Ruello Pauline, Paul Lainé 29 novembre 2010 Neurophysiologie

Ruello Pauline, Paul Lainé
29 novembre 2010
Neurophysiologie, Système sensoriel, P.Sauleau
Diapo disponible sur le réseau pédagogique.
« Toute la partie sur les Récepteurs somatosensoriels n’est qu’un rappel »
IV. SYSTEME SENSORIEL
(1ère Partie)
Rappels sur les Récepteurs somatosensoriels
A- Définition
Ce sont des organes périphériques spécialisés, permettant la transduction du signal. Ils
permettent de coder la nature du stimulus c'est-à-dire : son intensité, sa durée, sa localisation.
Ils représentent la partie terminale différenciée du neurone sensoriel ou une cellule sensorielle
spécialisée.
Ils sont sélectifs ou polymodaux.
B- Classification des récepteurs sensoriels
Selon leur localisation anatomique : - Extérocepteurs (stimulus extérieur)
-
Selon le type de stimulus traité :
Intérocepteurs (stimulus interne) : viscérocepteurs et
propriocepteurs(ex : fuseau neuromusculaire).
- Photorécepteurs (lumière)
- Mécanorécepteurs (toucher, vibration, étirement,
tension musculaire, pression viscérale)
- Thermorécepteurs
- Chimiorécepteurs (goût, olfaction, composition du
sang)
C- Morphologie des récepteurs sensoriels
-Soit des cellules sensorielles spécialisées (c) (œil, oreille) puis synapse avec le neurone
-Soit des terminaisons nerveuses spécialisées qui peuvent être libres (a) (nocicepteurs et
thermorécepteurs) ou bien encapsulées (b) (mécanorécepteurs, propriocepteurs).
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Ex : au niveau du fuseau neuromusculaire, la déformation de la capsule entraine
l’ouverture de canaux ioniques.
Ex : au niveau de la peau on trouve des récepteurs libres (nocicepteurs) et des
récepteurs encapsulés.
D- Fonctionnement des récepteurs sensoriels
Définition de la transduction : Il s’agit de la transformation d’une énergie non spécifique en
signal électrochimique compréhensible par l’organisme et véhiculé par les neurones : un
récepteur sensoriel transforme le stimulus en PA.
Notion de champ récepteur :
Le récepteur est une « antenne » qui capte un certain nombre de stimuli dans le secteur qui lui
est dévolu. Ce champ est donc une zone sensorielle qui modifie l’activité d’un neurone
lorsqu’elle est stimulée.
Le pouvoir de discrimination (aptitude à distinguer avec précision le territoire cutané ou
viscéral stimulé) est maximal au niveau des doigts : on a une forte densité de récepteurs,
possédant chacun un champ étroit, ceci couplé à une forte représentation corticale.
Par exemple : au niveau des doigts on peut distinguer sans problème deux points rapprochés
d’1 à 2 mm, mais au niveau du dos on sentira plutôt une pression diffuse, la discrimination ne
se faisant qu’à partir d’environ 40mm.
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Meissner : Pouvoir de discrimination fin
Pacini : Pas de différenciation entre 2
stimuli espacés de quelques cm
Notion de potentiel récepteur :
Le stimulus entraine une dépolarisation locale de la membrane du récepteur : c’est le potentiel
récepteur. Ce potentiel est gradué et local. Si ce potentiel atteint un certain seuil d’excitation,
on a alors le départ d’un train de PA.
Ex : déformation de la capsule des corpuscules de Pacini entraine l’ouverture de
canaux ioniques qui génèrent un potentiel de récepteur
Deux types de récepteurs :
- Récepteurs phasiques ou à adaptation rapide :
Ils répondent par une décharge d’emblée maximale mais brève et leur réponse diminue si le
stimulus est maintenu.
- Récepteurs toniques ou à adaptation lente :
La décharge est maintenue tout au long du stimulus
Codage du stimulus
- Selon la nature du stimulus : c’est le côté qualitatif du signal, ses propriétés. Un type
de stimulus est codé par un type de récepteur, soit phasique, soit tonique.
(photorécepteurs : lumière)
-
L’intensité du stimulus, est codée par la fréquence des PA, loi du tout ou rien.
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IV.1-Somesthésie et nociception
A-Définition de somesthésie
- Du grec « soma » (corps) et « aisthêsis » (sensibilité)
- Elle regroupe l’ensemble des mécanismes nerveux chargés de recueillir les informations
sensorielles du corps, qu’elles soient internes ou externes (intérocepteurs, extérocepteurs).
