La sensorialité
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La sensorialité Principes de base de la sensorialité L’audition La vision La somesthésie Exam le 3 mai I. Introduction La sensorialité regroupe l’ensemble des sens : vision odorat, ouïe, toucher. Permet l’interaction avec l’environnement. Permet la perception et donc l’interaction, donc avoir le meilleur comportement par rapport à l’environnement qui nous entoure. L’interaction avec l’environnement est étroitement lié à l’individu, le ressenti, le sentiment vont être différent en fonction de chaque individu, cela est dut au système limbique. Beaucoup de pathologies dut à des déficits sensoriels, il faut donc faire une exploration de nos sens afin déterminer l’origine de la pathologie. Déficit de la perception, de la réception, de l’acheminement… La sensorialité commence par la stimulation de cellules réceptives situées dans le système nerveux périphérique (SNP) et central (SNC) qui sont spécifiquement sensibles à un stimulus énergétique. (ex : glucose, longueur d’ondes basse fréquence) Les photorécepteurs sont sensibles à la lumière constituée de photons, et pas à un autre stimulus. L’objectif de ce cours est donc d’aborder les bases anatomo-fonctionnelles (structure/fonction) permettant de comprendre comment un stimulus induit une réponse intégrée permettant à l’individu d’adopter un comportement adapté (stimulus-réponse). II. Organisation générale A. Fonctionnement général des systèmes sensoriels A partir d’un stimulus on obtient une réponse. Pour l’élaboration d’une réponse on a différentes étapes : - Réception et codage : Toute stimulation représente un stimulus énergétique. Ce stimulus est détecté et stimule les récepteurs sensoriels. Ces récepteurs sont des - - cellules hautement spécialisées. Le système nerveux communique grâce à des impulsions électriques. Il faut donc transformer le stimulus énergétique en activité électrique. Cette conversion se fait grâce à nos récepteurs sensoriels c’est la transduction. La transduction à donc lieu en périphérie. Transmission : Une fois que le stimulus est converti on passe à la deuxième étape. L’acheminement de l’information au SNC par les fibres afférentes. Ce sont elles qui transmettent l’ensemble des caractéristiques du stimulus. Traitement : On a la perception et l’intégration dans le SNC Transmission , production: On à l’élaboration de la réponse à partir des fibres efférentes qui vont stimuler les récepteurs qui va provoquer une réponse qui est souvent associée à une réponse motrice. La mémoire, l’expérience passée, permet d’agir différemment selon les individus. - Réception et codage : l’ensemble des caractéristiques de la stimulation est codée. Transmission des signaux codés par les fibres nerveuses sensorielles Traitement dans les organes centraux Transmission d’ordres codés par les fibres nerveuses motrices Production d’effets moteurs et subjectifs (peur, pensées…) La sensorialité recouvre la transduction, l’encodage et la perception des informations portées par les stimuli provenant de l’environnement. Les circuits neuronaux qui assurent des fonctions similaires constituent des systèmes neuronaux. Les systèmes neuraux sont divisés en 2 : - Le système sensoriel : capte et traite l’information Le système moteur : réponse de l’organisme adaptée B. Organisation du système nerveux Les capacités sensorielles et motrices du cerveau reflètent le fonctionnement intégré de divers systèmes neuraux qui sont divisés en système périphérique (nerfs sensitifs et rachidiens) et le système central (encéphale et la moelle épinière). Le SNP : ganglions+ nerfs crâniens et rachidiens. Relie le SNC au reste de l’organisme et véhicule des informations sensitives ou afférentes et motrices ou efférentes. Le SNC : moelle épinière + encéphale. Percevoir et intégration des informations de la périphérie + élaboration de la réponse. Lieu d’intégration Voir schéma sur le snc et snp III. Les modalités sensorielles et leurs récepteurs C. Les modalités sensorielles Aristote définit 5 sens : - La vue L’ouïe Le toucher Le goût L’odorat Maintenant les sensibilités de l’organisme classées en 3 grandes catégories essentielles au bon fonctionnement de l’organisme. - - Sensorialité extéroceptive : 6 sens : 4 sens (odorat, goût, ouïe, vue) + somesthésie (ensemble des stimulations perçues par le corps, anciennement le