le systeme vestibulaire

LA FONCTION D’EQUILIBRATION
ET
LE SYSTEME VESTIBULAIRE
La fonction d’équilibration :
I.
Ce qu’elle est et permet, comment elle fonctionne, à quoi elle sert…
II.
Les structures impliquées dans cette fonction
III.
Le système vestibulaire
IV.
Exploration clinique d’un trouble de l’équilibre
I. La fonction d’équilibration :
Il s’agit d’une fonction sensori-motrice
I.
1. Définitions-Généralités
-Fonction qui régit les rapports de l’individu avec le monde environnant
-L’équilibration permet à l’individu d’assurer tous ses mouvements
(déplacements, gestes) dans les meilleures conditions d’efficacité :
Elle permet
1- d’assurer une POSTURE spécifique (…)
2- d’assurer le MAINTIEN DU REGARD ;
essentiel pour s’orienter dans l’environnement
L’équilibre est donc la stabilisation du corps et des yeux
La posture
Définition : c’est la position des différents segments corporels à un moment
donné.
Ex : chez l’homme : maintien d’une attitude fondamentale comme la position « DEBOUT »
Le maintien de la posture occasionne des interactions entre :
-le système musculo-squelettique …
-le système nerveux central…
-le monde extérieur
La posture se définit par rapport à l’ambiance gravitaire :
(ex :sur terre, la poussée gravitaire permet la station debout. Elle disparaît en apesanteur)
1ère fonction assurée par la POSTURE :
 lutte contre la pesanteur = fonction « antigravitaire »
Ex : Maintien de la fonction debout grâce à la répartition du tonus postural
2ème fonction :
 Maintien de l’équilibre ( c’est-à-dire le centre de gravité à l’intérieur de
la surface d’appui) et participation à l’organisation du mouvement
Pour nous « vertébrés terriens » :
Etre capable :
-de maintenir notre corps en équilibre sous l’effet de la pesanteur
-de nous orienter dans notre environnement

sont des aspects fondamentaux de notre survie pour lesquels la fonction
d’équilibration est indispensable
Pour garantir ces 2 « capacités » (maintien en équilibre du corps et orientation) il
faut en permanence être capable de contrôler :
1. la position de la tête et du tronc
la position de la tête par rapport au tronc
Trois particularités de la fonction d’équilibration
 Elle s’exerce dans des conditions statiques et dynamiques
 Elle s’entretient et se perfectionne : distinction entre :
- l’équilibration ordinaire : celle nous permettant d’effectuer les
tâches de la vie courante (ex : monter un escalier…)
- l’équilibration « de luxe » : elle permet de devenir performant dans
des activités ludiques, sportives ou artistiques (ex : funambule, surf…)
 Cette fonction est précaire (fragile) :
(ex :parfois perturbée par l’environnement : mal des transports, de débarquement…)
Analyse de la fonction d’équilibration
Mise en place de réponses stabilisant :
-le regard
-la posture
Les réponses :
1. mettent en jeu les MUSCLES
2.sont sous régulation CENTRALE
3.sont organisées à partir d’AFFERENCES SENSORIELLES
Les AFFERENCES SENSORIELLES (ou ENTREES)
Elles sont de plusieurs types et permettent :
-la construction d’une représentation du corps dans l’espace
-l’orientation du corps par rapport à la verticale
Les informations issues des afférences sont :
-sélectionnées
-recalibrées
Puis intégrer au Système Nerveux Central en fonction des besoins et des
conditions
(Ex : modifications dues au mouvement du sujet ou à celui de l’environnement)
(quelque soit le cas, il faut maintenir l’équilibre)
Cette intégration transforme plusieurs représentations internes d’un
évènement extérieur en 1 seul système de référence
Le Système Nerveux Central ( informé par les afférences de tout écart par
rapport à la posture de référence), élabore des stratégies correctrices
(déterminées génétiquement ou acquises par l’apprentissage)
La réalisation de ces stratégies passent par les voies efférentes sous la forme
d’action :
-excitatrices (souvent)
-inhibitrices (parfois)
sur les neurones de la moelle épinière (voies réflexes…)
A noter :existence d’ajustements posturaux anticipés : permettent de préserver l’équilibre lors
de l’initiation d’un mouvement volontaire)
Schéma d’ensemble de la fonction d’équilibration :
ENTREES SENSORIELLES  Intégrateur des entrées

Comparateur (regarde la
concordance des infos) En rapport
avec un système de stockage des
situations antérieures ( référentiels)

