les organes des sens

Plan

• Introduction• Audition• Vision• Toucher • Gustation et Olfaction• Conclusion

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Les organes des sens sont des extensions spécialisées du système nerveux central

Nous connaissons l’existence d’un objet uniquement parce que nous pouvons le voir, l’entendre, le goûter, le sentir ou le toucher. Sans les organes des sens, nous n’aurions aucune représentation de notre environnement. Les organes des sens nous permettent de recueillir des informations de notre environnement et de les transformer en impulsions nerveuses, le «langage du cerveau».

Les informations fournies par les cellules sensorielles sont directement transmises au cerveau. Elles y sont connectées les unes aux autres et traitées pour fournir une image en constante évolution de notre environnement. Elles déclenchent des réactions autant conscientes qu’inconscientes.

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AuditionA. Anatomie

L’oreille est à la fois l’organe de l’audition et de l’équilibration. On y distingue trois parties: l’oreille externe, l’oreille moyenne et l’oreille interne.

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1. Oreille externe

Elle comprend deux segments:- le pavillon de l’oreille. Il est destiné à recueillir les ondes sonores et à les diriger vers le conduit auditif

externe.- le conduit auditif externe, long de trois centimètres.

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2. oreille moyenne

Elle est formée:

a. De la caisse du tympan, cavité creusée dans l’os temporal,Elle est comprise entre le conduit auditif externe et l’oreille interne. Sa face interne répond à l’oreille interne et présente la fenêtre ronde et la fenêtre ovale. Sa face externe est séparée de l’oreille externe par le tympan.

b. Des osselets: marteau, enclume, étrier. Le marteau est en contact avec le tympan et l’étrier avec la fenêtre ovale.

3. Oreille interne

Le labyrinthe osseux, contenant des cavités membraneuses du labyrinthe membraneux, est creusé dans le rocher du temporal. Il comprend le vestibule en dedans de la caisse, les trois canaux semi-circulaires en arrière et le limaçon en avant. Le limaçon est incomplètement divisé par la lame spirale en rampes vestibulaire et tympanique.Le labyrinthe membraneux est rempli de liquide endolymphatique et séparé de l’os par le liquide périlymphatique. Il comprend les canaux semi-circulaires logés dans les cavités correspondantes: le saccule et l’utricule, logés dans le vestibule osseux et enfin le canal cochléaire, situé dans le limaçon. Certaines cellules ont une fonction sensorielle: organe de Corti pour l’audition et crêtes vestibulaires pour l’équilibre. Les fibres qui en sortent forment le nerf cochléaire (audition) et le nerf vestibulaire (équilibre). Ceux-ci forment ensemble le nerf VIII.

B. Physiologie de l’audition

L’audition comprend deux étapes: la transmission et la perception.

1. Transmission

Les vibrations sonores captées par le pavillon de l’oreille sont dirigées par le conduit auditif externe sur le tympan. Elles sont alors transmises par la chaîne des osselets à la fenêtre ovale. La trompe d’Eustache assure l’équilibration des pressions sur les deux faces du tympan, et ainsi son bon fonctionnement.

2. Perception

Les mouvements de l’étrier sont transmis à la périlymphe à travers la fenêtre ovale. Ces mouvements excitent les cellules de l’organe de Corti qui engendrent un influx à travers les voies nerveuses auditives. Les cellules excitées seront plus ou moins loin dans le limaçon selon la fréquence des sons perçus.

C. Physiologie de l’équilibration

Dans les canaux semi-circulaires, l’utricule et le saccule, les mouvements de la tête produisent un mouvement de l’endolymphe qui excite les terminaisons nerveuses des crêtes vestibulaires. Des influx parcourent alors la portion cochléaire du nerf VIII et sont acheminés vers le cerveau.

VisionL’oeil est constitué par le globe oculaire. Des muscles y sont annexés et l’ensemble se loge dans la cavité orbitaire.

A. Globe oculaire

Le globe oculaire est constitué par une coque sphérique membraneuse entourant des milieux semi-liquides transparents.

1. Enveloppe membraneuseL’enveloppe membraneuse est constituée de trois membranes concentriques :

a. La tunique externe est formée dans ses quatre cinquièmes postérieurs par la sclérotique, membrane fibreuse blanche. Le premier cinquième antérieur est la cornée, plus bombée que la sclérotique, également fibreuse mais transparente.

b. La tunique moyenne est l’uvée. Elle comprend trois parties: la choroïde, le corps ciliaire et l’iris.

