4. L’EQUILIBRE, LE TONUS ET LA POSTURE 4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES Système sensori-moteur composé d’un appareil sensoriel périphérique, de voies d’intégration centrales, d’un système moteur. Rôle : transformer les forces associées aux mouvements et à la position de la tête par rapport à la gravité, en un signal biologique ; sensation subjective de position et de déplacement de la tête produire des réflexes moteurs nécessaires au contrôle oculomoteur et postural. réflexe vestibulo-oculaire : maintien de la stabilité oculaire réflexes vestibulo-spinaux : équilibre postural construction d’un modèle interne au niveau cortical ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 1 Organisation anatomique Organe pair et symétrique, dans le labyrinthe osseux du rocher de l’os temporal Labyrinthe membraneux: Deux vésicules, l’utricule et le saccule Trois canaux semi-circulaires Rempli d’endolymphe : riche en K+ et pauvre en Na ; Entouré de périlymphe : pauvre en K+ et riche en Na+. ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 1 Organisation anatomique Canaux semi-circulaires : cavités tubulaires ampoule  orientation* en paire Epithélium neurosensoriel : 3 crêtes ampullaires 2 macules de l’utricule et des saccules Constitué de cellules sensorielles ciliées et de cellules de soutien ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 1 Organisation anatomique Crêtes ampullaires : c ciliées enserrées dans la cupule de masse proche de l’endolymphe ne se déplace qu’en cas de déplacement de la tête ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 1 Organisation anatomique Macules : cellules ciliées recouvertes d’une membrane otolithique et des otolithes dépendante de la force de gravité. Fibres nerveuses : en contact avec ces cellules ciliées se regroupent en un nerf vestibulaire ganglion de Scarpa partie postérieure du sillon bulbo-protubérantiel noyaux vestibulaires. ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 2 Aspect fonctionnel Physiologie des cellules ciliées. Répondent aux forces qui fléchissent les stéréocils Transforment ces signaux mécaniques en des signaux électriques Stéréocils dont la taille augmente progressivement jusqu’au kinocil Mécanisme d’ouverture des canaux ioniques : filaments reliant les stéréocils ouverture de canaux calciques libération accrue de neurotransmetteurs stimulation de la fibre nerveuse Activité spontanée des fibres vestibulaires au repos Directions spécifiques. ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 2 Aspect fonctionnel Physiologie des cellules ciliées. Répondent aux forces qui fléchissent les stéréocils Transforment ces signaux mécaniques en des signaux électriques Stéréocils dont la taille augmente progressivement jusqu’au kinocil Mécanisme d’ouverture des canaux ioniques : filaments reliant les stéréocils ouverture de canaux potassiques Dépolarisation de la cellule Ouverture de canaux calciques dépendants du voltage libération accrue de neurotransmetteurs stimulation de la fibre nerveuse Activité spontanée des fibres vestibulaires au repos Directions spécifiques. ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 2 Aspect fonctionnel Physiologie des canaux semi-circulaires sensibles aux mouvements de rotation angulaire de la tête fléchissement de la cupule et cisaillement des cellules ciliées des crêtes ampullaires Dépolarisation/hyperpolarisation et couples de canaux Sensibles aux accélération et donne un signal de vitesse ITR-2004

4.1. LE LABYRINTHE VESTIBULAIRE ET LES CELLULES CILIEES 2 Aspect fonctionnel Physiologie des macules stimulés au cours d’accélérations linéaires de la tête / mouvements d’inclinaison ou de translation de la tête pesanteur fait glisser membrane par rapport à l’épithélium sensoriel deux types de réponse : fréquence de décharge continue / décharge tonique (constant et continu) pour une inclinaison de la tête phasique pendant une accélération linéaire ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 1 Les voies centrales Noyaux vestibulaires : dans le plancher du IVème ventricule, à la jonction bulbo-protubérantielle Afférences : système vestibulaire périphérique cervelet vestibulaire proprioceptives médullaire thalamiques et corticales (visuelles) noyaux vestibulaires controlatéraux Efférences : noyaux oculo-moteurs : réflexe vestibulo-oculaire motoneurones de la moelle / voies vestibulo-spinales vestibulo-thalamiques et « cortex vestibulaire »  ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 1 Les voies centrales Efférences: noyaux oculo-moteurs : réflexe vestibulo-oculaire cervelet vestibulaire motoneurones de la moelle : voies vestibulo-spinales vestibulo-thalamiques et « cortex vestibulaire »  ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 1 Les voies centrales Efférences: noyaux oculo-moteurs : réflexe vestibulo-oculaire cervelet vestibulaire motoneurones de la moelle : voies vestibulo-spinales vestibulo-thalamiques et « cortex vestibulaire »  ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 1 Les voies centrales Efférences: noyaux oculo-moteurs : réflexe vestibulo-oculaire cervelet vestibulaire motoneurones de la moelle : voies vestibulo-spinales vestibulo-thalamiques et « cortex vestibulaire »  ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 2 Aspect fonctionnel Les réflexes vestibulo-oculaires. Mouvements oculaires « compensatoires » de vitesse proportionnelle à la vitesse angulaire de la tête, de direction opposée Stabiliser les images du monde environnant sur la rétine en stabilisant au mieux le regard dans l’espace lors d’un mouvement de la tête Activation d’un côté et une inhibition de l’autre côté : asymétrie prise en compte dans les noyaux vestibulaires, comme un signal de mouvement de la tête Stimulations de moyenne et de haute fréquence /pour les stimulations de basse fréquence, système optocinétique et de poursuite ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 2 Aspect fonctionnel Les voies vestibulo-spinales Faisceau vestibulo-spinal médian : contrôle la position de la tête en réponse à une stimulation des canaux semi-circulaires Faisceau vestibulo-spinal latéral : effets excitateurs puissants sur les muscles extenseurs antigravitaires des membres inférieurs Les voies vestibulo-corticales. Fonction perceptive, comme la perception des mouvements de la tête et de la verticalité spatiale, notamment par les afférences otolithiques. Intégration multisensorielle, pour reconstruire des représentations internes du schéma corporel, de la position et du mouvement du corps dans l’espace ITR-2004

