deuxieme partie les fonctions sensorielles et motrices

DEUXIEME PARTIE
LES FONCTIONS SENSORIELLES
ET MOTRICES
Plan de la partie
1. Généralités sur les systèmes sensoriels et moteurs
2. La vision (orthoptie)
3. L'audition (audio, orthophonie)
4. La somesthésie (kiné, psychomot, ergo)
5. L’équilibre et la posture (orthoptie, kiné, psychomot, ergo, audio)
6. La motricité et le contrôle moteur (kiné, psychomot, ergo)
7. L'oculomotricité (kiné, psychomot, ergo, orthoptie)
8. Les schémas corporels (orthoptie, kiné, psychomot, ergo)
Généralités sur les systèmes
sensoriels et moteurs
Plan du cours
1. Les fonctions sensorielles
2. Les fonctions motrices
3. Organisations sensori-motrices
SYSTEMES SENSORIELS
SYSTEMES INTEGRES
(ASSOCIATIFS)
récepteurs
voies sensorielles
voies motrices
effecteurs
SYSTEMES MOTEURS
entrées sensorielles
comportements
moteurs
analyses
sensori-motrices
primaires
fonctions
cognitives
cortex moteur primaire
cortex
sensoriels
primaires
NOY PROFONDS
THALAMUS
CERVELET
THALAMUS
ME et/ou TC
audition somesthésie vision
1. Les fonctions sensorielles
1.1. La sensation
La sensation permet à l’organisme de recueillir des informations du milieu
extérieur (extéroception) de façon consciente ou inconsciente :
► La vision … et le niveau d’éclairement
► L’audition … et l’équilibre
► L’olfaction
► La gustation
sens chimiques
► Le toucher … plutôt la somesthésie (soma = corps) = sensibilités
mécanique tactile, douloureuse et thermique (aussi chimique)
Mais aussi du milieu intérieur (intéroception) de façon inconsciente :
► sensibilités mécanique proprioceptive et viscérale
La sensation est un processus de détection, de transduction et de transmission
au cerveau de l’information provenant du milieu externe et du milieu interne
La perception est un processus de sélection, d’organisation et d’interprétation
des données sensorielles en représentations mentales utilisables.
SENSATION
PERCEPTION
1.2. Organisation générale de la sensation extéroceptive
cortex associatifs
cortex sensoriel primaire (couche IV)
- voies ascendantes
thalamus (exceptée olfaction)
TC
et/ou
ME
- voies ascendantes
moelle épinière, tronc cérébral
- nerfs sensoriels
organes périphériques
(cellules transductrices)
SNP
1.3. Les récepteurs sensoriels
Ce sont les cellules présentes dans les organes périphériques et qui sont
responsables de la transduction
Les récepteurs sensoriels humains sont sensibles à une caractéristique précise
de l’environnement :
► Photorécepteurs : vision, détection luminance
► Mécanorécepteurs : toucher, proprioception (statesthésie = posture,
kinesthésie = mouvements), audition, équilibre
► Thermorécepteurs
► Chémorécepteurs : gustation, olfaction
► Nocicepteurs mécaniques ou polymodaux (thermique, mécanique et
chimique)
Ce sont donc des cellules (parfois des neurones) spécialisées :
Mécanorécepteurs :
Chémorécepteurs :
Photorécepteur :
Les récepteurs sensoriels sont souvent sensibles à une zone spatiale : champ
récepteur
1.4. Les voies sensorielles
Vision : Rétine (œil) g Thalamus (CGL) g Cortex (V1)
Encart méthodologique : la neuroanatomie
Les traceurs rétrogrades & antérogrades
à révèle les connexions
messages nerveux
messages nerveux
Encart méthodologique : la neuroanatomie
Les traceurs rétrogrades & antérogrades
ex : la péroxydase de raifort (rétrograde)
Site d’injection
thalamus (CGL)
rétine (faible grossisst)
rétine (fort grossisst)
Audition :
Cochlée
g Tronc cérébral g Thalamus (CGM) g Cortex (A1)
(oreille)
Encart méthodologique : la neurophysiologie
L’électroencéphalographie (EEG)
Enregistrement de l'activité électrique de populations neuronales