touché) + sensibilité vestibulaire (équilibre) Sensorialité intéroceptive : (sensibilité des viscères, vaisseaux) stimulations internes Sensorialité proprioceptive : sensibilité des muscles, tendons et articulation D. Les 4 dimensions de la sensorialité 4 dimensions caractérisent les modalités sensorielles : - - La qualité : groupement d’impressions sensitives apparentées ou semblables (niveau de gris, couleur…) La quantité : l’intensité d’une sensation (intensité lumineuse, l’intensité d’une pression mécanique…) La dimension spatiale : interaction d’une sensation dans la structure tridimensionnelle de notre entourage et de notre corps permettant la localisation de la stimulation. La dimension temporelle : interaction de la sensation dans la structure temporelle de l’entourage. La capacité de situer des stimuli dans le temps varie beaucoup selon les organes sensoriels. E. Les récepteurs Définition : cellules nerveuses hautement spécialisées qui convertissent l’énergie (loi des énergies spécifiques) associée aux stimuli en signaux qui sont acheminés par des voies anatomo-fonctionnelles spécifiques de la périphérie jusqu’au cerveau. - - Cellules ciliées Cellules olfactives : pour la transduction la cellule doit posséder la machinerie cellulaire (intérieur de la cellule). Ce qui permet de transformer le stimulus en activité électrique. Photorécepteurs : segment externe qui capte l’énergie lumineuse Mécanorécepteurs : sensibles à certaines pressions mécaniques On a une spécialisation morphologique et des vois intracellulaires permettant la transduction. Récepteurs : classement en fonction de la provenance du stimulus : - Exterorécepteur : sensibles aux stimuli de l’entourage Propriocepteurs : mouvement de notre corps et position des articulations Entérocepteurs : sensible aux stimuli mécaniques ou chimiques internes Ou différent classement : - - Photorécepteurs : sensibles aux longueurs d’ondes visibles de la lumière Mécanorécepteurs : sensible à l’énergie mécanique Thermorécepteurs : sensible au chaud ou au froid Osmorécepteurs : détectent les changements de concentrations de substances dissoutes et les modifications résultantes de la pression osmotique dans les liquides extracellulaires. Chimiorécepteurs : sensible à des substances chimiques spécifiques Nocicepteurs : sensibles aux stimuli nocifs IV. Traitement de l’information sensorielle Déterminer dans quelle mesure la spécificité d’un récepteur et le pattern d’une activité neuronale sont utilisés dans différents systèmes sensoriels pour coder l’information est le défi actuel de la recherche en psychologie sensorielle. F. La transduction sensorielle Transduction : processus par lequel les récepteurs sensoriels convertissent l’énergie des stimuli en signaux électriques. Les différents mécanismes de codage comprennent : - - - Qualité, modalité, type : identifiée par le type de récepteur activé et la voie spécifique par laquelle l’information est transmise à une aire particulière du cortex cérébral Siège, spacialité : identifié par le champ du récepteur activé par l’activation de la voie qui transmet cette information au cortex somato-sensoriel correspondant à ce siège particulier Intensité et durée, quantité : identifiées par la fréquence des potentiels d’action produits par un neurone afférent et par le nombre de récepteurs (et de neurones afférents) activés La stimulation du récepteur modifie la perméabilité membranaire. Le potentiel de repos est négatif car la perméabilité de la membrane est plus importante pour les K+ que Na+. A la suite d’une stimulation, la membrane est plus perméable au Na+. Le potentiel de membrane devient positif. Perméabilité transitoire. Perméabilité transitoire au Na+ ce qui entraîne le retour du potentiel de membrane à sa valeur négative de repos. Naissance d’un potentiel récepteur (potentiel graduel) : dont l’amplitude et la durée varient avec l’énergie du stimulus et la vitesse à laquelle il est reçu ou retiré. Le potentiel graduel ne donne pas toujours naissance à un potentiel d’action. Evènement déclenchant dépolarisation (diminution du potentiel de membrane) ouverture de quelques canaux Na+ dépendant du voltage entrée de Na+ (diminution supplémentaire du potentiel de membrane). Ceci est un cycle de Hodgkin-Huxley G. Codage de l’intensité Analyse de l’amplitude du potentiel d’action qui va déclencher le potentiel d’action. La variation