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5. NEUROANATOMIE DES FONCTIONS SENSORIELLES
5. NEUROANATOMIE DES FONCTIONS SENSORIELLES ........................................... 1 5.1. Les fonctions sensorielles ..................................................................................................... 1 5.1.1.Détection................................................................................................................................. 1 5.1.2. Transmission ....................................................................................................................... 2 5.1.3. Perception............................................................................................................................. 2 5.2. La Fonction Somesthésique................................................................................................. 3 5.2.1. Récepteurs du système somesthésique............................................................... 3 5.2.2. Les dermatomes................................................................................................................ 5 5.2.4. Le réseau somesthésique ............................................................................................ 8 5.1. Les fonctions sensorielles
Généralités Perception de l’environnement extérieur et du milieu intérieur via Détection, Transmission et Perception
Détection
Reconnaissance de stimuli sensoriels Cellules nerveuses spécialisées... Récepteurs
Transmission
Transmission des influx nerveux sensoriels vers le cortex cérébral. Organisé !
Perception
Expérience consciente des stimuli, ça se passe au niveau du Cortex cérébral
Détection n’implique pas obligatoirement perception &
Perception n’implique pas obligatoirement détection
5.1.1.Détection
La détection est limitée par le type de récepteurs et leur sensibilité => vision limitée et tronquée de notre
environnement !!
Exemples de sens non humains...
Electroception Capacité de détecter les champs électriques
Magnétoception Capacité de détecter les champs magnétique
Détection des phéromones
NB: les Ultra-sons
Les stimuli sensoriels se caractérisent par
la Modalité càd le type d’énergie transmise par le stimulus
La localisation càd laTopographie sensorielle
L'Intensité càd la Quantité totale d’énergie transmise par le stimulus Seuil (Threshold) dépendant...
Le Timing càd le Début/ la fin, la rapidité de transmission de l’énergie
Les modalités sensorielles:
 Modalités extéroceptives à savoir les 5 sens qui mettent l'organisme en contact avec les stimuli
du monde environnementaux: toucher, vision, audition, goût, odorat
 Modalités proprioceptive qui concernent l'activité propre de l'organisme: Proprioception
Thermoception Nociception Equilibre
Chaque modalité présente plusieurs sous-modalités, par exemple
 Toucher: texture, rigidité, etc.
 Goût: salé, sucré, acide, amer, etc.
 Vision: couleur, forme, mouvement etc...
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Les récepteurs sensoriels sont des cellules nerveuses spécialisées qui convertissent l’énergie d’un
stimulus sensoriel en énergie électrique => transduction = mécanisme par lequel une cellule répond à
l'information qu'elle reçoit: les récepteurs sensoriels sont spécialisés pour transduire des
formes d’énergie spécifiques
Il existe 4 classes de récepteurs sensoriels humains
1. Mécanorécepteurs
Modalités: toucher, proprioception, audition, équilibre, nociception
2. Thermorécepteurs
Modalités: thermoception, nociception
3. Chémorécepteurs
Modalités: goût, odorat
4. Photorécepteurs
Modalité: vision
5.1.2. Transmission
Chaque modalité sensorielle utilise une voie de transmission exclusive (connections spécifiques et
ordonnées)
Le thalamus est le centre de relais des afférences sensitives
Les projections sensorielles sont caractérisées par
une organisation spatiale (topographique) tout au long
de leur trajet dans le système nerveux:
Somesthésie: somatotopie
Vision: rétinotopie
Audition: tonotopie
5.1.3. Perception
La perception est l'interprétation de l’information sensorielle sur base du contexte, de l’expérience et
de la mémoire propre à chaque sujet dans le but de donner la réponse
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la plus appropriée.
La perception d’un stimulus sensoriel donné peut donc varier d’un sujet à l’autre et chez un même
sujet en fonction du contexte: si la stimulation est visible et/ou annoncée, elle est ressentie plus
fortement,
Chirurgie sous hypnose ...
