Lorsque une personne évolue sur sur un sol glissant, des signaux provenant des récepteurs du toucher situés dans les pieds se dirigent vers la moelle épinière pour mieux ajuster la position du corps. © jokerpro, Fotolia

Santé

Un « mini-cerveau » pour garder l'équilibre sur la glace

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Un « mini-cerveau » dans la moelle épinière aiderait à maintenir le sens de l'équilibre d'une personne lorsqu'elle marche sur des surfaces glissantes. Les neurones RORα de la moelle épinière combineraient différentes informations en provenance des récepteurs sensoriels et du cerveau pour corriger rapidement le mouvement des membres.

Marcher sur une plaque de verglas en hiver nécessite de garder plusieurs sens en éveil pour éviter la chute : il faut voir la surface glissante, garder le sens de l'équilibre, percevoir les mouvements des muscles et des articulations pour les corriger rapidement. Même s'il faut se concentrer pour ne pas tomber, une partie de ce travail se fait inconsciemment.

Dans l'œil, une couche de neurones et de récepteurs sensoriels est capable de faire des « calculs visuels », avant que l'information n'aille dans les centres visuels du cerveau. De même, récemment, des chercheurs ont montré que des neurones de la peau peuvent faire des « calculs ». C'est pourquoi on peut se demander si d'autres neurones extérieurs au cerveau sont capables d'intégrer des informations pour répondre rapidement à une situation nécessitant de s'adapter rapidement.

Dans cet article paru dans la revue Cell, des scientifiques du Salk Institute ont utilisé des techniques d'imagerie pour suivre certaines fibres nerveuses chez la souris. Ils ont ainsi réalisé une cartographie du circuit d'information qui transporte des signaux provenant des récepteurs du toucher dans les pieds vers la moelle épinière et qui permet à l'organisme de faire de petits ajustements sur la position des pieds. « Quand nous sommes debout et que nous marchons, des récepteurs sensoriels du toucher sur la plante des pieds détectent des changements subtils dans la pression et le mouvement. Ces récepteurs sensoriels envoient des signaux à la moelle épinière et ensuite au cerveau », explique Martyn Goulding, auteur de cet article.

Les chercheurs ont construit une carte des réseaux neuronaux qui peuvent intervenir dans des tâches motrices fines, comme lorsque l’on marche sur de la glace. En rouge : neurones RORα. © Steeve Bourane/Salk Institute

Des interneurones qui intègrent de nombreuses informations

D'après cette cartographie neuronale, les fibres sensorielles se connectent dans la corne postérieure de la moelle épinière avec un groupe de neurones particuliers : les neurones RORα, dont le nom fait référence à un récepteur nucléaire présent sur leur noyau. Ces neurones se connectent avec des neurones de la région motrice du cerveau : ce sont des interneurones.

Les chercheurs ont inactivé les neurones RORα chez des souris génétiquement modifiées. Ils ont alors trouvé que ces souris pouvaient toujours marcher et se tenir normalement sur un sol plat. Mais, sur une poutre étroite, en hauteur, les animaux rencontraient des difficultés à corriger les mouvements de leurs pieds et apparaissaient plus maladroits que des souris ayant des neurones RORα intacts. Ces interneurones dirigent donc les mouvements réflexes correcteurs en intégrant des informations du toucher et des commandes motrices descendantes provenant du cortex et du cervelet.  

Une caractéristique importante des neurones RORα est qu'ils ne font pas que recevoir des signaux du cerveau et des récepteurs sensoriels du toucher. En effet, ils se connectent directement avec des neurones dans la moelle épinière ventrale qui contrôle le mouvement. Ainsi, ils sont le centre d'un « mini-cerveau » dans la moelle épinière qui intègre des signaux provenant du cerveau et des signaux sensoriels pour permettre un déplacement correct des membres et corriger des mouvements moteurs. Une meilleure compréhension de ces circuits pourrait aider à développer des thérapies pour les lésions de la moelle épinière, des maladies qui affectent l'équilibre, et des moyens de prévenir les chutes chez les personnes âgées.

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