Cours de psychologie

La somesthésie

Neurobiologie

 

Les Systèmes Sensoriels – La Somesthésie

 

 

I. Généralités sur les systèmes sensoriels.

 

 

Somesthésie : sensibilité tactile, la position du corps par rapport à lui-même (sensibilité du corps).

Le système somesthésique est sans contexte le plus diversifié des systèmes sensoriels. Il prend en charge une gamme étendue de sensations : le toucher, la pression, la vibration, la position des membres, le froid et le chaud, et la douleur.

La transduction des stimuli est assurée par des récepteurs répartis dans la peau et les muscles, et les messages sensoriels résultants sont envoyés à des destinations très variées du système nerveux central.

 

Les différentes sensibilités :

  - L’intéroception (sensibilité des systèmes végétatifs, état physiologique du corps).

  - La proprioception (sensibilité du corps).

  - L’extéroception (sensibilité liée au monde extérieur, c’est la vie de relation avec le monde extérieur « vie de relation », toucher et pression).

La sensibilité des systèmes végétatifs peuvent servir à la proprioception (quand on fait le poirier, les viscères remontent. On sait comment est son corps). Le tactile et la vision peuvent servir à la proprioception. La vision l’emporte sur tous les sens. Les sens peuvent intervenir dans les 3.

L’humain est un animal visuel, il préfère la vision à tout autre.

 

La somesthésie :

  - Sensibilité tactile du corps (les 3).

  - Sensibilité thermique.

  - Sensibilité nociceptive.

  - Sensibilité musculaire et articulaire du corps (proprioception).

 

La physiologie perçoit les choses et est modifiée.

Le niveau sensoriel : provient des récepteurs sensoriels. Le plus proche du stimulus lui-même.

Le niveau perceptif : intégration et interprétation de l’information sensorielle entre les 2, il y a un continuum. Pas de délimitations claires. Plus on est proche du récepteur, plus on parle de sensoriel, plus on est proche de l’intégration, on parle de perception. La perception permet la construction d’une réalité cohérente.

Sensoriel (reflet de la réalité) → continuum → perception (informations modifiées sur la réalité).

 

 

Stimuli de différentes natures (intérieur et extérieur du corps). Pour la vision, on voit les photons, oreilles, il y a des vibrations. Information uniquement.

Il faut des organes sensoriels détectant différentes modalités et intensités du stimulus. Il faut plusieurs récepteurs adaptés à différents stimuli.

Les différents niveaux du traitement sensoriel :

  - Niveau 1 : Intégration sensorielle modalitaire (pour une même sensibilité, on intègre l’information : ouïe, odorat, vision…). Information uniquement.

  - Niveau 2 : Intégration multimodalitaire : ce qu’on entend change ce qu’on voit. Ça change les interprétations. Deux informations assimilées (l’une change notre perception de l’autre).

  - Niveau 3 : Traitement central (reconnaissance, association…).
Appel à la mémoire, à la représentation spatiale…

→ La perception se répartit sur ces 3 niveaux.

 

 

Photonique (capter les lumières) donc la vue.

Electrique, nous n’en avons pas.

Mécanique : toucher, mais aussi audition car c’est une vibration, ressenti différent du toucher.

 

 

Critère d’optimalité d’un système sensoriel :

  - Des récepteurs distincts pour discriminer les différentes formes de stimuli. Donc faut être équipé de bons capteurs pour percevoir les stimuli.

  - Discrimination des différentes intensités de stimulation. Chaque espèce discrimine des intensités différentes.

  - Fiabilité de la transmission du signal. Faut un système nerveux particulier.

  - Rapidité de la transmission du signal. Si trop rapide, moins fiable, et inversement plus lente plus fiable. L’humain est davantage dans la fiabilité. Généralement, les proies sont plus rapides, détectent rapidement quelque chose mais sans savoir quoi, pas d’intégration. Les prédateurs sont plus fiables. La sélection naturelle privilégie ceux qui survivent, donc suivant le genre, sélection du plus rapide et du plus fiable.

  - Capacité de filtrage des informations parasites. Il faut pouvoir dégager l’information pertinente. Intégration de tout le système sensoriel.

 

 

II. La sensibilité tactile.

 

 

Sensibilité tactilo-kinesthésique ou haptique : toucher actif.

Stéréognosie : pour identifier un objet il suffit de le manipuler.

