Système nerveux sensoriel - Sensory nervous system

Système nerveux sensoriel
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Système sensoriel typique : le système visuel , illustré par la figure classique de Gray . 722– Ce schéma montre le flux d'informations des yeux vers les connexions centrales des nerfs optiques et des voies optiques, jusqu'au cortex visuel . L'aire V1 est la région du cerveau qui est engagée dans la vision .
Des détails
Identifiants
Latin organa sensuum
Engrener D012679
TA98 A15.0.00.000
TA2 6729
FMA 78499 75259, 78499
Terminologie anatomique
Le système visuel et le système somatosensoriel sont actifs même pendant l'IRMf au repos
Activation et réponse du système nerveux sensoriel

Le système nerveux sensoriel est une partie du système nerveux responsable du traitement des informations sensorielles . Un système sensoriel se compose de neurones sensoriels (y compris les cellules réceptrices sensorielles), de voies neuronales et de parties du cerveau impliquées dans la perception sensorielle . Les systèmes sensoriels communément reconnus sont ceux de la vision , de l' ouïe , du toucher , du goût , de l' odorat et de l' équilibre . En bref, les sens sont des transducteurs du monde physique au royaume de l'esprit où nous interprétons les informations, créant notre perception du monde qui nous entoure.

Les organismes ont besoin d'informations pour résoudre au moins trois types de problèmes : (a) pour maintenir un environnement approprié, c'est-à-dire l' homéostasie ; (b) pour chronométrer les activités (par exemple, les changements saisonniers de comportement) ou synchroniser les activités avec celles des congénères ; et (c) pour localiser et répondre aux ressources ou aux menaces (par exemple, en se déplaçant vers des ressources ou en évitant ou en attaquant les menaces). Les organismes ont également besoin de transmettre des informations afin d'influencer le comportement d'autrui : pour s'identifier, avertir des congénères du danger, coordonner des activités ou tromper.

Le champ récepteur est la zone du corps ou de l'environnement à laquelle un organe récepteur et des cellules réceptrices répondent. Par exemple, la partie du monde qu'un œil peut voir est son champ récepteur ; la lumière que chaque bâtonnet ou cône peut voir, est son champ récepteur. Des champs récepteurs ont été identifiés pour le système visuel , le système auditif et le système somatosensoriel .

Stimulus

Les systèmes sensoriels codent pour quatre aspects d'un stimulus ; type ( modalité ), intensité, emplacement et durée. Le temps d' arrivée d'une impulsion sonore et les différences de phase d'un son continu sont utilisés pour la localisation du son . Certains récepteurs sont sensibles à certains types de stimuli (par exemple, différents mécanorécepteurs répondent mieux à différents types de stimuli tactiles, comme des objets pointus ou contondants). Les récepteurs envoient des impulsions selon certains modèles pour envoyer des informations sur l'intensité d'un stimulus (par exemple, la force d'un son). L'emplacement du récepteur qui est stimulé donne au cerveau des informations sur l'emplacement du stimulus (par exemple, stimuler un mécanorécepteur dans un doigt enverra des informations au cerveau sur ce doigt). La durée du stimulus (combien de temps il dure) est transmise par les schémas de déclenchement des récepteurs. Ces impulsions sont transmises au cerveau par les neurones afférents .

Sens et récepteurs

Alors qu'il existe un débat parmi les neurologues quant au nombre spécifique de sens en raison des différentes définitions de ce qui constitue un sens , Gautama Bouddha et Aristote ont classé cinq sens humains «traditionnels» qui sont devenus universellement acceptés : le toucher , le goût , l' odorat , la vue et l' ouïe . D'autres sens qui ont été bien acceptés chez la plupart des mammifères, y compris les humains, comprennent la nociception , l' équilibrioception , la kinesthésie et la thermoception . De plus, il a été démontré que certains animaux non humains possèdent des sens alternatifs, notamment la magnétoception et l' électroréception .

Récepteurs

L'initialisation de la sensation découle de la réponse d'un récepteur spécifique à un stimulus physique . Les récepteurs qui réagissent au stimulus et initient le processus de sensation sont généralement caractérisés en quatre catégories distinctes : les chimiorécepteurs , les photorécepteurs , les mécanorécepteurs et les thermorécepteurs . Tous les récepteurs reçoivent des stimuli physiques distincts et transforment le signal en un potentiel d'action électrique . Ce potentiel d'action voyage ensuite le long des neurones afférents vers des régions spécifiques du cerveau où il est traité et interprété.

