Un nerf est un paquet d'axones entourés par une pellicule protectrice, l'endonèvre. L'intérieur d'un nerf est assez structuré, avec une organisation hiérarchique, les axones se regroupant en ensembles, qui eux-mêmes sont regroupés en ensembles plus gros. Au niveau le plus fin, plusieurs axones s'assemblent et s'enveloppent d'une pellicule, le périnèrve, pour former ce qu'on appelle un fascicule. Plusieurs fascicules sont regroupés avec des vaisseaux sanguins et le tout est entouré par une autre pellicule, l'épinèvre, pour former un nerf. L'ensemble est illustré ci-contre, et les illustrations ci-dessous montrent une section d'un nerf optique.
Les nerfs sensoriels, et tout axone sensoriel, ont un diamètre qui varie suivant le type d'informations à transporter. En effet, plus un axone est gros, plus il transmet vite l'influx nerveux : plus une information doit être transmise vite, plus le diamètre de l'axone sera gros. Ainsi, les sensations douloureuses sont transmises par des axones plus longs que ceux qui transmettent les informations sonores.
Les nerfs crâniens et spinaux.
Il existe deux grands types de nerfs périphériques :
Les nerfs crâniens.
Les nerfs crâniens sont au nombre de 12. Ils sont nommés ainsi parce qu'ils servent essentiellement pour la sensibilité ou la motricité du visage, de la mâchoire, et du crâne. Les corps cellulaires d'où proviennent les axones de ces nerfs sont localisés dans des ganglions localisés dans le cerveau ou dans le visage. Les scientifiques classifient les nerfs crâniens en plusieurs types, assez arbitraires, il faut l'admettre. En premier lieu, ils font la différence entre les nerfs sensitifs, moteurs en mixtes : les premiers transmettent des informations sensorielles, les seconds des commandes motrices et les derniers font les deux. On trouve en détail : 3 nerfs purement sensoriels, 5 purement moteurs, et 4 mixtes. D'autres classifications existent, mais nous les verrons dans le chapitre sur le tronc cérébral, quand nous aborderons les nerfs crâniens.
Le nerf cochléovestibulaire est un nerf sensoriel qui transmet l'audition et l'équilibre. Il est composé de deux nerfs, qui se regroupent en sortie de l'oreille interne : le nerf cochléaire (auditif) et le nerf vestibulaire.
Le nerf hypoglosse commande les muscles de la langue.
Les nerfs trochléaire, oculomoteur commun et oculomoteur externe commandent les mouvements des yeux. Nous en parlerons plus en détail dans le chapitre sur la motricité oculaire, par souci de clarté.
Le nerf vague est certainement un des plus connus, avec le trijumeau. Il est émis à la base du cerveau et se ramifie en plusieurs branches qui innervent le cœur, la trachée, le larynx, l'estomac, et bien d'autres organes. Une première branche s'individualise sous le cou et innerve directement le larynx (en vert dans le schéma ci-contre), ce qui permet de commander la parole/phonation. En dessous de cette première branche, le nerf vague descend en direction du cœur, avant de se subdiviser encore une fois. Une seconde branche du nerf passe sous l'aorte, remonte, et innerve l’œsophage et la trachée. La branche restante descend encore un peu et innerve le cœur.
Le chemin tarabiscoté que prend le nerf vague et ses branches est assez facile à expliquer en utilisant la théorie de l'évolution. Le nerf vague est apparu chez les poissons, où il reliait le cerveau aux branchies. Le trajet du nerf était alors fort simple, le cœur et les poumons ne faisant pas obstacle, la seule contrainte était que le nerf devait se faufiler entre quelques vaisseaux sanguins. Par la suite, certains "poissons" ont évolué en tétrapodes, puis en vertébrés et en mammifères. Les branchies ont alors évoluées pour donner le larynx, les vaisseaux sanguins sortants du cœur ont été conservés et ont donné l'aorte. Le nerf vague a été conservé, mais il a été obligé de s'adapter à la nouvelle morphologie des vertébrés. Le fait est que le cœur et le cerveau se sont éloignés. Les vertébrés ont commencé à développer un cou, ce qui a éloigné le larynx du cerveau, sans compter que le cœur est descendu avec le développement de la poitrine. En conséquence, le trajet larynx-cœur s'est éloigné, de même que le trajet cœur-cerveau. Mais le nerf vague a continué à se faufiler entre les vaisseaux sanguins, qui ont donné l'aorte, ce qui fait qu'il fait toujours le trajet cerveau -> coude de l'aorte -> larynx. D'où son trajet aussi tarabiscoté. Changer son trajet aurait demandé de lourdes modifications dans le développement embryonnaire du système nerveux, ce que les mutations aléatoires n'ont pas permis.
