les sensations purves et coll. chapitre 8 les récepteurs et système sensoriel somatique n...
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Les sensations
Purves et coll. Chapitre 8
Les récepteurs et système sensoriel somatique
Intégration sensorielle: sensation et perception– les récepteurs
• le seuil absolu• le seuil différentiel• relation intensité-sensation
– le système somesthésique– les fibres sensorielles– les voies somesthésiques
Purves et coll. Chapitre 8
Intégration sensorielle
Les étapes de l’intégration sensorielle– 1. les récepteurs réagissent à la stimulation– 2. informations acheminée vers les centres nerveux
Intégration sensorielle
– 3. extraction des caractéristiques de la stimulation
– 4. les influx décodés s’intègrent à d’autres signaux ou à la mémoire pour donner la perception
Un récepteur code les caractéristiques du stimulus– Modalité; localisation; intensité; propriété temporelle
Le système nerveux doit décoder l’information de plusieurs récepteurs à la fois et transformer cette information et l’utiliser pour générer une perception cohérente du stimulus.
Du récepteur à la perception
Distinction SENSATION vs. PERCEPTION
SENSATION : donnée physiologique résultant d’une excitation et produisant un influx nerveux afférent
PERCEPTION : prise de conscience psychologique des caractéristiques et propriétés de la stimulation et à sa désignation
Stimulus physique vs. Perception
Ondes électromagnétiques de différentes fréquences
• = couleurs Ondes de pression provenant de la vibration
d’objets • = sons, musique, mots
Composés chimiques dissous dans l’air • = odorat
Composés chimiques dissous dans des liquides • = goût
Les couleurs, tonalités, odeurs et les goûts sont une création du cerveau à partir d’expériences sensorielles.
Ces sensations n’existent pas hors du cerveau.
Stimulus physique vs. Perception
Gossard,J.-P. 2002
La perception est une création
du cerveau à partir de stimuli physiques
Qu’est ce que le réel?« Le réel est un ensemble
d’influx électriques interprétés par le cerveau »
Morpheus (1999)
Les récepteurs captent les informations sensorielles
Stimuli physiques
Un récepteurs est un transducteur
Il réagit à un stimulus physique spécifique (énergie physique) et transforme cette énergie en une énergie électrique (potentiel générateur).
Les stimuli physiques possèdent 4 caractéristiques principales:
Modalité Localisation Intensité Propriété temporelle
Définie par la classe de stimulus • Énergie transmise par le stimulus et les récepteurs
spécialisés pour répondre à cette énergie• Les récepteurs et les voies centrales constituent un
système sensoriel qui donne naissance à une sensation particulière: toucher, goût, vision, odorat
Modalité
Classification selon l’énergie à laquelle répondent les récepteurs :
Mécanorécepteurspression
peau
étirement, position, kinesthésie
muscles, tendons, articulations, labyrinthe
vibrationoreille
Thermorécepteurs température
Nocicepteurs douleur
Chémorécepteurs composés chimiques
nez, bouche
Photorécepteursphoton
œil
Les récepteurs sont spécifiques
La qualité sensorielle dépend du type de récepteur stimulé. La stimulation électrique de l’axone va générer une
sensation semblable à la stimulation naturelle du récepteur.
Modalité Localisation Intensité Propriété temporelle
Les stimuli physiques possèdent 4 caractéristiques principales:
Extérocepteurs– récepteurs à distance
• œil• oreille• nez
– récepteurs contact• peau• goûter
Propriocepteurs• dans les muscles• tendons• articulation• peau• oreille interne- corps dans l ’espace
Intérocepteurs• dans les organes ou viscères internes ex. pression sanguine
Du point de vue de la localisation des stimuli, les récepteurs peuvent être regroupés en:
Localisation
Le sous-ensemble de récepteurs qui sont activés dans un système sensoriel particulier.– Organisation topographique dans les cortex
sensoriel
– Organisation topographique dans les voies nerveuses sensorielles
Modalité Localisation Intensité Propriété temporelle
Les stimuli physiques possèdent 4 caractéristiques principales:
Intensité
Codage de fréquence– lorsque l’intensité du stimulus croît, la fréquence de décharge
de la fibre sensorielle augmente Codage du nombre de récepteurs
– l ’augmentation de l’intensité du stimulus se traduit par un plus grand nombre de récepteurs sollicités
Production d’un potentiel générateur
L’amplitude du potentiel générateur varie selon • L’intensité de la stimulation• Sa vitesse d’application• La forme d’adaptation du récepteur
Codage de fréquence– lorsque l’intensité du stimulus croît, la fréquence de décharge de la
fibre sensorielle augmente
Codage du nombre de récepteurs– l ’augmentation de l’intensité du stimulus
se traduit par un plus grand nombre de récepteurs sollicités
Modalité Localisation Intensité Propriété temporelle
– La rapidité à laquelle l’énergie captée par le récepteur est conservée ou perdue.
