Fiche de révision : Neurophysiologie de la somesthésie

📋 Plan du Cours

1. Somesthésie et modalités sensorielles
2. Organisation des récepteurs sensoriels
3. Mécanorécepteurs cutanés
4. Propriocepteurs musculaires et articulaires
5. Thermorécepteurs et nocicepteurs
6. Transduction et codage sensoriel
7. Voies afférentes et moelle épinière
8. Thalamus et cortex somesthésique
9. Voies somesthésiques ascendantes
10. Conséquences des lésions somesthésiques

📖 1. Somesthésie et modalités sensorielles

🔑 Notions clés & Définitions

• Somesthésie : Ensemble des mécanismes nerveux responsables des sensations du corps.
• Proprioception : Sensibilité profonde qui renseigne sur la position et le mouvement des membres et du corps.
• Nociception : Perception de la douleur.

📝 Points essentiels

• Les modalités somesthésiques sont :
  • le toucher
  • la proprioception
  • la nociception
  • la thermo-sensibilité

📖 2. Organisation des récepteurs sensoriels

🔑 Notions clés & Définitions

• Récepteur neurosensoriel : Organe périphérique spécialisé dans la détection, la transformation et le codage d’un stimulus en message nerveux, et pouvant filtrer et amplifier ce stimulus.

★ À maîtriser

• 🔄 La réception sensorielle suit trois étapes :
  1. La structure accessoire reçoit, adapte et filtre l’énergie d’entrée.
  2. Le site transducteur transforme cette énergie en potentiel récepteur.
  3. Le site générateur produit le message sensoriel sous forme de potentiels d’action.

Compléments

• Les récepteurs neurosensoriels peuvent être encapsulés, non capsulés ou constitués de terminaisons nerveuses libres.

• Les principales localisations des récepteurs neurosensoriels sont :

  • la peau
  • les muscles
  • les tendons
  • les articulations
  • l’enveloppe osseuse
  • la paroi des viscères

📌 Un récepteur sélectif répond à un type de stimulus, tandis qu’un récepteur polymodal répond à plusieurs types de stimuli.

💡 Astuce mémo

Structure accessoire → transducteur → générateur : de l’entrée sensorielle au message nerveux

📖 3. Mécanorécepteurs cutanés

🔑 Notions clés & Définitions

• Mécanorécepteur : Récepteur neurosensoriel sensible aux stimuli mécaniques tels que la pression, le toucher, les vibrations, l’étirement ou la déformation des tissus.

★ À maîtriser

• Les mécanorécepteurs cutanés détectent les déformations de la peau et contribuent à la sensibilité extéroceptive tactile épicritique.

• Les disques de Merkel ont un petit champ récepteur, une adaptation lente et participent à la discrimination statique des formes, des bords et des textures, ainsi qu’à la lecture du braille.

• Les corpuscules de Pacini sont situés dans les couches profondes de la peau et le tissu sous-cutané, ont un champ récepteur large et détectent notamment les vibrations rapides.

• Les corpuscules de Ruffini détectent la pression et l’étirement cutanés, ont un champ récepteur large et maintiennent leur réponse jusqu’à la fin du stimulus.

Compléments

📌 Les corpuscules de Meissner ont un petit champ récepteur, une adaptation rapide et détectent notamment les mouvements légers et les vibrations superficielles.

💡 Astuce mémo

Meissner et Merkel : petits champs ; Pacini et Ruffini : grands champs

📖 4. Propriocepteurs musculaires et articulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Propriocepteur : Mécanorécepteur musculaire ou articulaire qui informe le système nerveux central de la position des segments corporels et des caractéristiques de leur déplacement.
• Fuseau neuromusculaire : Récepteur constitué de fibres musculaires modifiées disposées au centre du muscle strié squelettique, parallèlement à celui-ci, et sensibles à son étirement.
• Organe tendineux de Golgi : Récepteur formé de ramifications nerveuses associées à des fibrilles de collagène dans les fibres tendineuses et activé par l’étirement du tendon.

📝 Points essentiels

• 🔄 La réponse proprioceptive à l’étirement musculaire suit ces étapes :

  1. L’étirement active le fuseau neuromusculaire.
  2. Le fuseau informe la moelle épinière et le cerveau de la longueur du muscle.
  3. Une réponse motrice peut ajuster la contraction musculaire.

• Les récepteurs articulaires comprennent les récepteurs de Ruffini des capsules articulaires et les récepteurs de Golgi des ligaments articulaires.

• Les récepteurs articulaires de Ruffini sont actifs autour d’angles précis, notamment proches des positions extrêmes du membre, et leur décharge augmente avec la vitesse de rotation articulaire.

