Anatomie et Physiologie du Système Vestibulaire Périphérique

1. Anatomie et Physiologie du Système Vestibulaire Périphérique

2. RAPPEL HISTORIQUE • Le Vestibule a longtemps été méconnu des anatomistes / physiologistes • Flourens (1824): expérimentation animale. Section de canaux semi-circulaires de pigeon • Prosper Menière (1799-1862): établit le lien entre le vertige clinique et l’oreille interne • Edme-Félix-Alfred Vulpian (1826-1887): nystagmus vestibulaire • Ewald (1892): mécanisme d’activation canalaire • Barany (1906): test calorique

3. Système vestibulaire périphérique • Capsule otique de portion pétreuse de l’os temporal • Système polarisé analyseur de fréquences • Basses fréquences (0.01 à 25Hz) • 3 canaux semi-circulaires – rotation • 2 macules otolithiques – accélérations linéaires

4. Système vestibulaire • Récepteurs sensoriels pour • analyser la position et les mouvements de la tête dans l’espace • Adapter la posture • Ajuster la position des yeux (VOR) • Chaque récepteur a une orientation spécifique • Mouvements linéaires et gravité: utricule et saccule • Accélérations angulaires: canaux semi-circulaires • Tous les récepteurs ont une rythme de décharge au repos (tonique) +++ • Les labyrinthes sont couplés et travaillent en push-pull • Le système nerveux central peut se recalibrer

5. Le labyrinthe dans le rocher 53°

6. Labyrinthe osseux

7. Labyrinthe membraneux

8. Labyrinthe membraneux

9. Labyrinthe membraneux

10. Labyrinthe membraneux:orientation des canaux • 3 plans de l’espace • Position du latéral • Position de la tête • Canaux couplés+++

11. COUPLAGE DES CANAUX • Couplage fonctionnel • En fonction de leur orientation • 3 couples: • Latéraux • Postérieur G et Antérieur D • Antérieur G et Postérieur D

12. PLAN DES DETECTEURS (CANAUX) #PLAN DES EFFECTEURS (MUSCLES)

13. Labyrinthe et muscles oculo-moteurs Couplage direct: 7ms

14. Labyrinthe membraneux:orientation des canaux

15. Labyrinthe membraneux:orientation des macules

16. Fluides: l’endolymphe Composition ionique (mM)

17. Le cœur du système: des cellules sensorielles polarisées Comparer cochlée/vestibule Une cellule est faite pour coder l’excitation

18. Le cœur du système: des cellules sensorielles polarisées 25

19. Les fibres afférentes • Certaines fibres afférentes ont un rythme de décharge régulier, d’autres non. • Ceci serait du à l’hétérogénéité des afférences en terme de canaux potassiques (Goldberg 2000) ou au nombre de synapses réalisées par une fibre (Rubinstein et della Santina 2002) • Le type de décharge est corrélé au type morphologique et à la topographie

20. Les fibres afférentes • Trois types de fibres: • Calicielles: une ou quelques cellules type I : zone centrale crête ampullaire et striola • À boutons: 15 à 100 synapses en boutons avec de nbses type II : zone périphérique crête ampullaire et zone extra-striolaire • Dimorphiques:1-4 synapses calicielles (I) et 1-50 synapses en bouton (II) : ubiquitaire. type dominant

21. Les fibres afférentes

22. Les fibres afférentes • Le type de décharge est corrélé à la topographie de l’afférent dans le neuroépithélium • Les décharges irrégulières proviennent de la zone ampullaire centrale et de la striola, alors que les décharges régulières proviennent de la périphérie de la crête ampullaire et de la zone extra-striolaire

23. Les fibres efférentes • 10000 nerfs afférents – 400 à 600 nerfs efférents: • Les nerfs efférents font synapse avec les cellules de type II et les axones afférents • Ils semblent accélérer la fréquence de décharge des afférents • Intérêt lors de l’anticipation de mouvements? • Régulation de la décharge des deux labyrinthes (rôle en pathologie)?

24. Physiologie canalaire • Toutes les cellules ciliées d’une crête ampullaire sont orientées dans la même direction • Un déplacement d’endolymphe qui excite une cellule excite en fait toutes les cellules

25. Physiologie canalaire: base du VOR+++

26. Physiologie canalaire Halmagyi or head-inpulse test

27. Physiologie canalaire Segmentation fonctionnelle – éthanol 0.1-1Hz - Velocity storage (VOR-OKAN-Headshaking)

28. Physiologie canalaire • Lors de la mise en rotation à vitesse constante prolongée, puis de l’arrêt de la rotation, on observe: • Un nystagmus pendant environ 20 sec (5sec + velocity storage) • L’arrêt du nystagmus • La reprise du nystagmus lors de l’arrêt de la rotation (OKAN) • C’est le NYSTAGMUS VESTIBULAIRE PHYSIOLOGIQUE

29. Physiologie du système otolithique • 1. couche otoconiale • 2. striola • 3. polarisation opposée des deux ½ macules – et opposée des macules • 4. rotation progressive des stéréocils • 5. orientation des macules dans des plans perpendiculaires

30. Physiologie du système otolithique

31. Physiologie du système otolithique Mouvements horizontaux

32. Physiologie du système otolithique Inclinaison latérale

33. Physiologie du système otolithique • Phénomène bistable: • Une même inclinaison des cils de l’utricule peut être perçue: • Comme un mouvement de translation • Comme un mouvement d’inclinaison

34. Physiologie du système otolithique • Perception de l’accélération linéaire et de l’inclinaison gravitationnelle • Mouvements compensateurs des yeux et du corps • Réponses végétatives • Mais: • Perception de la verticalité • Accélérations linéaires et canaux • Cyclo-torsion

35. RECAPITULONS • Le système vestibulaire déclenche des réflexes visant à stabiliser le regard et la posture • En modulant le rythme de décharge de base des fibres afférentes, les canaux encodent les mouvements de rotation de la tête alors que les otolithes codent les accélérations linéaires et les mouvements de bascule • La stimulation d’un canal déclenche un mouvement oculaire dans le plan de ce canal (1ere loi d’Ewald)

36. RECAPITULONS • Un canal est excité par une rotation dans le plan de ce canal amenant la tête du même côté. • Tout stimulus excitant les fibres afférentes d’un canal est perçu comme une accélération excitatrice dans le plan de ce canal • La réponse à une excitation est supérieure à la réponse à une inhibition (2e loi d’Ewald – qui explique le « head-shaking » nystagmus) • Le REPOS correspond à une activité vestibulaire symétrique +++