5.2. La Fonction Somesthésique
Du grec « soma » le corps et « aïsthêsis » la perception (sens & intellect)
Le système somesthésique est responsable de la perception du corps
 qui s'exprime via différentes sensations: toucher, température, proprioception (capacité de
localisation de notre corps et de nos membres dans l'espace), douleur
 lesquelles proviennent de différentes structures corporelles peau, articulations, muscles,
tendons, viscères
 et répandues via différents types de récepteurs dispersés dans le corps
5.2.1. Récepteurs du système somesthésique
Différentes classes de récepteurs pour percevoir ces différentes sensations:
Mécanorécepteurs (encapsulés)
Corpuscules de Meissner, corpuscules de Pacini, Disques de Merkel, corpuscules de Ruffini,
fuseaux neuromusculaires, organes tendineux de Golgi, récepteurs articulaires NB: il ne faut pas
connaître ces différents noms (hors les verts), mais savoir qu'il y en a des différents
Thermorécepteurs
Terminaisons nerveuses libres
Nocicepteurs -> perception de la douleur
(mécano-, thermo-, chémo- & polymodaux) Terminaisons nerveuses libres
Récepteurs cutanés:
NB: Ne pas rentrer dans les détails
Fuseaux neuromusculaires et organes tendineux (important):
Il s'agit de
 4 à 8 fibres musculaires spécialisées entourées par une capsule de tissu conjonctif
 Qui renseignent sur le degré d’étirement des muscles
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

La densité au sein d’un muscle est
proportionnelle à la complexité des mouvements
réalisés par le muscle (et pas à la masse
musculaire mise en jeu, ex la fesse n'en a pas
bcp puisqu'elle ne fait pas de mouvements très
précis)
Implication dans les boucles réflexes spinales
(spinal = géré uniquement au niveau de la
moelle épinière). On en reparlera au chapitre de
la motricité
NB: Deux types de motoneurones: alpha pour la
majorité des fibres musculaires, et gamma pour les
fibres musculaires intra-fusales, pour adapter les
fibres et protéger le fuseau d'un étirement trop
important
Idem pour les tendons: fuseaux neurotendineux ??
Deux types de mécanorécepteurs
Adaptation lente: aspect statique
Décharge aussi longtemps que dure le stimulus
Adaptation rapide: aspect dynamique
Décharge brève lors du début du stimulus Décharge stoppe si le stimulus persiste
A ne pas connaître:
Mécanorécepteurs à adaptation rapide
 Corpuscules de Meissner: pression dynamique vibrations (30-50 Hz)
 Corpuscules de Paccini: pression dynamique vibrations (250-350 Hz)
 Récepteurs articulaires: proprioception
 Fuseaux neuromusculaires: étirement des fibres musculaires
Mécanorécepteurs à adaptation lente
 Disques de Merkel: pression statique
 Corpscules de Ruffini: peau, ligaments, tendons - étirement, proprioception
 Fuseaux neuromusculaires: étirement des fibres musculaires
 Organes tendineux de Golgi: étirement des tendons
Champs récepteurs
Un champ récepteur correspond à la région qui provoque l’activation du récepteur lorsqu’elle est stimulée.
Certains récepteurs ont des champs récepteurs larges et d’autres plus circonscrits.
La discrimination spatiale d’un stimulus tactile est proportionnelle au nombre de
récepteurs et inversement proportionnelle à la taille des champs récepteurs dans
la région stimulée
NB: la discrimination spatiale est la plus petite distance entre laquelle on peut
distinguer deux points
Les récepteurs somesthésiques sont des neurones unipolaires (un grand axone avec un noyau au milieu)
càd des neurones de premier ordre. (NB: ganglion cell=ganglion rachidien ?= noyau du neurone unipolaire
?)
Chaque voie comporte une succession de plusieurs
neurones d'ordre 1, 2, 3 - le neurone d'ordre le plus élevé
ayant comme destinée finale l'aire corticale réceptrice de
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projection correspondante à la modalité sensorielle stimulée (cortex auditif, somesthésique ). Le neurone de premier ordre a son
corps cellulaire soit à l'intérieur du système nerveux central (vision, olfaction) soit dans un ganglion périphérique (audition,
vestibule, somesthésie, gustation). Le prolongement périphérique de ce neurone (dendrite) est soit une terminaison libre soit
innerve une structure plus ou moins complexe constituant un récepteur spécialisé formé à partir d'éléments cellulaires variés
(cellules épithéliales ). À l'exception de la voie olfactive, dont la terminaison finale se situe au niveau du rhinencéphale, tous les
autres systèmes ont une aire de projection primaire sur le cortex après un dernier relais dans un noyau spécifique du thalamus.
La racine antérieure de la moelle épinière va être impliquée dans la motricité
Différents types de fibres afférentes:
Aalpha: vient des muscles
Abeta: de la peau
Adelta: douleur et t°
C: t° et douleur
vitesses très différentes: quand on touche une plaque chauffante, la douleur vient après la sensation de
toucher
info de toucher du doigt au cortex: moins de 30 msec
info de douleur par contre: 165 via large area (Adelta) et 800 msec via small area (C). Le tout lié à la
différence de calibre des fibres afférentes
Corps des neurones situés dans les ganglions rachidiens des racines postérieures
Vitesse de conduction nerveuse
Toucher & proprioception >>> douleur & température
Stimulation tactile en MEG: <30 millisecondes du doigt au cortex cérébral
Stimulation douloureuse au laser CO2
La première sensation de douleur est relayée par les fibres Aδ. La seconde, plus durable, par les fibres C.