Des organes effecteurs (appareil
locomoteur) : exécutent les ordres sous
forme de réponses MOTRICES. Permet
les réactions d’adaptation nécessaires au
maintien de la posture et du regard
Entre « entrés sensorielles » et « organes effecteurs » il se passent des
« transformations sensori-motrices »
I.2. Finalité de la fonction d’équilibration
Grâce à elle nous allons être en mesure de répondre aux questions :
« -Où suis-je ?
-Où vais-je ?
-Comment mon corps est-il disposé dans l’espace ? »
3 points importants
 Cette fonction assure à la fois :
-le pilotage
-la navigation
-la capacité d’interagir avec l’environnement
 Elle sous-entend la notion d’anticipation (…)
 Elle se base sur des référentiels (…)
 Notion d’anticipation :
On doit pouvoir corriger préventivement le déséquilibre induit par les
déplacements du corps ou de segments du corps
Pour anticiper :
1.il faut avoir une représentation mentale de son corps et de la place qu’il
occupe dans le milieu environnant
2.avoir « en stock » un répertoire de réponses motrices permettant une stratégie
immédiate et adaptée à une situation donnée
 Les référentiels :
Indispensables pour prendre en compte les informations et exécuter les réponses
motrices : ce sont la gravité et l’axe de symétrie du corps.
Cette fonction s’exerce selon 2 grandes modalités :
- Les actes courants, bien que réalisés consciemment (sous le contrôle de la
vigilance) peuvent s’effectuer AUTOMATIQUEMENT, libérant le système
nerveux central pour des tâches plus complexes
-Les actes complexes et aussi les actes nouveaux (apprentissage,
rééducation…)impliquent l’intervention du cortex cérébral. Leur réalisation peut
avoir un fort coût attentionnel
Donc CONSCIENCE et AUTOMATISME sont intriqués très étroitement
dans la fonction d’équilibration
En résumé :
L’équilibration est une activité SENSORI-MOTRICE ,
AUTOMATIQUE et/ou CONSCIENTE.
Comme telle, elle nécessite en permanence une interaction entre le SNC et le
système musculo-squelettique en fonction des forces internes et externes mises
en jeu par l’environnement.
Les informations captées par les récepteurs sensoriels spécialisés sont
transmises au SNC qui les intègre et élabore des réponses motrices adaptées.
Cette fonction ne peut être correctement acquise que s’il existe une
bonne sensori-motricité.
II. Les structures impliquées dans cette fonction
II.1.Les récepteurs sensoriels
-de plusieurs types
-s’interrogent entre eux et peuvent se substituer les uns aux autres
 « fonction plurimodale compensée »
Chaque récepteur ( ou capteur) fonctionne dans un ordre et un registre différents
des autres : ils explorent l’espace de façon distincte.
II.1.1. Les récepteurs somesthésiques
« Sensibles à la pression » : ce sont des mécanorécepteurs
a) Les récepteurs proprioceptifs ‘profonds’ musculaires et tendineux
Ce sont les fuseaux neuromusculaires répartis dans l’ensemble des muscles
squelettiques (ex : mollets, nuque…)
Ils informent le système nerveux central sur :
-la position
-la vitesse
des déplacements des segments sur lesquels les muscles s’insèrent
Caractéristiques :
Dans les muscles :
Les faisceaux se situent dans la partie centrale du muscle avec :
certaines fibres sensibles aux variations de longueur s’activant lorsque
l’étirement s’établit ou cesse : fibres sensitives dynamiques. D’autres fibres,
moins sensibles aux variations de longueur mais leur décharge se maintient tout
au long de l’étirement : fibres sensitives statiques.
Dans les tendons (insertion du muscle sur l’os) :
Les faisceaux sont situés dans la partie distale du muscle : appelés
organe tendineux de Golgi
Ces fibres sont plus épaisses et moins sensibles à l’étirement que
celles situées à l’intérieur du muscle . Elles ont 2 rôles :
-mesurer l’activation des fibres musculaires
-estimer la force de contraction du muscle
b) Les récepteurs cutanés
 Certains sont situés à la jonction derme-épiderme :
 Donnent naissance à des fibres sensibles aux vibrations de basse fréquence :
transmettent l’information « enfoncement de la peau »
 D’autres sont dans la profondeur de l’épiderme :
 A l’origine de fibres sensibles à des fréquences plus élevées : information
« distension de la peau »
Ces récepteurs cutanés apportent des informations spatio-temporelles et
directionnelles. Ils jouent un rôle important dans la représentation des forces
d’appui au sol. Ex : meilleur équilibre « pieds nus »
c) Les récepteurs articulaires
-Sensibles à la position des pièces articulaires et à leur rotation
-Actifs plutôt en position extrême, ce qui est rare en condition normale
 D’où leur rôle plutôt limité dans l’information de position et de
mouvement
II.1.2. Les récepteurs labyrinthiques ( ou vestibulaires)
Dits « céphaliques » du fait de leur localisation dans l’oreille interne et
« proprioceptifs » car profonds.
Ils constituent la « centrale inertielle » de la tête car :
-ils détectent les accélérations (lors des mouvements)
-ils ont pour références de base l’axe gravitaire.
-ils nous renseignent sur la position de la tête et notamment son
inclinaison par rapport à la verticale.
II.1.3.Les récepteurs visuels
Il s’agit d’extero-récepteurs
On distingue 2 visions :
-la vision centrale
-la vision périphérique
Vision centrale :
-permet de répondre à la question « quoi ? » étant impliquée dans la
reconnaissance et l’identification d’objets
-permet d’apprécier la distance ( grâce à la vision conjuguée)
-permet la fixation d’un repère, condition essentielle pour assurer les
déplacements
Vision périphérique :
-permet de répondre à la question « où ? »
(Ex : où est-on par rapport au décor environnant ?)
-permet de détecter l’intrusion d’un obstacle étranger dans le champ
visuel
Après recentrage en vision centrale, l’intrus est identifier
A chacune de ces visions correspondent des récepteurs centraux et
périphériques
-Récepteurs rétiniens centraux :
-issus de la rétine fovéale
-transfert d’informations par la voie optique principale
-information sur l’orientation de la tête par rapport à la verticale
-Récepteurs rétiniens périphériques :
-contribuent à donner l’info de mouvement
-passent par la voie optique accessoire et rejoignent les noyaux
vestibulaires
-renseignent sur le déplacement de la tête et du corps par rapport à
l’environnement
II.2. Hiérarchie et interaction entre les informations sensorielles
Le poids relatif des entrées sensorielles les unes par rapport aux autres est :
-variable d’un individu à l’autre
-variable chez le même individu durant sa vie, et parfois le moment
Ce poids dépend :
-des circonstances (ex : dans l’obscurité / à la lumière…)
-de la finalité de la tâche à accomplir (ex : sports exigeant une commutation
rapide entre les entrées)
Existence d’anomalies :
Sujets qui donnent trop ou pas assez de poids à certaines entrées :
Ex : si surestimation des infos visuelles+sous estimation des infos labyrinthiques :mauvaise
construction de la « verticale subjective »

Instabilité permanente pouvant aller jusqu’à une phobie spatiale : l’agoraphobie
Intérêt de cette hiérarchie : conséquences « cliniques »
Si une entrée sensorielle est défaillante, un autre récepteur se substitue :
développement du phénomène de compensation
Ex :Atteinte labyrinthique ( au départ vertige :puis souvent compensation par les récepteurs
somesthésiques de la nuque.)

