L'information sensorielle au niveau du cortex

Diverses techniques modernes d’imagerie médicale permettent d’identifier les régions du cerveau actives lorsqu’un sujet regarde, écoute…

La tomographie par émission de positrons (TEP) consiste à injecter au sujet un traceur, de l’eau marquée à l’oxygène 15 (¹⁵O).

Mélangée à l’eau du plasma, cette eau se diffuse à travers les membranes. Son accumulation à certains points dépend du débit sanguin local. Un ensemble de détecteurs est placé autour de la tête du sujet et enregistre les émissions liées à ¹⁵O, isotope radioactif. On obtient ainsi une carte des débits sanguins locaux du cortex.

A la différence de la technique précédente, l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRM_f) utilise les propriétés magnétiques de la molécule d’hémoglobine.

Ces dernières diffèrent selon que la cellule revêt sa forme oxygénée, où elle est nommée oxyhémoglobine, ou sa forme desoxygénée, désoxyhémoglobine. L’augmentation du débit sanguin dans une zone cérébrale activée modifie la teneur en désoxyhémoglobine dans les capillaires, variation mesurée et superposée à une image anatomique du cerveau.

Lorsqu’une région du cerveau est active, les neurones sollicités voient leurs exigences en nutriments et dioxygène augmenter. Il s’ensuit une augmentation locale du débit sanguin par vasodilatation des capillaires.
Les imageries par TEP ou IRM_f évaluent cette augmentation du débit sanguin et renseignent sur l’activité des différentes zones du cerveau.

Ces techniques permettent de situer dans l’écorce cérébrale, ou cortex, des territoires, ou aires corticales, où arrivent les messages issus des différents récepteurs sensoriels.

Ainsi peut-on mettre en évidence l’aire visuelle, l’aire auditive, l’aire somatosensorielle.
Le terme « soma » regroupe les différentes formes de sensibilité provenant de l’ensemble du corps : sensation tactile, thermique, douloureuse, musculaire et articulaire.

Le cortex somatosensoriel, ou somesthésique, est « découpé » en régions spécialisées pour les différentes parties du corps.
Des enregistrements électrophysiologiques permettent de dresser une carte du cortex localisant ces différentes régions dans chaque hémisphère. La majeure partie du corps est représentée, chaque hémisphère recevant les informations provenant de la moitié du corps qui s’oppose à elle.

La représentation en surface, « homunculus », de l’ensemble du cortex montre une disproportion des territoires en comparaison de leur superficie corporelle réelle. Ainsi chez l’homme, la face et les mains prennent la part la plus importante. Cette déformation est liée à la densité des récepteurs sensoriels présents à la surface du corps.

La comparaison des cartes sensorielles de différentes espèces montre des variations importantes. Ainsi chez le rat, animal nocturne, la perception s’effectue principalement par les vibrisses, ou « moustaches ». Le « ratonculus » présentera donc une prédominance du museau.

Cette spécificité du cortex somesthésique est caractéristique de l’espèce et sous la dépendance du programme génétique.