3/ La fonction équilibre

3.1/ le système vestibulaire.

L'oreille interne contient les organes de l'équilibre. Ces organes captent diverses informations d'accélération qui nous permettent de connaître et de contrôler notre position dans l'espace.

Pour reconstituer parfaitement le mouvement d'un corps libre dans l'espace, on peut décomposer ceux ci en trois rotations et trois translations (translation : grosso modo un déplacement sans changement d'orientation). On peut mesurer ces mouvements sur trois axes perpendiculaires : un vertical et deux horizontaux (figure 3). Nos organes de l'équilibres utilisent très précisément cette représentation : ils mesurent trois accélérations angulaires (rotation) et trois accélérations linéaires sur les trois axes.

La perception des accélérations angulaires est le rôle des canaux semi circulaires, très logiquement au nombre de trois et disposés sur trois plans perpendiculaires (figure 4). Ces canaux sont remplis de lymphe, lors d'une rotation de la tête, ce liquide a tendance à rester fixe tandis que le canal semi circulaire tourne autour de lui. C'est le même phénomène qui se passe quand on fait tourner rapidement une assiette : l'assiette tourne sans entraîner le liquide qui reste fixe. Il se crée donc un courant de liquide dans le canal, ce courant balai les cils des cellules nerveuses qui se trouvent à la base du canal dans les "crêtes ampulaires" (figure 5). Les signaux nerveux qui en résultent, sont collectés par nerf vestibulaire. Le nerf vestibulaire et le nerf cochléaire se regroupent pour former le nerf "vestibulo-cochléaire" qui rejoint le cerveau.

La perception des accélérations linéaires est le rôle du système maculaire (utricule + saccule). En particulier, ce système est responsable de la perception du champs de pesanteur terrestre, donc de la notion de haut et de bas. Les organes sensibles du système maculaire se trouvent dans deux zones de l'utricule et de la saccule : les tâches acoustiques (d'où le nom de système maculaire, macula : tâche en grec). Comme leur nom ne l'indique pas, elle n'ont rien à voir avec l'audition. De nouveau nous allons trouver des cellules nerveuses cillées, dont cette fois les cils sont lestés par des concrétions calcaires (les fameux otolithes). Ces otolithes sont englués dans une membrane molle qui recouvre les cils. Il n'y a donc pas d'otolithes dans les canaux semi circulaires et les otolithes ne se baladent pas librement, ils sont fixés sur les cils.

On peut se représenter le fonctionnement de ce système en pensant à un passager debout dans un bus (figure 6). Il se tient à une poignée, lors de la marche normale ou à l'arrêt, il tient debout sans problème, il ne tire donc pas sur la poignée qui reste verticale. Lors d'une accélération, il est entraîné vers l'arrière, il se retient à la poignée qui est donc inclinée vers l'arrière. Le même mécanisme se produit lors d'un freinage. Les cils des cellules sensibles sont sollicités de la même façon par leur "passager" : les otolithes. les cellules cillées émettent un signal nerveux, fonction du sens et de l'importance de la courbure de leurs cils.

3.2/ Notions plus générale sur l'équilibre.

L'équilibre, le positionnement dans l'espace sont fondamentaux dans le contrôle du mouvement : vouloir aller "quelque part" sans savoir où on est, c'est en général délicat.

Pour nous positionner dans l'espace et par exemple nous tenir debout, nous utilisons d'autres sources d'information que notre système vestibulaire. En fait nous fusionnons les signaux venant des capteurs suivants :

La fusion d'informations venant de capteurs hétérogènes est une discipline très complexe, pourtant notre système nerveux y parvient très bien et avec une remarquable capacité d'adaptation. Ce système, "conçu" nous faire tenir debout, peut aussi (moyennant entraînement) nous faire tenir sur un vélo ou un cheval. Pourtant dans ces cas, nous n'utilisons plus ni les mêmes muscles, ni les mêmes articulations, la gamme des accélérations mesurées, les sensations de pressions sur la plante des pieds sont fondamentalement différentes de celle de la marche.

Le système peut également fonctionner en mode "dégradé" c'est à dire privé d'une partie des informations qu'il a l'habitude d'utiliser. C'est le cas pour le pilote d'avion ou du plongeur pour qui la position des articulations et la tension des muscles sont des informations peu valables (voire trompeuses). C'est aussi le cas du plongeur qui après un accident ayant endommagé son système vestibulaire, va se rééduquer en exploitant uniquement les informations, visuelles, articulaires, musculaires et de pression.

Cette faculté d'adaptation ne peut s'exploiter que par l'entraînement, on ne saute pas l'obstacle à cheval et on ne pilote pas un avion en un jour. Un plongeur doit suivre la même adaptation, avant de trouver son équilibre dans l'eau, de sentir ses appuis et donc de pouvoir donner une efficacité à ses gestes.

Les Glenan, l'école : http://cip.glenans.free.fr