- La choroïde est une membrane vasculaire qui tapisse la face interne de la sclérotique.- Le corps ciliaire s’applique à la partie toute antérieure de la sclérotique et fait saillie dans le globe. Il produit l’humeur craqueuse et contient le muscle ciliaire. Il donne attache au cristallin.- L’iris se détache en avant. Il est perforé en son centre par l’orifice pupillaire et joue le rôle d’un diaphragme.

c. La tunique interne ou rétine est le siège des cellules sensorielles de la vision. Ce sont les cônes et les bâtonnets, qui constituent la couche interne de la rétine. Ces cellules s’articulent avec des cellules d’une seconde puis d’une troisième couche. Les axones des cellules de la troisième couche forment ensemble le nerf optique, qui quitte l’oeil au niveau de la pupille.

2. Milieux transparents

- Le cristallin est une lentille biconvexe située en arrière de l’iris. Il est déformable par la traction des muscles ciliaires.

- L’humeur aqueuse est contenu dans la chambre antérieure de l’oeil donc en avant du cristallin.

- L’humeur vitrée est contenu dans la chambre postérieure, c’est à dire en arrière du cristallin

B. Organes annexes

1. L’appareil lacrymal est constitué de la glande lacrymale, située dans la partie externe du cul-de-sac conjontival supérieur.Les larmes sont secrétées par la glande et évacuées par les voies lacrymales. Celles-ci débutent par des canicules qui s’ouvrent à l’angle interne de l’oeil par les points lacrymaux et se fusionnent ensuite pour se termier dans le sac lacrymal. Celui-ci se situe à proximité des fosses nasales et communique avec elles par le canal lacrymo-nasal, qui débouche dans le méat inférieur.

2. Les muscles moteurs de l’oeil: destinés à provoquer les mouvements du globe oculaire.

3. Les paupières assurent la protection de la partie antérieure du globe. Ce sont des replis cutanés enserrant un squelette fibro-cartilagineux et des muscles. Les bords sont garnis de cils en arrière desquels s’ouvrent de petites glandes contenues dans le tissu fibreux.

4. La conjonctive est un revêtement fin qui couvre la face profonde des paupières et la face antérieure du globe, s’arrêtant à la cornée.

C. Physiologie

1. Optique

L’ensemble des milieux transparents forme un système optique qui donne d’un objet situé à l’infini une image renversée et réduite qui se forme sur la rétine. En fait, l’oeil se tourne spontanément de manière à ce que cette image se forme dans la zone de la rétine où les cellules sont plus concentrées. Cette zone est la tache jaune.L’oeil normal est dit emmétrope.

La rétine possède une structure complexe dans laquelle on peut reconnaître plusieurs couches.

La couche des cônes et des bâtonnets est formée par les deux segments externes et internes des cellules visuelles, là où commencent les premiers phénomènes de la sensation lumineuse. Elle compte environ 65 % de bâtonnets et 35 % de cônes.

La couche des grains externes est constituée par les noyaux des cônes (c) et des bâtonnets (b). La plexiforme externe est formée par la terminaison des cônes et des bâtonnets, qui entrent en relation avec les dentrites des cellules de la couche suivante. La plexiforme externe a une importance considérable, puisqu'elle est le siège du relais entre rétine sensorielle et rétine cérébrale. La couche des grains internes est constituée d’une part, par les cellules bipolaires, qui transmettent l'influx nerveux de la cellule réceptrice à la cellule ganglionnaire d'autre part, par les cellules horizontales (h), cellules d'association, et par les cellules de soutien (a). La plexiforme interne, où se fait la jonction entre les cellules bipolaires et les cellules ganglionnaires. La couche des cellules ganglionnaires est faite de grosses cellules nerveuses, dont les cylindraxes, très longs, constitueront le nerf optique. Elle est presque partout faite d'une seule couche, sauf autour de la fovéa, où les noyaux s'empilent sur 7 à 8 rangs expliquant le relief observé à ce niveau. La couche des fibres optiques se dirigeant vers la papille optique.