Si le sujet présente un blocage de la nuque, il va revoir apparaître des vertiges :
fausse récidive qui n’est que l’expression d’un déficit transitoire de la doublure
sensorielle
II.3.Transmission et intégration des informations sensorielles
3 niveaux d’intégrations
1
centre d’intégration : au niveau de la moelle épinière (intégration
médullaire) :
er
-Provenance des fibres : musculaires et cutanées
-corps cellulaires dans les ganglions spinaux
-rejoignent les motoneurones alpha ( commandant la plaque motrice des
fibres musculaires)
Certaines fibres se dirigent vers le tronc cérébral et le cervelet.
2
ème
centre : au niveau du cervelet et du tronc cérébral
le cervelet : 3 sites d’afférences
-reçoit une double information :
celle de la commande motrice
celle des résultats de cette commande
donc il peut corriger
Ainsi le cervelet reçoit des informations somesthésiques, visuelles et
vestibulaires :
Il va agir comme un POTENTIOMETRE
adaptant le gain d’arcs réflexes mis en jeu dans l’équilibration


le réflexe vestibulo-oculaire
Le réflexe vestibulo-spinal
maintien du regard
maintien de la posture
le tronc cérébral :
Plusieurs structures ( au moins 5) sont impliquées dans l’équilibration :
-Les noyaux vestibulaires :
Ils reçoivent des fibres issues :
-des faisceaux spinaux
-de la moelle épinière
-des récepteurs vestibulaires
 leur rôle : BALANCE qui compare les
activités droite et gauche
et
rôle important dans le tonus de soutien
-L’olive bulbaire (reçoit des afférences tactiles)
-La formation réticulée (afférences venant du cervelet et du noyau vestibulaire)
Rôle dans l’état d’éveil.
-Le noyau rouge (agit sur le tonus de soutien en limitant l’action des muscles
extenseurs au profit des muscles fléchisseurs) : inverse des NV
-Le colliculus supérieur : relais de la voie oculaire réflexe.
3
ème
centre : intégration thalamo-corticale
Au niveau du thalamus (région ventro-latérale) :
-fibres venant de structures du tronc cérébral
-Lemniscus médian
-Noyaux vestibulaires
 Toutes se dirigent vers le cortex
An niveau du cortex : 3 zones de regroupement
-Une région somato-sensorielle (circonvolution pariétale)
-Une région visuelle ( aire occipitale)
-Une région vestibulaire (cortex pariéto-insulaire + sulcus central)
Physiologiquement, il y a 2 grandes voies « centrales » :
-La voie des centres médullaires pour les réponses rapides
-La voie de l’encéphale (ou voie thalamo-corticale) pour les intégrations
complexes où interviennent la conscience et la volonté.
 Responsable de la sensation de mouvement.
Au final, sont élaborés des ordres qui seront véhiculés par des fibres efférentes à
destinée des effecteurs qui seront à l’origine de la réponse motrice adéquate.
Cette intégration
Informations sensorielles (somesthésiques, vestibulaires, visuelles)
vers
moelle épinière, tronc cérébral, thalamus, cortex
Permet la création d’un SCHEMA CORPOREL POSTURAL

Construit autour de la représentation géométrique du corps que
fournissent les capteurs sensoriels :
Les informations musculo-tendineuses
Les informations cutanées (représentation des forces d’appui)
Les informations labyrinthique et visuelle (représentation et orientation du
corps par rapport à la verticale)
II.4. Les réponses motrices
-Elles sont élaborées par le SNC (moelle, tronc cérébral, thalamus, cortex)
-Elles sont fonction de la situation : 3 cas :
1-réflexes posturaux : ils s’opposent à tout allongement
musculaire (donc toute déviation des segments) par rapport à la posture initiale
2-stratégies correctrices : utilisées chaque fois que l’équilibre est
perturbé. Utilisés pour maintenir le centre de gravité à l’intérieur de la surface
d’appui.
(Ex : raideur des articulations, déplacement du bassin, fléchissement des jambes…)
3-ajustements posturaux anticipés : l’activation musculaire a lieu
avant la perturbation posturale : ces circuits déterminés génétiquement ou acquis
avec l’apprentissage.
Les voies effectrices qui permettent ces réponses motrices
2 grands systèmes
-Le système pyramidal :voie de la motricité volontaire
-Le système extra-pyramidal : motricité semi-volontaire ou automatique
A noter…
Le contrôle postural est essentiellement dépendant du système extra-pyramidal.
Les effecteurs moteurs :ils exécutent les ordres locomoteurs centraux
2 cibles
-Les muscles :
-extenseurs : rouges car très vascularisés, puissants, fonctionnant en
régime permanent (tonique). Assurent le maintien d’une posture droite.
-fléchisseurs : pâles, moins puissants mais plus rapides, fonctionnent en
régime transitoire (phasique). Assurent l’enchaînement des mouvements.
-Le système ostéo-articulaire :
Il y a 2 musculatures cibles :
-La musculature oculaire(voie oculomotrice réflexe) : déplacement des globes
oculaires permettant le maintien du regard.
-La musculature corporelle (voie vestibulo-spinale) modulant le contrôle de la
posture.
SYNTHESE ET CONCLUSIONS sur la fonction
d’équilibration et les structures impliquées
-L’équilibration est le résultat d’une pondération permanente, individuelle et
variable d’un ensemble de données visuelles, proprioceptives et vestibulaires qui
s’additionnent
-Si une entrée est défaillante, une compensation peut se mettre en place par
substitution des autres systèmes. Cela est possible car les informations tendent à
être redondantes.
Tant que tout fonctionne de manière optimale, et surtout que les informations
sensorielles concordent, la fonction d’équilibre est INCONSCIENTE.