rapide du potentiel de membrane depuis le seuil jusqu’au retour au potentiel de repos en passant par son inversion brève constitue donc le potentiel d’action. Loi du tout ou rien pour le potentiel d’action. Un plus grand potentiel récepteur ne peut pas causer un plus grand potentiel d’action. L’intensité d’un stimulus dépend de la fréquence du potentiel d’action du neurone afférent puis du nombre de récepteurs stimulés. Le potentiel générateur : élément déclencheur du potentiel d’action du neurone afférent fréquence des potentiels d’action recrutement des cellules sensorielles pour les fortes stimulations. H. Codage temporel Pour certains types de récepteurs, l’amplitude du potentiel récepteur diminue alors même que le stimulus persiste : adaptation. Récepteurs toniques : s’adaptent lentement. Important pour l’information sur la persistance du stimulus. Durant la stimulation le potentiel du récepteur diminue c’est ce que l’on appelle une adaptation lente. (Exemple : flexion articulaire) Récepteurs phasiques : adaptation rapide en ne répondant plus au stimulus. Renseignent sur les variations du stimulus (ex : toucher). L’enclenchement du stimulus induit une réponse rapide et le retrait de cette stimulation induit aussi une réponse off. Répond aux variations de stimulus. I. Codage spatial Il est lié à : - La densité des récepteurs La taille des champs récepteurs Degré de chevauchement des champs récepteurs L’inhibition latérale Plus le champ est limité, plus le codage spatial est raffiné pouvoir de discrimination important pour un système sensoriel (voir TP) Exemple de champ récepteur : le champ récepteur est la zone de l’espace dans laquelle un stimulus module l’activité d’une cellule. La stimulation du centre du champ récepteur fait augmenter la décharge des neurones. La stimulation du pourtour du champ récepteur fait diminuer la décharge des neurones. La stimulation hors du champ récepteur est sans effet. En général, un stimulus donné excite de nombreux récepteurs simultanément. L’ensemble des impulsions des afférences contient l’information complète du stimulus sur son étendue. L’inhibition latérale : phénomène dans lequel des neurones interconnectés inhibent les neurones voisins, produisant ainsi des contrastes à la limite des régions. Elle limite l’excitation à une petite population de neurones. Augmentation de l’acuité d’un signal sensoriel J. Notion de seuil Seuil absolu : c’est la plus petite intensité capable d’engendrer un potentiel générateur au niveau des fibres sensorielles. Seuil spatial : plus petite distance perceptible entre deux points de stimulations. Seuil de perception : plus petite intensité du stimulus capable d’engendrer un potentiel d’action d’après le potentiel générateur, et de donner une sensation/perception au sujet. Seuil différentiel : plus petite variation d’intensité du même stimulus que le sujet peut percevoir. V. Intégration au niveau du SNC Les informations en provenance du SNP vont être acheminées par des voies spécifiques (voies sensorielles incluses dans un système). Tout au long du cheminement, l’information est préservée. Elle sera ensuite intégrée au niveau du cortex (cortex sensoriel). Le cerveau humain comprend quelque 100 milliards de neurones. Les synapses transmettent d’un neurone à un autre les informations que véhiculent le potentiel d’action. Cela implique un transit d’ions par les canaux de membranes. Il existe deux types de synapses - Synapse électrique Synapse chimique Les noyaux du thalamus : voir schéma K. Délimitation des lobes cérébraux Chaque hémisphère est divisé en lobes : - Occipital Temporal Pariétal Frontal Chaque territoire reçoit des informations en provenance de la périphérie après relais dans le thalamus. L. Aires cortic ales dans la sensorialité Les aires primaires sont reliées aux aires associatives impliquées dans les fonctions les plus élaborées du cerveau (motivation, émotions, mémoire…). La colonne (organisation verticale) : unité fonctionnelle au niveau du cortex Cartographie (somatotopie) au niveau du cortex Le traitement final des informations sensorielles dans le SNC est non seulement essentiel aux interactions avec l’environnement, nécessaires à la survie (nourriture, défense etc…) mais contribue aussi à la qualité de la vie. Perte des sens (agueusie, anosmie, surdité, cécité etc…) Pathologies associées à des troubles de l’humeur.