Les photorécepteurs (cellules sensorielles) que sont les cônes et les bâtonnets de la rétine, transforment l'énergie des photons en message nerveux. L'acuité visuelle représente la capacité à distinguer deux points proches l'un de l'autre, à une distance donnée. Elle est maximale dans la région centrale du champ visuel, qui correspond sur la rétine à la macula (petit disque où les cônes sont nombreux). L'acuité visuelle est nulle dans une petite zone proche du centre du champ visuel appelée tache aveugle, qui correspond sur la rétine à la papille (point de départ du nerf optique, dépourvu de photorécepteurs). Un sujet n'a pas conscience de l'existence de la tache aveugle, car celle-ci est de petite taille et, de plus, elle correspond à une portion du champ visuel qui se trouve dans le champ visuel de l'autre oeil. La perception du mouvement est due à la persistance des images sur la rétine. Quand l'image d'une nouvelle position d'un objet se forme, celle de la position précédente est encore présente, phénomène que le cerveau interprète comme un déplacement. La sensation du mouvement des yeux parfois nécessaire pour suivre l'objet intervient également.

Rôle de la rétine

Les pigments de la rétineL'analyse des constituants de la rétine, non seulement de l'homme mais de la quasi-totalité des vertébrés, fournit, en quantité importante, un pigment pourpre, la rhodopsine, grosse protéine susceptible de se modifier chimiquement sous l'action de la lumière. Or, sa courbe de sensibilité coïncide parfaitement avec celle de l'œil en vision nocturne; c'est un pigment majoritairement présent dans les bâtonnets: la rhodopsine est donc responsable de la vision crépusculaire. Pour ce qui est des cônes, on suppose depuis le début du XIXe siècle (Young, Helmholtz) qu'ils contiennent trois pigments sensibles à trois régions différentes du spectre. De nombreux faits tendent à prouver qu'il existe trois types de cônes, sensibles respectivement au rouge, au vert et au bleu. Hypothèse assez naturelle, compte tenu de ce que l'on sait sur les mélanges de couleurs, mais qui n'est pas encore établie avec certitude – bien qu'elle soit étayée par un certain nombre de résultats.

2. Accomodation

Lorsque l’objet n’est plus à l’infini (moins de cinq mètres), le pouvoir convergent de l’oeil n’est plus suffisant pour amener l’image à se former sur la rétine. Ce pouvoir doit donc augmenter. Cela est réalisé grâce à une modification de courbure des faces du cristallin par contraction du muscle ciliaire. C’est l’accomodation. La diminution du pouvoir survenant avec l’âge est la presbytie. Même chez le jeune, il y a une distance à partir de laquelle un objet qui se rapproche n’est plus visible nettement. Ce point est appelé punctum proximum. Il est environ à quinze centimètres de l’oeil.

3. Phénomènes nerveux

Sous l’influence de la lumière, l’influx nerveux naît dans les cellules sensorielles et est transmis au cerveau par le nerf optique.

Les défauts visuels

La myopie se traduit par une gêne pour voir de loin, laquelle est en principe moins importante en vision rapprochée.Un oeil myope est un oeil trop long ou trop puissant. Le foyer image se forme en avant de la rétine, le cerveau reçoit une image floue.  

La myopie

L’hypermétropie

L'hypermétrope voit en principe mieux de loin que de près.A l'inverse de la myopie, l'oeil est trop petit ou pas assez puissant. Le foyer image se forme derrière la rétine, le cerveau reçoit une image floue.

La presbytie n'est pas un défaut de réfraction mais un vieillissement inévitable du cristallin.Au fil du temps le cristallin perd de son élasticité et ne peut plus assurer l'accommodation pour des objets proches.La presbytie se combine avec les autres défauts optiques de l'oeil.Le presbyte est obligé de lire son journal à bout de bras, mais voit distinctement des objets éloignés.

La presbytie

L'astigmate voit de façon médiocre de près comme de loin, il confond souvent des lettres proches comme le H et M. Un astigmate a une vision déformée des objets.L'astigmatisme est un défaut de la courbure de la cornée (ou du cristallin) qui agit sur un axe (horizontal, vertical ou oblique) et dénature la vision.

L’astigmatisme

Illusions d'optique

Interprétations fausses de sensations réellement perçues. A ne pas confondre avec les hallucinations visuelles : conviction intime d'une vision perçue alors que nul objet extérieur n'est à portée de l'oeil (hallucination psychotique du morphinomane ou de l'alcoolique délirant).