 

1. Naissance de l’activité nerveuse sensorielle :

 

 

 

Récepteur sensoriel : neurone sensoriel qui possède un organe récepteur. De là naît l’activité nerveuse.

Transduction : traduction d’un stimulus physique en stimulus sensoriel (information nerveuse).

Au niveau sensoriel, il y a un récepteur sensoriel. Quand il est stimulé, il déclenche un potentiel générateur ou récepteur (=PA).

 

2. Mécanismes du potentiel récepteur (ou générateur) :

 

 

Comme c’est le 1er neurone, on ne peut pas parler de PPSE, mais de potentiel générateur. Chaque neurone gère son générateur.

Ex : corpuscule de Pacini : quand on appuie sur la peau (récepteur tactile), on déforme la membrane de ce récepteur. La membrane s’étire, les canaux ioniques s’élargissent ce qui permet l’entrée d’ion sodium (Na+). Plus la pression est importante, plus le canal s’ouvre, plus le potentiel rentre. Quand il franchit le seuil du générateur, le neurone peut déclencher un potentiel d’action.
L’entrée d’ion sodium, le potentiel générateur, c’est la dépolarisation.

 

3. La fréquence de décharge (taux de décharge) :

 

Quantité de potentiel d’action produit par un neurone en unité de temps. Se mesure en hertz (PA par seconde).

Grâce à ces variations de décharge, le neurone sensoriel peut informer le reste du système nerveux sur les stimuli.

Microneurographie : électrode plantée dans un nerf pour récupérer l’information du neurone sensoriel. Technique invasive. On peut ainsi voir la variation de décharge en fonction de la pression.

La fréquence de décharge (un neurone) : indique si on appuie plus ou moins. Indique le nombre de PA générés. Plus les stimuli sont forts, plus il y a de stimuli.

 

 

a. La fréquence de décharge du stimulus au niveau périphérique :

 

Un neurone sensoriel ne peut pas tout coder. Il y a différents types de neurones actifs selon l’intensité, qui ont un seuil de sensibilité différent. Quand on décharge, à un certain niveau de pression, un neurone arrive à son maximum, il y a donc d’autres neurones qui prennent le relais. Succession de plusieurs neurones suivant la pression.

Le taux de décharge fait changer. Les PA sont sommés.

Les neurones de la moelle épinière reçoivent les informations de chaque neurone récepteur.

Utiliser différents neurones donne plus d’informations, plus de précisions, car c’est plus détaillé.

Les neurones sont à tous les seuils, donc il n’y a aucune perte entre chaque changement de neurone. Les neurones récepteurs se chevauchent les uns sur les autres.

 

 

b. Les différents types de variation du taux de décharge :

 

Activité phasique : augmente et redescend aussitôt. Suit juste une phase, cesse si le stimulus persiste. Code le changement d’état du système.

→ Récepteurs phasiques, à adaptation rapide, sont particulièrement efficaces pour transmettre des informations sur des changements de la stimulation en cours.

Activité tonique : augmentation et se maintient dans le temps. Maintient un certain temps l’activité. En pratique, il y a un niveau de fatigue du neurone. Il descend un peu. Indique dans quel état est le système.

→ Récepteurs toniques, à adaptation lente, renseignent sur les caractéristiques spatiales d’un stimulus telles que sa taille ou sa forme.

 

4. Les différents récepteurs cutanés :

 

 

Ils traitent des stimuli mécaniques de différentes façons.

2 catégories :

  - Récepteurs petits aux limites précises : corpuscule de Meissner et disques de Merkel.

      → Avec ces 2, on a une information sur le changement d’état et le maintient de l’information.

  - Récepteurs étendus aux limites floues : corpuscule de Pacini et terminaison de Ruffini.

Champs récepteur : zone que l’on stimule pour laquelle on va observer la décharge, un récepteur va répondre.

 

Corpuscule de Meissner : les champs récepteurs sont petits et précis, papilles dermiques près de la surface de la peau. Ce neurone modifie son activité quand la pression augmente. Quand il atteint le plateau, il n’y a plus rien. Quand il redescend, PA. Il détecte des modifications, mouvement et contrôle de la préhension. Activité phasique, adaptation rapide : augmente au début et à la fin du stimulus.

