Savez-vous pourquoi la substance blanche de notre système nerveux est si importante ?

· 22 septembre 2017

La substance blanche est responsable de la transmission de l’information dans l’ensemble du système nerveux central. Sa dénomination vient de la couleur que lui donne les gaines de myéline, de couleur blanche. La myéline permet aux informations électriques de se déplacer rapidement d’un neurone à un autre, recouvrant les axones de ces derniers.

Dans le cerveau, la substance blanche est située sous la substance grise, formant le cortex cérébral, tandis que dans la moelle épinière, elle se situe dans la partie extérieure, couvrant la matière grise. Elle est formée par des axones qui envoient l’information sensorielle et motrice à l’endroit qui correspond. Bien qu’on lui attribue la diffusion de l’information, il semble qu’elle soit impliquée dans d’autres processus.

L’emplacement de la substance blanche dans le système nerveux central

Concrètement, la substance blanche des hémisphères cérébraux est formée par trois types de fibres différentes :

  • Les commissures inter-hemisphériques : ce sont les fibres qui interconnectent les hémisphères cérébraux. Dans cette catégorie nous trouvons la commissure antérieure, qui relie les bulbes olfactifs avec le lobe temporal. Aussi, le corpus callosum qui rejoint les hémisphères droit et gauche. Ainsi, lorsque le corpus callosum est coupé, la plupart des communications entre les hémisphères s’en trouvent interrompues.
  • Les fibres de projection : il s’agit d’axones qui remontent au cortex cérébral et s’organisent dans un système irradiant vers les hémisphères cérébraux.
  • Les fibres d’association : se sont les axones qui relient différentes zones du cortex cérébral d’un même hémisphère.

La moelle épinière est la division la plus abondante du système nerveux central, elle est en constante interaction avec le système nerveux périphérique et a une grande influence sur les fonctions sensorielles et motrices. Elle est protégée par la colonne vertébrale, chargée d’amortir des coups afin d’éviter une lésion de la moelle épinière. La substance blanche se situe à l’extérieur, couvrant la substance grise. La substance blanche de la moelle épinière est organisée en trois colonnes : dorsale, latérale et ventrale .

  • La colonne blanche dorsale est formée par les fibres somatiques afférentes des nerfs spinaux qui remontent par la moelle sans synapsis. Elle est regroupée en deux fascicules, le cuneo et le gracile. Le premier est formé par les voies qui entrent dans les segments de la partie supérieure (thoracique et cervical). Le second, le gracile, pénètre par la section inférieure (sacrum, lombaire et thoracique inférieur).
  • La colonne blanche ventrale et latérale, est formée par des voies ascendantes qui portent des informations tant somatiques que viscérales et par des voies descendantes qui envoient des informations somatiques et de modulation sensorielle.

Sa relation avec les fonctions cognitives

Traditionnellement, la substance blanche a été associée à la vitesse de traitement, mais ces dernières années, il a été tenté de l’associer à différentes fonctions cognitives, compte tenu de l’impact de sa dégénérescence sur lesdites fonctions. De nombreuses études ont tenté de clarifier le rôle de la substance blanche dans le langage, la mémoire ou l’attention.

Par exemple, il a été constaté que les enfants présentant un déficit d’attention disposent d’un volume plus faible dans la substance blanche frontale droite, ce qui aurait une corrélation avec le degré d’altération de l’attention soutenue. Des corrélations significatives ont également été trouvées chez les patient-e-s atteint-e-s de la maladie d’Alzheimer et d’une affection cognitive légère entre leur volume et leur mémoire, bien qu’il soit possible que cette dégénérescence soit secondaire à celle de la substance grise.

homme en pleine réflexion

La déconnexion des fibres reliant le thalamus au cortex frontal peut interférer avec la mémoire verbale et nuire à la mémoire de travail. D’autre part, l’apprentissage et la mémoire visuelle ont été associés à la substance blanche pariétale et temporelle. La corrélation entre la mémoire de travail et les zones de substances blanches temporelles, pariétales et frontales, a été documentée grâce à plusieurs études.