Les stimuli physiques possèdent 4 caractéristiques principales:
Les récepteurs ont deux modes de réaction à l’excitation
Adaptation rapide– phasiques– sensibles à l’activité transitoire– produisent un influx nerveux au début de la stimulation, s’arrêtent et
s’activent à nouveau lors de la suppression de la stimulation Adaptation lente
– toniques– déchargent pendant toute la durée de la stimulation
Les deux types de récepteurs permettent d’apprécier les changements et la permanence des stimulations
Les récepteurs ont deux modes de réaction à l’excitation
Adaptation rapide
Adaptation lente
Stimulus
Temps
Les récepteurs ont deux modes de réaction à l’excitation
Un récepteur à adaptation rapide (corpuscule de Pacini)
Dénudé de sa capsule, il se comporte comme un récepteur à adaptation lente.
Études de:
Werner Loewenstein à Columba University dans les années 60.
La réponse à des stimuli
Propriétés de seuil
Lois de la psychophysique
Psychophysique
Étude systématique de l’intensité de la sensation en fonction l’amplitude des stimuli.
Les premiers psychophysiciens– Weber– Fechner– Helmholz– Von Frey
Fonction psychométrique
Le pourcentage de stimuli détectés en fonction de l’intensité de stimulation
Seuil
Intensité minimale qui peut être perçue
En pratique:Intensité perçue 50% du
temps. Sous le seuil, le stimulus
est sous-liminaire
Fonction psychométrique
Dépend de la sensibilité des récepteurs Seuil = Intensité minimale du stimulus qui produit des potentiels d’action dans la
fibre nerveuse
AU POINT DE VUE PHYSIOLOGIQUE
Seuil
Varie aussi selon certaines conditions:– le sujet, son état d’éveil…– effets de drogues– milieu environnant (bruit, lumière..)
Le seuil est variable
Seuil
Varie aussi selon:– partie du corps où le stimulus est appliqué– durée d’application du stimulus
Seuil
Seuil différentiel
La plus petite nuance détectée entre deux stimuli de même nature, mais d’intensité différente.
loi de WEBERS = k*S S = intensité du stimulus
k = une constante
Loi de Weber
Seuil différentiel Pour que le second stimulus soit différencié du
premier, si k est égal à 0,05: – un poids de 10 kg devra être augmenté de 0,5 kg– un poids de 50 kg devra être augmenté de 2,5 kg
S = k*S
S = 0,05*10kgS = 0,5 kg
S = 0,05*50kgS = 2,5 kg
Relation entre l’intensité du stimulus et l’intensité de la sensation
Ce n’est pas une relation linéaire
Intensité du stimulus (S)
Inte
nsit
é de
la s
ensa
tion
(I)
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49
Théorie de détection d’un signal
Intensité à laquelle un sujet détecte le signal 1 fois sur 2. Dépend de facteurs comme:
– critères internes, sujet choisit de répondre ou non– niveau de bruit (rapport signal/bruit)
Au point de vue physiologique le bruit de fond aurait deux origines:– activité neuronale de base dans les réseaux sensoriels– activité des récepteurs
• l’intensité du signal doit contraster suffisamment avec le bruit de fond– lumière allumée le jour vs. nuit– conversation dans le calme vs. bruit
Le système somesthésique
Unique : Les récepteurs sont distribués à travers tout le corps et répondent à différents stimuli.
2 sous-systèmes– stimuli mécaniques
• toucher léger• vibration• pression
– stimuli douloureux et de la température
Le système somesthésique
Système lemniscal– stimuli
mécaniques• toucher léger• vibration• pression
Le système somesthésique
Système spino-thalamique– stimuli douloureux
et de la température
Le système somesthésique
La peau
Elle est la frontière entre le milieu interne et le milieu externe.
Elle a un aspect glabre ou pileux.– Peau glabre: plus grande sensibilité ex. paume de la main, lèvres
La surface de la peau atteint 2m2 chez l’adulte.– contient des récepteurs qui répondent à des stimulations
• mécaniques • thermiques• nociceptives
Les récepteurs cutanées
À l’extrémité d’une fibre nerveuse dont le corps cellulaire est localisé dans un ganglion spinal.