Toucher

1. SEUILS ET DISCRIMINATION SPATIALELa peau a une innervation afférente très riche, dont la densité varie beaucoup d'un territoire à l'autre. La face et les extrémités (doigts : 2500 récepteurs/cm2) sont très richement innervées . Ces différences dans la densité en récepteurs en fonction des régions cutanées entraînent de grandes différences dans les différents seuils de sensibilité en fonction des territoires étudiés.

La sensibilité mécanique cutanée

Avec sa surface d’environ deux mètres carrés chez l’adulte, la peau est le plus grand organe de l’être humain. Elle nous permet de percevoir la pression, la température, les vibrations, la douleur.

Le seuil de sensibilité à une stimulation mécanique de la peau correspond à un enfoncement de 6 µm et varie énormément en fonction de la localisation du stimulus. Les seuils les plus bas sont mesurés à l'extrémité des doigts.

2. LES MÉCANORÉCEPTEURS CUTANÉS ET LES TROIS QUALITÉS DE LA SENSIBILITÉ MÉCANIQUE CUTANÉEOn distingue, au sein de la sensibilité mécanique cutanée, trois qualités principales : la sensibilité à la pression, la sensibilité à la vibration et le toucher stricto sensu ou tact (sensibilité à la vitesse). La sensibilité à la pression est mise en jeu par des appuis importants sur le revêtement cutané. Le tact est au contraire un contact léger avec la peau, glabre (sans poils) ou velue. La sensibilité à la vibration répond à des variations de pression dans une gamme de fréquence de 30 à 1500 Hz. Ces qualités sont liées à la présence de récepteurs sensoriels différents dans l'épaisseur de la peau (épiderme - derme - hypoderme) glabre ou velue. On distingue au moins 5 types de récepteurs cutanés mécaniques, dont la répartition varie selon que la peau est glabre ou velue et dans l'épaisseur même de la peau (récepteurs superficiels ou profonds).

LA SENSIBILITÉ THERMIQUE

LES DEUX QUALITÉS DE LA SENSIBILITÉ THERMIQUE

La sensibilité thermique correspond schématiquement à deux qualités : la sensibilité au froid et au chaud. Ces sensations dépendent essentiellement de la situation dans laquelle se trouve le sujet quelques instants avant la stimulation : plonger dans une piscine, dont l'eau est maintenue à 25° C, entraîne une sensation de chaud l'hiver (t° extérieure : 10° C) et de froid l'été (t° extérieure : 30° C).

La sensation thermique devient carrément douloureuse si la température cutanée est inférieure à 17° C ou supérieure à 44°C

Nous possédons des récepteurs sensoriels à haut seuil mis en jeu uniquement par des stimulations provoquant des lésions de l'organisme. Ces stimulations nocives mettent en jeu des "nocicepteurs", dont l'activité provoque une sensation consciente particulière : la douleur. Il faut, en effet, avant tout ne pas confondre douleur et nociception. La nociception est le processus sensoriel à l'origine du message nerveux qui provoque la douleur. Les nocicepteurs peuvent être très activés sans qu'il y ait douleur - à l'opposé, une douleur peut être très intense sans activation majeure des nocicepteurs. Nous savons tous qu'une forte émotion, un état de stress aigu ou même simplement une intense concentration peuvent supprimer une sensation douloureuse : qui ne s'est pas coupé sans s'en rendre compte, obnubilé par l'exécution d'une tâche prennante ? La douleur nous apprend à éviter les situations dangereuse. C'est avant tout un signal d'alarme qui met en jeu des réflexes de protection nous permettant de nous soustraire aux stimulus nocifs - de soulager les parties de notre corps soumises à de trop fortes tensions. Les rares patients naissant avec un déficit de la sensation douloureuse vivent avec le risque permanent de s'autodétruire puisqu'ils ne réalisent jamais quand ils se font mal - ils meurent en général assez jeunes.

NOCICEPTION ET DOULEUR

Gustation et Olfaction

• GustationLa langue est un muscle très mobile recouvert d'une muqueuse rose constamment humide, la surface est tapissée de papilles sensorielles, les unes tactiles, les autres gustatives.

