Les vibrisses des rongeurs

Rédigé par M-C. Garnier et M. Ternaux, Lycée Joliot Curie, Aubagne
Relu par Constance Hammond, INSERM, Marseille

(et modifié par moi)

L'importance de la représentation corticale des différentes parties du corps varie beaucoup d'une espèce à l'autre. Elle est corrélée au "mode de vie" de l'animal. Par exemple, chez les rongeurs, les vibrisses ou moustaches sont très représentées au niveau du cortex somatosensoriel S1 alors que les doigts des pattes ne le sont que peu. En effet, les rats se servent énormément de leurs moustaches pour percevoir l'environnement et peu de leurs pattes (ils voient aussi très mal) 
 
Tête de rat : position des vibrisses
au niveau du museau du rat 

Museau du Rat (photo légendée)
 

  • point noir : vibrisse des rangées horizontales A, B, C, D et E 
  • point rouge : vibrisses alpha, bêta, gamma et delta 
Schéma du cerveau du rat : position de l'aire somatosensorielle S1 et représentation sensorielle du corps du rat

Chacune des vibrisses active des neurones localisés dans une zone particulière du cortex S1 identifées comme une partie cylindrique ressemblant à un tonneau ou tonnelet (ces zones sont appelées "barrel" en anglais) : ainsi on retrouve au niveau du cortex S1 l'organisation des vibrisses en 5 rangées de tonneaux de chaque côté du cerveau.Un tonneau est donc un ensemble de neurones du cortex activés par le toucher d'une seule vibrisse.

 
Les tonneaux corticaux au niveau du cortex somatosensoriel :
photo a : coupe tangentielle du museau du rat : on y voit les 5 rangées horizontales de follicules pileux (ronds)ainsi que la moustache au centre de chaque follicule(point noir). 

photo b : une coupe parallèle à la surface corticale de la zone IV , au niveau de la zone de la face 

schéma c interprétatif de la photo de la coupe de la surface corticale de la zone IV 
 

Remarque : pour faciliter l'interprétation, nous avons fait pivoter la photo de représentation corticale (ainsi que le schéma interprétatif) de 90°. 

La disposition des tonneaux reproduit la disposition des vibrisses : 5 rangées horizontales (de A à E) et une rangée verticale de 4 tonneaux (alpha, bêta, gamma et delta). 

Ainsi, chaque neurone de S1 tend à répondre plus ou moins sélectivement à une seule classe de récepteurs sensoriels. 

La chaîne de neurones sensitifs issus des vibrisses fait un relais dans le tronc cérébral, puis avec des neurones d'une glande du cerveau : le thalamus. A ce niveau, l'organisation somatotopique est déjà respectée. Puis la chaîne se poursuit : les neurones partant du thalamus sont projetés dans le cortex, essentiellement dans la couche 4, au niveau des tonneaux. Ainsi chaque vibrisse stimulée "allume" sa zone de projection dans le cerveau.

L'organisation d'un tonneau au niveau du cortex. D'après White et Peters

Un tonneau est constitué par un "mur" dense en corps cellulaires (1000 à 2600) et un centre riche en afférences issues du thalamus. Zone A du schéma : les corps cellulaires sont mis en évidence par la coloration de Nissl. 
On observe la grande densité de corps cellulaires étoilés dans la couche 4 du cortex S1, particulièrement au niveau des tonneaux. 

Zone B du schéma : montre une fibre afférente issu du thalamus présentant une arborisation axonale terminale prédominante au centre du tonneau mais envoyant aussi des collatérales vers la limite entre la couche 5b et la couche 6 ainsi que vers la couche 3. 

Zone C du schéma : montre quelques corps cellulaires dont les dendrites s'étendent vers les tonneaux voisins. Quelques corps cellulaires sont localisés entre les tonneaux. 

Zone D du schéma : les dendrites apicales des neurones dont le corps cellulaires se trouvent dans la couche 5 et les axones des neurones des couches supérieures traversent les tonneaux préférentiellement au niveau du "mur" ou entre les tonneaux. 

Chaque vibrisse a dans le cerveau une zone de constituée d'un groupe de neurones constituant un "". Ce qui est remarquable, c'est que les tonneaux du cortex et les vibrisses du museau ont la même . Chaque vibrisse est en contact avec une extrêmité de de neurone qui constitue une capteur sensoriel. Les messages nerveux sont acheminés au tronc cérébral où se fait un relais avec un 2° neurone, puis il y a un relais dans le avec un 3° neurone dont l'axone aboutit dans la couche du cortex cérébral (il compte 6 couches de corps cellulaires).
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