Mais si un conflit s’instaure, elle devient consciente et la sensation est
désagréable : VERTIGES - DESEQUILIBRE – INSTABILITE
Ex : le mal des transports (ou cinétose)
Les transformations sensori-motrices à la base de cette fonction peuvent
s’altérer : plusieurs facteurs :
-l’âge
-les pathologies de l’oreille interne
-les troubles dans le fonctionnement des muscles oculaires (atteintes
oculo-motrices)
-des stimulations naturelles trop fortes (et/ou de non adaptation)
-un changement environnemental (mal de mer, mal de débarquement) :
CINETOSE
D’où la notion de PLASTICITE…
Les réponses posturales (maintien de la posture) et oculomotrices (maintien du
regard) qui servent à maintenir le corps en équilibre doivent :
1-posséder un très haut degré de plasticité (permet l’adaptation et/ou la
réadaptation)
2-être et rester suffisamment précises pour fournir une estimation correcte
de la position du corps et de son mouvement pendant toute la vie
On est face à un modèle contenant des représentations internes stables (stockées
dans le SNC) dans le cadre d’un environnement intérieur et extérieur qui change
sans cesse.
SCHEMA D’ENSEMBLE DE LA FONCTION
D’EQUILIBRATION
Récepteurs
Vestibulaires
Récepteurs
visuels

Récepteurs
somesthésiques

SNC
dont noyaux
vestibulaires

CONTRÔLE POSTURALE
(vers muscles du corps)
Réflexe vestibulo-spinal

MAINTIEN POSTURE


+/- Cortex
cérébral

CONTRÔLE OCULOMOTEUR
(vers muscles des yeux)
Réflexe vestibulo-oculaire

MAINTIEN DU REGARD
III. Le système vestibulaire :
III.1. Le système vestibulaire périphérique : le récepteur
a) Anatomie
-Récepteurs spécialisés situés dans la « portion vestibulaire » de l’oreille interne
dans le labyrinthe membraneux postérieur inclus dans le labyrinthe osseux
(niveau de l’os temporal)
Rappel : l’oreille interne, appelée organe STATO-ACOUSTIQUE se compose de 2
compartiments :
-le labyrinthe antérieur, dévolu à l’audition avec la cochlée (sensible aux fréquences
rapides)
-le labyrinthe postérieur, dévolu à l’équilibration avec le vestibule (ou labyrinthe)
(sensible aux très basses fréquences)
 Dans ce labyrinthe membraneux postérieur circule des liquides
-Entre le labyrinthe osseux et membraneux : de la PERILYMPHE
(riche en Na+ et pauvre K+ )
-A l’intérieur du labyrinthe membraneux : de l’ENDOLYMPHE (riche en K +)
Ce labyrinthe est constitué de 5 structures qui communiquent toutes entre elles :
-Deux vésicules otolithiques
 L’utricule (forme de tuyau)
 Le saccule (forme de sac ovale)
-Trois canaux semi-circulaires (CSC)
Les CSC se connectent au niveau de l’utricule en formant des
renflements : les AMPOULES
Les CSC :
3 arcs se placent dans les 3 directions de l’espace (perpendiculaire entre eux)
Le CSC horizontal :
Sensible au déplacement de la tête dans le plan horizontal
CSC vertical antérieur :plan frontal
CSC vertical postérieur : plan sagittal
Le canal horizontal est horizontal quand la tête est inclinée d’environ 30° vers
l’avant
D’un point de vue fonctionnel :
Utricule et saccule sont spécialisés pour répondre aux accélérations
linéaires de la tête. Il s’agit des variations de vitesse lors d’un déplacement en
ligne droite. Sensibles aux forces gravitationnelles.
Les canaux semi-circulaires répondent aux accélérations rotatoires (ou
angulaires) c’est-à-dire celles résultant d’un mouvement circulaire.
L’ensemble de ces organes vestibulaires contiennent des neuro-épithélium
sensoriels :
-Les macules utriculaires et sacculaires pour les organes
otolithiques (l’utricule et le saccule)
-Les crêtes ampullaires pour les canaux semi-circulaires
Ces épithéliums sont constitués de 2 types de cellules :
-les cellules sensorielles
-les cellules de soutien
b) Les cellules sensorielles vestibulaires
-Ce sont les cellules à l’origine de la TRANSDUCTION : pour le
système vestibulaire, transformation de déplacements d’endolymphe en
potentiel récepteur
-Cellules de 2 types :
 Type I :-forme d’amphore ou « à col court »
-situées au sommet des crêtes et centre des macules
-connectées par des fibres afférentes (constituées par dendrites du nerf
vestibulaire) au niveau d’un calice nerveux permettant d’importants
échanges
-contactées par des fibres efférentes au niveau du calice
 Type II :-forme cylindrique
-plus denses à la périphérie des macules et à la base des crêtes
-pas de calice nerveux : directement contactées à leur base par des fibres
afférentes et efférentes
Les cils des cellules ciliées vestibulaires (CCV)
-Ont à leur pôle apical une CUTICULE (plaque ou membrane cuticulaire
rigide)
-Des cils sont implantés dans cette plaque formant une touffe ciliaire au
sommet de chaque cellule.
Chaque touffe comprends :
-un seul KINOCIL (grand cil toujours en bordure)
-une centaine de STEREOCILS disposés en rangées et dont la taille décroît à
partir du kinocil
 L’organisation de chaque touffe ciliaire confère à la cellule une
POLARISATION MORPHO-FONCTIONNELLE…
Importante dans les phénomènes de transduction dont la CCV est le siège
Rappel : LA TRANSDUCTION
Processus physiologique qui transforme un signal mécanique
(ex : une pression, un déplacement…)
en une activité électrique (un potentiel d’action)
Dans le système vestibulaire, le signal de départ « MECANIQUE » :
Mouvement de tête

Signal MECANIQUE
Déplacement de l’endolymphe
Chaque cil, à l’apex des CCV baignent dans
l’endolymphe

Déplacement (cisaillement) des cils

transduction

Ouverture ou fermeture des canaux de
transduction (K+)
Entrée modifiée d’ions K+

Modification de la polarisation de la CCV

Signal ELECTRIQUE
ou de la libération du
neurotransmetteur dans l’espace
Inter-synaptique à la base de la CCV

 ou  potentiel d’action dans
fibre afférente vestibulaire
…Polarisation morpho-fonctionnelle (car position excentrée du kinocil)
 Polarisation fonctionnelle figure 6
Tout mouvement qui induit un rapprochement des stéréocils par
rapport au kinocil : Ouverture des canaux K+

