SENSIBILITÉ

Le message sensoriel, transduction et codage

Un stimulus entraîne une réponse de l'organisme s'il est capable de déclencher, chez les Métazoaires évolués, une succession de processus dont les trois étapes essentielles sont : l'ébranlement du récepteur, l'activité du système nerveux central et l'activité de l'effecteur.

On a schématisé dans la figure le fonctionnement de l'organisme répondant à une stimulation sensorielle. La stimulation provoque, au niveau du récepteur, une excitation, phénomène physiologique qui se traduit par l'envoi dans les voies afférentes d'un message sensoriel destiné au système nerveux central. À partir de ce message, le système nerveux central élabore les ordres qui sont transmis aux effecteurs (musculaires ou glandulaires) par les voies efférentes. Le système nerveux central peut envoyer également des ordres aux récepteurs eux-mêmes pour en modifier la réceptivité en agissant sur les organes annexes (orientation des pavillons auditifs, modifications du diamètre de la pupille) ou, dans certains cas, pour en moduler la sortie. Cette possibilité est symbolisée par la liaison rétroactive 1. La liaison rétroactive 2 symbolise la possibilité que des informations en provenance de l'effecteur soient envoyées au système nerveux central, lui permettant ainsi de « suivre » l'exécution de ses ordres. La liaison 3 symbolise la situation dans laquelle la réponse modifie la stimulation. Ainsi, dans le simple réflexe d'« essuyage » de la grenouille spinale, le mouvement de la patte, en écartant le papier filtre imbibé d'acide, provoque la cessation de la stimulation nociceptive.

On étudiera plus spécialement ici la partie gauche du schéma, soit, d'une part, les mécanismes dits de transduction par lesquels on passe de la stimulation à l'excitation et, d'autre part, les principes du codage qui préside à l'élaboration du message sensoriel vecteur de l'information. Car la fonction des récepteurs sensoriels est de fournir au système nerveux central, en un langage qui lui soit intelligible, des informations sur les stimulations qu'ils captent. Ces informations concerneront les diverses caractéristiques énumérées plus haut. Comme toutes celles qui circulent dans le système nerveux, elles seront codées sur la base d'une distribution temporelle (rythme d'émission) et spatiale (répartition des éléments rythmiques dans une population de neurones) des potentiels d'action (cf. système nerveux).

Les trois types de transducteurs-codeurs

Les structures chargées d'opérer la transduction servent d'intermédiaires – elles réalisent ce que les informaticiens dénomment l'interface – entre le monde extérieur, ou intérieur, et le système nerveux. Sur le plan anatomique, si l'on considère la localisation du site jouant le rôle de capteur responsable de la transduction, et celle du site responsable de l'émission des potentiels d'action du message sensoriel, on trouve trois types de dispositifs.

Dans le type I, c'est le même neurone qui assume les fonctions de transduction et d'émission des potentiels d'action. Ce type de neurone sensoriel récepteur est de loin le plus répandu dans l'ensemble du monde animal. Il est de règle chez les Invertébrés (à l'exception de certains photorécepteurs d'Arthropodes) et il est représenté, chez les Vertébrés en particulier, par les chémorécepteurs de l'épithélium olfactif, les mécanorécepteurs tégumentaires et les propriocepteurs musculaires et tendineux. Mis à part le photorécepteur d'Annélide, on distingue une partie distale, simple ou ramifiée, et une partie proximale qui assure la jonction avec le système nerveux central. La partie distale joue le rôle de capteur et elle peut être solidaire de structures associées amplificatrices[...]