Les systèmes sensoriels

Travaux dirigés de psycho-physiologie :
Les systèmes sensoriels :
diversité et mécanismes communs
Pauline Neveu, PhD
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Plan : Les systèmes sensoriels :
diversité et mécanismes communs
1-Rôles des systèmes sensoriels
2-Diversité des sens
3-Rappels
4-Chemins sensoriels
5-Informations transportées par les fibres
sensorielles
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1-Rôles des systèmes sensoriels
-sensation/perception (+/- consciente) :
→soi (schéma corporel)
→environnement
-action/motricité :
→posture/mouvements (comportements)
→interactions sociales (émotions, langage...)
→homéostasie
→vigilance
→rythmes biologiques
→déficience sensorielle
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2-Diversité des sens
→pas de réel consensus : multiplicité des classifications
Tactile
Extéroception
(Somesthésie)
Sensibilités
particulières
(TËTE)
Sensibilité
Physiologique
Sensibilité viscérale
Sensibilité douloureuse
Nociception
Sensibilité
somatique
Sensibilité
labyrinthique
Sensibilité viscérale
Intéroception
Sensibilité
viscérale
Sensibilité
générale
“Somatoviscérale”
(CORPS)
Toucher
Sensibilité thermique
Proprioception
Sensibilité musculaire
Équilibre
Sensibilité
visuelle
Vision
Sensibilité
auditive
Audition
Sensibilité
olfactive
Olfaction
Sensibilité
gustative
Gustation
→nombreuses
modalités sensorielles
→nombreuses
sous-modalités sensorielles
ou qualités
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2-Diversité des sens
→modalités et sous-modalités sensorielles ou qualités
Vision :
Thermoception :
Chaud
Froid
Brillance
Couleurs
Profondeur
Toucher :
Tact
Pression
Vibration
Position
Mouvement
Force
Gustation :
Audition :
Sonie
Hauteur
Timbre
Proprioception :
Olfaction :
Équilibre :
accélérations linéaires
accélérations angulaires
Odeurs
Sucré
Salé
Acide
Amer
Umami
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3-Rappels
Quelle partie du SN fait quoi?
Distinguons deux SN:
-SN Central
-Encéphale
-Moelle épinière
-SN Périphérique
-Nerfs
-Ganglions
-Récepteurs sensoriels
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3-Rappels
Trois régions dans un neurone:
- corps cellulaire = péricaryon = soma
- axone = cylindraxe = fibre nerveuse
- dendrites
soma
dendrites
axone
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3-Rappels
Classement des neurones:
- forme/nombre prolongements:
- multipolaires
- bipolaires
- monopolaires
- pseudo-unipolaires
- taille du soma
- allure des dendrites
- longueur de l’axone
- neurotransmetteur utilisé
- fonction
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3-Rappels
Différents types de
cellules gliales:
- Cellules gliales du SNP:
- cellules de Schwann
gaine de
myéline
- Cellules gliales du SNC:
- cellules épendymaires
- oligodendrocytes
- astrocytes
- microgliocytes
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3-Rappels
Régionalisation de la moelle
épinière (ME):
 31 myélomères
 1paire de nerfs
rachidiens par myélomère
- 8 cervicaux
- 12 thoraciques
- 5 lombaires
- 5 sacrés
- 1 caudal
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3-Rappels
La ME est un tube creux:
- lumière:
canal de l’épendyme
- paroi:
- substance grise
et ses cornes
- substance blanche
et ses colonnes
ou cordons
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3-Rappels
Apparition de vésicules durant le développement de
l'encéphale
dès le 25e jour
dès le 35e jour
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3-Rappels
Apparition de courbures
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3-Rappels
Croissance « enroulante » du télencéphale
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3-Rappels
Régions de l’encéphale:
(métencéphale)
(myélencéphale)
(métencéphale)
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4-Chemins sensoriels
Du stimulus à la perception, de la perception à l'action
-Réception des stimulations (énergie)
Réception
→récepteur/neurone sensoriel de premier ordre
-Transport des informations
→fibre afférente ou sensorielle du neurone sensoriel 1 er ordre
-intégration/perception/élaboration d’une réponse
→SNC : +/- relais/synapses
-Transport des informations
→fibre efférente ou motrice du motoneurone
-Exécution de la réponse
→cellules musculaires
Action
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4-Chemins sensoriels
Transduction sensorielle : formation d'un message nerveux
stimulation
potentiel de récepteur (PR)
variation du potentiel de repos
d'amplitude variable
(site de transduction)
si stimulation>seuil
potentiel d’action (PA)
variation du potentiel de repos
d'amplitude fixe
(site générateur)
si PR>seuil de
déclenchement des PA
Neurone de
crustacé
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Richard & Orsal, 2001
4-Chemins sensoriels
Les récepteurs sensoriels peuvent être une fibre sensitive:
- nue
- encapsulée
- associée à
une cellule
spécialisée
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4-Chemins sensoriels
Voies afférentes, voies efférentes
voie
ascendante
afférente
sensorielle