Entrée de charges +

Dépolarisation de la CCV

Libération de
neurotransmetteur

 potentiel
d’action dans les
afférences vestibulaires
EXCITATION
Tout mouvement inverse (éloignant les stéréocils du kinocil)
Moindre ouverture (parfois fermeture)
Des canaux K+

Moins de charges +
entrantes

Hyperpolarisation
de la CCV

Moins de neurotransmetteur
libéré

 PA dans fibres afférentes
INHIBITION ou plutôt REDUCTION
de l’activité électrique afférente
Le déplacement des stéréocils dans un plan perpendiculaire aux deux
précédents : pas de réponse
Chaque CCV code :
-la direction
-et plus encore : le sens du déplacement
Libération permanente de
Neurotransmetteur (glutamate)
Même au repos

Activité
spontanée et
…
Selon le sens du déplacement,
MODULATION DE L’ACTIVITE
SPONTANEE
 Polarisation morphologique
Les touffes ciliaires ont une orientation spécifique dans chaque épithélium, d’où
une position différente du kinocil
En résumé :
POLARISATION FONCTIONNELLE : déplacement des stéréocils / au
kinocil
POLARISATION MORPHOLOGIQUE : position du kinocil
c)Epithélium sensoriel de chaque récepteur vestibulaire
Dans l’utricule et le saccule (organes otolithiques) : MACULES (utriculaire,
sacculaire)
Dans les canaux semi-circulaires :dans l’ampoule au niveau de la CRÊTE
AMPULLAIRE
 Organes otolithiques
MACULE
-Détecte les déplacements et accélérations linéaires de la tête
Constituée de
-Cellules ciliées et de cellules de soutien
-Membrane Otoconiale (ou otolithique)
-Otolithes
Plus en détail…
La membrane otoconiale (ou otolithique ) est constituée d’une substance
gélatineuse formée par l’entrecroisement de fibrilles. Réseau à mailles plus ou
moins serrées, percé de trous où pénètre l’extrémité des stéréocils
Dans cette membrane : Otolithes (ou otoconies) :
cristaux de carbonate de calcium de différentes tailles
-Les plus petites sont situées au centre de la macule : ici épithélium
riche en cellules de type I avec courts stéréocils
et un kinocil long
-Les plus volumineuses : zone périphérique
Leur rôle : alourdir la membrane otolithique. Cette densité élevée permet de
répondre rapidement à de petits changements (amplification)
Propriétés d’un capteur inertiel
 Polarisation morphologique complexe
Du fait qu’au sein d’une même macule, il existe des polarités inversées :
Il n’y a pas de réponses maculaires globales
Mais une partie EXCITATION et une partie INHIBITION

Cela génère des signaux bi- ou pluridirectionnel au sein
d’un même récepteur
Chez un sujet debout…
 Macule sacculaire verticale
et
macule utriculaire horizontale
 Perpendiculaire l’une par
rapport à l’autre

Utricule : code les déplacements latéraux
dans le plan horizontal
Saccule : mouvement bas/haut, avant/arrière
dans le plan vertical
Comme il y a 22 macules :
une macule sacculaire D
une macule sacculaire G
une macule utriculaire D
une macule utriculaire G
et
Image en miroir entre
droite et gauche
Une inclinaison entraîne des effets opposés entre les 2 côtés
Ce sont les connexions centrales qui intègrent et réalisent
les interactions.
 Canaux semi-circulaires
-Epithélium neurosensoriel situé dans l’ampoule (jonction avec l’utricule) :
appelé crête ampullaire
Dans la crête ampullaire
-Cellules ciliées et de soutien
-La cupule : masse gélatineuse qui recouvre les cils. Elle obstrue la cavité
de l’ampoule formant une barrière fluide, élastique.
Va subir des torsions sous l’effet des mouvements de l’endolymphe

Entraînement des cils…
Comparaison avec l’épithélium otolithique :
-pas d’otolithe mais un voile souple
Et polarisation morphologique « simplifiée »
Elle est la même pour toutes les cellules ciliées vestibulaires appartenant à la
même crête ampullaire : dans un canal donné, le kinocil est toujours du même
côté / aux stéréocils.
La position du kinocil change d’un canal à l’autre.
Dans le canal horizontal : kinocils orientés vers l’utricule
Dans les canaux verticaux : vers le canal
Cas des CSC horizontaux :
Rotation horaire de la tête
Déplacement anti-horaire
de l’endolymphe
à droite (vers l’ampoule)
AMPULLOPETE
Les stéréocils se rapprochent
du kinocil
à gauche (vers le canal)
AMPULLOFUGE
Les stéréocils s’éloignent
du kinocil


EXCITATION :
Dépolarisation
INHIBITION :
Hyperpolarisation
Rotation anti-horaire
Dans CSC droit : AMPULLOFUGE :éloignement des stéréocils :
INHIBITION
Dans CSC gauche : AMPULLOPETE :EXCITATION
En conclusion :
Dans les CSC horizontaux :
-un mouvement de l’ampoule vers le canal (ampullofuge) est inhibiteur
-un mouvement du canal vers l’ampoule (ampullopète) est excitateur
Du fait de la polarité (morphologique) inversée dans les CSC verticaux :
-un mouvement de l’ampoule vers le canal (ampullofuge) est excitateur
-un mouvement du canal vers l’ampoule (ampullopète) est inhibiteur
III.2.Les afférences vestibulaires primaires
a) Organisation anatomique
-Fibres myélinisées dont le corps cellulaire est situé dans le ganglion
vestibulaire : ganglion de SCARPA (niveau de l’oreille interne)
 Les dendrites innervent les cellules réceptrices : 2 branches
-la branche vestibulaire supérieure :
originaire des CSC antérieurs et horizontaux, de la macule utriculaire et
de la partie supérieure de la macule sacculaire
-la branche vestibulaire inférieure :
originaire des CSC postérieurs et du reste de la macule sacculaire
 Les axones forment la division vestibulaire de la VIIIème paire de nerf
crânien (nerf vestibulo-cochléaire = nerf auditif)
L’ensemble chemine associé au nerf facial jusqu’au sillon bulboprotubérantiel : forment le paquet ACOUSTICO-FACIAL
Prolongements axonaux principaux se font en direction :
-complexe nucléaire vestibulaire
-cervelet
Rque : Taille du nerf vestibulaire : 18-20 000 fibres : très petit
(nerf optique 1 million)
b) Propriétés physiologiques
-neurotransmetteur : le glutamate
-Ces afférences primaires se classent en 2 catégories définies sur la
base :-du degré d’activité spontanée (AS)
-du degré de régularité des décharges

