Substance noire : épicentre du mouvement et du sommeil

25 novembre 2019
La substance noire participe à des processus importants dans le cerveau. Par exemple, elle a un impact sur notre sommeil, notre humeur ou notre façon de réagir lorsque nos attentes ne sont pas satisfaites.

L’une de nos structures cérébrales les plus étonnantes est la substance noire. Si l’on en juge par sa taille, on pourrait penser qu’elle ne joue pas un rôle bien important. Toutefois, elle est vitale pour notre organisme.

Dans cet article, nous allons en apprendre un peu plus sur ce qui la constitue et sur ses fonctions. De plus, nous verrons quelles maladies lui sont associées lorsque la substance noire connait des dysfonctionnements… Commençons donc !

Qu’est-ce que la substance noire ?

Il s’agit d’une structure qui fait partie des ganglions de la base, un circuit de noyaux interconnectés. Elle est située dans le cerveau moyen. De plus, elle se repartie des deux côtés du cerveau. C’est-à-dire dans chacun de nos hémisphères cérébraux.

Vous vous demandez certainement pourquoi elle s’appelle ainsi ? Il s’avère que les neurones qui la composent ont un pigment qui leur donne une teinte sombre. Ce pigment, appelé neuromélanine, est présent dans les neurones dopaminergiques, qui sont abondants dans cette région.

La substance noire dans le cerveau

Les fonctions de la substance noire

La substance noire se compose de deux parties. Chacune d’entre elles a ses propres fonctions. Il s’agit des parties :

  • Compacte : elle est responsable de la transmission des signaux au reste des ganglions de la base. Elle initie et régule également la motricité fine par le biais des neurones dopaminergiques. Cette zone est caractérisée par sa couleur plus foncée et contient donc plus de neurones dopaminergiques
  • Réticulée : sa fonction est d’envoyer des signaux depuis les ganglions de la base vers différentes zones du cerveau. Notamment vers le thalamus, un centre de contrôle de l’information. Cette partie de la substance noire contient moins de neurones dopaminergiques

Ne pensez pas que parce que la partie réticulée contient moins de neurones dopaminergiques, elle ne joue pas un rôle essentiel. Au contraire, elle aide à l’inhibition neuronale par le neurotransmetteur GABA.

L’apprentissage

La substance noire est associée aux processus d’apprentissage. En effet, elle est la médiatrice entre les réponses du cerveau et les stimuli. Sa fonction est de faciliter l’apprentissage, grâce aux effets renforçants de la dopamine. En outre, elle est surtout impliquée dans l’apprentissage spatial.

Pourquoi cette fonction ? Un grand nombre de neurones dopaminergiques sont activés lorsque des stimuli inattendus apparaissent. Ce qui est courant durant les phases d’apprentissage. Puisqu’elle contient un grand nombre de ces neurones, elle contribue a l’implémentation de l’apprentissage. Cependant, elle ne le fait pas toute seule. Elle agit en effet en relation avec d’autres structures du cerveau.

La motricité

Comme nous l’avons mentionné plus haut, la substance noire fait partie des ganglions de la base. Il s’agit d’un ensemble de noyaux qui sont impliqués dans le mouvement. Quelle est donc l’action spécifique de la substance noire dans cette fonction ? Initier et orienter les mouvements dans lesquels la motricité fine est nécessaire.

Les mouvements oculaires influencent l’activation de la partie réticulée en association avec le thalamus et les autres structures de notre système nerveux. Ils agissent principalement pour que notre regard se stabilise malgré les mouvements de notre visage et de notre tête. Ils sont également impliqués dans le traitement visuel.

Les renforts et les récompenses

Lorsque nous avons des sensations agréables, les neurones de la substance noire s’activent également. De cette façon, ils participent aux circuits de récompense. En fait, selon Bear, Connors et Paradiso, auteurs du livre Neurosciences, à la découverte du cerveau. L’exploration du cerveau facilite la prédiction des comportements qui impliquent un renforcement.

De plus, la substance noire agirait également lorsque des schémas de comportement se répètent. C’est parce qu’il existe des associations entre les stimuli et les réactions. Par conséquent, cette substance est liée à la motivation, aux renforcements et aux dépendances. En effet, elle s’active lors de l’utilisation adaptative de l’apprentissage.

La régulation du sommeil

Encore une fois, nous revenons aux neurones dopaminergiques que l’on retrouve entre autres dans cette structure. Ils régulent notre rythme biologique du sommeil. Ainsi, la substance noire est lié au rythme circadien. Cette zone est la plus sollicitée au cours de la phase de mouvement oculaire rapide. Incroyable, n’est-ce pas ?

Enfin, au delà de ces fonctions, la substance noire est aussi impliquée dans le traitement temporel. C’est-à-dire, la perception du temps en termes de détection des intervalles de stimuli.

La substance noire est impliquée dans la régulation du sommeil

Les maladies associées à la substance noire

Comme nous l’avons vu plus haut, la substance noire agit sur diverses fonctions essentielles de notre organisme. Par conséquent, son dysfonctionnement peut conduire à de multiples maladies. Nous allons vous parler de deux de ces maladies :

  • Schizophrénie : c’est un trouble mental dans lequel la substance noire semble tenir un rôle prépondérant. Ce qui se passe, c’est que ce trouble altère les voies dopaminergiques. Ainsi, l’activité de ce neurotransmetteur peut devenir très élevée dans ce cas. Par conséquent, la maladie présente souvent des symptômes associés à la motivation et à l’humeur
  • Maladie de Parkinson : en raison de cette pathologie, les neurones dopaminergiques dégénèrent. Et ce, surtout dans la partie compacte de la substance noire. De plus, si nous réfléchissons un peu aux fonctions de cette substance, nous pouvons remarquer à quel point elles sont étroitement liées à certains symptômes de la maladie. Par exemple, les troubles moteurs, les troubles de l’humeur ou encore du sommeil.

En bref, la substance noire est la partie du cerveau qui nous permet de gérer le mouvement, la motivation, le sommeil, la détection des intervalles de stimulus, l’humeur, l’apprentissage et la connexion de signaux nerveux. Par conséquent, son absence ou son altération pose des problèmes majeurs dans les processus auxquels elle participe.

 

Bear, M. F. Connors, B. W., PAradiso, M.A. Nuin, X.U., Guillén, X.V & Sol Jaquotor, M.J. (2008). Neurociencias la exploración del cerebro. Wolters Kluwer/Lippicott Williams & Wikins.

Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessel, T.M. (2001). Principios de neurociencia. Madrid: McGrawHill Interamericana