Ainsi, les noyaux relais envoient des projections vers des zones spécifiques de la croûte.

Chaque modalité sensorielle a son noyau relais, à l’exception de l’odorat. Les noyaux de relais sensoriels transmettent leurs signaux à des zones spécifiques du cortex situées dans les lobes pariétal, occipital, temporal et insulaire. De plus, chaque noyau thalamique relais sensoriel reçoit des projections de la zone cérébrale vers laquelle il se projette.

Ceux avec une projection diffuse comprennent le groupe intralaminaire, le groupe médian et le groupe réticulaire. Les deux premiers se caractérisent par le fait que les informations provenant de différentes zones du cerveau et de la moelle épinière convergent vers elles, et, à leur tour, elles les distribuent à de grandes zones du cortex cérébral, sans respecter les limites des zones corticales.

Le thalamus fonctionne non seulement comme une station qui traite et transmet les signaux qu’il reçoit au cortex cérébral, mais il agit également comme un centre qui contrôle les signaux qui l’atteignent. Le noyau réticulaire remplit cette fonction de contrôle de l’activité corticale. La fonction du thalamus est cruciale pour le fonctionnement de notre SNC, sa lésion entraînerait divers déficits.

Groupes de noyaux relais et de projection diffuse

Jusqu’à 50 noyaux ont été identifiés. Les noyaux relais thalamiques sont généralement classés en quatre groupes par rapport à la lame médullaire interne (faisceau de fibres) :

• Antérieur : participe à la mémoire et aux émotions liées aux régions du cortex cingulaire et frontal.
• Médiale : se compose de trois subdivisions, chacune reliée à une région spécifique du cortex frontal. Il reçoit des informations des noyaux gris centraux, du noyau amygdalien et du mésencéphale. Vous avez été impliqué dans la mémoire.
• Ventral : important pour le contrôle moteur, transmettant les informations du cervelet et des noyaux gris centraux au cortex moteur.
• Postérieur : se compose du genouillé médial, du genouillé latéral et du pulvinar. Le genouillé médial est un composant du système auditif, il transmet des informations auditives organisées tonotopiquement au lobe temporal. Le genouillé latéral reçoit des informations de la rétine et envoie les informations visuelles au cortex visuel primaire du lobe occipital. Et le pulvinar se projette vers des zones d’association pariéto-occipito-temporelle, plus développées chez l’homme.

Quant aux noyaux diffus de projection, ils sont situés dans la ligne médiane du thalamus ou dans la lame médullaire. Les noyaux intralaminaires se projettent sur les structures limbiques, qui régissent l’activation du cortex, et participent peut-être à l’intégration de sous-modalités sensorielles. Le noyau réticulaire régule l’activité des autres noyaux thalamiques en fonction de leur contrôle.

Ce n’est pas seulement une station relais pour un simple transfert vers le néocortex. On peut soutenir qu’il s’agit d’une région cérébrale complexe où un degré substantiel de traitement de l’information est possible. Il agit comme un gardien d’informations jusqu’au cortex cérébral, empêchant ou facilitant le passage d’informations spécifiques selon l’état de conscience de la personne.

Les nombreuses fonctions du thalamus

C’est une structure complexe qui a des implications dans diverses fonctions du système nerveux central, voici quelques-unes d’entre elles :

• Moteur sensible : il est responsable de l’analyse et de l’intégration des fonctions sensibles. Ceux-ci peuvent être des stimuli mécaniques, thermiques et douloureux et collaborent à leur perception. Sa blessure peut provoquer une perte sensorielle controlatérale à la blessure, une paresthésie ou une douleur thalamique. Au niveau moteur, il est impliqué dans les mouvements volontaires et involontaires et la marche.
• Attention : des preuves ont été trouvées sur son implication dans le cycle veille-sommeil et dans le degré de conscience.
• Émotions : il est responsable de l’intégration des informations viscérales avec l’affection, les émotions et la pensée.
• Langage : principalement, il influence les aspects moteurs du langage, bien que les dommages au thalamus puissent également causer des problèmes de dénomination ou de syntaxe.
• Mémoire : il y a une implication claire du thalamus dans la mémoire antérograde, c’est-à-dire la formation de nouveaux souvenirs. De plus, il collabore à l’organisation temporaire des mémoires récentes et anciennes. Sa blessure est également liée à des maladies caractérisées par l’amnésie comme le syndrome de Korsakoff.
• Fonction exécutive : dans ses projections vers le cortex préfrontal, elle module également les fonctions exécutives, l’attention, l’initiative, l’inhibition et l’organisation temporelle du comportement.

Comme on le voit, son rôle ne peut se limiter à une seule fonction : il module de multiples fonctions sensorielles, motrices et même supérieures.

On peut donc affirmer que le thalamus joue un rôle important dans différentes fonctions cérébrales, notamment la mémoire, les émotions, le cycle veille-sommeil et les fonctions exécutives. Moyenne en général des réponses corticales de la vigilance, du contrôle sensorimoteur et du traitement de l’information sensorielle.

Blessure au thalamus

Le thalamus est un noyau gris situé à la base de notre cerveau qui sert de point d’intersection de plusieurs voies neuronales. Les manifestations cliniques produites par les lésions thalamiques sont très diverses, mal systématisées et relativement peu connues.

À leur tour, ces lésions répondent à de multiples causes, parmi lesquelles la vasculaire prédomine, bien que celles d’origine métabolique, néoplasique, inflammatoire et infectieuse se démarquent également.

Il intègre des informations somatiques, viscérales et visuelles liées aux sensations émotionnelles et aux états subjectifs, influence l’activité du cortex moteur et sert de relais vers la conscience. Ainsi, les niveaux de conscience et de vigilance, le tonus émotionnel ou la mémoire récente peuvent être altérés, en plus des problèmes de sensibilité et de mouvements.

On peut parler de pathologies spécifiques directement liées à la lésion du thalamus. Deux de ces blessures seraient le syndrome de Korsakoff ou le syndrome de Dejerine et Roussy. Le premier caractérisé par des problèmes de mémoire antérograde, des fabrications et des hallucinations. La seconde était due à une douleur intense, une hémiparésie transitoire et une hémiataxie.

Comme nous pouvons le voir, les lésions thalamiques continuent d’être un défi pour les cliniciens. La raison principale est que ce petit noyau gris est un point de connexion entre différentes voies neuronales : des connexions afférentes qui y convergent et des voies efférentes qui transportent l’influx nerveux du thalamus vers d’autres structures du système nerveux central.

Par conséquent, une lésion au niveau du thalamus, selon la zone touchée, ainsi que l’étiologie (infectieuse, vasculaire…) ; elle peut entraîner une multiplicité de conséquences. En effet, comme le reconnaissent les professionnels du domaine, ces blessures sont « mal systématisées et relativement peu connues ». Il y a encore beaucoup à étudier et à apprendre sur cette structure clé pour le bon fonctionnement du cerveau.