Sens de l’équilibre

Le sens de l’équilibre ou équilibrioception est la perception de l’ équilibre et de l’Orientation spatiale . ^[1] Il aide à empêcher les humains et les animaux non humains de tomber lorsqu’ils se tiennent debout ou se déplacent. L’équilibrioception est le résultat d’un certain nombre de systèmes sensoriels travaillant ensemble; les yeux ( système visuel ), les oreilles internes ( système vestibulaire ) et le sens du corps de l’endroit où il se trouve dans l’espace ( proprioception ) doivent idéalement être intacts. ^[1]

Équilibrer le développement des compétences chez les enfants Entraînement à l’équilibre

Le système vestibulaire, la région de l’oreille interne où convergent trois canaux semi-circulaires, fonctionne avec le système visuel pour garder les objets nets lorsque la tête bouge. C’est ce qu’on appelle le Réflexe vestibulo-oculaire (RVO) . Le système d’équilibre fonctionne avec les systèmes visuel et squelettique (les muscles et les articulations et leurs capteurs) pour maintenir l’orientation ou l’équilibre. Les signaux visuels envoyés au cerveau concernant la position du corps par rapport à son environnement sont traités par le cerveau et comparés aux informations provenant des systèmes vestibulaire et squelettique.

Système vestibulaire

Schéma du système vestibulaire

Dans le système vestibulaire, l’équilibre de la perception est déterminé par le niveau d’un fluide appelé endolymphe dans le labyrinthe , un ensemble complexe de tubes dans l’ oreille interne .

Dysfonctionnement

Cette figure montre l’activité nerveuse associée à un nystagmus physiologique induit par la rotation et à un nystagmus spontané résultant d’une lésion d’un labyrinthe. Les flèches droites minces indiquent la direction des composants lents, les flèches droites épaisses indiquent la direction des composants rapides et les flèches courbes indiquent la direction du flux d’endolymphe dans les canaux semi-circulaires horizontaux. Les trois canaux semi-circulaires sont marqués AC (canal antérieur), PC (canal postérieur) et HC (canal horizontal).

Lorsque le sens de l’équilibre est interrompu, cela provoque des étourdissements, une désorientation et des nausées . L’ équilibre peut être perturbé par la maladie de Ménière , le syndrome de Déhiscence du canal supérieur , une Infection de l’oreille interne , par un mauvais rhume affectant la tête ou un certain nombre d’autres conditions médicales, y compris, mais sans s’y limiter, les vertiges . Il peut également être momentanément perturbé par une accélération rapide ou prolongée, par exemple en roulant sur un manège. Les coups peuvent également affecter l’équilibre de la réception, en particulier ceux sur le côté de la tête ou directement sur l’oreille.

La plupart des astronautes constatent que leur sens de l’équilibre est altéré lorsqu’ils sont en orbite parce qu’ils sont dans un état constant d’ apesanteur . Cela provoque une forme de mal des transports appelée syndrome d’adaptation à l’espace .

Présentation du système

Ce diagramme suit de manière linéaire (sauf mention contraire) les projections de toutes les structures connues qui permettent l’équilibre et l’accélération vers leurs points finaux pertinents dans le cerveau humain. Un autre schéma montrant la voie neuronale du système vestibulaire/équilibre. Les flèches indiquent la direction du relais d’information.

Cette vue d’ensemble explique également l’accélération car ses processus sont interconnectés avec l’équilibre.

Mécanique

Il y a cinq organes sensoriels innervés par le nerf vestibulaire ; trois canaux semi-circulaires (SCC horizontal, SCC supérieur, SCC postérieur) et deux organes otolithes (Saccule et Utricle). Chaque canal semi-circulaire (SSC) est un tube mince qui double brièvement d’épaisseur en un point appelé ampoule osseuse . À leur centre-base, chacun contient une cupule ampullaire . La cupule est un bulbe de gélatine relié aux stéréocils des cellules ciliées, affecté par le mouvement relatif de l’ endolymphe dans lequel il baigne.

Étant donné que la cupule fait partie du labyrinthe osseux, elle tourne avec le mouvement réel de la tête, et par elle-même sans l’endolymphe, elle ne peut pas être stimulée et ne peut donc pas détecter de mouvement. L’endolymphe suit la rotation du canal, cependant, en raison de l’ inertie , son mouvement est initialement en retard par rapport à celui du labyrinthe osseux. Le mouvement retardé de l’endolymphe plie et active la cupule. Lorsque la cupule se plie, les stéréocilles connectées se plient avec elle, activant des réactions chimiques dans les cellules ciliées entourant la crista ampullaris et créant éventuellement des Potentiels d’action portés par le nerf vestibulaire signalant au corps qu’il s’est déplacé dans l’espace.