Chémorécepteurs

Les chimiorécepteurs, ou chimiocapteurs, détectent certains stimuli chimiques et transforment ce signal en un potentiel d'action électrique. Les deux principaux types de chimiorécepteurs sont :

Photorécepteurs

Les photorécepteurs sont capables de phototransduction , un processus qui convertit la lumière ( rayonnement électromagnétique ) en, entre autres types d' énergie , un potentiel membranaire . Les trois principaux types de photorécepteurs sont les suivants : Les cônes sont des photorécepteurs qui répondent de manière significative à la couleur . Chez l'homme, les trois types différents de cônes correspondent à une réponse primaire à une courte longueur d'onde (bleu), une longueur d'onde moyenne (vert) et une longue longueur d'onde (jaune/rouge). Les bâtonnets sont des photorécepteurs très sensibles à l'intensité de la lumière, permettant une vision dans la pénombre. Les concentrations et le rapport bâtonnets/cônes sont fortement corrélés au fait qu'un animal soit diurne ou nocturne . Chez l'homme, les bâtonnets sont plus nombreux que les cônes d'environ 20:1, tandis que chez les animaux nocturnes, comme la chouette hulotte , le rapport est plus proche de 1000:1. Les cellules ganglionnaires résident dans la médullosurrénale et la rétine où elles sont impliquées dans la réponse sympathique . Sur les 1,3 million de cellules ganglionnaires présentes dans la rétine, 1 à 2 % seraient des ganglions photosensibles . Ces ganglions photosensibles jouent un rôle dans la vision consciente de certains animaux et sont censés faire de même chez les humains.

Mécanorécepteurs

Les mécanorécepteurs sont des récepteurs sensoriels qui répondent à des forces mécaniques, telles que la pression ou la distorsion . Alors que les mécanorécepteurs sont présents dans les cellules ciliées et jouent un rôle intégral dans les systèmes vestibulaire et auditif , la majorité des mécanorécepteurs sont cutanés et sont regroupés en quatre catégories :

  • Les récepteurs de type 1 à adaptation lente ont de petits champs récepteurs et répondent à la stimulation électrostatique. Ces récepteurs sont principalement utilisés dans les sensations de forme et de rugosité .
  • Les récepteurs de type 2 à adaptation lente ont de grands champs récepteurs et répondent à l'étirement. De même que le type 1, ils produisent des réponses soutenues à des stimuli continus.
  • Les récepteurs à adaptation rapide ont de petits champs récepteurs et sous-tendent la perception du glissement.
  • Les récepteurs paciniens ont de grands champs récepteurs et sont les récepteurs prédominants pour les vibrations à haute fréquence.

Thermorécepteurs

Les thermorécepteurs sont des récepteurs sensoriels qui répondent à des températures variables . Bien que les mécanismes par lesquels ces récepteurs fonctionnent ne soient pas clairs, des découvertes récentes ont montré que les mammifères possèdent au moins deux types distincts de thermorécepteurs :

TRPV1 est un canal activé par la chaleur qui agit comme un petit thermomètre de détection de chaleur dans la membrane qui commence la polarisation de la fibre neurale lorsqu'elle est exposée à des changements de température. En fin de compte, cela nous permet de détecter la température ambiante dans la plage chaude/chaude. De même, le cousin moléculaire de TRPV1, TRPM8, est un canal ionique activé par le froid qui répond au froid. Les récepteurs froids et chauds sont séparés par des sous-populations distinctes de fibres nerveuses sensorielles, ce qui nous montre que l'information entrant dans la moelle épinière est à l'origine séparée. Chaque récepteur sensoriel possède sa propre « ligne étiquetée » pour transmettre une sensation simple ressentie par le destinataire. En fin de compte, les canaux TRP agissent comme des thermocapteurs, des canaux qui nous aident à détecter les changements de température ambiante.

Nocicepteurs

Les nocicepteurs répondent à des stimuli potentiellement dommageables en envoyant des signaux à la moelle épinière et au cerveau. Ce processus, appelé nociception , provoque généralement la perception de la douleur . On les trouve dans les organes internes, ainsi qu'à la surface du corps. Les nocicepteurs détectent différents types de stimuli dommageables ou de dommages réels. Ceux qui ne réagissent que lorsque les tissus sont endommagés sont appelés nocicepteurs « endormis » ou « silencieux ».

  • Les nocicepteurs thermiques sont activés par la chaleur ou le froid nocifs à différentes températures.
  • Les nocicepteurs mécaniques répondent à une surpression ou à une déformation mécanique.
  • Les nocicepteurs chimiques réagissent à une grande variété de produits chimiques, dont certains sont des signes de lésions tissulaires. Ils sont impliqués dans la détection de certaines épices dans les aliments.

Cortex sensoriel

Tous les stimuli reçus par les récepteurs énumérés ci-dessus sont transduits en un potentiel d'action , qui est transporté le long d'un ou plusieurs neurones afférents vers une zone spécifique du cerveau. Alors que le terme cortex sensoriel est souvent utilisé de manière informelle pour désigner le cortex somatosensoriel , le terme se réfère plus précisément aux multiples zones du cerveau dans lesquelles les sens sont reçus pour être traités. Pour les cinq sens traditionnels chez l'homme, cela comprend les cortex primaire et secondaire des différents sens : le cortex somatosensoriel, le cortex visuel , le cortex auditif , le cortex olfactif primaire et le cortex gustatif . D'autres modalités ont également des zones de cortex sensoriel correspondantes, y compris le cortex vestibulaire pour le sens de l'équilibre.