Lésion axonale diffuse

Les lésions axonales diffuses sont souvent le résultat d’une lésion traumatique avec des mécanismes d’accélération-décélération ou de rotation. C’est l’une des causes de mortalité les plus fréquentes chez les patient-e-s présentant un traumatisme cranio encephalique, généralement causée par des accidents de la circulation. Elle consiste en différentes lésions focales de la substance blanche de 1-15 mm dans une distribution caractéristique.

Il en résulte une perte instantanée de conscience, plus de 90% des patient-e-s qui en souffrent restent dans un état végétatif ; ne cause pas la mort, puisque le tronc cérébral continue de fonctionner et est responsable des fonctions vitales de l’organisme. Elle est responsable de la plupart des altérations de l’attention, de la mémoire, de la rapidité du traitement et des altérations exécutives dans les traumatismes cranio encephaliques modérés et sévères.

substance blanche

La composante mécanique du traumatisme entraîne des étirements, des torsions et des ruptures des axones et des capillaires cérébraux provoquant des micro-hémorragies. D’un point de vue clinique, il provoque une confusion, une perte de conscience ou un coma, en fonction de la gravité, en raison de l’interruption des fibres ascendantes. Le degré de déconnexion marque la gravité et la durée du coma ainsi que la présence et la durée de l’amnésie post-traumatique.

Neuro-psychologiquement, les lésions axonales diffuses entravent la capacité à effectuer de nouveaux apprentissages et provoquent des altérations de l’attention, de la vitesse de traitement de l’information et des fonctions exécutives. L’altération des fonctions frontales est une constante et s’explique par le fait que ces fonctions nécessitent l’intégrité de tous les circuits cortico-corticaux et cortico-sous-corticaux, lesquels se trouvent affectés.

Les pathologies provoquant la dégénérescence de la substance blanche

Il existe différentes pathologies découlant de la dégénérescence de la matière blanche et pouvant avoir des conséquences graves, cognitives, motrices et sensorielles. Une de ces pathologies est la maladie dite de Binswanger. Dans cette pathologie, l’aspect cérébral externe est généralement normal, mais le rapport de la substance grise/substance blanche est généralement faible.

Les conséquences de cette maladie peuvent aller d’une affection des axones jusqu’à la démyélinisation de ces derniers. Les symptômes communs sont le ralentissement de la pensée, les altérations de la mémoire, la confusion, l’apathie et la perte d’intérêt pour l’environnement. Le fait de marcher par petits pas ou de manière instable assortie de chutes sont des signes précurseurs de maladie.

homme marchant avec des béquilles aidé par une femme

Les leucodystrophies font également partie des maladies affectant la substance blanche. Il s’agit d’un groupe de maladies génétiquement déterminées qui produisent une altération du métabolisme de la myéline. Les manifestations cliniques les plus courantes sont la tétraplégie, l’ataxie, la cécité, la surdité et les troubles cognitifs. Elles évoluent progressivement et commencent dès l’enfance.

Comme nous l’avons vu dans cet article, la substance blanche est une partie fondamentale de notre système nerveux. C’est un moyen conducteur pour l’information que reçoit notre cerveau, mais c’est également un canal de communication par lequel ce dernier donne des ordres aux différents organes. Une bonne quantité de substance blanche et en bonne condition favorise notamment notre attention et la rapidité avec laquelle nous procédons à différents processus cognitifs, comme la prise de décision ou l’acquisition de nouveaux apprentissages.

Bibliographie

Haines DE (2002) Principes de neurosciences. Madrid: Elsevier España SA

Junque, Carme. (2008). Evaluation des lesions axonales diffuses dans les traumatismes crâniens-encéphaliques. Écrits de psychologie (Internet) , 2 (1), 54-64. Récupéré le 7 juillet 2017, à partir de http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1989-38092008000300007&lng=en&tlng=f

Tirapau-Ustarroz, J., Luna-Lario, P., Hernáez-Goñi, P., et García-Suescun, I. (2011). Relation entre la substance blanche et les fonctions cognitives. ( www.revneurol.com , Ed.) Journal of Neurology, 52 (12), 725-742

Wasserman J. et Koenigsberg RA (2007). Lesions axonales diffuses. Emedicine.com. Récupéré le 7 juillet 2017, à partir de http://emedicine.medscape.com/article/339912-overview