Posture et équilibration

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Posture et équilibre chez l’Homme

D’après les travaux d’Eadweard Muybridge(1830-1904).

Fusionman

La station debout : particularité de l’Homme…

Base d’appui

La station debout: exclusivité de l’Homme ???

L’équilibration : un mouvement simple!!!

La posture

Fonction antigravitaire – consiste à s’opposer à la

force de la pesanteur pour construire l’assemblage des segments qui définit la posture

– en maintenant le centre de gravité à l’intérieur du polygone de sustentation

Accompagne les mouvements

Études du neurologue Babinski (1857-1932)

La posture assure une fonction antigravitaire

Contrôle de l ’équilibre – Exige que la projection au sol

du centre de gravité soit à l’intérieur de la surface d’appui au sol.

Demeny, 1924

Fig 16.4

Accompagne les mouvements

Ajustements posturaux nécessaires pour tous mouvements– Séquence d’activation

musculaire• Muscles posturaux

– Anticipation (APAs)• Muscles du mouvement

primaire• Muscles posturaux

– Stabilisation (RCs)

0ms250 500

Contrôle de la posture

En conclusion… Contrôle de la posture

Consiste en la capacité:– d’ajuster les différents segments entre eux– d’ajuster la position du corps en fonction des

forces qu’exercent la gravité Nécessite l’information en provenance des

récepteurs sensoriels

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Proprioception– appareil vestibulaire (2)– récepteurs musculaires (3a)– récepteurs articulaires (3b)– récepteurs tendineux (3c) – récepteurs cutanés (4)

Extéroception– Vision (1)– récepteurs cutanés (4)

Récepteurs sensoriels

Proprioception

Définitions– perception consciente et inconsciente du corps

dans l’espace, de la position, du mouvement des différentes parties du corps et des forces exercées.

– Informations proprioceptives sont nécessaires:– pour maintenir l’équilibre– pour contrôler les mouvements– pour évaluer la forme d’un objet dans la main

Statesthésie Sensation de la position

– La position des membres et des segments par rapport aux autres

– Information statique

Sensation de mouvementInformation permettant de localiser les différentes parties de notre corps et d ’évaluer leur déplacementLa vitesse et directionInformation dynamique

KinesthésieDu grec kin-mouvement et aísthesis-sensation

Deux sous-modalitésde la proprioception

Récepteurs impliqués dans la proprioception

Fuseau neuromusculaire Organe tendineux de Golgi Récepteurs articulaires Récepteurs vestibulaires Récepteurs cutanés

RécepteursArticulaires

Récepteurscutanés

Appareil tendineuxde GolgiFuseaux

neuromusculaires

Récepteurslabyrinthiques

Proprioceptionstatesthésie et kinesthésie

Perception de la tête dans l’espace

Traitement -- central MusclesMouvement

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

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Rôle du système vestibulaire

Joue un rôle important dans :– La posture– Les mouvements– La direction du regard vers une cible (mouvements oculaires)– La stabilisation du regard sur une cible (mouvements oculaires)

-Le corps peut se mouvoir en ligne droite (translation) selon 3 axes :haut-bas (z), droite-gauche (y), avant-arrière (x).

-Le corps peut également tourner (rotation) autour de ces 3 axes.

-Il existe donc 6 degrés de liberté que le corps doit pouvoir ressentir.

D’un point de vue comportemental…

Le système vestibulaire…

Récepteurs périphériques localisés dans l’oreille interne

Détecte la position et le déplacement de la tête dans l’espace

Fonctionne généralement inconsciemment

Mauvais fonctionnement– Conscient

• vertige labyrinthique, mal de mer, vomissement, déséquilibre, hypertonicité

Canaux semi-circulaires

L’appareil otolithiqueoreille

Récepteurs vestibulaires À l’intérieur de tubes osseux et

compartiments de l’os temporal– Labyrinthe osseux

Un système de chambres et de tubes membraneux remplis d’un liquide– Labyrinthe membraneux

L’appareil vestibulaire comprend– Les canaux semi-circulaires– L’appareil otolithique