Les unités régulières à AS élevée.
Fibres de petit diamètre
innervant la périphérie
des épithéliums (et surtout
cellules de type II )
Fibres dites « TONIQUES »

Les unités irrégulières à AS faibles
Fibres de gros diamètre
innervant le centre des
épithéliums (et surtout cellules
de type I)
Fibres dites « PHASIQUES »
Grande caractéristique des fibres vestibulaires
-leur activité spontanée (0,5 à 400imp/s) qui existe en dehors de
toute stimulation : propriété statique des afférences vestibulaires :
TONUS DE BASE
Elle autorise la modulation de la fréquence de décharge des afférences
primaires

Permet la bidirectionnalité des réponses des récepteurs
 Codage des accélérations angulaires par les neurones d’origine
canalaire
-Réponse maximale à l’accélération
-Inhibition maximale à la décélération
Activité spontanée : avant l’accélération et au retour à vitesse constante.
3 messages sont véhiculés :
-le plan dans lequel la rotation a lieu (quel canal)
-la direction (ou décharges)
-la vitesse (nombre de PA)
2 points importants :
-Temps d’adaptation long (entre la fin de l’accélération et le
début de la vitesse constante) : car il faut du temps à la cupule pour retrouver sa
position initiale après torsion
-A vitesse constante : s’exercent des forces égales des 2 côtés de
la cupule : pas de torsion et pas d’entraînement des cils
 Codage des forces linéaires par les neurones d’origine maculaire
Unités toniques :le profil des réponses suit
le décours de la force appliquée .
Déchargent en continu
Unités régulières
Unités transitoires-phasiques :
Réponse aux accélérations
linéaires par une augmentation
brusque des décharges.
Adaptation quand vitesse constante :
Unités irrégulières
Unités phasico-toniques :
Accroissement des décharges puis
Adaptation faible avec une activité
restant > au repos
Conclusion sur les afférences vestibulaires primaires
Ces modifications de l’activité spontanée sont

Très sensibles pour les fibres
régulières toniques :
-pas d’adaptation aux stimulus
-répondent non pas au mouvement
mais à la position

Assurent la fonction
statique du labyrinthe

Au contraire :
Les unités irrégulières répondent
phasiquement dès le début du
signal

Rôle dynamique

Assurent la fonction
cinétique du labyrinthe
III.3. Voies vestibulaires centrales-réflexes vestibulaires
Les axones des neurones vestibulaires primaires se projettent majoritairement
sur les noyaux vestibulaires ipsilatéraux (et un peu sur le cervelet)
Traitement différent des informations selon qu’elles proviennent des CSC
ou des organes otolithiques .
a) Noyaux vestibulaires
-Opèrent les traitements nécessaires au calcul :
-de la position
-du déplacement de la tête
-Situés sur le plancher du IVème ventricule : COMPLEXE NUCLEAIRE
VESTIBULAIRE (plusieurs noyaux)
Labyrinthe(ampoule : CSC)NV SupérieurNoyaux oculomoteurs
Réflexe vestibulo-oculomoteur d’origine canalaire
Labyrinthe(tous)+cerveletNV médiannoyaux oculomoteurs et cervicales
Centre de coordination des mouvements des yeux-tête-cou
Labyrinthe(utricule+saccule+CSC ant+cervelet-moelle) NV latéralMoelle
épinière
Contrôle des réflexes vestibulo-spinaux
Labyrinthe(tous) +cerveletNV descendantcervelet+formation réticulée
Intégration des infos vestibulaires bilatérales
Afférences et efférences au niveau des noyaux vestibulaires
La fonction des noyaux vestibulaires est triple :
1-intégrer les informations spatiales hétéromadalitaires (plutôt que
simplement traiter des messages vestibulaires)
2-élaborer des messages pré-moteurs de commande de la musculature
oculaire (stabilisation du regard) et somatiques (régulation posturale)
3-élaborer des messages pré-perceptifs à destinée corticale
b) Efférences (connexions) vestibulaires centrales
 Les connexions vestibulo-oculaires
L’arc réflexe vestibulo-oculaire : (exploré lors de l’examen clinique)
Son rôle : maintenir une image stable de l’objet sur la fovéa lors des
mouvements de la tête
Il induit des mouvements oculaires de compensation qui contrebalancent les
mouvements de la tête
Son origine : canalaire ou otolithique
Organisation de l’arc RVO :
A 3 neurones :
-vestibulaire primaire : entre récepteurs et noyaux vestibulaires
-vestibulaire secondaire : entre noyaux vestibulaires et noyaux
oculomoteurs controlatéraux
-motoneurones oculomoteurs
Décomposition des réponse dans le RVO
(cas des CSC horizontaux)
Rotation de la tête (D ou G)

Stimulation CSC
Cisaillement des cils

PA dans fibres vestibulaires primaires
 à D et  à G

Noyaux vestibulaires

Noyaux oculomoteurs

Muscles des yeux :
Déplacements lents des yeux

Vers la gauche si tête à droite

Vers la droite si tête à gauche
Le réflexe vestibulo-oculaire (RVO) induit :


Des mouvements lents
compensateurs orientés
dans la direction opposée à
celle de la rotation

Phase lente :
elle stabilise l’image sur la
rétine durant la rotation
Une saccade rapide orientée
à l’inverse de la phase lente
(donc sens de la rotation)

