Cortex somatosensoriel: S1 et S2

• Le cortex somatosensoriel primaire (S1) est situé sur le gyrus postérieur au sillon central.
• S1 est composé de trois aires de Brodmann (1-3) et contient quatre cartes somatotopiques de la peau (1, 2, 3a, 3b).
• Le cortex somatosensoriel secondaire (S2) est situé en arrière de S1 et contribue à l'intégration de l'information somatosensorielle, en particulier le traitement de la douleur.
• S1 et S2 travaillent en étroite collaboration avec le cortex moteur (antérieur au sillon central) et le cortex pariétal (aires de Brodmann 5,7).
• Les zones somatosensorielles corticales sont organisées somatotopiquement.
• Les régions cutanées adjacentes sont traitées par les régions voisines du cortex somatosensoriel.
• Les zones cutanées particulièrement importantes nécessitent une grande quantité de cortex somatosensoriel, un phénomène appelé amplification corticale.
• Un homoncule représente les zones cutanées de la taille correspondant à l'attribution au cortex somatosensoriel.

Développement du cortex génital et expérience tactile

• Le développement du cortex génital dans S1 est lié à l'expérience tactile pendant la puberté.
• Augmentation des cellules de la couche IV du cortex S1 dans le cortex génital pendant la puberté.
• L'expansion du cortex génital est accélérée par le contact tactile pendant la puberté.
• La puberté entraîne une augmentation de la représentation corticale des organes génitaux dans S1, et cette plasticité est renforcée par les interactions tactiles.

Colonnes corticales du cortex somatosensoriel

• Le cortex somatosensoriel a des colonnes corticales à 6 couches, chacune ayant des tâches spécifiques.
• En plus de la somatotopie, l'état d'adaptation est une caractéristique de l'organisation fonctionnelle du cortex somatosensoriel.
• Les neurones de toutes les couches d'une colonne ont la même sélectivité en termes de somatotopie et de propriétés d'adaptation.

Thalamus somatosensoriel

• L'information somatosensorielle atteint le cortex après une connexion synaptique dans le thalamus ventropostérieur (VP).
• Le thalamus VP est constitué de parties médiales, latérales, supérieures et inférieures (VPM, VPL, VPS, VPI) qui traitent des signaux spécifiques et les envoient vers les zones S1/S2 spécifiques.
• Le thalamus VP est organisé somatotopiquement. Il existe une mise en réseau étroite entre les différentes aires corticales somatosensorielles.

Aspects sensoriels et affectifs des stimulis tactiles

• Une voie affective est impliquée dans l'évaluation émotionnelle des stimuli tactiles.
• Cette voie reçoit des informations des fibres CT, qui codent pour des stimulations tactiles perçues positivement.
• L'insula reçoit aussi des signaux des fibres de la douleur, qui encodent des évaluations affectives négatives.
• La voie somatosensorielle affective est distribuée du thalamus VP via l'insula et l'amygdale.

Plasticité des champs réceptifs

• Les zones corticales somatosensorielles peuvent se réorganiser, même chez l'adulte
• La plasticité dépend de la stimulation sensorielle et de sa pertinence comportementale.
• Si deux doigts sont reliés et stimulés ensemble, les mécanismes de plasticité neuronale créent des neurones avec des champs réceptifs situés sur les deux doigts.
• On peut apprendre à distinguer des vibrations similaires sur la peau, ce qui s'accompagne de modifications du cortex somatosensoriel qui traite les informations du doigt stimulé.

Perte d'un membre et perceptions fantômes

• Après la perte d'un membre, les zones corticales somatosensorielles correspondantes ne reçoivent plus de signaux d'entrée.
• Les zones corticales voisines prennent alors le contrôle de ces zones inactives, grâce à la plasticité synaptique et structurelle.
• Ce processus peut entraîner des perceptions fantômes, où la stimulation tactile du haut du bras ou du visage déclenche des sensations localisées dans le membre perdu.
• La douleur du membre fantôme est une crampe du bras (qui n'existe plus) et est un exemple de plasticité inadaptée, qui peut être traitée avec une boîte miroir.

Plasticité multimodale et privation sensorielle

• La plasticité multimodale se produit lorsqu'un système sensoriel entier est privé de signaux d'entrée, comme dans la cécité congénitale.
• D'autres systèmes sensoriels prennent alors le relais des zones normalement attribuées au système visuel.
• L'occipital, normalement le cortex visuel primaire (V1), a une activation accrue chez les sujets aveugles lors d'une tâche de mémoire verbale.
• Le cortex occipital participe également au traitement des symboles tactiles « braille » chez les sujets aveugles.
• La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) du cortex occipital peut perturber l'identification des symboles braille.