aires d’association
sensorielles
multimodales
cortex
asso
aires
d’association
motrices
aires d’association
unimodales
cortex
II
aires
prémotrices
aires
sensorielles
primaires
thalamus
cortex
I
aires motrices
primaires
voie
descendante
efférente
motrice
+/-noyaux de
relais
(modulation
sensorielle
aussi)
noyaux de relais
sensoriels (2e, 3e, ordre)
récepteurs sensoriels/
neurones sensoriels 1er ordre
motoneurones/muscles
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
-modalité
→récepteurs sensoriels spécialisés
-intensité
→codage en amplitude (PR) et en fréquence (PA)
-durée
→adaptation
-localisation
→champs récepteurs et inhibition latérale
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.1-Modalité
Chez l'humain, plusieurs classes de récepteurs
Sensibilité Forme d’energie Organe sensoriel Cellules réceptrices
Thermique
Thermique
Peau
Neurone sensoriel 1er ordre
Tactile
Mécanique
Peau
Neurone sensoriel 1er ordre
Étirement
Mécanique
Fuseaux neuromusculaires
Neurone sensoriel 1er ordre
Tension
Mécanique
Organes tendineux
Neurone sensoriel 1er ordre
Acc. linéaires
Mécanique
Appareil vestibulaire
Cellules ciliées
Acc. angulaire
Mécanique
Appareil vestibulaire
Cellules ciliées
Position
Mécanique
Capsules articulaires
Neurone sensoriel 1er ordre
Auditive
Mécanique
Cochlée
Cellules ciliées
Visuelle
Electromagnétique
Oeil (rétine)
Photorécepteurs
Olfactive
Chimique
Muqueuse nasale
Neurones olfactifs
Gustative
Chimique
Langue
Cellules gustatives
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.1-Modalité
→réponse préférentielle à une forme d'énergie spécifique
onde électromagnétique
(lumière)
photorécepteur
stimulation mécanique
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.1-Modalité
→le chemin fait la sensation (loi des énergies sensibles spécifiques de Johannes Müller, 1826)
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.1-Modalité
→chaque récepteur est accordé à une gamme d'énergie
Richard & Orsal, 2001
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.2-Intensité
Codage de l'intensité d'une stimulation : en amplitude, puis en fréquence
stimulation
potentiel de récepteur (PR)
codage en amplitude
potentiel d’action (PA)
codage en fréquence
de PA
si stimulation>seuil
si PR>seuil de
déclenchement des PA
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Richard & Orsal, 2001
5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.3-Durée
Durée de la stimulation = temps entre début et fin stimulation
Adaptation:
-adaptation lente: récepteurs toniques
→renseignent durée stimulation
-adaptation rapide: récepteurs phasiques
→renseignent variation de stimulation
→la relation intensité de stimulation / intensité perçue n'est vraie que pour les courtes durées
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→seuil temporel auquel deux stimuli ne sont pas distinguables : fréquence de fusionnement (cinéma)
5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
Une information de localisation spatiale est véhiculée par :
-le système visuel
-le système somesthésique
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
Une stimulation n'active un récepteur que si elle survient
dans son champ récepteur
Ex : système somesthésique :
- la taille des champs récepteurs varie
- la densité des récepteurs varie
petit
grand
→résolution spatiale grossière (dos): grands champs et faible densité
→résolution spatiale fine (main): petits champs et forte densité
+codage en population
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5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
→l'information sur la localisation n'est pas limitée aux systèmes sensoriels
qui sont organisés de manière cartographique (somesthésie et vision)
→il est possible de localiser un son, une odeur grâce à l'activation :
– de récepteurs unilatéraux associés à des mouvements de tête, ou
– de récepteurs bilatéraux
→au sein d'un système sensoriel, les récepteurs présentent une organisation
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spatiale précise
5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
Une stimulation est captée par de nombreux récepteurs qui envoient
les informations vers des neurones relais (2 ordre, 3 ordre...) dont les champs
récepteurs sont (par rapport à ceux des neurones 1 ordre) :
-plus larges
→convergence
e
e
er
-plus complexes
→sensibilité à certaines caractéristiques
de la stimulation
→inhibition latérale : champs récepteurs
ayant souvent :
Richard & Orsal, 2001
-une région excitatrice
-une région inhibitrice
→du fait d'interneurones inhibiteurs
→ce qui permet d'accroître les contrastes (perception des contours) 30
5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
Absence d'inhibition latérale
Présence de l'inhibition latérale
Bandes de Mach
5-Informations transportées par les fibres sensorielles
5.4-Localisation
Trois types d'inhibitions existent
Cortex somatosensoriel
-récurrente/feedback
-directe/feedforward
Thalamus
-distale/centres supérieurs
Récurrente
Directe
Distale
Noyau
de
relais
Moelle
épinière
Kandel & Schwartz, 2000
Entrée
sensorielle