Perception: codage des informations sensorielles

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235 le codage nerveux des informations sensorielles

2351 codage de l’intensité de la stimulation

L’intensité est fonction de la fréquence de décharge des potentiels d’action, du nombre de récepteurs recrutés

L’atteinte ou non du seuil de génération des potentiels d’action est responsable du seuil absolu de succession. Ces potentiels d’action vont dépendre de l’intensité de la stimulation (cf.p.23e). On n’a pas de relation linéaire, ni de proportionnalité absolue. Cela rappelle beaucoup la courbe de variation d’intensité de sensation par rapport à l’intensité de la stimulation (elles ont la même allure).

L’intensité de stimulation est codée en fréquence de potentiels d’action, cette augmentation s’atténue pour les stimulations les plus élevées (cf.p.23) On passe d’un codage en amplitude au niveau des cellules réceptrices à un codage en fréquences de potentiel d’action avec les phénomènes de sommation possible. Cette information se propage sans perte contrairement aux potentiels de récepteurs, qui connaît une perte d’amplitude. Un nerf sensoriel correspondant à un ensemble de fibres sensorielles ne va pas conduire toute l’information d’un coup : différentes récepteurs n’ont pas le même seuil de déclanchement des potentiels d’action, la même sensibilité, ce qui entraîne un phénomène de recrutement.

2352 codage des caractéristiques temporelles et adaptation sensorielle

(cf.p.23) On distingue deux récepteurs sensoriels.

Les premiers émettent un train de potentiels d’action durant toute la durée de la stimulation. Ces potentiels d’action démarrent dès le début de la stimulation et s’arrêtent lorsqu’elle prend fin. Ceci correspond à une réponse tonique, par les récepteurs qui maintiennent le potentiel d’action durant toute la stimulation. En conséquence ils sont qualifiés de récepteurs à adaptation lente. Ils codent à la fois la durée et l’intensité de la stimulation. Ces récepteurs renseignent sur les états plus ou moins durables, de types nocicepteurs.

L’autre catégorie de récepteurs offre un potentiel de récepteur beaucoup plus bref et déclenchent un train de potentiel d’action au début de la stimulation, qui ne se maintient pas. Ce sont des récepteurs à adaptation rapide qui répondent à des changements d’états, certains au début, d’autres à l’arrêt d’une stimulation. Il peut aussi y avoir une catégories mixte, donnant des réponses de type on/off. Ces récepteurs sont plutôt adaptés à traduire des stimulations à caractère répétitif, intermittent.

Il existe enfin des récepteurs à la fois toniques et phasiques. L’adaptation diminue la sensation liée à la diminution de la réponse des récepteurs lorsque la stimulation persiste. L’adaptation est à ne pas confondre avec l’habituation : la diminution d’une réponse suite à une stimulation répétée n’est pas définitive, on ne devient pas anosmique suite à une stimulation continue.

2353 relais et voies sensorielles : le codage des caractéristiques spatiales de la stimulation

Comment savoir où j’ai mal ? Plusieurs relais constituent la trajet de l’information : celle-ci pase plusieurs synapses avant de se projeter au niveau des aires corticales primaires. Les relais sont par exemple dans la moelle épinière, et le thalamus en est très souvent un. En fonction de la nature du stimulus, il ira se projeter dans le cortex somatosensoriel ou visuel, auditif etc.

Exemple de la sonestésie (tactile) : le récepteur de type 1 situé dans l’épiderme (ganglions spinaux) remonte au tronc cérébral par un relais dans la moelle épinière, puis passe par un relais au niveau du thalamus avant de se projeter dans le cortex somatosensoriel, à l’arrière du sillon de rolando. La projection sur le cortex se fait selon une somatotopie ou projection point par point au niveau des relais et du cortex. Cf. homonculus sensoriel (sensitif). Les différentes sensibilités (et donc la projection) n’est pas uniforme, mais dépend à la fois de la densité de récepteurs sensoriels présents sur une surface / partie du corps donnée et des phénomènes de convergence. C’est-à-dire que moins il y a des récepteurs et plus il y a de convergence, moins la surface projetée est importante.