Disque de Merkel : ils sont petits, extrémité des crêtes sudorales épidermiques, il faut appuyer au niveau du récepteur. Il continue de décharger quand le stimulus continu. Perception de la forme de la texture. Activité tonique, adaptation lente : décharge continue (plus au début).

Corpuscule de Pacini : limite étendue, floue, pas très précise, derme et tissus profonds. Détection par les vibrations transmises, utilisation d’outils. Champ récepteur étendu. Il décharge au changement d’état comme Meissner. Activité phasique, adaptation rapide : augmente au début et à la fin du stimulus.

Terminaison de Ruffini : large, derme, maintient de l’information lors de la stimulation. Force tangentielle, forme de la main, direction des déplacements. Activité tonique, adaptation lente : décharge continue.

 

Deux activités permettent de coder plus de choses : activité phasique code le changement d’état du système, et l’activité tonique indique dans quel état est le système.

La distinction entre les deux permet le phénomène d’habituation, si on stimule toujours un récepteur, au bout d’un moment il ne répond plus.

Ex : la montre. A force de toujours avoir une montre au poignet, on ne la sent plus. Le récepteur tonique s’habitue à la présence de la montre et finit par se taire. Si je bouge le poignet, il y a pression donc activité phasique décharge et relance le système, l’activité tonique se réveille quelques instants avant de se remettre en veille.

L’activité tonique s’habitue, se met en veille. L’activité phasique surveille.

 

Localisation des récepteurs cutanés :

 

Leur localisation est telle que Meissner et Merkel sont près de la peau (à la surface), limite entre derme et épiderme. Comme ils sont plus près de la peau, les champs récepteurs sont plus fins.
Et Pacini et Ruffini sont plus profond dans le derme, donc il faut une plus forte pression. Champs récepteurs plus étendus car il faut plus de pression pour les atteindre.

 

 

5. Résolution spatiale :

 

Fonction de la densité de récepteurs cutanés par mm² de peau.

Evolution au cours du temps et en fonction de l’expérience.

Résolution spatiale : capacité de distinguer 2 stimuli.

Ex : quand 2 pressions se rapprochent trop (4-5cm), on ne perçoit plus qu’une seule pression. Du à la densité du récepteur. Plus on se rapproche, et plus c’est précis, donc un seul récepteur envoie l’information. On ne traite donc qu’une information unique.

La réception spatiale est plus importante sur le visage et sur les mains.

La sensibilité n’est pas figée, elle évolue avec le temps.

Tactile : aux doigts, la différence de stimuli de 5mm a 1cm.

Pour les aveugles, on essaye de subtiliser la vision au toucher.

L’entraînement perceptif modifie l’organisme, on devient plus performant.

Seuil de discrimination tactile : plus petit écart nécessaire pour que soient jugées distinctes deux stimulations simultanées.

 

6. L’inhibition latérale :

 

Se fait au niveau tactile, et un peu au niveau de la vision.

Inhibition latérale : mécanisme d’intégration perceptif qui permet de créer artificiellement du contraste dans nos perceptions (contraste : on rend plus nette la séparation entre zone de pression et de non pression.
Différence ressentie plus nette).

Chaque neurone est connecté à son voisin par un interneurone inhibiteur. Donc, chaque neurone inhibe son voisin. Celui qui est le plus stimulé va le plus inhiber les autres (décharge importante), ceux qui ont peu de pression vont peu inhiber. Ce qui fait que ceux qui sont très proche du stimulus vont être très inhibés, et ceux qui sont le plus éloignés seront moins inhibés → plus de contraste.

 

 

 

III. La nociception.

 

 

Nociception : sensibilité à la douleur.

 

Les nocicepteurs :

                - Nocicepteurs mécaniques (douleur).

                - Nocicepteurs thermiques (>45°C).

                - Nocicepteurs chimiques (acidité).

                - Nocicepteurs polymodaux (différents types de stimuli).

Présents presque partout : peau, os, muscles, la plupart des organes internes, vaisseaux sanguins, cœur…Mais absents du cerveau.

Un système à part entière.

 

Fibres rapides (Aδ) et fibres lentes (C) pour véhiculer l’information.

Fibres lentes car elles sont sans myéline donc conduction très lente.

Ex : quand on se cogne : la 1ère douleur est très intense, on serre les dents, mais ça passe vite. La 2nde douleur est lancinante et plus durable.