💡 Astuce mémo

Le fuseau suit la longueur du muscle ; Golgi renseigne sur la tension tendineuse

📖 5. Thermorécepteurs et nocicepteurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Hyperalgésie : Augmentation de la sensibilité douloureuse liée notamment à l’abaissement du seuil d’activation des nocicepteurs lors d’une inflammation persistante.
• Chémorécepteur : Un chémorécepteur détecte les modifications de la composition chimique du sang, de la lymphe ou du liquide céphalorachidien.

★ À maîtriser

• Les récepteurs cutanés au froid sont superficiels et associés à des fibres Aδ et C, tandis que les récepteurs au chaud sont plus profonds dans le derme et associés uniquement à des fibres C amyélinisées.

• En dessous de 10 °C, les récepteurs de la douleur sont activés ; entre 10 et 15 °C, les récepteurs du froid s’activent ; entre 15 et 20 °C, la zone est thermiquement neutre ; entre 25 et 35 °C, les récepteurs du chaud s’activent tandis que ceux du froid diminuent leur activité ; au-dessus de 45 °C, l’activité des récepteurs de la chaleur cesse et celle des récepteurs de la douleur augmente.

• Les nocicepteurs ne diminuent pas leur activité électrique sous une stimulation persistante, de sorte que la douleur persiste tant que la lésion tissulaire demeure.

Compléments

• Les points sensibles au froid sont beaucoup plus nombreux que les points sensibles au chaud, et la peau du visage présente une densité élevée de thermorécepteurs.

• Les thermorécepteurs s’adaptent partiellement en une trentaine de secondes lorsque la température cutanée est maintenue stable.

💡 Astuce mémo

La thermosensibilité s’adapte ; la douleur persiste tant que la lésion demeure

📖 6. Transduction et codage sensoriel

🔑 Notions clés & Définitions

• Transduction : Transformation, par un récepteur neurosensoriel, de l’énergie d’un stimulus en signal bioélectrique transmis par le neurone afférent vers un centre nerveux.
• Champ récepteur : Zone anatomique où l’application d’un stimulus modifie l’activité d’un récepteur sensoriel.

★ À maîtriser

• 🔄 La transformation du stimulus en potentiels d’action suit ces étapes :

  1. Le stimulus produit un potentiel récepteur au site transducteur.
  2. Le potentiel récepteur provoque un potentiel générateur.
  3. Le potentiel générateur déclenche des potentiels d’action s’il atteint un seuil critique.

• L’intensité du stimulus est codée par :

  • l’amplitude du potentiel récepteur
  • la fréquence des potentiels d’action
  • le recrutement des afférences

• L’adaptation rapide produit une décharge brève au début, à la fin ou au début et à la fin du stimulus, tandis que l’adaptation lente maintient la décharge pendant le stimulus.

Compléments

• Les potentiels récepteur et générateur sont des variations locales, graduables et sommables du potentiel membranaire.

📐 Formule - La fréquence de décharge des potentiels d’action est liée au logarithme de l’intensité de stimulation selon la loi de Weber-Fechner : $F(A)=a\,\log I+b$.

💡 Astuce mémo

Stimulus → potentiel récepteur → potentiel générateur → potentiels d’action

📖 7. Voies afférentes et moelle épinière

★ À maîtriser

• Les voies somesthésiques périphériques au cortex sont pauci-neuronales et comportent successivement un protoneurone, un deutoneurone et un troisième neurone thalamo-cortical.

• 🔄 Le trajet général des trois neurones suit ces étapes :

  1. Le protoneurone rejoint la moelle par la racine postérieure et possède son corps cellulaire dans le ganglion spinal.
  2. Le deutoneurone croise généralement la ligne médiane et rejoint le thalamus.
  3. Le troisième neurone part du thalamus vers le cortex.

📌 La substance grise médullaire centrale contient les corps neuronaux et assure des relais et une intégration, tandis que la substance blanche périphérique contient surtout des axones myélinisés regroupés en faisceaux.

Compléments

• La corne postérieure médullaire reçoit des afférences sensitives, la corne antérieure contient les corps cellulaires des motoneurones et la corne intermédiaire participe aux fonctions viscéro-sensitives et viscéro-motrices.

• Dans la moelle, les laminae I et II de Rexed participent au traitement des informations thermiques et nociceptives, et les laminae III à VI reçoivent notamment des collatérales de fibres sensitives de gros diamètre.

• La lamina VII relaie notamment des informations proprioceptives vers le cervelet, les laminae VIII et IX ont des fonctions motrices et la lamina X relie les deux côtés de la moelle autour du canal central.

