Le Toucher – Analyse des informations

Thalamus somesthésique

Le complexe ventral postérieur (VP) du thalamus est le lieu où convergent toutes les voies somesthésiques ascendantes qu’elles proviennent de la moelle épinière ou du tronc cérébral. Ces voies s’achèvent à cet endroit selon une organisation somatotopique formant une représentation complète et ordonnée de la tête et du corps.

  • Les projections du lemnisque médian qui véhicule les informations somesthésiques du corps et de l’arrière de la tête sont reçues par le noyau ventro-postéro-latéral (VPL) qui est situé le plus latéralement.
  • Le noyau ventro-postéro- médian (VPM) quant à lui est situé en position plus médiale et reçoit les informations de la sensibilité mécanique et nociceptive de la face provenant des axones du lemnisque trigéminal.
Schéma des différentes parties du thalamus, modifié à partir de Wikipédia

Au niveau de ces noyaux, les différentes cellules de relais sont en charge d’une des catégories des messages somesthésiques qui proviennent des différents types de mécanorécepteurs, des fuseaux neuromusculaires ou des organes tendineux de Golgi. Les informations de chaque sorte restent donc séparées lorsqu’elles sont envoyées au cortex.

Cortex somesthésique

Le cortex somesthésique primaire

Schéma de la représentation corticale des différentes parties du corps,
Neurosciences médicales, Nadeau,Ferguson Valenstein, Vierck, Petruska, Streit, Ritz, édition ELSEVIER

Les axones des neurones du complexe VP du thalamus projettent sur des neurones corticaux situés principalement dans couche 4 du cortex somesthésique. Chez l’homme, le cortex somesthésique primaire (ou SI), est situé dans le gyrus postcentral du lobe pariétal et comprend quatre champs corticaux : les aires 3a, 3b, 1 et 2 de Brodmann. Les travaux de cartographie corticale réalisés chez l’homme et chez d’autres primates montrent que chacune de ces quatre aires possède une représentation complète du corps. Dans ces cartes somatotopiques, le pied, la jambe, le tronc, les membres antérieurs et la face sont représentés dans des positions allant respectivement de la partie médiane à la partie latérale de l’hémisphère. Ces cartes corticales ne représentent pas le corps selon ses véritables proportions. Les neurochirurgiens qui ont déterminé la topographie des représentations du corps humain sur le cortex sensoriel (et moteur) ont obtenu un « homunculus«  dont la face et les mains sont surdimensionnées par rapport torse et aux aux parties les plus centrales des membres. Cette disproportion est due au fait que les manipulations, les expressions faciales, le langage articulé ont une très grande importance chez l’Homme et que leur contrôle demande davantage de circuits cérébraux (et périphériques). Chez l’homme, la moelle cervicale présente donc un renflement nécessaire pour les circuits supplémentaires correspondants aux mains et aux membres supérieurs. De plus, les mains et les lèvres sont des régions où la densité des récepteurs est plus élevée.


LE SAVIEZ-VOUS ?

Ces distorsions sont également visibles chez différentes espèces. Le cerveau du rat, par exemple, utilise une très importante quantité de cortex somesthésique pour la représentation des vibrisses du museau qui représentent une source de nombreuses afférences somesthésiques chez les rongeurs. Chez le raton laveur, ce sont les pattes qui sont surreprésentées et chez l’ornithorynque, le bec.


Les afférences sensorielles (ou les efférences motrices) qui sont particulièrement importantes pour une espèce donnée ont donc une représentation corticale proportionnellement plus étendue.

Schéma de l’organisation somatotopique et homonculus sensoriel,
Neurosciences médicales, Nadeau,Ferguson Valenstein, Vierck, Petruska, Streit, Ritz, édition ELSEVIER

L’organisation somatotopique des différentes aires somesthésiques est semblable mais les neurones de chacune d’entre elles présentent des propriétés fonctionnelles différentes.

  • Les expériences menées chez des primates non humains indiquent que les neurones des aires 3b et 1 répondent principalement à des stimuli cutanés.
  • L’aire 3a répond à la stimulation des propriocepteurs
  • L’aire 2 traite à la fois des stimuli tactiles et proprioceptifs.

Les différentes propriétés de réponse montrent partiellement les projections sur chacune de ces aires de messages afférents issus de catégories différentes de neurones du complexe ventral postérieur. Les nombreuses interconnexions corticocorticales entre les différentes aires de SI ont un rôle important dans l’élaboration des propriétés de réponse de chacune de ces aires.

L’aire 3b reçoit la plus importante partie des informations issues du complexe ventral postérieur et envoie des projections très denses sur les aires 1 et 2. Il existe donc une hiérarchie fonctionnelle dans laquelle l’aire 3b représente la première étape obligatoire du traitement cortical des informations somesthésiques. Des études montrent que des lésions des aires 1 et 2 entrainent des déficits partiels traduisant l’incapacité d’utiliser les informations sensorielles pour déterminer soit la texture des objets (déficits de l’aire 1) soit leur taille et leur forme (déficits de l’aire 2).


POUR ALLER PLUS LOIN

Les neurones de l’aire 3b peuvent être regroupés de manière encore plus précise. En effet, il est possible de les regrouper en « colonnes » fonctionnelles. Celles-ci sont perpendiculaires à la surface du cortex et ont pour longueur toute son épaisseur. Les neurones sont regroupés dans des zones différentes en fonction de leur réponse soit à des mécanorécepteurs à adaptation rapide soit à des mécanorécepteurs à adaptation lente formant ainsi des îlots. Il est également possible d’observer ce genre d’organisation des les aires 1 et 2. La structure du cortex a donc pour caractéristique une organisation en modules des différentes aires. Cette organisation est particulièrement visible dans les aires visuelles. Cette structure retraduit l’organisation des connexions thalamocorticales et corticocorticales mais leur signification fonctionnelle n’est pas encore connue. Ce mode de regroupement en colonnes fonctionnelles des neurones a été découvert par Mountcastle après l’étude de l’activité des neurones lors du passage d’une fine électrode d’enregistrement introduite dans le cortex somesthésique primaire de chats ou de singes.