Après toute rotation prolongée, l’endolymphe rattrape le canal et la cupule revient à sa position verticale et se réinitialise. Lorsque la rotation prolongée cesse, cependant, l’endolymphe continue (en raison de l’inertie) qui se plie et active à nouveau la cupule pour signaler un changement de mouvement. ^[2]

Les pilotes effectuant de longs virages inclinés commencent à se sentir droits (ne tournent plus) car l’endolymphe correspond à la rotation du canal; une fois que le pilote sort du virage, la cupule est à nouveau stimulée, provoquant la sensation de tourner dans l’autre sens, plutôt que de voler droit et de niveau.

Le HSCC gère les rotations de la tête autour d’un axe vertical (le cou), le SSCC gère les mouvements de la tête autour d’un axe latéral, le PSCC gère la rotation de la tête autour d’un axe rostral-caudal. Par exemple, HSCC : regarder côte à côte ; SSCC : tête à épaule ; PSCC : hoche la tête. Le SCC envoie des signaux adaptatifs, contrairement aux deux organes de l’otolithe, le saccule et l’utricule, dont les signaux ne s’adaptent pas dans le temps. ^{[ citation nécessaire ]}

Un déplacement de la membrane otolithique qui stimule les cils est considéré comme l’état du corps jusqu’à ce que les cils soient à nouveau stimulés. Par exemple, s’allonger stimule les cils et se lever stimule les cils, cependant, pendant le temps passé allongé, le signal que vous êtes allongé reste actif, même si la membrane se réinitialise.

Les organes otolithiques ont une membrane de gélatine épaisse et lourde qui, en raison de l’inertie (comme l’endolymphe), est en retard et continue devant la macula qu’elle recouvre, pliant et activant les cils contenus.

L’utricule répond aux accélérations linéaires et aux inclinaisons de la tête dans le plan horizontal (de la tête aux épaules), tandis que le saccule répond aux accélérations linéaires et aux inclinaisons de la tête dans le plan vertical (de haut en bas). Les organes otolithiques mettent à jour le cerveau sur l’emplacement de la tête lorsqu’ils ne bougent pas; Mise à jour du SCC pendant le mouvement. ^{[3] [4] [5] [6]}

Les kinocilium sont les stéréocils les plus longs et sont positionnés (un pour 40 à 70 cils réguliers) à l’extrémité du faisceau. Si les stéréocils vont vers le kinocil, une dépolarisation se produit, provoquant plus de neurotransmetteurs et plus de tirs de nerfs vestibulaires par rapport au moment où les stéréocils s’éloignent du kinocil (hyperpolarisation, moins de neurotransmetteurs, moins de tirs). ^{[7] [8]}

Neural

Les noyaux vestibulaires de premier ordre (VN) se projettent sur IVN , MVN et SVN .

Le pédoncule cérébelleux inférieur est le plus grand centre par lequel transitent les informations d’équilibre. C’est la zone d’intégration entre les entrées proprioceptives et vestibulaires pour aider au maintien inconscient de l’équilibre et de la posture.

Le noyau olive inférieur (également connu sous le nom de noyau olivaire) facilite les tâches motrices complexes en codant les informations sensorielles de coordination de la synchronisation ; ceci est décodé et agit dans le cervelet . ^[9]

Le vermis cérébelleux a trois parties principales : Vestibulocerebellum (mouvements oculaires régulés par l’intégration des informations visuelles fournies par le colliculus supérieur et les informations d’équilibre), spinocerebellum [intègre les informations visuelles, auditives, proprioceptives et d’équilibre pour agir sur les mouvements du corps et des membres. Entrée proprioceptive du trijumeau et de la colonne dorsale (de la moelle épinière), mésencéphale , thalamus , formation réticulaire et sorties des noyaux vestibulaires ( médulla )], et cervelet (planifie, chronomètre et initie le mouvement après avoir évalué l’entrée sensorielle provenant, principalement, des zones du cortex moteur, via pons et cérébelleuxnoyau denté . Il sort vers le thalamus, les zones du cortex moteur et le noyau rouge ). ^{[10] [11] [12]}

Le lobe floculonodulaire est un lobe cérébelleux qui aide à maintenir l’équilibre du corps en modifiant le tonus musculaire (contractions musculaires continues et passives).