5.2.2. Les dermatomes
Culture générale: Surface cutanée innervée par les récepteurs convergeant vers la racine dorsale d’un
segment spinal donné
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NB: Zona se réactive en suivant un dermatome également
Dermatomes versus territoires des nerfs périphériques
Fin de la partie culture générale à ne pas connaître
5.2.3. Le nerf trijumeau
C'est le 5ème nerf cranien, responsable de l'innervation sensitive de la face, très important !!
Il sort au niveau de la protubérance. Trois branches
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Attention, il faut connaître les douze nerfs craniens et leurs fonctions, ainsi que la localisation des
noyaux (à quel niveau sont-ils dans le tronc cérébral)
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5.2.4. Le réseau somesthésique
Il y a deux voies neuronales distinctes au niveau du SNC pour la sensibilité mécanique et la sensibilité
thermo-algique (qui est en rapport avec une provocation de la douleur par une source de haute ou basse
température, puisque algique = douleur):
 le faisceau lemniscal ou Lemnisque médian
Mécanorécepteurs
NB Wikipedia: le lemnisque (ou lemniscus) médian est un faisceau de fibres nerveuses du tronc
cérébral qui permet le transport d'informations somesthésiques vers le thalamus avec une grande
précision
 le faisceau spino-thalamique latéral
Thermo- & nocicepteurs
5.2.4.1. Faisceau Lemniscal
Transmet les infos des Mecanorécepteurs - Fibres Aα et Aβ
Ces neurones arrivent via la racine dorsale de la moelle, de là petites branches vers interneurones de la ...
de la moelle épinière (boucles réflexes) et la majeure partie va dans la colonne dorsale (substance blanche
à l'arrière de la me) et zou au niveau du bulbe dans la partie inférieure du truc cérébral.
Les fibres cervico-thoraciques passent via le noyau cunéiforme (ext de Burdach)
Fibres lombo-sacrées passent via le noyau gracile (int de Goll)
-> 1er relai !!
De ces noyaux, partent des neurones de 2ème ordre, croisent de la ligne médiane et passent à l'hémibulbe
contralatéral (décussation) puis cheminent jusqu'au thalamus (deux noyaux, qu'il ne faut pas connâitre)
-> 2d relai
L'organisation est somatotopique à tous les niveaux
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5.2.4.2. Le cortex somesthésique primaire - S1
Les fibres arrivent dans le cortex somesthésique primaire
qui est divisé en différentes aires de Brodman
L'ensemble des fibres arrivent en 3a et 3b et sera projeté sur 1 et 2
Modalités ici: toucher et proprioception
sous-modalités: lisse, rugueux, mou, dur etc.
Chaque aire est spécialisée dans le traitement d'une sous-modalité.
A retenir: les fibres arrivent là selon une orga bien précise = somatotopie.
Le cortex somesthésique est organisé en colonnes
Chaque colonne correspond à une région particulière et est
sensible à une seule sorte de stimulus.
 4 aires cytoarchitectoniques différentes : 1, 2, 3a, 3b
 Afférences thalamiques sur 3a - proprioception et
nociception - et 3b - perception tactile et vibratoire et
thermoception - principalement
 les aires 3a et 3b projettent sur les aires 1 - discrimination
de textures - et 2 - perception de la position et des
bords, coordination des doigts, douleur, soient des
stimuli complexes tactiles et propriocepteurs. Ca passe
de 3a, 3b et 1 vers 2
 Les sous-modalités sensorielles sont transmises de
manière indépendante jusqu’au cortex S1
 Chaque aire est spécialisée dans le traitement d’une
sous-modalité
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Organisation en colonnes corticales
 Chaque neurone de S1 répond de manière sélective à une classe de récepteurs
sensoriels.
 Les neurones qui répondent à une classe de récepteurs sensoriels sont organisés
en colonnes traversant l’ensemble des couches corticales.
 Alternance de colonnes au niveau de S1 respectant la somatotopie
L’homunculus de Penfield (voir Youtube !!!!!!!)
 Leçon n°1 de Penfield: la représentation
corticale de chaque partie du corps est
corrélée à la densité des informations
sensorielles issues de chacune d’entre elles et
non à leur surface cutanée
 La discrimination spatiale d’un stimulus tactile
est proportionnelle au nombre de récepteur et inversement proportionnelle à la taille des champs
récepteurs dans la région stimulée.