Certains malades sont privés d’une des deux fibres, certains sont même privés des deux. Ce qui est très dangereux.

 

 

1. Nociception contre thermoception :

 

Thermocepteur code l’information à chaque augmentation du stimulus, alors que nocicepteur s’active qu’à un certain stade.

Récepteurs réagissent à différentes intensité : ce qui permet de les distinguer. Si on enlève 1 des 2, continue à sentir ou pas la douleur.

 

2. Les différents types de fibres de la sensibilité cutanée :


 

Fibres Ia (Aα) : fibres de plus grand diamètre, qui assurent l’innervation de récepteurs sensoriels des muscles.

Fibres  : fibres de diamètre légèrement inférieur, qui véhiculent les informations tactiles.

Fibres Aδ et C : fibres de diamètre encore plus inférieur, qui véhiculent les informations thermiques et nociceptives.

Le diamètre de l’axone détermine la vitesse de conduction des potentiels d’action, il est adapté aux propriétés des circuits centraux et aux exigences des comportements dans lesquels chaque type de fibre afférente est utilisé.

 

 

IV. La proprioception.

 

 

Proprioception : sensibilité de la position du corps par rapport à lui-même.


Cette sensibilité est permise par les fuseaux neuromusculaires et par les organes tendineux de Golgi (secondairement) → 2 grands types de récepteurs. Les muscles servent aussi à la perception, par les fuseaux.

 

1. Le fuseau neuromusculaire : le FNM :

 
Le fuseau neuromusculaire se trouve au sein du muscle (le muscle est un organe des sens).

 

 

2 types de fibres :

  - Fibres extrafusales (hors fuseau) : contracte le muscle, commande les nerfs. Innervation par motoneurone alpha. Les motoneurones alpha envoient un message qui permet la contraction.

  - Fibres intrafusales : sont à l’intérieur du FNM dans la capsule du fuseau. Connectées par :

            + Fibres efférentes : motrices, du centre vers la périphérie. Elles commandent les fibres intrafusales.

            + Fibres afférentes : sensorielles, de la périphérie vers le centre. Système indépendant.

Elles sont leur propre innervation gamma.

 

Le FNM indique le niveau d’allongement du muscle, il décharge autant que le muscle s’allonge (PA par seconde).

Le muscle ne reste pas stable, à chaque contraction il change d’état et le FNM doit garder l’indication de l’état du muscle.

Quand le muscle se contracte, les neurones de la moelle épinière commandent le muscle et non les fibres intrafusales.

Le fuseau doit être allé pour sentir l’allongement.

Les neurones γ s’activent pour tendre le fuseau pour qu’il puisse mesurer l’allongement du muscle.

 

 

→ Quand il y a contraction du muscle (activation motoneurone alpha, la fibre intrafusale toute molle et ne peut plus dire la position. Il faut toujours que ça soit tendu. Cela se fait grâce à l’innervation gamma qui est stimulée. On peut toujours déceler le changement d’état  du muscle.

 

Fibres du groupe Ia : fibres myélinisées ayant le plus gros diamètre, détectent les changements de longueur du muscle et donnent des réponses à adaptation rapide (phasique).

Fibres du groupe II : donnent des informations sur la position statique des membres. Tonique, adaptation lente.

Motoneurone γ : neurone moteur particulier situé dans la corne ventrale de la moelle épinière, et qui contrôle les fibres intrafusales.

 

Récepteur sensoriel adaptateur, aux conditions du milieu et en fonction de paramètres cognitifs et émotionnels.

Réflexe H (Hoffman) : basé sur le réflexe myotatique (coup au genou), part de ce réflexe pour mesurer l’amplitude de la contraction du muscle. Mesure en fonction de paramètres cognitifs ou émotionnels. Ca varie car l’organisme adapte l’état des fuseaux neuromusculaires.

 

Il peut y avoir les illusions de mouvement : quand on envoie des vibrations, on a l’impression que le muscle bouge.

On fait vibrer les tendons, ça allonge peu le muscle, des PA sont produits. On renvoie une vibration, d’autres PA sont produits. En faisant vibrer, on allonge de façon répétitive le muscle et le FNM décharge. La répétition de ces décharges donne au système l’illusion que le muscle s’est beaucoup allongé.