Phase rapide :
elle réoriente périodiquement
l’œil dans l’orbite
Cette succession :
Phase lente (stabilisation du regard) et phase rapide (orientation du regard)
constitue le NYSTAGMUS
Définition du NYSTAGMUS :
Succession plus ou moins régulière et rapide de mouvements oculaires
conjugués, involontaires et habituellement synchrones
C’est le RVO que l’on explore avec la vidéonystagmographie…
 Les connexions vestibulo-spinales
Sont à l’origine du réflexe vestibulo-spinal
Les fibres sont issues des différents noyaux vestibulaires sauf le NVS.
Les effecteurs sont :
-les muscles permettant de lutter contre la gravité
-les muscles extenseurs du cou, du tronc et des extrémités segmentaires
Comment teste-t-on ce système vestibulo-spinal ?
Concernant les connexions avec les motoneurones médullaires : avec la
posturographie…
IV. Exploration clinique d’un trouble de l’équilibre
IV.1.Physiopathologie de l’équilibre
Su cohérence (entre labyrinthe, proprioception et vision, et les centres
supérieurs) : « sensation d’équilibre »
Si incohérence (ex : dysfonctionnement labyrinthique) : les centres « inventent » le
vertige et donnent des ordres inadaptés entraînant :
-nystagmus
-déviations et chute
-des nausées, vomissements…
Le « VERTIGE » (illusion sensorielle) est un trouble de l’équilibre qui associe
à des degrés divers ces différents signes. Selon :
-leur présence ou non
-leur niveau d’intensité
Les tableaux cliniques sont infinis pouvant aller
Du simple état nauséeux  l’épouvantable vertige rotatoire
Face à un trouble de l’équilibre, il faut tenir une conduite permettant de répondre
à 3 questions :
1-S’agit-il d’un faux vertige ? (ex : une hypotension, vertiges des hauteurs,…)
Pas de réels problèmes diagnostiques
2-S’agit-il d’une urgence thérapeutique ?
-du fait de la menace vitale pour le patient : il y a toujours des signes
neurologiques associés
-du fait de la menace vitale pour le labyrinthe :  vertige violent dans un
contexte évocateur :
trauma mécaniques ou
infection
3-le diagnostic est-il évident ?
-il l’est : -par le contexte
-par les antécédents  orientation thérapeutique simple
-par la clinique
-il ne l’est pas : le labyrinthe est suspecté et l’urgence est au diagnostic
Sa qualité sera renforcée par des explorations fonctionnelles du vestibule
IV.2. L’examen clinique d’un trouble de l’équilibre : 2 étapes
1ère étape : l’interrogatoire
Etape essentielle car le vertige est un symptôme SUBJECTIF
(est-ce que ça tourne, tangue… ? ou est-ce un malaise, évanouissement ?) :
VRAI/FAUX vertige.
Attention : le « ressenti » est très variable d’un sujet à l’autre…
Un vertigineux est un malade dont l’écoute est longue et les signes d’appel ne sont pas
univoques. 3 groupes :
-le malade qui dit qu’il a des vertiges et c’est vrai
-le malade qui dit qu’il a des vertiges et c’est faux
-le malade qui ne parle pas de ses vertiges alors qu’il en a
Seront renseignés :
les facteurs de déclenchement (ex : aggravation à l’obscurité, apparition aux
changements de position ou certains mouvements de la tête…)
Le profil évolutif (ex : apparition brutale puis répit ou instabilité constante) :
-atteinte périphérique s’accompagne d’un vertige brutal, intense
(névrite) qui peut récidiver (Ménière)
-atteinte centrale : déséquilibre (ex : Sclérose en plaques) dont
l’intensité augmente progressivement (sauf Accident Vasculaire Cérébral)
L’existence de signes d’accompagnement (signes associés) :
 Les signes otologiques (ou auditifs) :
 Présence d’une surdité
-transmission : oreille moyenne : otite séro-muqueuse, otospongiose…
-perception : oreille interne : maladie de Ménière, atteinte ototoxique ou nerf auditif
(neurinôme de l’acoustique…)
 Présence d’acouphènes
 Sensation de plénitude d’oreille
 Signes associés non auditifs :
 Neurologiques : perte de connaissance, céphalées
 Végétatifs : pâleurs, sueurs, nausées…
Les antécédents (ou circonstances de début) :
traumatisme crânien ou cervical, infection, troubles cardiaques, prise de médicaments, profil
psychologique, infection (grippe), alitement prolongé
2ème étape :l’examen otoneurologique
Il inclut :
-une otoscopie (otite, perforations…)
-un examen neurologique
-un examen général (tension…)
Et surtout un examen vestibulaire à la recherche de signes vestibulaires.
Certains traduisent :
-Une atteinte de l’arc réflexe vestibulo-spinal : recherche des déviations
segmentaires en conditions statique et dynamique
-Test de Romberg : sujet debout, yeux fermés : si tendance à chuter
systématiquement du même côté : atteinte labyrinthique du côté de la chute
-Test des index : sujet assis, bras tendus, yeux fermés : si déviation conjuguée et
reproductible du même côté : atteinte périphérique de ce côté
-Epreuve de la marche aveugle : 3 à 5 pas AV-AR, yeux fermés : si déviation
toujours du même côté : déficit labyrinthique de ce côté : Marche en étoile
-Une atteinte de l’arc réflexe vestibulo-oculaire : c’est la présence d’un
nystagmus (NTG)
-La présence d’un nystagmus spontané est pathologique
-Le sens de la secousse lente indique le côté atteint (car diminution des
influx en provenance du côté déficitaire)
-On étudie les nystagmus sous lunettes de FRENZEL qui empêchent la
fixation oculaire (qui pourrait bloquer le nystagmus quand il est d’origine
périphérique)
Le nystagmus se caractérise par : sa forme, direction, mode d’évolution, sa fréquence
Importance de la forme du NTG pour localiser le lieu de l’atteinte :
Nystagmus horizontal rotatoire : atteinte périphérique
NTG vertical : atteinte centrale
NTG rotatoire pur (sens horaire ou antihoraire) : atteinte bulbaire