 Leçon n°2 de Penfield: Répartition au niveau du cortex (voir schéma au-dessus à droite, partie du
cortex pariétal sur une coupe coronale)
La discrimination spatiale (plus petite distance entre laquelle on peut distinguer deux points) est en
relation avec la représentation corticale.
Plasticité neuronale au niveau de S1
L'organisation topographique corticale est modifiée par une déafférentation (ex amputation d'un doigt) ou
l’expérience (ex entraînement préférentiel de deux doigts par rapport aux autres)
Déafférentation:
 lors d'une amputation périphérique, le thalamus reste intact, les DRG neurons
survivent;
 lors d'une amputation centrale / blessure à la colonne , le thalamus dégénère
ainsi que les DRG neurons
Schéma: rose = membre proche, jaune = bras/main distale, bleu = visage
Le cortex somesthésique primaire - S1 Plasticité neuronale
Autre plasticité: altération en réponse à la pratique musicale, la couche corticale du petit doigt (D5) est 2,5
fois plus forte que la moyenne pour une personne ayant commencé le violon à 5 ans, 1,5 fois à 15 ans
5.2.4.3. Cortex somesthésiques d’ordre supérieur
Va prendre l'information et la traiter de manière plus élevée
(hiérarchiquement):
Cortex sensitif secondaire - S2
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et cortex Pariétal Postérieur
Représentations corticales d’ordre supérieur
Investigation MEG Stimulation électrique du nerf médian droit
Cortex sensitif secondaire - S2
 il reçoit des projections afférentes de S1
 il enverra des projections efférentes vers amygdale et hippocampe
 Il a un rôle dans apprentissage et mémoire tactiles
 Sa représentation corticale somatotopique moins précise
 Champs récepteurs larges et bilatéraux
Une stimulation unilatérale induit activation bilatérale (stimulation sur une main -> éveil dans les deux côtés
du cortex)
Cortex pariétal postérieur (très important dans les fonctions cognitives et motrices)
 Champs récepteurs larges
 Intégration des sous-modalités
 Combine informations somatosensitives avec les autres modalités sensorielles (Vision, audition)
 Important pour l'ntégration du schéma corporel
 Important pour les relations spatiales entre les objets
Si problèmes, exemple de symptômes: Astéréognosie (ne pouvoir reconnaître par le toucher la forme et le
volume d'un objet placé dans la main. Elle relève le plus souvent d'une atteinte du cortex pariétal au niveau
de l'aire somesthésique associative (aires 5 et 7 de Brodmann)) - héminégligence (La négligence spatiale
unilatérale (anciennement héminégligence) est définie comme l'incapacité à « détecter, s'orienter vers, ou
répondre à des stimuli porteurs de signification lorsqu'ils sont présentés dans l'hémiespace contralésionnel
» (opposé à la lésion) La négligence spatiale unilatérale (anciennement héminégligence) est définie comme
l'incapacité à « détecter, s'orienter vers, ou répondre à des stimuli porteurs de signification lorsqu'ils sont
présentés dans l'hémiespace contralésionnel » (opposé à la lésion))
5.2.4.4. Faisceau Spinothalamique Latéral
Deuxième chemin: elles s'arrêteront au niveau de la corne supérieure de la substance grise de la moelle
épinière pour faire synapse avec un neurone de 2d ordre
Après, ce neurone croisera la ligne médiane pour gagner l'hémi moelle contralatérale (décussation), former
un tractus qui va monter dans la partie latérale de la substance blanche de la partie antérieure de la moelle
épinière.
La décussation se fait au niveau même contrairement au truc d'avant où la décussation se faisait pour tous
les niveaux au niveau du bulbe. Important !!!!!!!!!!!!!!!
Thermorécepteurs & Nocicepteurs - Fibres Aδ et C
Une fois que ces fibres ont fait ce chemin, on aura deux voies de projections afférentes:
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 Voie de la sensibilité thermique et nociceptive discriminative
Où, modalité et intensité
 Voie des aspects affectifs et motivationnels de la sensibilité nociceptive
Caractère désagréable de la douleur
Urgence d’une réponse adaptée
NB: importance de l'exposition antérieure à la douleur, de l'xp, de la culture etc
1) Voie discriminative, décussation au niveau de la vertèbre
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On arrive ensuite aux régions corticales d’ordre supérieur
Cortex sensitif secondaire
 Partie antérieure pour mécanorécepteurs &
thermorécepteurs
 Partie postérieure pour nocicepteurs
 Intégration des informations nociceptives
discriminatives
Cortex parietal postérieur
 Aspects attentionnels de la douleur
2) Composantes affective et motivationnelle
 Envoie également des projections vers la formation réticulée
et les noyaux intralaminaires du thalamus.
 et vers la Substance réticulée vers amygdale, hypothalamus,
substance grise périaqueducale (qui est notre propre
dafalgan)
Réponse émotionnelle, autonome et « antidouleur »
Noyaux intralaminaires du thalamus vers cortex préfrontal (CFDL),
cingulaire antérieur et insulaire.
