Le noyau sous-thalamique est un groupe de neurones trouvés dans le cerveau de la plupart des mammifères, y compris les humains. Il fait partie des noyaux gris centraux, une collection de noyaux neuronaux qui aident à la coordination des mouvements volontaires. Le tir synchronisé par les noyaux sous-thalamiques et par les neurones voisins du globus pallidus fonctionne comme le stimulateur cardiaque de l’ensemble des noyaux gris centraux et est nécessaire pour un contrôle stable du mouvement dans les membres. Une activité anormale accrue du noyau sous-thalamique se produit dans les troubles du mouvement comme la maladie de Parkinson et la maladie plus rare appelée hémiballisme.
Les noyaux gris centraux du cerveau comprennent le noyau sous-thalamique ainsi que des régions apparentées comme le strié et la substantia nigra. Tous ces noyaux modèrent les voies dans le cerveau qui sont importantes pour le contrôle du mouvement volontaire. Ils sont excitateurs, ce qui signifie qu’ils fonctionnent en excitant les neurones pour qu’ils se déclenchent électriquement. Avec le cervelet, qui contrôle le mouvement par inhibition, les noyaux gris centraux sont l’une des deux principales régions concernées par l’exécution du mouvement volontaire. Les noyaux sous-thalamiques sont anatomiquement proches du thalamus et communiquent avec lui, d’où leur nom.
Sur le plan fonctionnel, le noyau sous-thalamique est étroitement associé au globus pallidus, une région voisine des noyaux gris centraux. Ces groupes neuronaux sont des stimulateurs cardiaques, ce qui signifie qu’ils se déclenchent en synchronisation les uns avec les autres et excitent ainsi tous les neurones auxquels ils sont connectés. Dans les noyaux gris centraux des primates, les noyaux sous-thalamiques reçoivent une rétroaction des neurones du cortex cérébral qui dirigent les mouvements volontaires. Ainsi, il fait partie de la voie reliant la planification d’un mouvement dans le cortex avec les parties du cerveau qui contrôlent son exécution musculaire.
Une activité anormale du noyau sous-thalamique a également été impliquée dans le dysfonctionnement moteur de la maladie de Parkinson. Les chercheurs ont noté que la destruction de cette zone due à un accident vasculaire cérébral et à d’autres blessures améliorait généralement les mouvements des patients. Pour le traitement de la maladie de Parkinson, certains neurochirurgiens ont développé une procédure conçue pour imiter les bons effets de ces dommages au noyau sous-thalamique. Appelée stimulation cérébrale profonde, elle est accomplie par le placement chirurgical d’électrodes dans les noyaux gris centraux, en utilisant des impulsions électriques pour perturber certaines activités neuronales dans certaines zones. Certains essais cliniques ont indiqué que la procédure était un traitement médical plus efficace chez les patients présentant des symptômes graves de la maladie de Parkinson.
L’hémiballisme est un trouble du mouvement très rare caractérisé par de violents mouvements de projection du bras d’un côté du corps. Il résulte généralement d’une lésion du noyau sous-thalamique, bien que la mort cellulaire dans d’autres parties des noyaux gris centraux puisse provoquer des formes plus légères de ses symptômes. Toute maladie neurologique qui attaque les noyaux qui affectent le mouvement volontaire peut potentiellement provoquer un hémiballisme. Elle peut résulter d’une privation d’oxygène due à un accident vasculaire cérébral ou à un traumatisme. La gravité de l’hémiballisme dépend de l’étendue des dommages cellulaires.