 

2. L’organe tendineux de Golgi :

 

Il se situe au niveau du tendon récepteur au niveau des tendons (jonction entre muscle et os).
Décharge d’autant plus que le tendon s’étire.

Il limite les étirements trop importants du tendon.

Issus des afférentes 1b jusqu’à la moelle épinière, se connectent à des interneurones inhibiteurs qui inhibent les motoneurones α qui vont inhiber le muscle.

→ Quand il y a contraction (par Motoneurone alpha), l’organe tendineux de Golgi envoie des PA pour éviter les contractions trop brutales.

 

 

Quand il y a déchirure : choc trop violent, le système n’a pas eu le temps de s’adapter ; ou étirements mal faits, on voit le muscle trembler, il faut une pause après l’effort.

 

Quand le muscle se contracte sans allongement, le FNM ne réagit pas, mais les organes tendineux envoient l’information qu’il y a contraction.

 

 

FNM : allongement du muscle et adaptation.

Organe tendineux de Golgi : tension sur le muscle indépendamment de l’allongement.

Quand on tire sur le tendon, l’organe augmente son taux de décharge de PA.

 

 

V. Les voies afférentes de la sensibilité.

 

 

 

Somatotopie : carte du corps.

Dermatome : territoire innervé par un ganglion spinal et par son nerf.

Groupe de peau dans la moelle et dans le cerveau :

                - Arrière des jambes : projette dans sacré.

                - Devant des jambes et bas du dos : projette dans lombaire.

                - Dos/ventre : projette dans thoracique.

                - Bras et arrière de la tête : projette dans cervical.

Pour chaque zone du corps, l’information du corps projette à un endroit particulier.

 

Les fibres somesthésiques forment des voies parallèles qui diffèrent par leur vitesse de conduction, la taille de leur champ récepteur, la dynamique de leurs réponses, et par les caractéristiques des stimuli efficaces.

 

1. Les étapes :

 

Noyau : ensemble de corps cellulaires.

Faisceau : ensemble d’axones.

Décussation : situation où les fibres nerveuses se croisent au niveau de la ligne médiane.

Mécanorécepteur : cellule sensorielle sensible aux déformations mécaniques, à la base du sens du toucher et de la somesthésie.

Les neurones des ganglions spinaux (rachidiens) sont pour la sensibilité du corps.

Les neurones des ganglions des nerfs crâniens sont pour la sensibilité de la tête.

 

a. Les voies afférentes de la sensibilité mécanique :

 

Pour les étapes mécanorécepteurs de la partie inférieure et supérieure du corps :

→ C’est la voie leminiscale, spino-thalamique dorsale (corps entier).

 

La convergence se fait au niveau du bulbe cérébral. La décussation : les fibres croisent.

Les fibres se rejoignent au niveau lemniscal médian et passe par voie lemniscale.

Ça passe par le thalamus et va au cortex.

Il y a divergence des fibres pour recréer le somatotopie.

3 neurones.

 

 

Pour les étapes mécanorécepteurs de la face :

→ Voie trigéminale, nerfs crâniens.

Afférentes issues de la face convergent du ganglion de Gasser au niveau du front/pont.

Ganglion de Gasser → tronc cérébral au niveau du pont → complexe sensitif trigéminal (faisceau trigémino-thalamique) → noyau ventro-postéro-médian du thalamus → cortex somesthésique primaire.

 

 

b. Les voies afférentes de la sensibilité douloureuse et thermique :

 

Voie antérolatérale, spino-thalamique (corps entier) :

Voie particulière : voie spinothalamique antéro latérale. Relais + décussation se fait dans la moelle cervicale.

 

 

Voie trigéminale nerfs crâniens (face) :

Niveau crânien : descend puis remonte.

Deux voies passent dans le bulbe → se rejoignent au niveau du pont et forme le faisceau trigémino-thalamique → mésencéphale → cortex somesthésique primaire.

 

 

 

VI. La représentation somatosensorielle corticale.

 

 

 

Noyau ventre-postéro-latéral.

Homunculus sensoriel, si on ressemblait à la surface corticale = grosse tête, grosse main.

Le cortex est en fonction de la densité des récepteurs. Beaucoup sur la main, donc dans cortex grande partie pour la main. Grande partie pour la face car le visage communique avec l’extérieur, nous sommes des animaux sociaux.

La psychologie est implémentée par le cerveau.



16/12/2012
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