• utricule et sacculeUtricule

Saccule

Nerf

CochléeCanaux semi-circulaires

-Les canaux semi-circulaires détectent les rotations de la tête.-L’utricule et la saccule (appareil otolithique) détectent l’orientation de la tête ainsi que les mouvements de translation.NB: 3 axes de déplacement (x,y,z) donc 3 canaux semi-circulaires…

Le labyrinthe osseux contient le labyrinthe membraneux

Récepteurs vestibulaires À l’intérieur de tubes osseux et

compartiments de l’os temporal– Labyrinthe osseux

Un système de chambres et de tubes membraneux remplis d’un liquide– Labyrinthe membraneux

L’appareil vestibulaire comprend– Les canaux semi-circulaires– L’appareil otolithique

• utricule et sacculeUtricule

Saccule

Nerf

CochléeCanaux semi-circulaires

-Les canaux semi-circulaires détectent les rotations de la tête.-L’utricule et la saccule (appareil otolithique) détectent l’orientation de la tête ainsi que les mouvements de translation.NB: 3 axes de déplacement (x,y,z) donc 3 canaux semi-circulaires…

Le labyrinthe osseux contient le labyrinthe membraneux

Les canaux semi-circulaires

Horizontal(latéral)

PostérieurAntérieur(supérieur)

Horizontal(latéral)

Postérieur

Orthogonaux– Perpendiculaires

Paires fonctionnelles avec les canaux controlatéraux Sensibles à la direction des mouvements Détectent les accélérations angulaires

Chaque canal communique avec l’utricule par les deux bouts.

Chaque canal possède un renflement– Ampoule

• Crête de l’ampoule Au sommet de la crête de l’ampoule

– Masse gélatineuse (cupule)• S’étend jusqu’au toit de l’ampoule

L’ampoule contient des cellules ciliées reliées aux fibres nerveuses formant le nerf vestibulaire– Les cils des cellules ciliées s’étendent dans

la masse gélatineuse

Cupule

Ampoule

Les canaux semi-circulaires

La cellule ciliée

La surface de chaque cellule ciliée comprend– un grand cil : Kinocil

– Localisé à une extrémité de la cellule

– 40-70 petits cils : Stéréocils– Augmentent en longueur

en s’approchant du kinocil

Fibre afférente– Forme le nerf vestibulaire

Contrôle central par des fibres efférentes

KinocilStéréocils

Cellule ciliée

Fibreefférente

Fibreafférente

Activation des récepteurs vestibulaires

Canaux semi-circulaires– Un mouvement du liquide à

l’intérieur du canal déplace la cupule (masse gélatineuse)

• Déplacement angulaire des cils des cellules ciliées

– Chaque cellule ciliée a un axe morphologique de polarité

– Orientation du kinocil» Canal horizontal : vers

l’utricule» Canaux verticaux

(supérieur et postérieur) : éloigné de l’utricule

Horizontal(latéral)

PostérieurAntérieur(supérieur)

Fig 13.8

Les canaux semi-circulaires

Fig 13.2 b

Fig 13.2 a

Fig 13.9

Activité de base

Activation des récepteurs vestibulaires

Repos– Une décharge de base (80-100 Hz)

Inclinaison des stéréocils vers le kinocil– Excitation (dépolarisation) de la cellule ciliée

• Augmentation de la fréquence de décharge de la fibre afférente

Inclinaison dans la direction opposée– Inhibition (hyperpolarisation) de la cellule

ciliée• Diminution de la fréquence de décharge de la

fibre afférente Inertie du liquide. ex: de la chaise en rotation…

– Ne bouge pas au début du mouvement– peut continuer de bouger après que la tête

ait terminé sa rotation (sensation de rotation inverse)

Excitation

Inhibition

Repos

Décharge neuronale

Appareil otolithique

2 renflements ressemblant à des sacs– Utricule

• Organisé horizontalement– Saccule

• Organisé verticalement Détectent les accélérations linéaires de la

tête– Horizontales et verticales

Fig 13.4 c

– La macula de l’utricule est sur le plan horizontal– La macula du saccule est située dans le plan vertical

