Neurosciences/Le système sensoriel

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Le système sensoriel correspond à l'ensemble des neurones qui traitent les informations sensorielles, qu'il s'agisse des cinq sens ou de toute autre informations perçues par l'organisme. En soi, son existence n'a rien d surprenant : on se doute bien que c'est le cerveau qui prend en charge notre vision ou l'odorat. Le système sensoriel comprend aussi bien des portions du cerveau que des portions sur système nerveux périphérique. Divers nerfs crâniens ou spinaux transmettent la douleur ou le toucher, que le cerveau traite dans divers noyaux et dans le cortex. Pour résumer, les sensations sont captées par des récepteurs sensoriels. Ces sensations sont transmises par l'axone du récepteur jusqu’à la moelle épinière ou un noyau cérébral, avant d'arriver au thalamus. Après le relai dans le thalamus, les sensations sont transmises au cortex sensoriel, qui traite cette information. Seul l'odorat contrepasse le thalamus et arrive directement au cerveau.

Les récepteurs sensoriels[modifier | modifier le wikicode]

Le système nerveux sensoriel contient naturellement des capteurs sensoriels, appelés récepteurs sensoriels. Ces récepteurs sensoriels sont assez nombreux et sont aussi spécialisés pour un type de stimulation particulier. Il n'y a donc pas de récepteurs qui capterait à la fois la lumière, le son et le toucher. Le corps humain contient des capteurs pour chacun de ses sens, ce qui fait qu'il a des capteurs de pression, de toucher, de lumière, et ainsi de suite. Évidemment, ces récepteurs sont localisés à des endroits différents sur le corps humain : les récepteurs de lumière sont localisés dans les yeux, les récepteurs sonores dans les oreilles, les récepteurs tactiles dans la peau, et ainsi de suite. Ces récepteurs peuvent être classés suivant l'information qu'ils captent :

  • barorécepteurs pour les capteurs de pression sanguine ;
  • chimiorécepteurs pour les capteurs de substances chimiques (gout et odorat) ;
  • thermorécepteurs pour les capteurs de température (sensation de chaud et de froid) ;
  • propriocepteurs pour les capteurs qui indiquent la position des membres et l'élongation des muscles ;
  • nocicepteurs pour les capteurs de stimulus douloureux ;
  • et ainsi de suite.

Codage des informations sensorielles[modifier | modifier le wikicode]

Généralement, plus l'intensité d'une sensation est forte, plus la fréquence d'émission de potentiels d'action est importante. Ce codage des informations porte le nom de rate coding, ou codage de fréquence. Le neurone reste muet tant que la sensation reste en-deçà d'une certaine intensité. Passé ce seuil, la fréquence commence à augmenter progressivement avec l'intensité de la sensation. L'augmentation de la fréquence est, en première approximation, proportionnelle à l'intensité de la sensation (seuil exclu). En toute rigueur, la relation n'est pas linéaire et dépend beaucoup du type de récepteur.

Inhibition latérale[modifier | modifier le wikicode]

Les récepteurs sensoriels sont directement connectés à des neurones sensoriels, quand ils n'en sont pas eux-mêmes. Ces neurones sensoriels ne se contentent pas de transmettre le message sensoriel, mais vont effectuer un premier traitement sur celui-ci. Ce traitement consiste à intensifier le contraste du stimulus, à savoir sa différence avec les stimulus adjacents. Pour mieux comprendre, prenons l'exemple d'un paquet de neurones sensoriels, ceux du centre captant une lumière vive alors que ceux les entourent captent de la lumière moins vive. Il y a donc un contraste lumineux entre ce qui est capté au centre et ce qui est capté sur les côtés. Comme autre exemple, on peut prendre l'exemple d'une pointe qui s'enfonce dans la peau : les neurones très proches de la pointe vont capter un stimulus douloureux, mais pas ceux situés plus loin : il y a là encore un contraste entre les perceptions de neurones proches. Ce contraste est amplifié par le système sensoriel, peu après sa perception, afin de rendre les stimulus plus saillants et de faciliter leur localisation. Pour cela, chaque neurone stimulé va légèrement inhiber les neurones proches/adjacents. Ce faisant, les neurones les moins stimulés seront inhibés totalement : la stimulation ne compensera pas l'inhibition des neurones proches. Mais les neurones les plus stimulés ne seront pas suffisamment inhibés et continueront de percevoir le stimulus. Le résultat est que le contraste entre les zones fortement stimulées et faiblement stimulées va augmenter.

