Cours 1 PHYSIOLOGIE DES RECEPTEURS ET MODALITES DE CODAGE

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Cours 1 PHYSIOLOGIE DES RECEPTEURS ET MODALITES DE CODAGE. INTRODUCTION. Notre contact avec le monde extérieur s'effectue par l'intermédiaire de structures nerveuses spécifiques: les récepteurs sensoriels. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Cours 1PHYSIOLOGIE DES RECEPTEURS ET MODALITES DE CODAGE

  • Notre contact avec le monde extrieur s'effectue par l'intermdiaire de structures nerveuses spcifiques: les rcepteurs sensoriels C'est leur niveau que les diffrents stimuli naturels sont transforms en signaux nerveux pertinents. Nous recevons en effet des stimuli de notre environnement mais aussi de notre propre corps (viscres, muscles). INTRODUCTIONOn distingue en gnral trois catgories : les extrocepteurs, les propriocepteurs et les introcepteurs.

  • Les extrocepteurs sont sensibles aux stimuli externes et incluent la vision, l'audition, les sensations cutanes Les propriocepteurs donnent de l'information relative la position respective des segments corporels les uns par rapport aux autres mais aussi relative la position du corps par rapport l'espace. Les introcepteurs concernent tout ce qui touche le corps de faon interne comme par exemple la pression sanguine ou le taux de glucose sanguin. Contrairement aux deux prcdents, les signaux des introcepteurs n'atteignent pas l'tat de conscience. Le systme sensoriel somatique reoit et traite des signaux provenant de la surface du corps mais aussi de tissus plus profonds ou de viscres.

  • Aussi et contrairement par exemple au systme visuel qui est entirement extroceptif, le systme sensoriel somatique englobe les 3 classes de rcepteurs et se dcompose en 4 modalits sensorielles principales: - les sensations tactiles sensibles aux stimulations mcaniques appliques la surface du corps- les sensations proprioceptives sensibles aux dplacements des muscles et des articulations - les sensations thermiques qui incluent de faon spare les sensations du chaud et du froid - les sensations algiques sensibles aux stimuli nociceptifs. Chacune de ces modalits est assure par une classe particulire de rcepteurs.

  • Les systmes sensoriels sont organiss pour recevoir, traiter et relayer l'information relative au stimulus priphrique vers les niveaux les plus levs du systme nerveux. C'est parce que le systme sensoriel somatique est organis simplement qu'il constitue une bonne introduction pour l'ensemble des systmes sensoriels. ILES SYSTEMES SENSORIELS SONT ORGANISS DE FAON HIERARCHIQUE ET PARALLELE L'organisation du circuit permettant la perception sensorielle somatique peut se reprsenter schmatiquement

  • Le premier neurone conduisant le signal de la priphrie vers le SNC est un neurone rcepteur : ici, un ganglion de la racine dorsale. Les neurones rcepteurs prsentent la particularit de coder des stimuli naturels en signal nerveux. Seule la partie distale de la branche priphrique du ganglion de la racine dorsale code l'nergie du stimulus. La portion restante de l'axone est spcialise pour conduire jusquau SNC l'information code (PA). Le codage du stimulus et la transmission de l'information, pour les systmes visuels et auditifs, sont assurs par des neurones diffrents. Un neurone rcepteur code l'information sur une rgion dfinie : le champ rcepteur. Il se dfinit comme tant la zone de la peau o un stimulus excite le rcepteur.

  • Les systmes sensoriels sont organiss soit en srie soit en parallle. Les neurones rcepteurs dans ce systme convergent vers des neurones dits de second ordre dans le SNC. Ces neurones ont galement un champ rcepteur dans la mesure o ils reoivent des signaux affrents en provenance de certains neurones rcepteurs. Ces neurones de second ordre, qui se trouvent dans la moelle pinire, se projettent leur tour sur des neurones de troisime ordre qui, eux, se trouvent au niveau du thalamus. Enfin, ces derniers se projettent vers les lobes paritaux du cortex crbral.

  • En supplment de cette voie de perception consciente, l'information est transmise directement aux motoneurones (Mns), ou indirectement par le biais d'interneurones (Ins), de faon permettre les rflexes. Le mouvement est ultrieurement contrl et modul par des projections affrentes vers des structures supraspinales comme le cervelet. Les modalits sont gnralement assures par plusieurs voies. Pour le systme tactile, il sagit des colonnes dorsales (et du lemnisque mdian) et du faisceau antro-latral. Ces voies reprsentent un exemple d'organisation en parallle. D'un point de vue clinique, si l'un des faisceaux est ls, l'autre peut le suppler au moins partiellement.

