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Cortex entorhinal

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Localisation du cortex entorhinal (en bas de l'image).

Le cortex entorhinal est une zone du cerveau, située dans le lobe temporal médial, dont les fonctions comprennent notamment son rôle de centre majeur d'un vaste réseau impliqué dans la mémoire, la navigation et la perception du temps[1]. Le cortex entorhinal constitue la principale interface entre l'hippocampe et le néocortex. Le système entorhinal-hippocampique joue un rôle important dans les mémoires déclaratives (autobiographiques, épisodiques et sémantiques) et, en particulier, dans les mémoires spatiales, notamment lors de la formation de la mémoire, de la consolidation de la mémoire et de l'optimisation de la mémoire pendant le sommeil. Le cortex entorhinal intervient également dans le prétraitement (familiarité) des signaux d'entrée dans la réponse réflexe de la membrane nictitante lors du conditionnement classique avec trace ; l'association des influx provenant de l'œil et de l'oreille se produit dans le cortex entorhinal.

Localisation

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Dans le lobe temporal médian (voire lobe temporal), le long de la scissure rhinale, on peut trouver deux régions corticales importantes, située en dessous de l’hippocampe. Il s’agit du cortex rhinal et du cortex parahippocampique. Le cortex rhinal est lui-même composé de deux sous-régions appelées cortex entorhinal (aire 28 de Brodmann) et cortex périrhinal.

Fonctions

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Olfaction

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Les voies olfactives issues du bulbe olfactif où est traduit le message chimique en message nerveux (transduction), se projettent sur différentes régions du cortex où les informations sensorielles seront traitées. Le cortex temporal médian est le lieu de ce premier traitement, dans le cortex olfactif primaire. Celui-ci est divisé en quatre régions : le cortex piriforme, le noyau olfactif antérieur, le cortex péri-amygdalien et le cortex entorhinal. La caractéristique de l’olfaction est que cette modalité sensorielle est traitée dans du néocortex et du paléocortex (voire néocortex). Le cortex entorhinal est considéré comme un cortex de transition entre les deux, mettant en évidence la nature archaïque du système olfactif. Le cortex olfactif est composé des tubercules olfactifs, des noyaux amygdaliens, du cortex piriforme et entorhinal.

Mémoire

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Le cortex rhinal joue un rôle dans la mémorisation en recevant les informations issues des aires corticales associatives (représentation complexe réalisant la synthèse de différentes modalités sensitives, voire cortex associatif), puis en les transmettant au cortex parahippocampique qui lui succède et les transmettent à l’hippocampe. Ainsi, avec le cortex parahippocampique et l’hippocampe, il participe à la consolidation de la mémoire déclarative. L’atteinte de ces structures est responsable d’une amnésie antérograde sévère chez le patient HM, à qui il a été retiré la face médiane des lobes temporaux (voir lobe temporal). De la même façon, on peut remarquer que les plaques amyloïdes formées dans la maladie d'Alzheimer sont particulièrement localisées sur ces structures, notamment l’amygdale, l’hippocampe et le cortex entorhinal, ce qui expliquerait la centralisation des symptômes de cette maladie sur la mémoire.

Localisation dans l'espace

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En 2005, il a été découvert que le cortex entorhinal contient une carte neuronale de l'environnement spatial chez les rats[2]. En 2014, John O'Keefe, Maj-Britt Moser et Edvard Moser ont reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine, grâce à cette découverte[3]. La Française Francesca Sargolini a contribué à ces travaux de recherche[4].

Les neurones dans le cortex entorhinal latéral présentent peu de sélectivité spatiale[5], tandis que les neurones du cortex entorhinal médian (MEA), présentent de multiples « champs de lieu » qui sont disposés suivant un motif hexagonal, et sont, pour cette raison, appelés « cellules de grille ». Ces champs et l'espacement entre les champs augmentent de la MEA dorso-latéral à la MEA ventro-médiane[2],[6].

Conscience du temps

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En 2018, une équipe a mis en évidence chez la souris que des neurones du cortex entorhinal médian (MEC) permettent de déterminer une durée (un temps d'attente avant une action) en s'activant progressivement après temporisation[7]. Leurs résultats suggèrent l'existence dans le MEC de sous-circuits spécialisés dans le codage du temps d'attente pendant l'immobilité ou de l'espace pendant les mouvements[8].

Importance clinique

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Maladie d'Alzheimer

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Le cortex entorhinal est la première région du cerveau touchée par la maladie d'Alzheimer. En 2013, une étude utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle a localisé cette atteinte au niveau du cortex entorhinal latéral[9]. Plus récemment, un groupe particulier de neurones appelés cellules en éventail a été proposé comme étant le premier groupe neuronal à subir des lésions liées à la maladie d'Alzheimer[10] dans le cortex entorhinal latéral.

Lopez et al.[11] ont montré, dans une étude multimodale, qu'il existe des différences de volume du cortex entorhinal gauche entre les patients présentant un trouble cognitif léger évolutif (vers la maladie d'Alzheimer) et ceux dont l'état reste stable. Ces auteurs ont également constaté que le volume du cortex entorhinal gauche est inversement corrélé au niveau de synchronisation de phase dans la bande alpha entre le cortex cingulaire antérieur droit et les régions temporo-occipitales.

En 2012, des neuroscientifiques de l'UCLA ont mené une expérience auprès de sept patients atteints d'épilepsie, utilisant un jeu vidéo de taxi virtuel relié à des électrodes déjà implantées dans leur cerveau. Cette méthode a permis aux chercheurs de surveiller l'activité neuronale lors de la formation des souvenirs. En stimulant les fibres nerveuses du cortex entorhinal de chaque patient pendant l'apprentissage, ils ont constaté une amélioration de la navigation dans différents itinéraires et de la reconnaissance des repères. Cela indiquait une amélioration de la mémoire spatiale des patients[12].