MVN et IVN sont dans la moelle, LVN et SVN sont plus petits et en pons. SVN, MVN et IVN montent dans le faisceau longitudinal médial (MLF). Le LVN descend la moelle épinière dans le tractus vestibulo -spinal latéral et se termine au sacrum. MVN descend également la moelle épinière, dans le tractus vestibulo-spinal médial , se terminant au niveau lombaire 1. ^{[13] [14]}

Le noyau réticulaire thalamique distribue des informations à divers autres noyaux thalamiques, régulant le flux d’informations. Il est spéculativement capable d’arrêter les signaux, mettant fin à la transmission d’informations sans importance. Le thalamus transmet les informations entre le pons (lien du cervelet), les cortex moteurs et l’insula.

Insula est également fortement connectée aux cortex moteurs; l’insula est probablement là où l’équilibre est probablement introduit dans la perception.

Le complexe nucléaire oculomoteur fait référence aux fibres allant au tegmentum (mouvement des yeux), au noyau rouge (démarche (mouvement naturel des membres)), à la substantia nigra (récompense) et au pédoncule cérébral (relais moteur). Les noyaux de Cajal sont l’un des noyaux oculomoteurs nommés, ils sont impliqués dans les mouvements oculaires et la coordination réflexe du regard. ^{[15] [16]}

Abducens innerve uniquement le muscle droit latéral de l’œil, déplaçant l’œil avec trochlear . Trochlear innerve uniquement le muscle oblique supérieur de l’œil. Ensemble, trochléaire et abducens se contractent et se détendent pour diriger simultanément la pupille vers un angle et abaisser le globe du côté opposé de l’œil (par exemple, regarder vers le bas dirige la pupille vers le bas et abaisse (vers le cerveau) le haut du globe). La pupille est non seulement dirigée mais souvent tournée par ces muscles. (Voir système visuel )

Le thalamus et le colliculus supérieur sont reliés par un noyau géniculé latéral . Le colliculus supérieur (SC) est la carte topographique pour l’équilibre et les mouvements d’orientation rapides avec des entrées principalement visuelles. SC intègre plusieurs sens. ^{[17] [18]}

Illustration de l’écoulement de liquide dans l’oreille, qui à son tour provoque le déplacement de la partie supérieure des cellules ciliées qui sont incrustées dans la cupule en forme de gelée. Montre également les organes de l’utricule et du saccule qui sont responsables de la détection de l’accélération linéaire ou du mouvement en ligne droite.

Autres animaux

Certains animaux ont une meilleure équilibrioception que les humains, par exemple un chat utilise son oreille interne et sa queue pour marcher sur une mince clôture . ^[19]

L’équilibrioception chez de nombreux animaux marins se fait avec un organe entièrement différent, le statocyste , qui détecte la position de minuscules pierres calcaires pour déterminer dans quelle direction se trouve “vers le haut”.

Dans les plantes

On pourrait dire que les plantes présentent une forme d’équilibrioception, en ce que lorsqu’elles sont tournées par rapport à leur attitude normale, les tiges poussent dans la direction qui est vers le haut (loin de la gravité) tandis que leurs racines poussent vers le bas (dans la direction de la gravité), ce phénomène est connu sous le nom de gravitropisme et il a été démontré que, par exemple, les tiges de peuplier peuvent détecter la réorientation et l’inclinaison. ^[20]

Trouble de l’équilibre Phénomène d’escalator cassé Vertiges Ernst Mach Phénomène idéomoteur Illusions d’auto-mouvement Mal des transports Proprioception Mal de mer Désorientation spatiale vertige

Dispositifs d’entraînement Ballon d’équilibre Planche d’équilibre Vélo d’équilibre BOSU Slackline Corde tendue Monocycle