  • La capacit sensorielle reflte l'intensit de stimulation ncessaire la perception ainsi que la prcision avec laquelle la zone de stimulation peut tre perue. Certaines parties du corps diffrent largement d'autres du point de vue des capacits sensorielles. Les extrmits des doigts sont particulirement sensitives. Quand le doigt se dplace sur une surface, leurs fibres affrentes informent le SNC de faon dtaille ltat de cette surface. A l'inverse la peau du coude ne permet qu'une discrimination limite. IILES ETUDES DE PSYCHOPHYSIQUE SENSORIELLE PERMETTENT DE CORRELER LE COMPORTEMENT AVEC LA PHYSIOLOGIE

  • Le besoin de quantification a conduit au dveloppement d'une branche de la psychologie exprimentale : la psycho-physique sensorielle. Ces investigations permettent d'tablir un lien entre le comportement des rcepteurs et des neurones. Trois proprits peuvent tre mises en vidence. 1) Les seuils de perception sensorielles et des fibres affrentes peuvent tre identiquesLe seuil sensoriel absolu correspond la plus petite intensit de stimulus dtectable et est dtermin statistiquement. Si l'on applique des stimuli d'intensits variables et croissantes, le seuil diffre lgrement dans chacune des sries.

  • Il est par consquent plus commode de dfinir un seuil correspondant une dtection dans 50% des cas. Il est aussi possible de mesurer le seuil d'une classe particulire de fibres affrentes pour un stimulus donn. Vallbo et al (1979) ont pu montrer que le seuil sensoriel absolu pouvait concider avec celui de la fibre affrente. Dans cette situation, la dtection du stimulus mcanique correspondait l'activit d'une seule fibre affrente. Pourquoi le seuil psychophysique n'est il pas invariablement li l'activit d'une seule fibre affrente ? Certaines tudes ont montr la capacit des seuils sensoriels tre modifis par le contexte dans lequel le sujet attend la dtection du stimulus.

  • L'anxit ou le danger peuvent par exemple diminuer le seuil de douleur alors qu' l'inverse les comptitions sportives peuvent laugmenter. Ces modifications des seuils sensoriels ne rsultent pas de changements au niveau des seuils des rcepteurs priphriques mais plutt des seuils des neurones situs l'intrieur du SNC. 2) L'valuation de l'intensit du stimulus est corrle avec la frquence de dcharge des fibres affrentes Non seulement le systme sensoriel somatique dtecte un stimulus, mais il est aussi capable de fournir des informations quant son intensit.

  • Notre capacit distinguer les stimuli qui diffrent uniquement en intensit dpend de l'importance des stimuli. Considrons par exemple la discrimination de deux poids. Si chacun peut percevoir facilement une diffrence entre un poids de 1 kg et un de 2 kg, il n'en est pas de mme par exemple entre un de 49 et un de 50 kg. Et pourtant la diffrence entre les deux est dans les deux cas de 1 kg. Ce phnomne a t mis en vidence ds 1834 par Weber qui tablit une relation quantitative entre l'intensit du stimulus et la discrimination. DS = K x S o DS est la diffrence minimale d'intensit qui peut tre perue vis vis d'un stimulus de rfrence S, K tant une constante.

  • Une augmentation de la frquence de dcharge des fibres affrentes intervient en parallle avec l'augmentation de l'intensit du stimulus.Ainsi, plus l'intensit du stimulus de rfrence augmente, plus la diffrence en intensit ncessaire pour percevoir un second stimulus augmente. 3) La discrimination spatiale s'explique par la densit d'innervation des rcepteursLe travail initial de Weber a permis la prise de conscience de deux capacits : 1 - Celle de localiser la zone de stimulation 2 - Celle de diffrencier deux stimuli provoqus partir de deux endroits proches.

  • Cette seconde capacit est quantifie par la mesure de la distance sparant les deux points d'application. Cette distance est de 1 mm l'extrmit du doigt et augmente considrablement ds lors que l'on se rapproche vers des parties plus proximales. A mesure que ce seuil augmente, on constate en parallle une diminution de la densit des mcano-rcepteurs.

  • IIILES CARACTRISTIQUES DES STIMULI SONT CODEES ELECTRIQUEMENT PAR LES RECEPTEURSA la priphrie, les terminaisons amylinises d'une seule fibre affrente constituent un type de rcepteur.Pour activer un rcepteur, un stimulus doit tre d'intensit suffisante (suprieure au seuil). L'lment clef pour comprendre la transduction sensorielle repose sur l'analyse du potentiel du rcepteur qui est en fait un potentiel local de dpolarisation. Ce potentiel est produit par une ouverture des canaux par lequel transitent les ions Na+ et K+, de la mme faon que les potentiels post synaptiques excitateurs (PPSE).

  • Un tirement de la membrane augmente de faon sensible le diamtre de ces canaux, laissant ainsi passer davantage d'ions Na+ alors que de faon concomitante des ions K+ sortent. Un tirement de la peau dans le champ rcepteur produit un potentiel de rception au niveau de la membrane rceptrice. Dans les conditions de repos, la membrane du mcano-rcepteur ne permet qu peu d'ions Na+ de passer cause de la taille rduite des canaux. Lorsque l'amplitude de ce potentiel de rception atteint le seuil de dclenchement, un PA est gnr au niveau de la portion mylinise de l'axone.

  • A une distance plus loigne de la membrane, seuls les PA sont enregistrs. Des stimuli au-dessus du seuil conduisent des potentiels de rception avec des frquences de dpolarisation plus leves et des plus grandes amplitudes. Parce que la zone o le PA se dclenche est proche de la membra