Cortex somatosensoriel

Situé dans le lobe pariétal , le cortex somatosensoriel primaire est la zone réceptive principale du sens du toucher et de la proprioception dans le système somatosensoriel . Ce cortex est ensuite divisé en zones de Brodmann 1, 2 et 3. La zone de Brodmann 3 est considérée comme le principal centre de traitement du cortex somatosensoriel car elle reçoit beaucoup plus d'entrées du thalamus , a des neurones très réactifs aux stimuli somatosensoriels et peut évoquer des symptômes somatiques. sensations par stimulation électrique . Les zones 1 et 2 reçoivent la plupart de leur contribution de la zone 3. Il existe également des voies pour la proprioception (via le cervelet ) et le contrôle moteur (via la zone 4 de Brodmann ). Voir aussi : S2 Cortex somatosensoriel secondaire .

L' œil humain est le premier élément d'un système sensoriel : en l'occurrence, la vision , pour le système visuel .

Cortex visuel

Le cortex visuel fait référence au cortex visuel primaire, étiqueté V1 ou aire de Brodmann 17 , ainsi qu'aux aires corticales visuelles extrastriées V2-V5. Situé dans le lobe occipital , V1 agit comme la principale station relais pour l'entrée visuelle, transmettant des informations à deux voies principales étiquetées les flux dorsal et ventral . Le flux dorsal comprend les zones V2 et V5 et est utilisé pour interpréter le « où » et le « comment ». Le flux ventral comprend les zones V2 et V4 et est utilisé pour interpréter « quoi ». Des augmentations de l'activité Tâche négative sont observées dans le réseau d'attention ventrale, après des changements brusques de stimuli sensoriels, au début et à la fin des blocs de tâches, et à la fin d'un essai terminé.

Cortex auditif

Situé dans le lobe temporal , le cortex auditif est la principale zone réceptrice des informations sonores. Le cortex auditif est composé d'aires de Brodmann 41 et 42, également connues sous le nom d' aire temporale transverse antérieure 41 et d' aire temporale transverse postérieure 42 , respectivement. Les deux zones agissent de manière similaire et font partie intégrante de la réception et du traitement des signaux transmis par les récepteurs auditifs .

Nez

Cortex olfactif primaire

Situé dans le lobe temporal, le cortex olfactif primaire est la principale zone réceptive à l' olfaction , ou odorat. Unique aux systèmes olfactif et gustatif, au moins chez les mammifères , est la mise en œuvre de mécanismes d'action à la fois périphériques et centraux . Les mécanismes périphériques impliquent des neurones récepteurs olfactifs qui transduisent un signal chimique le long du nerf olfactif , qui se termine dans le bulbe olfactif . Les chimiorécepteurs dans les neurones récepteurs qui déclenchent la cascade de signaux sont des récepteurs couplés aux protéines G . Les mécanismes centraux comprennent la convergence des axones des nerfs olfactifs dans les glomérules du bulbe olfactif, où le signal est ensuite transmis au noyau olfactif antérieur , au cortex piriforme , à l' amygdale médiale et au cortex entorhinal , qui constituent tous le noyau olfactif primaire. cortex.

Contrairement à la vision et à l'ouïe, les bulbes olfactifs ne sont pas trans-hémisphériques ; l'ampoule droite se connecte à l'hémisphère droit et l'ampoule gauche se connecte à l'hémisphère gauche.

Cortex gustatif

Le cortex gustatif est la première zone réceptive du goût . Le mot goût est utilisé dans un sens technique pour désigner spécifiquement les sensations provenant des papilles gustatives sur la langue. Les cinq qualités gustatives détectées par la langue comprennent l'acidité, l'amertume, le sucré, le salé et la qualité gustative des protéines, appelée umami . En revanche, le terme saveur fait référence à l'expérience générée par l'intégration du goût avec les informations olfactives et tactiles. Le cortex gustatif est constitué de deux structures principales : l' insula antérieure , située sur le lobe insulaire , et l' opercule frontal , situé sur le lobe frontal . À l'instar du cortex olfactif, la voie gustative fonctionne à la fois par des mécanismes périphériques et centraux. Les récepteurs gustatifs périphériques , situés sur la langue , le palais mou , le pharynx et l' œsophage , transmettent le signal reçu aux axones sensoriels primaires , où le signal est projeté vers le noyau du tractus solitaire dans la moelle , ou le noyau gustatif du tractus solitaire complexe. Le signal est ensuite transmis au thalamus , qui à son tour projette le signal vers plusieurs régions du néocortex , dont le cortex gustatif.

Le traitement neuronal du goût est affecté à presque toutes les étapes du traitement par les informations somatosensorielles simultanées de la langue, c'est-à-dire la sensation en bouche . L'odeur, en revanche, n'est pas associée au goût pour créer une saveur avant les régions de traitement corticales supérieures, telles que l'insula et le cortex orbitofrontal.

Système sensoriel humain

Le système sensoriel humain se compose des sous-systèmes suivants :

Maladies

Année de vie corrigée de l'incapacité pour les maladies des organes des sens pour 100 000 habitants en 2002.
  pas de données
  moins de 200
  200-400
  400-600
  600-800
  800-1000
  1000-1200
  1200-1400
  1400-1600
  1600-1800
  1800-2000
  2000-2300
  plus de 2300

Voir également

Les références

Liens externes