On a pu obtenir ces informations par des potentiels évoqués, en stimulant une partie du corps (par exemple, le petit doigt). Il est possible aussi de réaliser cette cartographie par TEP.

2354 le codage de la qualité sensible

Comment différencier une stimulation visuelle d’une stimulation mécanique ou auditive ?

L’organe sensoriel est adapté à recevoir des stimulations adéquates (lumières pour l’œil, sons pour l’oreille etc.) La sensibilité est plus grande pour cette stimulation adéquate que toute autre stimulus. Il n’est cependant pas impossible de stimuler un organe sensoriel avec une forte stimulation non adaptée ex : on verra un flash lumineux en prenant un coup de poing dans l’œil.

Une stimulation électrique n’est adéquate pour aucun récepteur, mais marche toujours et facilement, d’où son utilisation en laboratoire. Les récepteurs peuvent réagir à des stimuli intenses même s’ils ne sont pas adéquats. En effet quelle que soit la nature du stimulus reçu, il est toujours traduit par des trains de potentiels d’action. Le codage de la sensibilité est possible grâce à un système sensoriel comprenant des récepteurs spécifiques, mais aussi des voies afférentes spécifiques, des relais et zones de projection corticales, donc la nature de la sensation ne dépend pas du stimulus présenté mais de tout le système sensoriel qui est mis en jeu. On peut finalement induire une sensation en agissant directement à n’importe quel niveau de cette cascade. Ainsi une stimulation directe du cortex, une atteinte des relais peut causer une sensation (agnosies).

La nature de l’information est donnée par le système dans sa totalité, ce qui explique que des perceptions existent en l’absence même d’une information sous l’effet de l’activation autonome du système (rêve, hallucinations). L’activation peut venir d’autres réseaux (intégration de structures limbiques, mémoire etc.)

24 Traitement de l’information sensorielle et illusion sensorielle

Il met en jeu des phénomènes d’interférences entre récepteurs sensoriels, en particulier de types inhibiteurs. Le traitement de l’information au niveau périphérique peut modifier notre perception de la réalité, par exemple pour améliorer nos capacités de discrimination ou masquer certaines perceptions.

Prenons l’exemple des récepteurs de type 3. les liens créés par des cellules horizontales créent des interférences entre récepteurs sensoriels, en assurant une inhibition latérale, qui va jouer un rôle fondamental dans les phénomènes de discrimination (différentiation de deux informations très proches, avec pour conséquence d’accentuer les contrastes entre les stimulations voisines).

Ce phénomène permet d’expliquer certaines illusions d’optique. Elle permet d’exercer un masquage de la perception que nous étudierons avec l’exemple de la douleur. L’inhibition entre neurones sensoriels aussi, s’explique ainsi. Pourquoi en se faisant mal, on frotte, on souffle sur la blessure, on met la main sous l’eau froide etc. Cela soulage la douleur, même si cela ne la supprime pas. Les récepteurs de ces stimulations mécaniques inhibent celles de la douleur, créant ainsi un effet de masquage. De même, quand on a mal, on perd de sa sensibilité tactile.

Ces régulations centrifuges sont à l’origine d’une inhibition descendante. Certaines stimulations pratiquées au niveau du mésencéphale diminuent la douleur en induisant un message descendant.

La douleur peut aussi être modifiée par un traitement cognitif. On demande à des gens de plonger leur main gauche dans de l’eau à 47°, on induit ainsi un traitement dans le thalamus droit : l’activation SI et cortex singulaire (système limbique, cerveau émotionnel).

Avec des patients sous hypnose, on suggère une augmentation ou diminution de la température, et l’intensité de l’activation change en conséquence, sans que la température change réellement. Des suggestions sur la qualité de la sensation (son caractère agréable ou désagréable) a le même effet sur l’activation su cortex singulaire antérieur.

Ce type d’expérience indique que le traitement de l’information dépend de la stimulation mais aussi de la suggestion, de l’état de vigilance, de la mémoire, de l’état émotionnel.

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