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Du doigtéPourquoi le sens du toucher est vital

Quand nos doigts effleurent une feuille de papier, ils décèlent les plus petites irrégularités, des points saillants ponctuels placés à intervalles déterminés et selon un motif prédéfini – c’est l’écriture Braille pour les malvoyants, du nom de son inventeur, Louis Braille. Elle permet aux malvoyants de lire seuls des ouvrages entiers, grâce à la sensibilité de leurs doigts. Avec un peu d’entraînement, la performance n’est d’ailleurs pas incroyable pour l’extrémité des doigts: ils sont même capables de déceler de minuscules aspérités de 0,006 millimètres. Les points saillants du Braille sont 167 fois plus hauts.

Notre peau doit cette incroyable aptitude sensorielle à ses innombrables cellules sensorielles, qui transmettent les stimuli à notre moelle épinière comme autant de capteurs. Avec les organes des sens, nos yeux et nos oreilles par exemple, ce sont en quelque sorte les filiales externes de notre cerveau.

C’est par le biais de nos récepteurs cutanés que nous percevons s’il fait chaud ou froid, si nous sommes blessés, une pression ou un frottement. C’est eux aussi qui nous permettent de ressentir la douce sensation d’être entouré avec amour des bras d’une autre personne. 

Lorsque les doigts effleurent un texte en Braille, les divers récepteurs mécaniques réagissent différemment:
les cellules de Merkel transmettent en continu tant que la peau se trouvant dans leur zone de réception effleure les points. Elles fournissent donc au cerveau des informations d’une extrême précision sur la forme des petites aspérités.
Les corpuscules de Meissner ont des champs récepteurs plus gros et sont donc moins précis que les cellules de Merkel. Ils sont notamment particulièrement sensibles à la vitesse.
Les corpuscules de Ruffin réagissent quant à eux à l’étirement de la peau et sont par conséquent moins adaptés pour transmettre au cerveau les informations de forme et de distance entre les points.
Les corpuscules de Pacini enfin réagissent à la vibration. Leur activité diminue dès qu’ils passent sur un point, sans doute parce que le soulèvement réduit la vibration.

Graphique selon: J.R. Phillips et al, 1990. Dessinatrice: Dana Zymalkowski

Les mécanorécepteurs perçoivent les frôlements

La majorité des récepteurs superficiels de la peau forment ce que l’on appelle les mécanorécepteurs. Ils sont situés dans les couches supérieures de la peau, réagissent aux déformations physiques et surveillent, en quelques sorte, tous les contacts cutanés. La répartition du travail est très stricte, les divers capteurs ont chacun leurs tâches:

Coupe transversale de la peau avec représentation des mécanorécepteurs (Source: www.dasgehirn.info)

Les corpuscules de Meissner enregistrent la vitesse à laquelle la peau s’enfonce sous la pression sur la zone stimulée. Ces cellules sensorielles de 100 à 150 micromètres se trouvent par exemple dans la peau des extrémités des doigts, des paumes de main ou des plantes de pied. 

Les cellules de Merkel, de 10 micromètres de diamètre, réagissent à une pression maintenue. On les trouve eux aussi au niveau des paumes des mains ou des plantes de pied, mais aussi sur les zones pileuses de la peau.

Les corpuscules de Ruffini sont des capteurs réagissant à l’intensité de l’étirement de la peau. D’environ deux millimètres de long, on les trouve sur toute la surface corporelle – de même que dans les articulations, les parois vasculaires et les ligaments, dont ils contrôlent l’état d’étirement.

La perception des vibrations sur la peau est quant à elle due aux corpuscules de Pacino. D'un diamètre d'un millimètre, ils se situent dans le derme profond, mais aussi dans des organes tels que la vessie ou le pancréas. Les poils de notre peau envoient eux aussi des informations au cerveau, via l'allongement du récepteur des follicules pileux quand on les touche.

Les champs récepteurs déterminent la sensibilité 

Deux facteurs au moins déterminent l’exactitude avec laquelle nous identifions la zone stimulée. Le premier facteur est l’épaisseur des cellules de Merkel et des corpuscules de Meissner sur la zone concernée – ce qui explique notre très forte sensibilité au niveau des paumes de main et des plantes de pieds, dotées d’une forte concentration de corpuscules de Meissner et de cellules de Merkel. Le deuxième facteur est la puissance de traitement que le cerveau consacre à telle ou telle zone corporelle – celle-ci étant à son tour fonction du nombre de neurones participant au traitement des signaux entrants.

Capteurs de chaud, de froid et de dommages

Outre les mécanorécepteurs, il existe un autre groupe de capteurs sensoriels: 

Les thermorécepteurs sont nos propres thermomètres corporels et réagissent respectivement au froid ou au chaud. On trouve notamment ces récepteurs à la température en très grand nombre au niveau du menton, du nez, de l’oreille externe, du lobe de l’oreille et des lèvres. Au total, la surface de notre peau possède environ 250’000 récepteurs au froid. 

Des récepteurs de la douleur sont répartis sous forme de terminaisons nerveuses libres sur toute la surface de notre corps. Ils aident notre cerveau à déceler quel endroit de la peau risque d’être endommagé et contribuent ainsi à nous protéger des blessures. 

A propos de la moelle épinière dans le cerveau

Que se passe-t-il dans le corps lorsqu’une plume vient caresser la peau ou qu’on se retrouve brusquement exposé au vent hivernal? Le stimulus concerné est transmis sous forme de signal électrique par les cellules sensorielles. Celui-ci part vers le cerveau via les voies nerveuses qui longent la moelle épinière, où il est d’abord transmis à d’autres cellules nerveuses. L’information ainsi «pré-évaluée» se propage plus loin via la moelle allongée ou bulbe rachidien (medulla oblongata) dans le thalamus, qui agit comme un filtre d’informations. Il atteint finalement la zone sensorielle primaire du cortex cérébral, le cortex somatosensoriel. C’est là que sont localisés et évalués les stimuli mécaniques, les stimuli de température ou les douleurs.

En réalité, tous les stimuli n’atteignent pas cette aire cérébrale: des connexions neuronales se font déjà au niveau de la moelle épinière et, sans l’intervention du cerveau, déclenchent des mouvements simples – les réflexes.

Selon la zone corporelle dans laquelle une cellule réceptrice a perçu un stimulus, les informations atteignent une région définie du cortex somatosensoriel. Chaque zone corporelle est ainsi représntée dans le cortex. La taille de cette représentation n’est toutefois pas proportionnelle à celle de la zone corporelle. Car les zones corporelles dotées d’une forte concentration de capteurs, telles que les extrémités des doigts, transmettent au cerveau beaucoup plus d’informations lors d’un effleurement ou d’une douleur que ne le fait par exemple la région du dos. Le plus grand nombre de neurones occupe de même une plus grande surface du cortex. Le cerveau peut de cette manière, un peu comme l’appareil photo avec un plus grand nombre de pixel, établir une image plus précise de cette partie du corps.

Vous pouvez vous-même en tester les implications: tenez un verre fin rempli de liquide ente les doigts et essayer de le tenir ensuite entre vos genoux . Vous sentez la différence? Ce n’est pas sans raison qu’on parle de «doigté» dans la gestion des situations sensibles.

Source

www.dasgehirn.info, Christine Pauli

Source

simplyscience.ch