• Des études ont proposé que cette dernière peut aussi détecter certains sons

Appareil otolithique

Possède également un épaississement de l’épithélium– Macula 2x

• Contient des cellules ciliées

• Les cils projettent dans une couche gélatineuse recouverte de cristaux de carbonate de calcium (otolithes)

otolithe

Macula

Appareil otolithique

Activation des récepteurs vestibulaires

Un déplacement de l’otolithe– Déforme la masse gélatineuse

• Inclinaison des cils des cellules du saccule et de l’utricule– L’axe de polarité est déterminé par l’orientation des cellules

ciliées par rapport à la striole• Utricule

– Le kinocil des cellules ciliées est orienté vers la striole• Saccule

– Le kinocil des cellules ciliées s’éloigne de la striole– Mouvement de la tête va activer un certain nombre de

cellules, inhiber un certain nombre et produire aucun changement dans d’autres.

L’information est acheminée vers le système nerveux central

Afférences du système vestibulaire

Afférences du nerf vestibulaire projettent aux noyaux vestibulaires– 4 parties

• Noyau vestibulaire supérieur• Noyau vestibulaire inférieur• Noyau vestibulaire médian• Noyau vestibulaire latéral (Deiter)

Projettent aussi au lobe flocculo-nodulaire du cervelet

Les noyaux vestibulaires

Relai de l’information Intégration Contrôle moteur

Noyau vestibulaire latéral– reçoit surtout de l ’utricule – Voie vestibulospinale latérale

• réflexes vestibulospinaux• Motoneurones des muscles antigravitaires

Noyau vestibulaire descendant– Envoie les signaux au cervelet et aux voies vestibulo-

spinales et vestibulo-réticulaires Noyau vestibulaire médian

– Voie vestibulospinale médiane• Contrôle les mouvements du cou

– reçoit de tous les récepteurs labytinthiques– régulation yeux-tête-cou

Noyau vestibulaire supérieur– Faisceau longitudinal médian

• Principal contrôleur des mouvements des yeux et de la tête

– Réflexe vestibulo-oculaire (RVO) (stabilisation du regard lors de mouvements de la tête).

Les noyaux vestibulaires

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Voies descendantes– Réticulospinale

– Posture +++– Motricité opérante +

– Vestibulospinale– Posture +++– Motricité opérante +

– Rubrospinale– Posture +– Motricité opérante +++

– Corticospinale– Posture -– Motricité opérante ++++

Moelle épinière– Réflexes

Origine des deux principales voies

impliquées dans le contrôle de la posture

Formationréticulée Noyaux

vestibulaires

Voies réticulospinales

Proviennent de la formation réticulée de la protubérance et du bulbe rachidien– Contrôlent les motoneurones

des muscles extenseurs et fléchisseurs

• Effets excitateurs et inhibiteurs

• Effets ipsilatéraux et bilatéraux

2 voies principales– 1. Voie réticulospinale

médiane– 2. Voie réticulospinale

latérale

Voies réticulospinales

Voie réticulospinale médiane– Origine

• Noyaux réticulaires pontiques (oralis et caudalis)

• Partie rostrale du noyau gigantocellularis du bulbe

– Trajectoire• Faisceau ventromédian de la moelle épinière

– Projections• Ipsilatéral: axons rapides med. 101 m/s• projette jusqu’à la moelle lombaire• pas d’évidence pour une organisation

somatotopique

Voies réticulospinales

Voie réticulospinale latérale– Origine

• Formation réticulée bulbaire– n. reticularis gigantocellularis– n. reticularis ventralis

– Trajectoire• Faisceau ventrolatéral ipsilatéral de la moelle

épinière• quelques axones du côté controlatéral• vitesse de conduction médiane: 69 m/s

– Projections• Partie ventrocaudale du n. gigantocellularis projette

plus caudalement que le cou• Les autres cellules du n. gigantocellularis et ventralis

projettent seulement au cou

Voies réticulospinales

Stimulation de la formation réticulée– Quelques effets monosynaptiques dans les motoneurones des