Le nerf vague innerve le cœur, d'où son rôle sur le contrôle du rythme cardiaque (et son implication probable dans certaines morts subites). Toute stimulation du nerf vague provoque la libération d'acétylcholine au niveau du cœur, ce qui réduit le rythme cardiaque. Ce qui peut être la cause de malaises, appelés malaises vagaux (vagal => vague), dans certaines circonstances. Ceux-ci se produisent quand le système nerveux autonome défaille temporairement : le nerf vague va alors mal contrôler le rythme cardiaque, ce qui peut causer une syncope.
Le nerf vague innerve le pharynx et le larynx par deux voies séparées, par deux collatérales. La première est le "nerf laryngé supérieur", qui sort du nerf vague au niveau de la gorge et innerve directement le pharynx. C'est un nerf totalement sensitif, à l’exception du fait qu'il innerve le muscle circo-thyroïdien. La seconde voie est le "nerf laryngé inférieur", aussi appelé "nerf laryngé récurrent", la branche du nerf vague qui remonte vers la gorge après être passée sous l'aorte et innerve l’œsophage et le pharynx/larynx. C'est un nerf moteur qui innerve tous les muscles du larynx, à l'exception du muscle circo-thyroïdien innervé par le nerf laryngé supérieur. Si le nerf laryngé supérieur s'occupe de la sensibilité de la gorge, alors que le nerf laryngé inférieur joue un grand rôle dans la voix et la parole. Ce dernier commande notamment les cordes vocales. Le nerf laryngé inférieur est proche de la thyroïde, ce qui fait qu'il peut être endommagé lors d'une chirurgie de la thyroïde.
Le nerf vague ne fait pas qu'innerver le corps, mais il innerve aussi le cerveau. Près de 80% des fibres du nerf vague atterrissent dans le cerveau, principalement au niveau du tronc cérébral. Cette innervation a son importance, au point qu'elle a des applications médicales dans le traitement de l'épilepsie ou de la dépression. La stimulation du nerf vague est une de ces applications. Elle consiste à stimuler électriquement le nerf vague, afin de stimuler certaines régions cérébrales. La stimulation est réalisée par une sorte de "pacemaker" placé autour ou à proximité du nerf vague, qui envoie un très faible courant à intervalle régulier dans le nerf vague. Cette technique est autorisée dans certains cas graves d'épilepsie ou de dépression résistantes aux médicaments. Ses effets secondaires sont compatibles avec ce qui a été dit précédemment : un ralentissement assez faible du rythme cardiaque chez certains patients, quelques modifications transitoires de la voix, etc.
Le nerf facial prend naissance dans le ganglion géniculé, et se propage vers le visage. Il innerve les muscles du visage, ce qui fait qu'il commande la motricité du visage. Il est relié principalement aux muscles de la bouche et des yeux, mais il innerve aussi ceux du menton et du front. Dans un tout autre registre, il innerve aussi les glandes lacrymales et salivaires, ce qui lui permet de réguler la production de salive et de larmes. Plus étrange, il a aussi un rôle sensoriel secondaire, et est impliqué dans la perception du son et du goût. Pour le son, il faut savoir qu'il innerve aussi le muscle stapédien, un muscle attaché au tympan, impliqué dans la perception sonore. Il contient aussi des axones liés à la perception du goût.
Le nerf trijumeau est un nerf qui innerve le visage, qui est certainement connu de ceux qui se sont un jour intéressés à la médecine. Le nerf du trijumeau naît dans un ganglion : le ganglion de Gasser. Le trijumeau est formé de trois branches, trois sous-nerfs : le nerf ophtalmique (V1), le nerf maxillaire (V2) et le nerf mandibulaire (V3). Les deux premiers sont des nerfs sensitifs, le dernier étant à la fois moteur et sensitif. Ces trois nerfs innervent des territoires distincts du visage, qui sont illustrés dans le schéma ci-dessous. Le nom des trois nerfs du trijumeau indique le territoire qu'ils innervent. Le "nerf trigéminal ophtalmique" innerve le pourtour de l’œil et les glandes lacrymales, mais il innerve aussi la muqueuse nasale et les sinus, ainsi que le front. Le "nerf maxillaire" innerve la muqueuse nasale et les narines, la partie supérieure de la bouche (lèvre supérieure, dents du haut, palais, ...), ainsi que certains sinus. Enfin, le "nerf mandibulaire" innerve la mâchoire, le menton et la partie inférieure de la bouche (lèvre inférieure, dents du bas, langue). Le nerf mandibulaire émet une sous-branche en direction de la langue, qui porte le nom de "nerf lingual".