Leur morphologie détermine la modalité qui sera transmise par le récepteur (toucher; proprioception; nociception; température)– Terminaisons encapsulées– Terminaisons libres
Distribution variable selon que la peau est glabre ou pileuse Ils sont contenus dans la peau
– Épiderme– Derme– Hypoderme
Les récepteurs de la peau
Terminaison libreCorpuscule de Pacini
Corpuscule de Meissner
Disque de MerkelCorpuscule de Ruffini
Épiderme
Derme
Peau glabre (non pileuse)
Disque deMerkel
Meissner
Terminaisonlibre
Pacini
Ruffini
RécepteurPileux
Bordure entrel’épi- et le derme
Récepteurs de l’épiderme
Les récepteurs de l’épiderme:
disques tactiles de Merkel• adaptation lente• petit champ récepteur• sensibles au toucher léger
terminaisons libres sensibles à la douleur• se retrouvent aussi le plus souvent dans le derme
Récepteurs du derme
Disque deMerkel
Meissner
Terminaisonlibre
Pacini
Ruffini
RécepteurPileux
Bordure entrel’épi- et le derme
Les récepteurs du derme
Mécanorécepteurs– Corpuscules de Meissner
• Adaptation rapide• Petit champ récepteur• Sensibles à la pression légère• Captent la vitesse de la déformation de la peau• Dans la peau glabre seulement
– Follicule pileux• Réagit lorsque le poil est touché• Adaptation rapide
Récepteurs thermiques– considérés maintenant comme des terminaisons libres
sensibles au froid ou au chaud– adaptation variable
Disque deMerkel
Meissner
Terminaisonlibre
Pacini
Ruffini
RécepteurPileux
Bordure entrel’épi- et le derme
Récepteurs de l’hypoderme
Les récepteurs de l’hypoderme:
deux récepteurs à grand champ récepteur– Corpuscules de Ruffini (profonds)
• Peau glabre et pileuse• Répondent à l’étirement de la peau dans une direction ou l’autre• Adaptation lente
– Corpuscules de Pacini : sensibles aux fortes pressions et aux vibrations
• Adaptation rapide• peut avoir une dimension de 1 mm X 2 mm
Micro-neuronographie– enregistrements
de fibres sensorielles dans les nerfs du bras
– enregistrements réalisés par le groupe de Åke Valbo en Suède
Corpuscule de Meissnerpetit champ récepteur
Corpuscule de Pacinigrand champ récepteur
Adaptation des récepteurs de la peau
Rapide
Lente
Grosseur du Champ récepteur
Petit Grand
Décharge de l’axone
Stimulation
Disque tactile de Merkel
Corpuscule de PaciniCorpuscule de Meissner
Corpuscule de Ruffini
ProfondsEn surface
Réponse aux vibrations
Seui
l, dé
plac
emen
t méc
aniq
ue d
e la
pea
u (µ
m)
Fréquence du stimulus (Hz)
Corpuscule de Meissner
Corpuscule de Pacini
Profonds
En surface
Corpuscules de Meissner
Encapsulés ; entre les papilles dermiques
Aβ Surtout peau glabre Tact, pression (dynamique)
Rapide Bas
Corpuscules de Pacini Encapsulés ; en lamelles d’oignon
Aβ Tissu sous-cutané, membranes
interosseuses, viscères
Pression profonde, vibration (dynamique)
Rapide Bas
Disques de Merkel Encapsulés Aβ Toute la peau, follicules pileux
Tact, pression (statique)
Lente Bas
Corpuscules de Ruffini Encapsulés ; Aβ Toute la peau Étirement de la peau Lente Bas
Type de récepteur
Caractéristiques anatomiques
Fibresª associées
Emplacement Fonction Vitesse d’adaptation
Seuil d’activation
Catégories principales des récepteurs somesthésiques
L ’application de deux points de pression sur la peau donne-t-elle l’impression d ’un ou de deux points de contact?
Discrimination de deux points sur la peau
Seuil de discrimination tactile varie d’un endroit du corps à l’autre
Discrimination maximale au niveau des doigts
Minimale au niveau des jambes, dos et bras.
Récepteurs à la température
Fréq
uenc
e de
déc
harg
e H
z
Température de la peau oC
Récepteur à la chaleur
Récepteur au froid
Température de la peau oC
Sensation thermique
La sensation de chaleur et de froid dépend des récepteurs thermiques
Les récepteurs thermiques ont une décharge maximale à une température donnée.
De façon générale, les récepteurs au froid ont une décharge maximale à 25oC et les récepteurs au chaud à 45oC
Fro
idRetour à 34o
Phasedynamique
Récepteurs thermiques
Les récepteurs à la chaleur cessent de décharger à des températures dépassant 50oC. Ce sont les récepteurs à la douleur qui prennent la relève.
345 45Température de la peau
Fré
quen
ce d
e dé
c har
g e
24
Réponses des récepteurs thermiques
L’information sensorielle vers le système nerveux central
Moelle épinière
Tronc cérébral
Matière grise Matière blanche
Racine dorsale
Ganglion spinal
Nerf rachidien
Récepteur
Racine ventrale
Du récepteur… à la moelle épinière
Les fibres sensorielles
Régions cutanées innervées par les différentes racines dorsales
Organisation spécifique au niveau des différents segments spinaux
8 C
12 Th
5 S
5L
1 Co
Chaque racine sensitive contient des fibres sensorielles reliées à une partie de la peau.
Cette partie de la peau s ’appelle un: DERMATOME.
Fin
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