📖 8. Thalamus et cortex somesthésique

🔑 Notions clés & Définitions

• Thalamus : Ensemble pair de noyaux gris du diencéphale qui relaie et intègre notamment les afférences sensitives.

★ À maîtriser

• Le noyau ventro-postéro-latéral du thalamus reçoit les informations somesthésiques du corps, tandis que le noyau ventro-postéro-médian reçoit celles de la face par la voie trigéminale.

• S1 occupe le gyrus postcentral et reçoit les informations sensitives du côté controlatéral du corps par les noyaux thalamiques ventraux postérieurs.

• Dans S1, l’aire 3a reçoit majoritairement des informations proprioceptives, tandis que les aires 3b et 1 reçoivent majoritairement des informations tactiles et que l’aire 2 analyse notamment des stimuli complexes, les formes et les tailles.

• Le cortex pariétal postérieur intègre les informations tactiles et proprioceptives avec des informations visuelles, attentionnelles et de planification du mouvement pour construire le schéma corporel.

Compléments

• La représentation somatotopique corticale est disproportionnée et reflète la densité des récepteurs périphériques, ce qui agrandit notamment les représentations de la main et de la face.

• S2 reçoit des projections de S1 et projette vers l’amygdale et l’hippocampe, associés respectivement à l’évaluation émotionnelle et à l’apprentissage et à la mémoire tactile.

📖 9. Voies somesthésiques ascendantes

★ À maîtriser

• La voie lemniscale transmet principalement le tact épicritique et la proprioception consciente par les cordons postérieurs, les noyaux gracile et cunéiforme, le lemnisque médian, le thalamus et S1.

• Le faisceau gracile conduit les informations proprioceptives et extéroceptives des membres inférieurs et des parties basses du tronc, tandis que le faisceau cunéiforme conduit celles des membres supérieurs, du thorax et du cou.

• La voie lemniscale présente une somatotopie précise, une conduction rapide liée à ses fibres de gros diamètre myélinisées et une décussation complète.

• La voie néospinothalamique transmet le tact protopathique, la sensibilité thermique et la nociception par les cordons antérolatéraux, avec projection principalement vers le VPL puis S1.

• La voie spinoréticulo-thalamique passe par la formation réticulée, les noyaux thalamiques non spécifiques et le cortex, et participe à la régulation de la vigilance.

Compléments

📌 La voie néospinothalamique a une somatotopie moins stricte, une conduction moins rapide et une décussation moins complète que la voie lemniscale.

• Le faisceau paléospinothalamique rejoint les noyaux thalamiques non spécifiques et les aires corticales non spécifiques sans emprunter le lemnisque médian.

• La voie spinoréticulo-thalamique a des projections diffuses et bilatérales et une conduction lente liée à ses fibres de petit diamètre et à ses multiples synapses.

💡 Astuce mémo

Lemniscale : précision et conduction rapide ; extralemniscale : diffusion et alerte

📖 10. Conséquences des lésions somesthésiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Syndrome syringomyélique : Anesthésie thermo-algésique bilatérale suspendue associée à la conservation, sur le même territoire, des sensibilités épicritique et proprioceptive.

★ À maîtriser

• La section d’une racine postérieure entraîne une anesthésie radiculaire touchant tous les modes sensitifs, tandis qu’une atteinte tronculaire associe des troubles moteurs.

• La section complète de la moelle entraîne une anesthésie sous-lésionnelle touchant tous les modes de sensibilité.

📌 Dans le syndrome de Brown-Séquard, le côté de la lésion présente une perte sous-lésionnelle des sensibilités épicritique et proprioceptive avec hyperesthésie thermo-algésique, tandis que le côté opposé présente une anesthésie thermo-algésique.

• Le syndrome cordonal postérieur entraîne une perte des sensibilités épicritique et kinesthésique avec ataxie, tandis que les sensibilités thermique et douloureuse sont conservées.

• Une atteinte du noyau VPL peut provoquer une perte controlatérale des sensibilités tactiles et kinesthésiques, une hyperpathie thalamique et une ataxie de la main appelée main thalamique.

Compléments

• La stimulation de S1 provoque des paresthésies localisées à la région controlatérale correspondant à la zone de l’homonculus stimulée.

• La destruction de S1 entraîne une hémianesthésie controlatérale touchant principalement les sensibilités profonde et superficielle épicritique.

• Une lésion pariétale postérieure peut entraîner une astéréognosie, c’est-à-dire l’incapacité de reconnaître un objet au toucher malgré une sensibilité tactile conservée.

• Une lésion pariétale postérieure peut causer une négligence de l’hémiespace controlatéral, plus souvent gauche lorsque la lésion est droite.

📊 Tableaux de synthèse

Voies somesthésiques ascendantes