Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Posture et équilibre chez l’Homme Fusionman D’après les travaux d’Eadweard Muybridge (1830-1904).

La station debout : particularité de l’Homme… Base d’appui

La station debout: exclusivité de l’Homme ???

L’équilibration : un mouvement simple!!!

La posture Fonction antigravitaire Accompagne les mouvements consiste à s’opposer à la force de la pesanteur pour construire l’assemblage des segments qui définit la posture en maintenant le centre de gravité à l’intérieur du polygone de sustentation Accompagne les mouvements Études du neurologue Babinski (1857-1932)

La posture assure une fonction antigravitaire Contrôle de l ’équilibre Exige que la projection au sol du centre de gravité soit à l’intérieur de la surface d’appui au sol. Demeny, 1924

Accompagne les mouvements Fig 16.4

Contrôle de la posture Ajustements posturaux nécessaires pour tous mouvements Séquence d’activation musculaire Muscles posturaux Anticipation (APAs) Muscles du mouvement primaire Stabilisation (RCs)

En conclusion… Contrôle de la posture Consiste en la capacité: d’ajuster les différents segments entre eux d’ajuster la position du corps en fonction des forces qu’exercent la gravité Nécessite l’information en provenance des récepteurs sensoriels

Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Récepteurs sensoriels Proprioception appareil vestibulaire (2) récepteurs musculaires (3a) récepteurs articulaires (3b) récepteurs tendineux (3c) récepteurs cutanés (4) Extéroception Vision (1)

Proprioception Définitions perception consciente et inconsciente du corps dans l’espace, de la position, du mouvement des différentes parties du corps et des forces exercées. Informations proprioceptives sont nécessaires: pour maintenir l’équilibre pour contrôler les mouvements pour évaluer la forme d’un objet dans la main

Kinesthésie Statesthésie Deux sous-modalités de la proprioception Du grec kin-mouvement et aísthesis-sensation Sensation de la position La position des membres et des segments par rapport aux autres Information statique Sensation de mouvement Information permettant de localiser les différentes parties de notre corps et d ’évaluer leur déplacement La vitesse et direction Information dynamique

Récepteurs impliqués dans la proprioception Fuseau neuromusculaire Organe tendineux de Golgi Récepteurs articulaires Récepteurs vestibulaires Récepteurs cutanés

Traitement -- central Mouvement Récepteurs Articulaires Muscles Appareil tendineux de Golgi Fuseaux neuromusculaires Récepteurs cutanés Récepteurs Articulaires Récepteurs labyrinthiques Traitement -- central Mouvement Muscles Perception de la tête dans l’espace Proprioception statesthésie et kinesthésie

Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Rôle du système vestibulaire Joue un rôle important dans : La posture Les mouvements La direction du regard vers une cible (mouvements oculaires) La stabilisation du regard sur une cible (mouvements oculaires)

D’un point de vue comportemental… -Le corps peut se mouvoir en ligne droite (translation) selon 3 axes : haut-bas (z), droite-gauche (y), avant-arrière (x). -Le corps peut également tourner (rotation) autour de ces 3 axes. -Il existe donc 6 degrés de liberté que le corps doit pouvoir ressentir.

Le système vestibulaire… Récepteurs périphériques localisés dans l’oreille interne Détecte la position et le déplacement de la tête dans l’espace Fonctionne généralement inconsciemment Mauvais fonctionnement Conscient vertige labyrinthique, mal de mer, vomissement, déséquilibre, hypertonicité oreille

Récepteurs vestibulaires À l’intérieur de tubes osseux et compartiments de l’os temporal Labyrinthe osseux Un système de chambres et de tubes membraneux remplis d’un liquide Labyrinthe membraneux L’appareil vestibulaire comprend Les canaux semi-circulaires L’appareil otolithique utricule et saccule Le labyrinthe osseux contient le labyrinthe membraneux Nerf Utricule -Les canaux semi-circulaires détectent les rotations de la tête. -L’utricule et la saccule (appareil otolithique) détectent l’orientation de la tête ainsi que les mouvements de translation. NB: 3 axes de déplacement (x,y,z) donc 3 canaux semi-circulaires… Saccule Canaux semi-circulaires Cochlée

Récepteurs vestibulaires À l’intérieur de tubes osseux et compartiments de l’os temporal Labyrinthe osseux Un système de chambres et de tubes membraneux remplis d’un liquide Labyrinthe membraneux L’appareil vestibulaire comprend Les canaux semi-circulaires L’appareil otolithique utricule et saccule Le labyrinthe osseux contient le labyrinthe membraneux Utricule Saccule Nerf Cochlée Canaux semi-circulaires -Les canaux semi-circulaires détectent les rotations de la tête. -L’utricule et la saccule (appareil otolithique) détectent l’orientation de la tête ainsi que les mouvements de translation. NB: 3 axes de déplacement (x,y,z) donc 3 canaux semi-circulaires…