Références

1. ^ ^{un b} Wolfe, Jeremy; Kluender, Keith; Lévi, Dennis (2012). Sensation et perception (3e éd.). Associés Sinauer. p. 7. ISBN 978-0-87893-572-7.
2. ^ Seeley, R., VanPutte, C., Regan, J., & Russo, A. (2011). Anatomie et physiologie de Seeley (9e éd.). New York, New York : McGraw Hill
3. ^ Albertine, Kurt. Cartes flash d’anatomie de Barron
4. ^ “Comment fonctionne notre sens de l’équilibre?” Comment fonctionne notre sens de l’équilibre? Bibliothèque nationale de médecine des États-Unis, 12 janvier 2012. Web. 28 mars 2016.
5. ^ “Canaux semi-circulaires”. Fonction, définition et anatomie des canaux semi-circulaires. Équipe médicale Healthline, 26 janvier 2015. Web. 28 mars 2016.
6. ^ Tillotson, Joanne. McCann, Stéphanie. Flashcards médicaux de Kaplan. 02 avril 2013.
7. ^ Spoor, Fred et Theodore Garland, Jr. “Le système de canal semi-circulaire primat et la locomotion.” Le système de canaux semi-circulaires des primates et la locomotion. 8 mai 2007. Web. 28 mars 2016.
8. ^ Sobkowicz, HM et SM Slapnick. “Le kinocilium des cellules ciliées auditives et la preuve de son morphogenet.” Ic Rôle lors de la régénération des stéréocils et des plaques cuticulaires. Septembre 1995. Web. 28 mars 2016.
9. ^ Mathy, Alexandre et Sara SN Ho. “Encodage des oscillations par éclats axonaux dans les neurones inférieurs de l’olive.” Sciences directes. 14 mai 2009. Web. 28 mars 2016.
10. ^ Chen, SH Annabel et John E. Desmond. “Réseaux cérébro-cérébelleux pendant les tâches de répétition articulatoire et de mémoire de travail verbale.” Sciences directes. 15 janvier 2005. Web. 28 mars 2016.
11. ^ Barmack, Neil H. “Système vestibulaire central: noyaux vestibulaires et cervelet postérieur.” Sciences directes. 15 juin 2003. Internet. 28 mars 2016.
12. ^ Akiyama, K. et S. Takazawa. “Infarctus bilatéral du pédoncule cérébelleux moyen causé par une dissection traumatique de l’artère vertébrale.” J Neurosci. 01 mars 2001. Web. 28 mars 2016.
13. ^ Gdowski, Greg T. et Robert A. McCrea. “Intégration des signaux de mouvement vestibulaire et de la tête dans les noyaux vestibulaires pendant la rotation du corps entier.” ARTICLES. 01 juillet 1999. Internet. 28 mars 2016.
14. ^ Roy, Jefferson E. et Kathleen E. Cullen. “Dissociation auto-générée du mouvement de la tête appliqué passivement : mécanismes neuronaux dans les noyaux vestibulaires.” J Neurosci. 3 mars 2004. Web. 28 mars 2016.
15. ^ Takagi, Mineo et David S. Zee. “Effets des lésions du vermis cérébelleux oculomoteur sur les mouvements oculaires chez le primate : poursuite en douceur.” DES ARTICLES. 01 avril 2000. Internet. 28 mars 2016.
16. ^ Klier, Eliana M. et Hongying Wang. “Le noyau interstitiel de Cajal code les orientations tridimensionnelles de la tête dans des coordonnées de type Fick.” DES ARTICLES. 01 janvier 2007. Web. 28 mars 2016.
17. ^ May, Paul J. “Le colliculus supérieur des mammifères: structure laminaire et connexions.” Sciences directes. 2006. Internet. 28 mars 2016.
18. ↑ Corneil, Brian D. et Étienne Olivier. “Réponses musculaires du cou à la stimulation du colliculus supérieur du singe. I. Topographie et manipulation des paramètres de stimulation.” DES ARTICLES. 01 octobre 2002. Internet. 28 mars 2016.
19. ^ “Équilibrioception” . ScienceDaily . Archivé de l’original le 18 mai 2011 . Récupéré le 15 janvier 2011 .
20. ^ Azri, W.; Chambon, C.; Herbette, SP; Brunel, N.; Coutand, C.; Leplé, JC; Ben Rejeb, I.; Ammar, .; Julien, JL; En ligneRoeckel-Drevet, P. (2009). “Analyse du protéome des régions apicales et basales des tiges de peuplier sous stimulation gravitropique”. Physiologie plantaire . 136 (2): 193–208. doi : 10.1111/j.1399-3054.2009.01230.x . PMID 19453506 . {{cite journal}}: Maint CS1 : noms numériques : liste des auteurs ( lien )

Liens externes