Il y a deux sortes de papilles gustatives : - les papilles caliciformes, au nombre de neuf à douze, formant le V lingual - les papilles fongiformes, petites et nombreuses, situées en avant du V et le long de ses branches. Papilles caliciformes et fongiformes renferment des bourgeons gustatifs en relation avec le nerf du goût. De même il existe deux sortes de papilles tactiles : les papilles filiformes et corolliformes.

Les bourgeons gustatifs sont sensibles à certaines substances liquides ou solides solubles dans la salive. La gamme des saveurs se réduit à quatre seulement : amer, sucré, salé, acide. Chacune d'elles correspond à une zone sensible de la langue et, probablement, à un certain type de bourgeon du goût.

Ce manque de diversité des saveurs est compensé par l'intervention d'autres sens : - le bouquet des vins, l'arôme du café donnent des sensations olfactives. - les saveurs farineuses sont en réalité des sensations tactiles - les saveurs croustillantes ou gazeuses sont des sensations tactiles et auditives. - les saveurs fraîches ou brûlantes sont des sensations thermiques. Toutes ces stimulations sensitives s'ajoutent pour donner du goût aux aliments et déclencher par voie réflexe la sécrétion de la salive et du suc gastrique.

Le sens du goût s'affine avec l'habitude et avec l'âge, en quelque sorte il faut de l'entraînement. Il s'affaiblit par l'abus des mets épicés, de l'alcool et du tabac, dans certaines circonstances (médicaments, mycose de la bouche, rhume, etc...). Il augmente avec certaines substances telles le glutamate qui, ajouté à certains aliments (aliments préparés, en sachets ou en boîtes), abaisse le seuil d'excitabilité des récepteurs gustatifs.

• OlfactionLes parois des fosses nasales sont recouverte par une muqueuse, la pituitaire est très riche en cellules olfactives. Les axones de ces cellules traversent la lame criblée de l’ethmoïde. Leur ensemble constitue le nerf olfactif. Le nerf olfactif aboutit au bulbe olfactif et de là l’influx est transmis à l’encéphale.

Dans la muqueuse olfactive de l’humain se trouvent approximativement 30 millions de cellules olfactives à l’aide desquelles nous pouvons discerner env. 1000 groupes différents de molécules odorantes. Ces molécules gazeuses sont recueillies par les cils sensitifs des cellules olfactives et déclenchent ainsi des impulsions nerveuses. Le sens olfactif humain est fort peu développé en comparaison avec certaines espèces animales

Etat actuel de la recherche sur le cerveau

De nouvelles méthodes scientifiques d’imagerie comme par exemple la tomographie par ordinateur ou la tomographie par résonance magnétique permettent de mieux étudier la structure du cerveau humain. La tomographie par émission de positrons permet même d’observer quelles parties du cerveau travaillent lors d’une activité particulière. Mais il existe aussi d’autres méthodes qui nous permettent d’observer une cellule individuelle et d’examiner la fonction de ses composants jusqu’à quelques molécules près. Dans le monde entier des dizaines de milliers de chercheurs travaillent pour comprendre les secrets de notre cerveau et de son fonctionnement.

Questions centrales

Un intérêt tout particulier est alors dévolu aux questions suivantes: comment notre cerveau se développe-t-il jusqu’à la naissance et après la naissance? Comment apprenons-nous et comment pouvons-nous emmagasiner des souvenirs? Comment notre cerveau est-il capable de connecter les informations nouvelles provenant de nos organes des sens avec des informations déjà mémorisées de façon à produire une réponse cohérente? Comment percevons-nous et interprétons-nous notre environnement? Comment naissent les émotions?

On comprend aujourd’hui de façon relativement profonde le traitement des informations recueillies directement par les organes des sens, mais les processus à l’intérieur du cerveau, comme par exemple la formation d’une image globale d’un objet perçu, sont encore inconnus. L’organe de sens le plus étudié est certainement l’œil. L’ouïe est elle aussi bien connue mais l’odorat et le goût le sont encore très peu. Nous avons de vastes connaissances sur la façon dont les muscles sont activés et lesquels sont nécessaires pour effectuer une activité définie. Par contre, nous ne savons pas comment le cerveau coordonne l’interaction de ces muscles. On sait aussi quelles régions du cerveau sont responsables de quelles tâches. Mais la relation entre les différentes régions du cerveau et leur collaboration est encore largement inconnue…Ça fait bien plaisir…