Les canaux semi-circulaires Orthogonaux Perpendiculaires Paires fonctionnelles avec les canaux controlatéraux Sensibles à la direction des mouvements Détectent les accélérations angulaires

Les canaux semi-circulaires Chaque canal communique avec l’utricule par les deux bouts. Chaque canal possède un renflement Ampoule Crête de l’ampoule Au sommet de la crête de l’ampoule Masse gélatineuse (cupule) S’étend jusqu’au toit de l’ampoule L’ampoule contient des cellules ciliées reliées aux fibres nerveuses formant le nerf vestibulaire Les cils des cellules ciliées s’étendent dans la masse gélatineuse

La cellule ciliée La surface de chaque cellule ciliée comprend un grand cil : Kinocil Localisé à une extrémité de la cellule 40-70 petits cils : Stéréocils Augmentent en longueur en s’approchant du kinocil Fibre afférente Forme le nerf vestibulaire Contrôle central par des fibres efférentes

Activation des récepteurs vestibulaires Canaux semi-circulaires Un mouvement du liquide à l’intérieur du canal déplace la cupule (masse gélatineuse) Déplacement angulaire des cils des cellules ciliées Chaque cellule ciliée a un axe morphologique de polarité Orientation du kinocil Canal horizontal : vers l’utricule Canaux verticaux (supérieur et postérieur) : éloigné de l’utricule

Les canaux semi-circulaires Fig 13.8

Fig 13.2 b

Fig 13.2 a

Activité de base Fig 13.9

Activation des récepteurs vestibulaires Repos Une décharge de base (80-100 Hz) Inclinaison des stéréocils vers le kinocil Excitation (dépolarisation) de la cellule ciliée Augmentation de la fréquence de décharge de la fibre afférente Inclinaison dans la direction opposée Inhibition (hyperpolarisation) de la cellule ciliée Diminution de la fréquence de décharge de la fibre afférente Inertie du liquide. ex: de la chaise en rotation… Ne bouge pas au début du mouvement peut continuer de bouger après que la tête ait terminé sa rotation (sensation de rotation inverse)

Appareil otolithique 2 renflements ressemblant à des sacs Utricule Organisé horizontalement Saccule Organisé verticalement Détectent les accélérations linéaires de la tête Horizontales et verticales

La macula de l’utricule est sur le plan horizontal Fig 13.4 c La macula de l’utricule est sur le plan horizontal La macula du saccule est située dans le plan vertical Des études ont proposé que cette dernière peut aussi détecter certains sons

Appareil otolithique Possède également un épaississement de l’épithélium Macula 2x Contient des cellules ciliées Les cils projettent dans une couche gélatineuse recouverte de cristaux de carbonate de calcium (otolithes)

Appareil otolithique

Activation des récepteurs vestibulaires Un déplacement de l’otolithe Déforme la masse gélatineuse Inclinaison des cils des cellules du saccule et de l’utricule L’axe de polarité est déterminé par l’orientation des cellules ciliées par rapport à la striole Utricule Le kinocil des cellules ciliées est orienté vers la striole Saccule Le kinocil des cellules ciliées s’éloigne de la striole Mouvement de la tête va activer un certain nombre de cellules, inhiber un certain nombre et produire aucun changement dans d’autres.

L’information est acheminée vers le système nerveux central

Afférences du système vestibulaire Afférences du nerf vestibulaire projettent aux noyaux vestibulaires 4 parties Noyau vestibulaire supérieur Noyau vestibulaire inférieur Noyau vestibulaire médian Noyau vestibulaire latéral (Deiter) Projettent aussi au lobe flocculo-nodulaire du cervelet

Les noyaux vestibulaires Relai de l’information Intégration Contrôle moteur

Les noyaux vestibulaires Noyau vestibulaire latéral reçoit surtout de l ’utricule Voie vestibulospinale latérale réflexes vestibulospinaux Motoneurones des muscles antigravitaires Noyau vestibulaire descendant Envoie les signaux au cervelet et aux voies vestibulo-spinales et vestibulo-réticulaires Noyau vestibulaire médian Voie vestibulospinale médiane Contrôle les mouvements du cou reçoit de tous les récepteurs labytinthiques régulation yeux-tête-cou Noyau vestibulaire supérieur Faisceau longitudinal médian Principal contrôleur des mouvements des yeux et de la tête Réflexe vestibulo-oculaire (RVO) (stabilisation du regard lors de mouvements de la tête).

Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Voies descendantes Moelle épinière Réticulospinale Posture +++ Motricité opérante + Vestibulospinale Rubrospinale Posture + Motricité opérante +++ Corticospinale Posture - Motricité opérante ++++ Moelle épinière Réflexes

Origine des deux principales voies impliquées dans le contrôle de la posture Formation réticulée Noyaux vestibulaires

Voies réticulospinales Proviennent de la formation réticulée de la protubérance et du bulbe rachidien Contrôlent les motoneurones des muscles extenseurs et fléchisseurs Effets excitateurs et inhibiteurs Effets ipsilatéraux et bilatéraux

Voies réticulospinales 2 voies principales 1. Voie réticulospinale médiane 2. Voie réticulospinale latérale

Voies réticulospinales Voie réticulospinale médiane Origine Noyaux réticulaires pontiques (oralis et caudalis) Partie rostrale du noyau gigantocellularis du bulbe Trajectoire Faisceau ventromédian de la moelle épinière Projections Ipsilatéral: axons rapides med. 101 m/s projette jusqu’à la moelle lombaire pas d’évidence pour une organisation somatotopique

Voies réticulospinales Voie réticulospinale latérale Origine Formation réticulée bulbaire n. reticularis gigantocellularis n. reticularis ventralis Trajectoire Faisceau ventrolatéral ipsilatéral de la moelle épinière quelques axones du côté controlatéral vitesse de conduction médiane: 69 m/s Projections Partie ventrocaudale du n. gigantocellularis projette plus caudalement que le cou Les autres cellules du n. gigantocellularis et ventralis projettent seulement au cou

Voies réticulospinales Stimulation de la formation réticulée Quelques effets monosynaptiques dans les motoneurones des muscles fléchisseurs muscles du cou extenseurs très distaux Connections monosynaptiques peu nombreuses Microstimulation produit des effets coordonnés dans plusieurs membres Effets excitateurs de la formation réticulée pontique (FRSM) Quelques effets inhibiteurs partie ventrocaudale du n. gigantocellularis et n. ventralis (FRSL)

Voies réticulospinales

Voies vestibulospinales Proviennent des noyaux vestibulaires médians et latéraux Contrôlent les motoneurones des muscles extenseurs (surtout axiaux et proximaux) Effets excitateurs Effets ipsilatéraux

Voies vestibulospinales 2 voies principales Voie vestibulospinale latérale Voie vestibulospinale médiane

Voies vestibulospinales Voie vestibulospinale latérale Origine: Noyau vestibulaire latéral (Deiters) et petite contribution de noyau descendant Cellules localisées dorsalement projettent plus caudalement que les cellules ventrales du noyau vestibulaire latéral Trajectoire: ipsilatérale et tout au long de la moelle épinière vitesse de conduction médiane: 90 m/s Projections: jusqu’à la moelle lombaire pour certains axones seulement la plupart des projections sont limitées à la moelle cervicale

Voies vestibulospinales Voie vestibulospinale médiane Origine Noyau médian, un peu du noyau descendant et un peu du noyau latéral (Deiters) Trajectoire Bilatérale et seulement aux segments les plus rostraux de la moelle épinière 2 groupes (rapides et lents) Projections Seulement 11% projettent à la moelle thoracique Un groupe est inhibiteur (vitesse lente 69 m/s)

Rôle du cervelet Le cervelet ne projette pas directement à la moelle épinière contrôle la posture par des effets sur formation réticulée noyaux vestibulaires noyau rouge

Posture et équilibration Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Réflexe vestibulaire (labyrinthique) tonique Signaux provenant des récepteurs vestibulaires suite au mouvement de la tête dans l’espace par rapport à la gravité Mouvements de la tête vers l’avant (tomber vers l’avant) Extension des membres supérieurs Flexion des membres inférieurs Mouvements de la tête vers l’arrière (tomber vers l’arrière) Flexion des membres supérieurs Extension des membres inférieurs

Réflexe tonique du cou (cervical) symétrique Signaux provenant des propriocepteurs du cou localisés dans les muscles et les articulations Flexion du cou Flexion des membres supérieurs Extension des membres inférieurs Extension du cou Extension des membres supérieurs Flexion des membres inférieurs

Interaction des réflexes vestibulaire et cervical Les effets des réflexes vestibulaire et cervical symétrique s’additionnent

Réflexe cervical asymétrique Signaux provenant des propriocepteurs du cou Rotation du cou Extension des membres du côté facial Flexion des membres du côté occipital

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Réactions posturales Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme ajustements suite à des perturbations ajustements lors du mouvement volontaire

Réponses à des perturbations Plusieurs stratégies cheville hanche flexion des genoux pas vers l ’avant et étendre les bras pour amortir la chute Cheville Hanche

Cheville Hanche Genoux Abdominaux Grand droit Paraspinal Quadriceps Biceps femoris Jumeau Tibial antérieur

Réponses musculaires à des perturbations de faible intensité Réponse vers l’arrière Réponse vers l’avant 120 ms Déplacement de la plate-forme Les réponses surviennent dans des muscles différents

Ajustements posturaux reliés à un mouvement volontaire Traction des bras Poussée des bras Séquence d’activation musculaire Muscles posturaux Stabilisation Muscles du mouvement primaire

Fin du cours