Système somatosensoriel

• Les informations somatosensorielles sont transmises de la périphérie au cortex somatosensoriel primaire (S1) par une chaîne de trois neurones.
• L'hémisphère droit du cerveau traite la moitié gauche du corps, ce qui représente une organisation controlatérale.
• Les corps cellulaires des neurones somatosensoriels primaires se trouvent dans le ganglion spinal, près de la moelle épinière.

Voies de l'information

• L'information tactile et proprioceptive traverse la moelle vers l'autre hémisphère cérébral.
• Les signaux de température et de douleur croisent directement la moelle épinière.

Fibres somatosensorielles

• Il existe quatre classes de fibres somatosensorielles, chacune différente en diamètre et en myélinisation.
• Les fibres épaisses et myélinisées transmettent l'information plus rapidement.
• Diverses informations sont transmises selon la classe de fibre.

Récepteurs spécialisés

• Il existe quatre récepteurs tactiles spécialisés : Merkel, Meissner, Ruffini, Pacini, en plus des récepteurs des follicules pileux.
• Les terminaisons nerveuses libres sont dotées de récepteurs pour la température et la douleur.
• Les récepteurs sont situés à différentes profondeurs de la peau et leur distribution varie entre les peaux poilues et glabres.
• Les récepteurs de Merkel s'assemblent pour former des dômes tactiles sur une peau poilue.

Transduction du signal tactile

• Une déformation mécanique de la peau déclenche une déformation des axones des fibres du système tactile.
• Des canaux sodiques dépendants de l'étirement s'ouvrent, dépolarisant la cellule nerveuse.
• Le potentiel du récepteur varie en fonction de l'intensité du stimulus.
• Le potentiel du récepteur se propage jusqu'au premier anneau de Ranvier de l'axone, où se forme un potentiel générateur.
• Des canaux sodiques voltage-dépendants se trouvent à ce point de l'axone.
• Un potentiel d'action est déclenché à la première bague de laçage de Ranvier si la valeur seuil est dépassée.
• Le potentiel d'action se propage par transmission saltatoire à l'anneau de laçage de Ranvier le plus proche dans les fibres myélinisées.
• La structure protéique entourant l'axone diffère selon le type de récepteur tactile.
• Le champ récepteur d'un neurone somatosensoriel correspond à la zone de la peau où un stimulus adéquat active le neurone.

Caractéristiques des champs récepteurs

• La taille et la densité des champs récepteurs dépendent de la zone cutanée et du type de récepteur.
• Les récepteurs Meissner et Merkel ont de petits champs réceptifs et sont situés dans les couches supérieures de la peau.
• Les récepteurs Pacini et Ruffini ont de grands champs réceptifs dans les couches profondes de la peau.
• L'activité des récepteurs tactiles s'adapte différemment aux stimuli continus.
• Les récepteurs à adaptation lente (Merkel, Ruffini) présentent des activations accrues et stables lors de stimuli tactiles prolongés.
• Les récepteurs à adaptation rapide (Meissner, Pacini) réagissent fortement aux changements de stimulation tactile, mais à peine à la stimulation continue.
• Les récepteurs tactiles ont une sensibilité variable aux vibrations selon la fréquence de stimulation.
• Les récepteurs Meissner sont spécialisés pour les basses fréquences (<50 Hz).
• Les récepteurs Pacini sont sensibles aux hautes fréquences (par exemple, 200 Hz).
• La perception humaine des vibrations est déterminée par les récepteurs les plus sensibles, avec un seuil de perception correspondant à la courbe enveloppante des seuils d'activation.

Discrimination tactile

• La capacité à distinguer la stimulation tactile varie considérablement d'une région de la peau à l'autre.
• La discrimination tactile en deux points est la plus élevée sur les doigts et le visage.
• Les différences entre les régions de la peau dépendent de la densité des récepteurs, de la taille des champs récepteurs et de la convergence du signal.
• La meilleure discrimination est possible avec une convergence de 1:1 entre les neurones somatosensoriels primaires et secondaires.
• Une convergence plus élevée (par exemple, 1:10) réduit la sensibilité spatiale de la perception tactile.
• Les champs récepteurs des jeûneurs somatosensoriels se chevauchent partiellement. Une zone de la peau est donc représentée par plusieurs neurones.
• La stimulation ciblée d'une zone de la peau active tous les neurones dans les champs récepteurs concernés. Le cerveau interprète cette activation comme un objet pointu.
• L'activation électrique d'une seule fibre nerveuse est perçue comme une stimulation diffuse.

Activation des fibres Aß

• L'activation des fibres Aß du sens du toucher augmente avec l'intensité du stimulus tactile.
• L'intensité du stimulus correspond à la profondeur de l'impression ou à la vitesse de la stimulation.
• Les fibres CT du sens du toucher, à propagation lente, présentent une forme d'activation en « U inversé ».
• L'activité maximale se produit à une intensité de stimulus moyenne, diminuant aux intensités faibles et élevées.
• Le profil d'activation des fibres CT correspond à l'évaluation subjective des stimuli comme agréables.
• Les fibres Aß codent les fibres sensorielles, tandis que les fibres CT codent les aspects affectifs des stimuli tactiles.

Information de température

• Les informations de température sont transmises par des fibres froides et chaudes de la peau au cerveau.
• Les signaux de température sont générés par l'activation de canaux ioniques TRP (Transient Receptor Potential) situés sur les terminaisons nerveuses libres des fibres thermosensibles.
• Les canaux ioniques TRP sont également responsables des signaux de douleur liés à la température.
• Il y a environ trois fois plus de fibres froides que de fibres chaudes.
• Les signaux froids paradoxaux sont causés par l'activation du récepteur TRPm8 à partir de +50°C, ce qui nous fait percevoir les objets chauds comme froids.
• Les signaux de température servent à thermoréguler le corps.
• Les récepteurs TRK ont une sensibilité à la température et à certaines substances biologiques.
• Les récepteurs froids TRPm8 sont activés par le menthol, ce qui explique l'ajout de menthe dans le dentifrice.
• Le piment contenu dans les piments active les récepteurs de chaleur TRPV1, ce qui explique le terme « hot » en anglais pour les aliments épicés.
• Les fibres de chaleur et de froid codent les signaux de température, statiques et dynamiques, avec des activations fortes lors de changements soudains.
• Lors d'un refroidissement soudain, les fibres froides réagissent par une activation transitoire accrue et, lors d'un réchauffement soudain, par une inhibition.
• L'amplitude de l'activation dynamique des fibres de température est corrélée à la différence de température.

Information proprioceptive

• L'information proprioceptive est générée dans les fuseaux musculaires et les organes tendineux de Golgi.
• L'activation des fibres proprioceptives se fait par l'ouverture de canaux sodiques dépendants de la déformation, comme dans le sens du toucher.
• Les signaux proprioceptifs, qui servent les réflexes et la coordination motrice, sont transmis très rapidement et sont les fibres les plus rapides du système somatosensoriel.