B-Quatre modalités sensorielles de la somesthésie
-
Le Tact épicritique : correspondant au toucher fin, à la pression cutanée, aux
vibrations, aux chatouillements. Il renseigne sur la taille, la forme, la texture voire le
mouvement de l’objet sur la peau.
Clinique : on peut toucher directement la peau avec un objet et apprécier des zones
insensibles, on peut également utiliser des filaments de différentes sensibilités pour évaluer la
capacité à sentir le contact.
-
La Proprioception : connaitre la position statique, le mouvement ainsi que les
caractéristiques d’un segment de membres et leur position les uns par rapport aux
autres.
Clinique : Epreuve de la préhension aveugle (saisir son pouce les yeux fermés)
La position du gros orteil…
-
La nociception : à l’origine de la douleur
Clinique : test à l’aiguille
-
La sensibilité thermoréceptive
Clinique : on remplit deux tubes, d’eau froide pour l’un, chaude pour l’autre (pas de
température extrême sinon on teste la nociception).
C-Distinction entre nociception et douleur
Nociception : C’est la perception de quelque chose de nuisible. Il s’agit d’un processus
sensoriel à l’origine du message nerveux qui provoque la douleur.
Douleur : « Une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable ; liée à une lésion
tissulaire réelle ou potentielle ou décrite en terme de lésion.
Donc : - Nociception = perception
- Douleur = expérience, étant la conséquence de cette perception, elle a un caractère
personnel (on ne réagit pas tous de la même façon à la douleur).
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La douleur a 3 composantes :
- Sensori-discriminative
- Affectivo-émotionnelle et comportementale
- Cognitive
Elle peut être :
- Aigüe : c’est un signal d’alarme transitoire
- Chronique : c’est un signal persistant et donc pathologique
D-Représentation générale du système
somesthésique
1-a-Les mécanorécepteurs tactiles cutanés
 Généralités
Ils sont sensibles aux déformations mécaniques de la peau induite par le contact avec les
objets. Ils sont responsables des sensations de toucher, vibration, tension cutanée.
Ils donnent donc naissance à la sensibilité extéroceptive tactile épicritique discriminative,
véhiculées par des fibres myélinisées de gros diamètre…à conduction rapide.
Il en existe différents types, présentant chacun des caractéristiques fonctionnelles différentes
et donc transmettant des informations de natures diverses.
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 Principaux récepteurs cutanés
-
Récepteur de Merkel
Corpuscule de Pacini
Corpuscule de Ruffini
Corpuscule de Meissner
tous encapsulés
 Meissner et Merkel sont situés à la jonction dermo-hypodermique (le nom de leur papa
ayant une sonorité plutôt nordique, on retiendra qu’ils sont situés plus en superficie)
Ils ont un champ récepteur étroit, à limite nette, ils distinguent des mouvements légers, de
surface, de vibrations lentes, des formes, des bords, des textures…
Rôle : distinguer clairement deux stimulations pourtant rapprochées : par exemple détecter
avec finesse la texture des objets..
 Pacini et Ruffini sont situés plus en profondeur dans le derme et le tissu sous cutané
(le nom de leur papa ayant cette fois là une sonorité du sud)
Ils ont un champ récepteur étendu à limite floues. Ils détectent le mouvement des objets sur la
peau et également permettent de connaitre la position d’un doigt par rapport à l’autre par le
simple étirement cutané du doigt considéré : le doigt en bougeant tire sur la peau et les
récepteurs le détectent.
Rôle : sentir de façon globale l’objet, son déplacement sur de grandes régions de la peau. Il
faut pour cela avoir un stimulus appuyé qui déforme les couches profondes de la peau.
Ex du récepteur de Pacini : récepteur qui détecte les vibrations. Il est encapsulé et sa fibre est
myélinisée de gros diamètre.
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1-b-Les récepteurs nociceptifs
 Généralités
Ils sont présents dans tous l’organisme (sauf au niveau du cerveau…pq ? car il n’y en a pas
besoin !… en réalité les récepteurs sont situés dans les couches méningées superficielles, là où
les nocicepteurs vont avoir un rôle, si une lésion touchait le cerveau directement il serait trop
tard pour réagir)
Ils sont ainsi très nombreux au niveau de la peau ce qui permet une discrimination fine de la
douleur, moins nombreux au niveau des viscères, des articulations, d’où la sensation de
douleur sourde.
Ce sont des terminaisons nerveuses libres, qui identifient le stimulus nociceptif, et codent son
intensité par la fréquence des PA.
