Les sensations

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

peauétirement, position, kinesthésie

muscles, tendons, articulations, labyrinthe

vibrationoreille

Thermorécepteurs température

Nocicepteurs douleur

Chémorécepteurs composés chimiques

nez, bouche Photorécepteurs

photonœil

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.

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

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


– La rapidité à laquelle l’énergie captée par le récepteur est conservée ou perdue.


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


Adaptation rapide

Adaptation lente

Stimulus

Temps


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 seuilLois 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

nsité

de

la se

nsat

ion

(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


Système lemniscal– stimuli

mécaniques• toucher léger• vibration• pression


Système spino-thalamique– stimuli douloureux

et de la température


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


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


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

uen c

e d e

dé c

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

Froi

dRetour 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

Fréq

uenc

e d e

déc

h arg

e

24

Réponses des récepteurs thermiques

L’information sensorielle vers le système nerveux central

Moelle épinièreTronc 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.

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