LES MECANISMES DE L'EQUILIBRATION CHEZ L'HOMME

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La position bipodale utilisée par l'être humain est naturellement instable. Pour maintenir cette posture verticale, tout un réseau d'organes entre en action, agissant les uns sur les autres, possédant chacun une fonction spécifique. L'équilibre humain nécessite donc la mise en oeuvre de facteurs complexes que nous allons étudier.

II-1) LES SYSTEMES RECEPTEURS OU "CAPTEURS" TRANSMETTENT LES INFORMATIONS.

Le maintien de l'équilibre est assuré en grande partie par l'appareil vestibulaire,
ce qui correspond à une portion de l'oreille interne.
Cet appareil a pour rôle unique de détecter les changements de positions
du corps et d'assurer ainsi le maintien de l'équilibre.
Il est formé d'un labyrinthe osseux creusé dans le rocher,
qui est une partie de l'os temporal (située au niveau des tempes),
et un labyrinthe membraneux.

Vue externe
du labyrinthe membraneux
de l'oreille interne.
Les zones sensitives sont en bleu.

1. Canal antérieur
2. Ampoule canal antérieur
3. Ampoule canal horizontal
4. Saccule
5. Canal cochléaire
6. Hélicotreme
7. Canal horizontal
8. Canal postérieur
9. Ampoule canal postérieur
10. Fenêtre ovale
11. Fenêtre ronde
12. Rampe vestibulaire
13. Rampe tympanique
14. Utricule

Le labyrinthe membraneux contient un liquide important, l'endolymphe, entouré d'un autre liquide, la périlymphe. Il est constitué de deux parties: le labyrinthe antérieur appelé également cochlée ou limaçon (responsable de l'audition), et le labyrinthe postérieur également appelé vestibule, où se situent les canaux semi-circulaires à l'origine du contrôle de l'équilibre de l'individu.
Les canaux semi-circulaires sont des compartiments de l'oreille interne remplis de liquide et contenant de minuscules cils sensoriels. Ceux-ci conduisent à une cavité appelée utricule, reliée à une seconde cavité, la saccule. La base de chaque canal s'élargit pour former à la partie interne du vestibule: une structure appelée "ampoule", qui contient les récepteurs sensoriels de l'équilibre.
Le nerf cochléaire issu du limaçon et le nerf vestibulaire issu du vestibule se réunissent pour donner le nerf cochléo-vestibulaire, appelé également nerf auditif, qui parcourt le conduit auditif interne.

Fonctionnement

À la suite d'un mouvement de la tête ou du corps, le mouvement de l'endolymphe courbe les cils récepteurs de l'ampoule, provoquant une impulsion nerveuse (influx nerveux = message). Le rôle des canaux est ainsi de détecter les changements de position de la tête. Les trois canaux semi-circulaires, positionnés à 90 degrés les uns par rapport aux autres, permettent de maintenir l'équilibre du corps pendant les mouvements.
Chaque canal possède donc sa propre orientation géométrique et devient sensible uniquement aux accélérations dans son propre plan géométrique. La cochlée, quant à elle, maintient l'équilibre quand l'individu est immobile. De plus, l'utricule et le saccule, reliés l'un à l'autre, font, eux aussi, partie de l'organe de l'équilibre. Chacunes des deux cavités contient des otolithes (= cristaux de carbonate de calcium enchâssés dans une substance gélatineuse). Les otolithes, lorsqu'on bouge la tête, stimulent les terminaisons ciliées, qui se prolongent par le nerf vestibulaire, lequel achemine les influx nerveux vers le cerveau.

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La vision

Le capteur oculaire fournit deux types d'informations fondamentalement différentes.

La première est l'information visuelle proprement dite,il s'agit donc de la transmission au système nerveux central de l'image rétinienne ainsi que ses variations dans le temps.
La seconde est liée à la tension des muscles oculomoteurs externes.

En ce qui concerne l'information rétinienne, elle donne des informations à la fois sur la position et sur le mouvement du corps dans l'espace. Ceci se fait grâce à la rétine, elle transmet une information fondamentale pour l'équilibre: la vision fovéale. Cette vision fovéale sert à l'identification des objets et donne la direction du regard par rapport à la position de la tête et du corps. La vision périphérique donne des informations sur l'orientation du sujet par rapport à son environnement, en particulier elle transmet des informations relatives au mouvement de l'environnement par rapport à la rétine et c'est donc un type de vision particulièrement impliqué dans l'équilibre dynamique.

Il existe d'étroites relations entre le système vestibulaire et le système visuel. Il importe de souligner que le regard est sous la dépendance des labyrinthes. En effet, grâce à cette fonctionnalité, la fixation visuelle demeure possible même lorsque la tête est en mouvement.