Il existe en réalité deux types de fibres :
- Aδ : fibres peu myélinisées de moyen calibre, lentes
- C : fibres amyéliniques de petit calibre
 2 types de nocicepteurs :
Les mécano-nocicepteurs (pour les fibres Aδ)
Ils sont localisés au niveau de la peau et des viscères, et sont stimulés mécaniquement par des
pincements, piqûres, coupures au niveau de champs récepteurs larges.
Il y a une action directe de la stimulation nociceptive sur le récepteur : à l’origine d’une
sensation brève et précise.
Ex : Premier temps de la piqûre de la guêpe, lancinant et bref.
Les nocicepteurs polymodaux (fibres C)
Ils sont localisés au niveau des muscles, tendons et articulations et sont sensibles à des stimuli
polymodaux : mécaniques, thermiques ou chimiques.
Il y a ici une action indirecte de la stimulation nociceptive par l’intermédiaire de substances
algogènes endogènes, libérées en cascade à la suite de la destruction tissulaire (ex : brulure ou
piqure).
Ils sont à l’origine d’une sensation douloureuse durable, diffuse, pouvant réveiller la nuit
(douleur de type inflammatoire)
2- Les afférences somesthésiques périphériques

Fibres myélinisées de gros diamètre :
Pour la sensibilité tactile épicritique, et la sensibilité proprioceptive consciente et
inconsciente.
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
Fibre myélinisées de petit diamètre et fibres amyéliniques
Pour la sensibilité thermique et algique par deux types de fibre :
- Fibres myélinisées de petit diamètre Aδ issues principalement des nocicepteurs mécaniques
- Fibres amyéliniques C issues principalement des nocicepteurs polymodaux.
Ce qu’il y a de commun a toutes ces sensibilités :
- Le corps cellulaire du premier neurone « en T » est toujours situé dans le ganglion spinal
- L’axone est en « T » avec une branche périphérique vers le récepteur et une branche
centrale vers la moelle.
3- Quatre voies de projections ascendantes pour les quatre
sensibilités décrites
 La voie cordonale postérieure :
proprioceptive consciente.
sensibilité
épicritique
et
C’est une chaîne de trois neurones aboutissant au cortex cérébral dont le premier neurone est
situé dans le ganglion spinal.
La branche principale de l’axone du 1er neurone ne fait pas relai dans la corne dorsale, mais
monte directement dans les cordons postérieurs, rejoignant les faisceaux graciles et
cunéiformes.
NB : s’il n’y a pas de relai au niveau médullaire pour ces sensibilités il n’y a donc pas de
possibilité de modulation médullaire.
Le 2ème neurone est lui situé dans les noyaux graciles et cunéiformes, au niveau de la jonction
bulbo médullaire. Les fibres décussent alors à la partie basse du bulbe pour venir former le
lemnisque médian, qui est un faisceau dense de fibres.
Le 3ème neurone est situé dans le thalamus
et ses fibres se projettent sur le cortex somesthésique.
(Ex de question : chemin de voie
cordonale de la périph au centre)
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 La voie spino thalamique : sensibilité thermoalgique
C’est une chaîne de trois neurones dont le premier est situé dans le ganglion spinal (comme
toujours).
Le 2ème neurone lui, fait relai dans la corne dorsale (donc possibilité de modulation
médullaire). Les fibres décussent de ce 2ème neurone au niveau médullaire, passant ainsi en
avant du canal de l’épendyme, et rejoignent la partie antérieure du cordon latéral de l’hémi
moelle controlatérale, formant alors deux faisceaux : latéral (voie rapide) et médian (voie
lente), situés dans cordon antérolatéral controlatéral.
- La voie latérale rapide : le faisceau néo-spino-thalamique.
Elle correspond à la voie la plus récente.
Elle permet de localiser le stimulus : c’est la composante sensori-discriminative de la
douleur.
Type de fibres : Aδ à conduction rapide
Peu de synapses : paucisynaptique
Projection précise sur le cortex somesthésique.
- La voie médiane lente : le faisceau paléo-spino-réticulo-thalamique (« touchage… »)
Elle correspond à la voie la plus ancienne.
Elle est responsable de l’envoi d’un signal d’alarme, d’éveil.
Type de fibres : C à conduction lente
Voie plurisynaptique
Pas vraiment d’organisation des fibres d’où une projection diffuse sur l’ensemble du cortex.
Elle est responsable de la composante affective et cognitive de la douleur.
Le 3ème neurone se situe lui aussi dans le thalamus.