4.2. LES VOIES DE PROJECTION VESTIBULAIRE 2 Aspect fonctionnel Les voies vestibulo-spinales Faisceau vestibulo-spinal median : contrôle la position de la tête en réponse à une stimulation des canaux semi-circulaires Faisceau vestibulo-spinal latéral : effets excitateurs puissants sur les muscles extenseurs antigravitaires des membres inférieurs Les voies vestibulo-corticales. Fonction perceptive, comme la perception des mouvements de la tête et de la verticalité spatiale, notamment par les afférences otolithiques. Intégration multisensorielle, pour reconstruire des représentations internes du schéma corporel, de la position et du mouvement du corps dans l’espace ITR-2004

4.3. LA PATHOLOGIE VESTIBULAIRE Vertiges Nystagmus pathologique Troubles posturaux Niveau d’atteinte lors d’un coma : l’absence de réflexe vestibulo-oculaire d’un patient comateux signe une lésion touchant le bulbe du tronc cérébral. ITR-2004

Système sensori-moteur complexe : 4.4. LA POSTURE Système sensori-moteur complexe : organes sensoriels périphériques structures d’intégration voies motrices structures de rétrocontrôle Finalité : Posture : station debout luttant contre la force de gravité Equilibre : maintenir la projection au sol du centre de gravité à l’intérieur du polygone de sustentation ITR-2004

1. La posture : une organisation antigravitaire réflexe Lutter contre l’action de la pesanteur : squelette osseux tonus musculaire, les divers constituants du squelette auraient tendance à se dissocier et à s’effondrer. Modules superposés a partir du sol Chaque espèce présente : une posture de référence, la station debout, et des postures de références pour chaque modules qui sont déterminés génétiquement un maintien de la posture assuré par l’existence du tonus postural : muscles extenseurs des membres inférieurs, au n° du tronc du cou et des masseters assuré par les réflexes spinaux, la boucle gamma et le réflexe myotatique sous le contrôle des voies du système ventro-médian et du cervelet qui règlent la longueur et le tonus de référence des muscles. une adaptation à l’environnement par des réflexes posturaux déterminés génétiquement: réflexes vestibulo-spinaux : système otolithique réflexes cervico-spinaux (proprioception) réflexes d’origine visuelle réflexes de redressement. Utilise plutôt un référentiel gravitationnel : système de coordonnées géocentriques ITR-2004

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2. L’équilibre : un niveau réflexe et automatique Contrainte additionnelle : la projection au sol du centre de gravité se maintienne à l’intérieur de la surface d’appui, c’est à dire de celle des pieds. A - Signaux détecteurs d’erreur. La somesthésie : proprioception plante des pieds musculature de la nuque. Les entrées vestibulaires : déplacements de la tête Les entrées visuelles : vection. ITR-2004

Déséquilibre postural Posture ITR-2004

2. L’équilibre : un niveau réflexe et automatique B - Un schéma corporel postural. Schéma corporel postural : position des différents modules leur propriétés dynamiques (masse et inertie des différents segments ; forces d’appui au sol) informations sensorielles sus-citées au niveau des noyaux vestibulaires, du cervelet et du cortex pariétal postérieur. ITR-2004

2. L’équilibre : un niveau réflexe et automatique C - Les réactions posturales. Réflexes posturaux Réactions posturales automatiques, mémorisées et adaptatives D - Références posturales Dépendent du contexte de l’action : Système de coordonnées géocentrées Système de coordonnées centrées sur un objet ITR-2004

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Réactions posturales automatiques Déséquilibre Posture postural ITR-2004

3. Coordination posture et mouvement : une motricité volontaire Ajustements posturaux anticipés acquis de deux types : pour maintenir l’équilibre ; synergies élaborées par le cervelet vermien. pour stabiliser la posture comme valeur de référence pour l’organisation du mouvement au niveau des aires prémotrices, motrices supplémentaires, pariétales postérieures et des noyaux gris de la base. ITR-2004

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Commande centrale Réactions posturales automatiques Mouvement Déséquilibre postural Posture ITR-2004