Les nerfs spinaux.
Les nerfs spinaux sont au nombre de 62, soit 31 paires de nerfs spinaux : il y a une paire par segment de la moelle épinière. Ces nerfs spinaux sont des regroupements d'axones, le neurone générant ces axones étant situé dans le système nerveux périphérique ou dans la moelle épinière, voire le cerveau. Pour les neurones sensoriels, ce corps cellulaire est situé non pas dans la moelle épinière, mais à l'extérieur de celle-ci, dans des ganglions spinaux situés non loin de la moelle épinière.
De chaque côté de la moelle épinière, deux nerfs innerve un segment de la moelle épinière : un nerf sensitif provenant du ganglion spinal non loin, et un nerf moteur qui sort de la moelle épinière. Les deux nerfs sont appelés des racines spinales : la racine dorsale est le nerf sensoriel, alors que la racine ventrale est le nerf moteur (rappelons que les cornes dorsales et ventrales sont respectivement sensorielles et motrices). Ces deux nerfs vont se regrouper ensemble pour donner le nerf spinal proprement dit. Les nerfs spinaux se ramifient progressivement en nerfs plus petits, la première ramification divisant le nerf spinal en deux sous-nerfs : un nerf dorsal qui innerve le dos, et un nerf ventral qui innerve le devant du corps. Deux autres ramifications, les rameaux gris et blancs, vont innerver le système sympathique. Nous détaillerons ces deux rameaux immédiatement après.
On a vu que les nerfs spinaux se ramifient progressivement en nerfs plus petits. Certaines ramifications vont cependant se rassembler pour former des plexus nerveux, sortes de regroupements de plusieurs nerfs qui peuvent présenter des anastomoses (des échanges de fibres nerveuses entre nerfs). Chez les humains, on observe plusieurs plexus, appelés plexus brachial, cervical, lombaire, sacré, pudendal, coccygien, et cœliaque. Les quatre premiers correspondent plus ou moins aux plexus formés par les nerfs cervicaux, lombaires et autres subdivisions de la moelle épinière, si ce n'est qu'il n'y a pas de plexus thoracique. Contrairement à ce que son nom peut nous faire croire, le plexus cervical regroupe les nerfs spinaux C1 à C4 et non l'ensemble des nerfs cervicaux. Le plexus brachial regroupe les autres nerfs cervicaux C5 - C8 et le nerf T1. Le plexus lombaire regroupe les nerfs lombaires L1 à L5. Le plexus sacral regroupe les nerfs L4 à L5 (pas d'erreur, ces nerfs appartiennent à plusieurs plexus) et les nerfs sacrés de S1 à S3.
Les atteintes des nerfs.
Il n'est pas rare qu'un nerf soit atteint par une maladie et/ou une inflammation. Notons qu'il faut faire la différence entre les maladies qui ne touchent qu'un seul nerf, aussi appelées mononeuropathies, et les maladies qui touchent plusieurs nerfs, voire tous les nerfs de l'organisme, appelées des polyneuropathies. Il y a une grande différence entre les deux : les polynévrites sont causées par des maladies systémiques, qui touchent l'ensemble du système nerveux, quand ce n'est pas le corps tout entier, alors que les mononévrites ont des causes bien plus localisées. Les mononévrites sont souvent le résultat d'un nerf compressé ou écrasé, alors qu'une polynévrite est plus causée par un diabète, des déficiences en vitamine, des infections, et j'en passe.
Les traumatismes des nerfs.
Un nerf peut se faire sectionner à la suite d'un traumatisme quelconque. Dans ce cas, les conséquences peuvent se traduire par une paralysie ou une perte des sensations localisée, selon le nerf coupé. Les conséquences sont similaires, bien que moins importantes, si le nerf est compressé. Dans le cas général, les symptômes sont à la fois moteurs et sensitifs, avec cependant quelques exceptions. Il est rare qu'une compression d'un nerf ne cause que des symptômes moteurs ou que des symptômes sensitifs.