à somme des activités post-synaptiques
à avec électrodes sur le scalp
référence
0 µV
+
Encart méthodologique : la neurophysiologie
La magnétoencéphalographie (MEG)
Mesure des variations du champ magnétique produit par les neurones
à pas de distorsion des champs et +
de capteurs que l’EEG
= permet une meilleure recherche des
sources intracérébrales
Encart méthodologique : la neurophysiologie
L’EEG et la MEG
g caractérisation des états de vigilance
g Identification de pathologies (épilepsie)
Encart méthodologique : la neurophysiologie
Les potentiels évoqués
EEG (ou MEG) + stimulation sensorielle
Visualisation des réponses cérébrales provoquée par un stimulus particulier
EEG
PE
à moyennage des réponses =
æ activité neuronale
aléatoire
ä réponses évoquées par
le stimulus
Encart méthodologique : la neurophysiologie
Ex : les potentiels évoqués auditifs précoces et de latence moyenne
= reflet du « parcours »
d’un stimulus, des
organes sensoriels
jusqu’aux aires
corticales
à applications cliniques
Somesthésie : Peau
Muscles
Articulations g ME g TC g Thalamus (VPL/M) g Cortex (S1)
Tendons
(noyau des colonnes
dorsales et noyau du
trijumeau)
synapse puis
décussation
face
= voie lemniscale = sensibilité mécanique
Colonne antéro-latérale
Corne
dorsale
Ganglion spinal
Nerf spinal
Racine
dorsale
synapse (ME)
puis décussation
= voie extra-lemniscale = sensibilité thermique et douloureuse
Gustation :
Langue g
Noyau du faisceau
Cortex (insula et
g Thalamus (VPM) g
solitaire (TC)
opercule frontal)
Olfaction :
Épithélium
g
olfactif
Bulbe olfactif
g
(Cortex)
Cortex piriforme
Amygdale
Cortex entorhinal
2. Les fonctions motrices
2.1. La motricité
La motricité permet à l’organisme d’agir sur son environnement extérieur et
intérieur de façon consciente ou inconsciente
► Motricité viscérale (intéroceptive)
► Réflexes et locomotion
► Posture pour maintien de l’équilibre
► Oculomotricité
interaction
avec
informations
sensorielles
► Mouvements volontaires complexes
Motricité = exécution du mouvement
Contrôle moteur = déclenchement et coordination du mouvement
Fonctions pré-motrices et exécutives = intention et planification du mouvement
(dans la cognition)
PRE-MOTRICES et
EXECUTIVES
cervelet
ganglions base
FONCTIONS
MOTEUR
cortex
prémoteurs
et préfrontaux
thalamus
cortex moteur primaire (couche V)
MOTRICITE
CONTRÔLE
2.2. Organisation générale de la motricité extéroceptive
TC
et/ou
ME
¯ voies descendantes
tronc cérébral, moelle épinière
¯
nerfs moteurs
organes périphériques
SNP
2.3. La jonction neuromusculaire
Correspond à la projection des motoneurones
(spinaux ou crâniens) sur les fibres d’un muscle
= soma dans ME ou TC
MOTRICITE
SENSATION
2.4. Les voies descendantes
Les motoneurones (ME et TC) sont contrôlés par :
ê Le tronc cérébral :
• noyaux vestibulaires, formation réticulaire à posture
• noyau rouge à mouvements bras (proximaux)
• colliculus supérieur à orientation tête et yeux
ê Le cortex moteur primaire :
à projections directes (sur motoneurones de la ME ou noyaux crâniens)
exécution précise des mouvements
volontaires complexes
à projections indirectes (par
formation réticulaire et noyau rouge)
maintien de la posture durant
les mouvements volontaires
M1
Du tronc
cérébral :
(projections indirectes)
noyaux
oculomoteurs
yeux
moelle
muscles
axiaux
nuque
moelle
organisation
somatotopique
= posture , oculomotricité
muscles proximaux
membres supérieurs
= mouvements bras
Du cortex moteur primaire - M1 (projections directes) :
= voie pyramidale
2.5. Le déclenchement du mouvement