 La voie spino- cérébelleuse : sensibilité proprioceptive inconsciente
 La voie de la sensibilité intéroceptive
4- Le Thalamus somesthésique
A ce niveau, il y a convergence et intégration de toutes les voies somesthésiques, il contient le
3ème neurone des voies de la sensibilité, qui est plus précisément situé dans les noyaux
ventraux postérieurs :
- VPL
- VPM
(ventro postéro latéral) : Tronc + Membre
( ventro postéro médial) : Face
Organisation
somatotopique
On a ensuite une projection sur les cortex somesthésiques primaires et associatifs.
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Particularités :
Voie néo-spino-thalamique se projette sur les noyaux ventro postérieurs
Voie PRST se projette sur le thalamus mais également sur un grand nombre d’autres
structures (HPT, substance réticulée du TC, noyaux intralaminaires...)
 Mise en éveil du SNC par le système réticulaire : alerte et défense
 Projection sur cortex préfrontal et structures limbiques : aspects émotionnels, cognitifs
et affectifs de la douleur
5- Le cortex somesthésique
 Généralités
Le cortex somesthésique primaire correspondant au
gyrus post central (S1) et aux aires BA 3,1,2 reçoit
les afférences du thalamus sous forme d’informations
brutes.
L’entrée se fait tout d’abord par 3a et 3b et ensuite
l’information est projetée sur 1 et 2 et au cortex
somesthésique secondaire, associatif (S2)
 Organisation somatotopique :
- sur chaque aire somesthésique
- comme sur tout le long du système
somesthésique : voies ascendantes, thalamus
Cependant « la Carte » (cf. schéma) est
disproportionnée par rapport à la surface corporelle
réelle. En effet elle est réalisée en fonction de la
densité de récepteur périphériques au niveau du
territoire corporel considéré.
On voit donc une sur-représentation des zones clés
au niveau fonctionnel (bouche et main), où l’on
trouve alors des champs Rc étroits, une forte densité
de Rc et une représentation corticale importante.
Cette carte possède une certaine plasticité. En effet
chez un violoniste on pourra retrouver une
représentation très importante de la main gauche.
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 Organisation fonctionnelle de S1
Toutes les informations qualitatives véhiculées par les
fibres restent séparées au niveau du cortex, à tel point
que même les différents modalités fines du toucher sont
individualisées.
Il existe donc des groupes fonctionnels de neurones
correspondant à ces fibres séparés. Ils vont être
organisés en colonnes. Ces groupes fonctionnels sont
distincts : c’est la subdivision par modalité.
(Le détail des aires n’est pas à savoir)
Ex : dichotomie des représentations des Rc à adaptation
rapide et des Rc à adaptation lente provenant des doigts.
 Le cortex somesthésique secondaire S2
Afférences : Les fibres proviennent du cortex somesthésique primaire.
A ce niveau, toutes les modalités de l’information se regroupent pour commencer à former
une « image » de l’objet saisi par exemple, ou du contact avec un mur…
On a une représentation somatotopique et multimodale du corps qui va regrouper toutes les
modalités qualitatives.
Efférences : Cortex limbique (amygdale et hippocampe)
- Amygdale : valeur émotionnelle de l’information sensorielle
- Hippocampe : apprentissage et processus de mémoire tactile.
Toucher de Midas : composante affective et émotionnelle
 Le cortex pariétal postérieur
Il correspond à BA 5,7 ; c’est le cortex sensoriel associatif.
Afférences : convergence de signaux somesthésiques, visuels, vestibulaires et auditifs
Il synthétise l’ensemble des informations tactiles et proprioceptives issues de S1 et les intègre
avec les informations sensorielles des autres modalités et des informations de nature
attentionnelle. Permet la modulation du plan moteur
Rôles :
- Représentation consciente du corps ou de ses segments dans l’espace en repos ou en
mouvement : c’est le schéma corporel
- Représentation des objets : image mentale des objets
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Lésions du cortex pariétal postérieur :
NB : une lésion du cortex somesthésique primaire : le sujet ne sent plus rien
Or si lésion du cortex pariétal postérieur, le toucher est perçu mais le cerveau n’intègre pas
(ceci est surtout vrai si ce sont des lésions droites).
L’agnosie : ( « A » (pas de) « gnosie » (connaissance) )
Elle correspond à une difficulté à dessiner des objets tridimensionnels et à reconnaître leurs
relations spatiales.
Ex : incapacité de reconnaitre un objet en le prenant en main alors que le sens du toucher est
normal, et que la reconnaissance visuelle l’est tout autant.
Le syndrome de négligence : les stimuli somatiques et visuels de l’hémi-espace controlatéral
sont négligés, non compris, non intégrés.
A l’extrême : déni de l’hémi espace controlatéral (il ne reconnait par exemple pas sa propre
main posée dans le creux de son autre main).
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