Inhibition latérale.

Ganglions sensoriels[modifier | modifier le wikicode]

Les récepteurs sensoriels sont souvent des cellules spécialisées dans la détection de tel ou tel signal : par exemple, notre rétine contient des cellules qui captent la lumière et la traduisent en influx nerveux. Dans d'autres cas, ces récepteurs sont des bouts d'axones de neurone pseudo-unipolaire (je vous renvoie au premier chapitre si vous avez oublié ce terme). C'est notamment le cas de certains récepteurs du toucher, situés dans la peau. Dans ce cas, seule l'extrémité de l'axone du neurone sert réellement de récepteur sensoriel. Le noyau (soma) du neurone est localisé dans un ganglion sensoriel, partie prenante du système nerveux périphérique, naturellement situé en dehors de la moelle épinière. Les axones de ces ganglions font synapse dans le système nerveux central, que ce soit dans la moelle épinière ou dans le cerveau (sur un noyau dédié).

Structure du système nerveux sensoriel.

Le système nerveux central sensoriel[modifier | modifier le wikicode]

Transfert des informations sensorielles des récepteurs au cortex sensoriel. On voit que ce transfert fait un relai par le thalamus après être passé par le tronc cérébral et/ou la moelle épinière.

Les axones des ganglions sensoriels font synapse soit sur la moelle épinière, soit sur des noyaux cérébraux. Certains font notamment synapse sur des noyaux des nerfs crâniens, du moins ceux qui s’occupent du gout ou de la sensibilité du visage ou de la mâchoire. Après avoir fait éventuellement relai par divers noyaux, les informations sensorielles sont transmises au thalamus, à l'exception de l’odorat.

Le relai thalamique[modifier | modifier le wikicode]

Le thalamus contient généralement un noyau dédié au transfert de chaque sensation dans chaque hémisphère : i y a un noyau pour la vision, un autre pour l'audition, un autre pour le gout, etc. Les exceptions sont l'odorat, non transmis par le thalamus, et le toucher qui se voit attribuer deux noyaux : un pour le visage et un autre pour le corps. Avant d'arriver au thalamus, les axones croient la ligne médiane : les axones passent du côté gauche du corps vers le côté droit (ou réciproquement). On dit aussi que les axones déçussent. Cette décussation explique que la sensibilité de la partie droite du corps soit prise en charge par l’hémisphère gauche de notre cerveau et inversement.

Le cortex sensoriel[modifier | modifier le wikicode]

Une fois passé par le thalamus, les informations sensorielles sont envoyées au télencéphale, et plus précisément au cortex cérébral. Une portion de celui-ci reçoit directement les informations sensorielles et y effectue un traitement sensoriel basique : c'est le cortex sensoriel. Le cortex sensoriel comprend tous les lobes du cerveau, à l'exception du lobe frontal, chaque lobe ayant sa propre spécificité. Le lobe occipital s'occupe de la vision, le lobe pariétal prend en charge le toucher et la proprioception et le lobe temporal s'occupe de l'audition. Une partie du lobe pariétal prend en charge le toucher et la proprioception. On verra cependant que le lobe pariétal n'est pas qu'un lobe dédié à la perception, mais qu'il intervient aussi dans divers processus intellectuels de haut niveau, notamment l'allocation de l'attention ou la mémoire de travail. Même chose pour le lobe temporal, qui n'est pas totalement dédié à l'audition.