Si on observe un nerf compressé au microscope, on observe plusieurs lésions typiques. En premier lieu, la gaine de myéline contient plus de trous, plus de nœuds de Ranvier qu'un nerf normal. Elle est aussi moins épaisse, la majorité du diamètre du nerf étant occupé par l'axone proprement dit. On voit aussi un développement des cellules de Schwann, une croissance de leurs excroissances, et d'autres signes de régénération de la gaine de myéline. Pour résumer, la compression d'un nerf entraîne des dommages limités à la gaine de myéline, sauf exceptions. Les axones du nerf, ainsi que les tissus conjonctifs et le soma des cellules gliales, ne sont pas touchés. On peut s'étonner d'un tel résultat, mais sachez que les nerfs sont des tissus assez mous, qui peuvent encaisser une compression en se pliant ou se déformant sans se casser.
Peu importe qu'il s'agisse d'une compression ou d'une section, le nerf finit par guérir. Les déficits sont temporaires, car les nerfs se régénèrent en quelques mois ou années, ce qui permet une récupération complète. Progressivement, le patient commence à ressentir des picotements, puis retrouve ses sensations ou sa motricité avec le temps. La durée de rémission dépend de l'état du nerf, les nerfs compressés tendant à récupérer plus vite que les nerfs sectionnés. La régénération impose que les ganglions à l'origine du nerf soient épargnés : la régénération d'un nerf consiste en une repousse de l'axone à partir du ganglion.
Les névrites (inflammations des nerfs).
Il arrive qu'un nerf s’enflamme, suite à une infection ou une maladie auto-immune : c'est une névrite. L'origine des névrites est souvent d'origine infectieuse : la lèpre, la diphtérie ou le tétanos peuvent entraîner des névrites. Certains médicaments peuvent notamment entraîner des névrites, comme l'imipramine ou certains antipaludéens, tout comme des intoxications au mercure ou au plomb. Mais le plus souvent, les névrites sont causées par une absorption d'alcool trop importante, un diabète, ou une déficience en vitamine B12. Comme on s'en doute, ces causes entraînent plus souvent des polynévrites, vu qu'il s'agit d’affections globales, qui touchent le corps entier (diabète, infections, médicaments).
Les syndromes des nerfs crâniens.
Une lésion d'un nerf crânien entraîne naturellement des déficits, qui dépendent du nerf touché. Dans cette section, nous allons voir quels sont les syndromes qui apparaissent quand tel ou tel nerf crânien est lésé. Nous n'allons cependant pas voir tous les nerfs crâniens en revue, et allons laisser de côté : le nerf olfactif, le nerf optique, les nerfs oculomoteurs. Pour le nerf optique et le nerf olfactif, les déficits sont évidents : une lésion du nerf optique entraîne une cécité, alors qu'une lésion du nerf olfactif cause une perte de l'odorat et du goût. Enfin, le cas des nerfs oculomoteurs sera vu dans le chapitre sur la motricité oculaire. Passons maintenant aux autres nerfs crâniens.
Une lésion du nerf hypoglosse entraîne une "déviation de la langue", voire sa paralysie. Rappelons qu'il y a deux nerfs hypoglosses et qu'une lésion peut toucher soit un seul nerf, soit les deux. Quand les deux nerfs sont touchés, la langue est totalement paralysée et atone, le patient ne peut plus la bouger. Quand un seul nerf hypoglosse est lésé, un seul côté de la langue est paralysé. Le résultat est que la langue est déviée d'un côté. Plus précisément, la langue est dévié du côté de la lésion : elle dévie vers la gauche si le nerf gauche est lésé, vers la droite si le nerf droit est lésé. La langue peut aussi s'atrophier, du moins pour la partie paralysée, mais cela n'arrive que si la paralysie est suffisamment sévère. On peut aussi observer des tressaillements aléatoires de la langue (des fasciculations, pour être précis).