Le Système Proprioceptif et Sensitif

Le système proprioceptif nous permet de connaître la position de notre corps dans l'espace par rapport à la gravité ainsi que celle des segments de membre les uns par rapports aux autres. Les récepteurs mis en jeu dans la proprioception sont des mécanorécepteurs localisés dans les muscles, les tendons et les articulations. Ils fonctionnent en relation avec les récepteurs de la peau.

L'activité musculaire qui sous-tend la posture (c'est-à-dire une position stable du corps dans l'espace) est permanente : c'est le tonus musculaire. Les muscles assurant le tonus musculaire sont situés dans l'axe du corps (axiaux). Le tonus est maintenu par le réflexe myotatique qui correspond à une contraction réflexe du muscle provoquée par son propre étirement. Si ce contrôle ne se fait plus, c'est la chute.

Dans les tendons, la présence d'un récepteur appelé organe tendineux de Golgi permet d'informer le système nerveux sur la force de contraction exercée par les muscles sur les tendons.
Fonctionnement : lorsque le muscle se contracte, cela provoque l'étirement du récepteur à cause de la traction sur les tendons)

Localisés dans les tissus situés autour des articulations, les récepteurs de Ruffini, de Golgi et de Pacini donnent des informations sur la position et les déplacements des segments articulaires.
Fonctionnement : les récepteurs de Ruffini ne sont activés que pour des positions comprises dans un angle d'activation donné ; ces angles d'activation se recouvrent partiellement. C'est pour des positions extrêmes que le plus grand nombre de récepteurs est sollicité.

Cependant, les récepteurs du pied ont un rôle prépondérants : il est nécessaire dans la station debout de disposer de deux types d'informations non seulement des capteurs musculaires mais aussi des capteurs cutanés. Or, le pied comporte une multitude de récepteurs sensitifs superficiels et profonds. On y retrouve les organes de Ruffini (sensibles à l'étirement de la peau et à la pesanteur) et les corpuscules de Pacini (sensibles aux vibrations et donc à l'accélération de la déformation cutanée). Ils permettent de donner la différence de pression en les deux voûtes plantaires, de percevoir les irrégularités du sol et d'y adapter les réflexes d'équilibration correspondants.

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II-2) LES SYSTEMES NERVEUX RECOIVENT LES INFORMATIONS & COMMANDENT LES SYSTEMES EFFECTEURS.

Le système nerveux central regroupe un certain nombre d'organes et de parties du cerveau agissant dans l'équilibration humaine, tels que le tronc cérébral , les ganglions de la base , l'aire motrice du cerveau et le lobe pariétal droit, le cervelet.

On appelle systèmes effecteurs les organes ou groupements d'organes intervenant dans la réalisation proprement dite de l'équilibration. On trouve parmi ces organes 2 grandes catégories : le complexe vestibulo-spinal (oreille interne - colonne vertébrale) et le complexe vestibulo-oculaire (oreille interne - organes de la vision).

Chaque organe ou association d'organes du système nerveux commande à une réaction d'équilibration spécifique de la part des systèmes effecteurs. Ainsi on remarque 3 grands types d'intéractions :

Les ganglions situés à la base du cerveau et le tronc cérébral (moelle épinière) centralisent, comparent et synthétisent les informations sensorielles transmises par les systèmes récepteurs. Ils commandent le réflexe vestiblo-spinal, combinant l'action de l'oreille interne et de la colonne vertébrale.

Ce réflexe consiste en des ajustements posturaux constants, c'est à dire des mouvements d'oscillation du corps, sans cesse en recherche de la position la plus efficace en matière d'équilibre. Ce réflexe agit donc sur la stabilisation du corps, sur son maintien en position verticale. C'est également lui qui agit pour éviter une chute lors d'un déséquilibre, impliquant alors diverses réactions des muscles (tonus musculaire) . Ces rééquilibrations se font le plus souvent de manière inconsciente et automatiques, car le tronc cérébral a enregistré différentes situations de déséquilibre et est donc capable, par comparaison, d'analyser les situations qui se présentent et de déclancher en fonction de cela des réactions musculaires programmées.

Le lobe pariétal droit et l'aire du cerveau consacrée à la motricité déclanchent quant à eux le réflexe vestibulo-oculaire. Les organes de la vision et l'oreille interne agissent alors sur la représentation corporelle dans l'espace, corrigeant des erreurs dûes à des mouvements brusques ou à des sensations de vertiges.

Ce réflexe permet de fixer le référentiel géocentré dans lequel évolue le corps.

Enfin le cervelet joue un rôle de modulateur de l'équilibre en coordonnant d'une part les informations entrant dans le système nerveux et d'autre part les ordres en sortant en direction des systèmes effecteurs. Il commande donc la régulation et la coordination du mouvement. Le cervelet joue également un rôle essentiel dans l'acquisition du mouvement, que ce soit pendant l'enfance ou lors d'une rééducation médicale à la suite d'un accident, en enregistrant les combinaisons d'actions musculaires nécessaires à la réalisation d'un geste donné.

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