Recherche

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Effets de l'exercice aérobie

Une étude menée chez de jeunes sujets a montré que la condition physique aérobie était positivement corrélée au volume du cortex entorhinal, ce qui indique que l'exercice aérobie pourrait avoir un effet bénéfique sur le système mnésique du lobe temporal médial, dont fait partie le cortex entorhinal[13].

Chez les autres animaux

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Chez les rongeurs, le cortex entorhinal est situé à l'extrémité caudale du lobe temporal. Le cortex entorhinal des rongeurs présente une organisation modulaire, avec des propriétés et des connexions différentes selon les régions.

Chez les primates, il est situé à l'extrémité rostrale du lobe temporal et s'étend dans la direction dorsolatérale.

Autres

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Dans le cadre de réponses « réflexes », l'association des impulsions de l'œil et l'oreille se produit dans le cortex entorhinal.

Notes et références

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  1. ↑ (en) Albert Tsao, Jørgen Sugar, Li Lu, Cheng Wang, James J. Knierim, May-Britt Moser et Edvard I. Moser, « Integrating time from experience in the lateral entorhinal cortex », Nature, vol. 561,‎ , p. 57–62.
  2. 1 2 (en) Torkel Hafting, Marianne Fyhn, Sturla Molden et May-Britt Moser, « Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex », Nature, vol. 436,‎ , p. 801-806 (ISSN 1476-4687, PMID 15965463, DOI 10.1038/nature03721, lire en ligne, consulté le ).
  3. ↑ « All Nobel Prizes in Physiology or Medicine », sur www.nobelprize.org (consulté le ).
  4. ↑ (en) Francesca Sargolini, Marianne Fyhn, Torkel Hafting et Bruce L. McNaughton, « Conjunctive representation of position, direction, and velocity in entorhinal cortex », Science (New York, N.Y.), vol. 312,‎ , p. 758-762 (ISSN 1095-9203, PMID 16675704, DOI 10.1126/science.1125572, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ (en) Eric L. Hargreaves, Geeta Rao, Inah Lee et James J. Knierim, « Major dissociation between medial and lateral entorhinal input to dorsal hippocampus », Science (New York, N.Y.), vol. 308,‎ , p. 1792-1794 (ISSN 1095-9203, PMID 15961670, DOI 10.1126/science.1110449, lire en ligne, consulté le ).
  6. ↑ (en) Marianne Fyhn, Sturla Molden, Menno P. Witter et Edvard I. Moser, « Spatial representation in the entorhinal cortex », Science (New York, N.Y.), vol. 305,‎ , p. 1258-1264 (ISSN 1095-9203, PMID 15333832, DOI 10.1126/science.1099901, lire en ligne, consulté le ).
  7. ↑ Pour la Science no 494 décembre 2018 p. 17.
  8. ↑ Heys JG, Dombeck DA, Evidence for a subcircuit in medial entorhinal cortex representing elapsed time during immobility, 2018 DOI 10.1038/s41593-018-0252-8
  9. ↑ (en) Khan UA, Liu L, Provenzano FA, Berman DE, Profaci CP, Sloan R, Mayeux R, Duff KE, Small SA, « Molecular drivers and cortical spread of lateral entorhinal cortex dysfunction in preclinical Alzheimer's disease », Nature Neuroscience, vol. 17, no 2,‎ , p. 304–311 (PMID 24362760, PMCID 4044925, DOI 10.1038/nn.3606)
  10. ↑ (en) Kovács KA, « Relevance of a Novel Circuit-Level Model of Episodic Memories to Alzheimer's Disease », International Journal of Molecular Sciences, vol. 23, no 1,‎ , p. 462 (PMID 35008886, PMCID 8745479, DOI 10.3390/ijms23010462 Accès libre)
  11. ↑ (en) M. E. Lopez, R. Bruna, S. Aurtenetxe, J. A. Pineda-Pardo, A. Marcos, J. Arrazola, A. I. Reinoso, P. Montejo, R. Bajo et F. Maestu, « Alpha-Band Hypersynchronization in Progressive Mild Cognitive Impairment: A Magnetoencephalography Study », Journal of Neuroscience, vol. 34, no 44,‎ , p. 14551–14559 (PMID 25355209, PMCID 6608420, DOI 10.1523/JNEUROSCI.0964-14.2014)
  12. ↑ (en) N. Suthana, Z. Haneef, J. Stern, R. Mukamel, E. Behnke, B. Knowlton et I. Fried, « Memory Enhancement and Deep-Brain Stimulation of the Entorhinal Area », New England Journal of Medicine, vol. 366, no 6,‎ , p. 502–510 (PMID 22316444, PMCID 3447081, DOI 10.1056/NEJMoa1107212)
  13. ↑ (en) « Study highlights the importance of physical activity and aerobic exercise for healthy brain function », sur Boston University Medical Center (consulté le )

Annexes

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Bibliographie

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  • Pinel, J. (2007). Biopsychologie. 6e édition. Paris : Pearson.
  • Boisacq-Schepens, N. & Crommelinck, M. (2000). Neurosciences. Paris : Dunod.
  • Bear, M. Connors, B. & Paradiso, M. (2007). Neurosciences, à la découverte du cerveau. 3e édition. Ed. Pradel.

Articles connexes

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Liens externes

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