Une lésion du nerf cochléovestibulaire peut entraîner des déficits de type auditifs ou des problèmes d'équilibre. Tout dépend si l'ensemble du nerf est touché, ou seulement un des deux nerfs qui le composent. Rappelons que ce nerf est composé de deux nerfs : le nerf cochléaire (auditif) et le nerf vestibulaire. Le premier est un nerf auditif, alors que le second est impliqué dans la perception de l'équilibre. Si seul le nerf auditif est touché, on observe une "perte d'audition" pouvant aller jusqu’à la surdité, ainsi que des acouphènes. La lésion du nerf vestibulaire cause des problèmes d'équilibres (une ataxie vestibulaire, pour les puristes), ainsi que des vertiges. L'ensemble de ces symptômes, vertiges et troubles de l'équilibre, est appelé un "syndrome vestibulaire". Quand les deux nerfs sont touchés, les troubles auditifs sont observés en même temps que le syndrome vestibulaire : le tout est appelé un syndrome vestibulocochléaire. Diverses maladies peuvent léser le nerf cochléovestibulaire, mais les principales sont les infections virales ou bactériennes, les tumeurs et les maladies métaboliques. Dans le cas d'une infection, les symptômes sont d'apparition soudaine et touchent souvent les deux côtés (la perte d'audition est bilatérale), sauf en quelques exceptions. Dans le cas des tumeurs ou des maladies métaboliques, l'apparition des symptômes est progressive. L'atteinte est unilatérale dans le cas d'une tumeur, mais bilatérale pour une maladie métabolique (sauf exceptions). Si on omet les infections, la cause plus connue de syndrome vestibulaire est certainement le "neurinome acoustique", une tumeur bénigne formée par la prolifération de cellules de Schwann.
Passons maintenant au nerf trijumeau, dont un dysfonctionnement entraîne des troubles divers. Une lésion de ce nerf cause une "anesthésie du visage et/ou une paralysie des muscles masticateurs". Le patient a des perceptions perturbées sur le visage et ne peut plus bien mastiquer. En dehors des lésions, un dysfonctionnement du nerf trijumeau peut causer une névralgie trigémminale, un syndrome qui comprend de violentes douleurs au visage, parfois accompagnées de paresthésies (picotements ou de sensations de décharges électriques) ou d'une anesthésie du visage. Si la lésion va jusqu’à sectionner le nerf trijumeau, la sensibilité du visage disparaît, et il peut apparaître une paralysie du visage et des muscles de la mâchoire. Le symptôme principal est cependant la douleur, une douleur très importante, soudaine, qui ressemble à une salve de décharges électriques. Elle survient souvent quand le patient appuie sur une zone bien précise du visage ou dans la bouche, qui est appelée la zone gâchette. Par exemple, chez certains patients, il suffit d'appuyer légèrement sur le menton pour que se déclenchent les douleurs.
Passons ensuite aux lésions des nerfs 9, 10 et 11, à savoir le nerf glosso-pharyngien, le nerf vague, le nerf accessoire. D'ordinaire, ces nerfs sont tous lésés ensemble et les lésions d'un seul de ces nerfs est rare. La lésion de ces nerfs cause des "troubles de la déglutition (dysphagie) et de la parole (dysphonie et dysarthrie)", couplés à d'autres signes plus mineurs. Le principal symptôme est une difficulté à avaler sa nourriture, voire à avaler des liquides, qui peut entraîner des fausses routes alimentaires. Les troubles de la parole se résument à des difficultés à articuler (dysarthrie), ainsi que des changements de la voix, qui devient plus nasillarde (dysphonie). L'atteinte du nerf accessoire peut aussi se traduire par une faiblesse quand il faut tourner de la tête ou bouger les épaules. Pour le nerf vague, les choses sont plus compliquées, mais on peut dire que son dysfonctionnement peut causer des troubles de la voix et de l'articulation, mais aussi des malaises vagaux, des morts subites, et divers désagréments du genre, liés à son rôle dans la commande cardiaque. 
Enfin, une lésion du nerf facial entraîne divers symptômes assez variés, qui sont en lien avec les nombreuses fonctions de ce nerf. Lorsque le nerf facial dysfonctionne, on observe une paralysie du visage, marquée par une déviation de la bouche et une chute des paupières. C'est le symptôme principal, le plus visible, mais il est complété par d'autres symptômes. Par exemple, le patient émet plus de larmes et de salive que la normale. Et c'est sans compter qu'il perd la sensation du goût et entend les sons comme s'ils étaient nettement plus forts. La maladie qui exprime le mieux ce syndrome est la paralysie de Bell, une maladie supposée provenir d'une infection virale liée à l'herpès. Celle-ci se traite assez bien avec une corticothérapie, les symptômes régressant en moins de 24 heures, rarement plus.