Réponse émotionnelle et cognitive, c'est là qu'on va interprêter et
que la réponse sera différente d'une personne à l'autre
« Lésion postcentrale »
conséquences de la dissociation entre la composante
discriminative et l'affective/émotionnelle :
La lésion est à droite => main droite sans symptôme mais
main et visage gauche sans sensation.
Stimulation douloureuse au laser: aucun souci à droite pour le sentir, mais à gauche il ne perçoit rien.
Mais à partir de 350 mJ il sent qqchose qui le dérange - il veut que ça cesse - sans savoir vraiment le
localiser (doigt, épaule, coude, ...) et ne sait pas le qualifier.
C'est donc la voir discriminative de la douleur qui est atteinte: où, comment, avec quelle intensité. Par
contre le caractère émotionnelle et affectif reste.
« Douleur fantôme »
si on leur demande de bouger les lèvres, il active plus que l'aire corticale de la lèvre, aussi celle de la
main qui fut amputée, pourquoi ? Parce que la place a été prise.
A l'inverse, si on lui demande de penser à bouger la main, il active la zone corticale de la main, mais
aussi la zone corticale du visage puisqu'il y a eu "invasion"
5.2.4.5. Les douleurs projetées ou rapportées
Culture générale:
Il n’existe pas de neurone de 2ème ordre spécialisé dans
la transmission des afférences nociceptives viscérales.
La douleur viscérale est transmise par des neurones de 2ème ordre
également impliqués dans la transmission des afférences cutanées.
Les douleurs viscérales sont parfois prises pour des douleurs cutanées
Idem pour les infarctus, qui s'annoncent par des douleurs au bras et je
ne sais où encore. Idem pour des reflux: douleur entre les deux omoplates
5.2.4.6. Modulation centrale de la douleur
Point capital mais qu'on ne détaillera pas. A retenir: le SNC a mis en place une série de système qui
permettront de moduler l'info douloureuse en provenance de la périphérie.
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Ce système peut être hyper activé dans certaines situations extrêmes, c'est un mécanisme de protection du
corps.
Substance grise périaqueducale: autour de l'aqueduc de Sylvius.
Attention on doit pouvoir dire où elle se trouve et quelle est sa fonction
!!!!!!
Elle est à l'origine du système raphé-spinal inhibiteur: du système périaqueducale, des neurones vont sur le
noyaux du raphé, puis dans la moelle et zouu
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Painful heat stimulation
Le signal opioidergique dans les aires de modulation de la douleur et les projections vers les downstream
effectors du système de contrôle de descente de la douleur sont d'une importance cruciale pour l'analgésie
placebo
Ces systèmes descendants vont utiliser des neuro-transmetteurs qui sont des morphines
endogènes
L'effet placebo passe également par l'activation de ce système descendant avec modulation par les
dérivés morphiniques que l'on va produire.
Démontré via un médoc qui bloque les producteurs opioïdes.
5.2.4.7. Le réseau de la douleur
Résumé:
Le cortex orbitofrontal, amygdale et cortex cingulate, contribue au processus émotionnel dans le cerveau
humain. D'autres structures importantes incluent l'hypothalamus, l'insula/operculum, nucleus accumbens et
différents noyaux du cerveau incluant le système periaqueductal, qui donne certains des inputs et outputs
nécessaires .... ????
5.2.4.8. Les voies somesthésiques ascendantes
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SUPER IMPORTANT !!! NB: ils n'ont montré que la composante discriminative
5.2.4.9. La syringomyélie
maladie de la moelle épinière liée au développement d'une cavité (syrinx) en son centre qui tend à
comprimer et à détruire progressivement la substance grise puis la substance blanche
Troubles de la sensibilité thermique et nociceptive au niveau des bras et des épaules à cause d'une sorte de
kyste au milieu de la moelle épinière (avec liquide etc)
les fibres des cordons ..rieurs ne seront pas atteints -> sensibilité tactile et proprioceptive préservée
5.2.4.10. Syndrôme de Brown-Sequard
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