NTG multiple : forme indéfinissable (ni rotatoire ni horizontal) :
central
Le nystagmus peut être influencé par :
-la fixation oculaire : quand il est d’origine périphérique
-la direction du regard : différents degrés :
il peut exister dans le regard direct
il peut être déclenché par le regard excentré
-la position de la tête : déclenchement du NTG par un changement de
position
Conclusion de l’examen clinique
Soit le tableau clinique est « harmonieux » :
-NTG horizonto-rotatoire
-direction de la secousse lente est la même que celle des déviations
segmentaires
Alors atteinte périphérique du côté des déviations
Soit « dysharmonieux » : cela ne permet pas d’éliminer une atteinte
périphérique et
Il faut alors considérer les caractères du NTG spontané et les signes
associés otologiques ou neurologiques
Ils orientent vers une atteinte périphérique ou centrale
C’est dans le cas d’un syndrome dysharmonieux que l’exploration
fonctionnelle du système vestibulaire prend toute sa valeur
IV.3. Explorations fonctionnelles (en pratique clinique)
2 moyens :
-la vidéonystagmoscopie et vidéonystagmographie : exploration des
capteurs labyrinthiques par enregistrement vidéo des NTG.
-les plates-formes de posturographie : quantification de l’utilisation des
informations somesthésiques, visuelles et vestibulaires pour la stabilisation
dynamique du corps (voies réflexes spinales)
IV.3.1. Examens vidéonystagmoscopiques (VNS) et
vidéonystagmographiques (VNG)
Principe
Enregistrement des mouvements oculaires (NTG) : reflet du fonctionnement
des vestibules
Méthode exploratoire très indirecte des vestibules basée sur le réflexe
vestibulo-oculaire
Méthode :
-Patient dans l’obscurité grâce au port d’un masque
-Caméras infra-rouges filmant les mouvements oculaires
-Enregistrements des NTG spontanés et induits
La vidéonystagmoscopie (VNS) permet de qualifier les nystagmus.
La VNG permet de les quantifier (mesure de la vitesse des phases lentes).
4 étapes :
1- l’examen oculomoteur : pour éliminer un trouble oculomoteur qui
influerait négativement sur l’exploration des vestibules mais aussi pour
détecter d’éventuelles atteintes neurologiques.
Principe : Le sujet suit des diodes et comparaison entre le déplacement de la
cible et le déplacement des yeux (ex : poursuite lente oculaire)
2-Enregistrement des NTG spontanés ou révélé du regard excentré
Parfois les NTG n’apparaissent que dans certaines direction du regard
-en regard excentré de 20 à 30° : « gaze nystagmus » : traduit une atteinte
centrale
3-Epreuves caloriques
Principe : stimulation des labyrinthes en injectant de l’eau (ou air) à différentes
températures (eau : 30°C : « froid » et « 44°C ») pendant 30s. Cela crée des
mouvements de convexions de l’endolymphe dans les CSC : d’où des NTG
(quand les vestibules sont fonctionnels)
a)Irrigation de l’oreille droite à chaud :
-à droite : déplacement de la cupule vers l’ampoule (ampullopète) d’où
excitation
-à gauche : il ne se passe rien : donc déficitaire
D’où une déviation lente des yeux vers la gauche et secousse rapide de
rappel vers la droite : Nystagmus D
b) Irrigation à gauche à chaud : Nystagmus G
c)Irrigation à droite à froid :
-à droite : mouvement ampullofuge (inhibiteur)
-à gauche : il ne se passe rien : d’où le côté droit déficitaire et Nystagmus G
d)Irrigation à gauche à froid : Nystagmus D
Donc NTG du côté de l’oreille stimulée à chaud et du côté opposé à froid
Les NTG observés sont physiologiques : il est normal d’en présenter
Remarque :
Si stimulation bilatérale : pas de NTG (baignade)
Avantage de cette épreuve calorique : permet de tester séparément les
labyrinthes
Inconvénient : parfois mal supportée
Une épreuve peut donner 3 valeurs fondamentales dans l’exploration
fonctionnelle vestibulaire :
La prépondérance directionnelle : traduit le fait qu’une stimulation
vestibulaire symétrique provoque une réponse oculomotrice asymétrique, c’està-dire, des NTG plus dans un sens que dans l’autre (normale si <11%). Reflète
un défaut de la balance vestibulaire et il existe une étroite corrélation entre
l’intensité de la prépondérance et l’intensité du signe clinique qui amène le
patient à consulter.
La réflectivité vestibulaire : traduit l’aptitude du vestibule à réagir à la
stimulation (normale entre 30 et 122 ou vitesse entre 37 et 86%)
L’hypovalence : traduit le déficit sensoriel d’un vestibule par rapport à l’autre.
« Normal » :
OD chaud : 40 (ND)
OG chaud : 45 (NG)
OD froid: 39 (NG)
OG froid: 43 (ND)
Hauteur: réflectivité
Pas d’hypovalence
Pas de prépondérance directionnelle
Moins de réponses a gauche : hyporéflexie G/ OD hypovalence
ND>NG :prépondérance directionnelle Ddéficit gauche
IV.3.2. Examens posturographiques : Le Multitest Equilibre (Equitest)
Principe : Le sujet est debout, droit et immobile sur une plate-forme mobile
munie de capteurs de force. Il est entouré d’un environnement mobile ou asservi.
Pour maintenir son équilibre, il produit de petites oscillations « correctrices »
d’AV en AR ou de D à G.
Méthodologie : un ordinateur recueille et traite les données issues des capteurs et
projette en temps réel le centre de gravité du sujet sur l’écran.
L’Equitest permet d’apprécier le comportement postural du sujet et de
quantifier au moyen de scores d’équilibration le rôle de chacune des afférences
sensorielles. Pour cela, on mesure des oscillations en trompant +/- les
afférences.
Score d’équilibre de 1 à 100
Anomalie vestibulaire :score bas ou nul : là où la fonction vestibulaire est le mieux étudiée
(afférences somesthésiques et visuelles réduites, supprimées ou erronées)