Boucle sous-corticale : cortex à ganglions de la base à thalamus
Une forte inhibition du thalamus
empêche tout mouvement non
souhaité
inhibition
à mouvement = levée de
l’inhibition du thalamus
2.6. La coordination du mouvement
Par le cervelet
= faisceaux de fibres
afférentes et efférentes
info
sensorielle
et motrice
info
motrice
à connexions avec cortex (programme moteur), tronc et moelle (sensation)
Le cervelet détecte la différence (« erreur motrice ») entre le mouvement prévu et
le mouvement réalisé, et la corrige
3. Organisations sensori-motrices
3.1. Organisation anatamo-fonctionnelle de la moelle épinière
Pour les fonctions somesthésiques et motrices
messages
ascendants
(somesthésie)
messages
descendants
(moteurs)
à organisation antéro-postérieure
dans les cordons :
messages
mixtes
dorsal
à organisation antéro-postérieure
dans les cornes :
douleur
thermique
à organisation rostro-caudale des afférences et efférences :
à organisation médio-latérale des
afférences et efférences :
membres
inférieurs
membres
supérieurs
3.2. Organisation anatamo-fonctionnelle du tronc cérébral
Organisations médio-latérale et rostro-caudale pour les fonctions sensorielles et
motrices
rostral
à face
=
médians
caudal
à cou, épaule
=
latéraux
3.3. Organisation anatamo-fonctionnelle du thalamus
Certains noyaux sont des relais sensori-spécifiques ou moteur-spécifiques
9 = noyau ventral latéral
13 = pulvinar
vision à corps genouillé latéral
audition à corps genouillé médian
somesthésie à complexe ventropostérieur (aussi gustation et équilibre)
motricité à noyau ventro-antérieur et
ventro-latéral
Ils projettent sur des cortex sensori-spécifiques ou moteur-spécifiques
3.4. Organisation anatamo-fonctionnelle du cortex
Cortex sensoriels primaires et cortex moteur primaire
Motor cortex
Gustatory
cortex (insula)
Olfactory cortex
(piriforme, entorhinal)
Le codage est de nature spatiale (organisation topographique) mais aussi
temporelle (fréquence des PA, synchronisations)
Encart méthodologique : la neurophysiologie
La stimulation corticale électrique
Penfield à observation des effets ou recueil de l’expérience du sujet
Gyrus précentral
(lobe frontal)
Gyrus postcentral
(lobe pariétal)
scissure de Rolando
à carte fonctionnelle des cortex moteur et somesthésique
Encart méthodologique : la neurophysiologie
La stimulation magnétique transcrânienne
champ magnétique
â
champ électrique
â
modification de l'activité neuronale
Utilisée pour certains diagnostiques, comme thérapie ou comme lésion
réversible (pour connaître la fonction d’une structure)
3.4.1. Le codage spatial de l’information
Somatotopie du cortex somethésique primaire et du cortex moteur primaire
= correspondance entre territoires corticaux et parties du corps
médian
latéral
latéral
médian
à organisation retrouvée aussi dans le thalamus
Visuotopie du cortex visuel primaire
= correspondance entre territoires corticaux et positions spatiales
V1
Point de
fixation
à organisation retrouvée aussi dans le thalamus
Tonotopie du cortex auditif primaire
= correspondance entre territoires corticaux et fréquences des sons
= disposition en bandes de même fréquence
à organisation retrouvée aussi dans le thalamus
3.4.2. Le codage temporel de l’information
Par exemple, dans la cochlée (audition) :
Son sinusoïdal
pivotement stéréocils des cellules ciliées dans un sens puis l’autre
potentiel de récepteur sinusoïdal dans la cellule ciliée
Synchronisations neuronales locales et longue-distance :
= synchronisations
locales
= synchronisations
longue-distance
(à travers les aires
corticales)
à surtout vrai pour les fonctions cognitives