• muscles fléchisseurs• muscles du cou• extenseurs très distaux

– Connections monosynaptiques peu nombreuses – Microstimulation produit des effets coordonnés dans plusieurs

membres– Effets excitateurs de la formation réticulée pontique (FRSM)– Quelques effets inhibiteurs partie ventrocaudale du n.

gigantocellularis et n. ventralis (FRSL)

Voies réticulospinales

Voies réticulospinales

Voies vestibulospinales

Proviennent des noyaux vestibulaires médians et latéraux– Contrôlent les

motoneurones des muscles extenseurs (surtout axiaux et proximaux)• Effets excitateurs• Effets ipsilatéraux

2 voies principales– Voie vestibulospinale

latérale– Voie vestibulospinale

médiane

Voies vestibulospinales

Voie vestibulospinale latérale– Origine:

• Noyau vestibulaire latéral (Deiters) et petite contribution de noyau descendant

• Cellules localisées dorsalement projettent plus caudalement que les cellules ventrales du noyau vestibulaire latéral

– Trajectoire:• ipsilatérale et tout au long de la moelle épinière• vitesse de conduction médiane: 90 m/s

– Projections:• jusqu’à la moelle lombaire pour certains axones

seulement• la plupart des projections sont limitées à la moelle

cervicale

Voies vestibulospinales

Voie vestibulospinale médiane– Origine

• Noyau médian, un peu du noyau descendant et un peu du noyau latéral (Deiters)

– Trajectoire• Bilatérale et seulement aux segments les plus

rostraux de la moelle épinière• 2 groupes (rapides et lents)

– Projections• Seulement 11% projettent à la moelle thoracique• Un groupe est inhibiteur (vitesse lente 69 m/s)

Voies vestibulospinales

Rôle du cervelet

Le cervelet ne projette pas directement à la moelle épinière

contrôle la posture par des effets sur– formation réticulée– noyaux vestibulaires– noyau rouge

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Réflexe vestibulaire(labyrinthique) tonique

Signaux provenant des récepteurs vestibulaires suite au mouvement de la tête dans l’espace par rapport à la gravité

Mouvements de la tête vers l’avant (tomber vers l’avant)– Extension des membres supérieurs– Flexion des membres inférieurs

Mouvements de la tête vers l’arrière (tomber vers l’arrière)– Flexion des membres supérieurs– Extension des membres inférieurs

Tête basse

Tête normal

Tête haute

Réflexe tonique du cou (cervical) symétrique Signaux provenant des

propriocepteurs du cou– localisés dans les muscles et les

articulations Flexion du cou

– Flexion des membres supérieurs– Extension des membres inférieurs

Extension du cou– Extension des membres supérieurs– Flexion des membres inférieurs

Interaction des réflexes vestibulaire et cervical Les effets des réflexes

vestibulaire et cervical symétrique s’additionnent

Tête basse

Tête normal

Tête haute

Flexiondu Cou

Couneutre

Extensiondu Cou

Réflexe cervical asymétrique

Signaux provenant des propriocepteurs du cou

Rotation du cou– Extension des membres du

côté facial– Flexion des membres du

côté occipital

Posture et équilibration

Principes généraux Proprioception Système vestibulaire Voies descendantes Réactions posturales statiques Réactions posturales à des perturbations

chez l’Homme

Purves et coll. Chapitres 13 et 16

Réactions posturales

Réactions posturales à des perturbations chez l’Homme – ajustements suite à des perturbations– ajustements lors du mouvement volontaire

Cheville Hanche

Réponses à des perturbations

Plusieurs stratégies– cheville– hanche– flexion des genoux– pas vers l ’avant et étendre

les bras pour amortir la chute

AbdominauxGrand droit

Quadriceps

Tibialantérieur

Biceps femoris

Paraspinal

Jumeau

Cheville Hanche

Genoux

Réponses musculaires à des perturbations de faible intensité

120 ms

Réponse vers l’avant

Réponse vers l’arrière

Les réponses surviennent dans des muscles différents

Déplacement de la plate-forme

Ajustements posturaux reliés à un mouvement volontaire

– Séquence d’activation musculaire• Muscles posturaux

– Stabilisation• Muscles du mouvement primaire

Traction des bras

Poussée des bras

Fin du cours