5 Juin 2012

Système nerveux et perception de la motricité

Au cours des activités journalières le système nerveux doit sans cesse gérer une multitude d'effets induits par la gravité sur le corps humain.

Tout d'abord, les effets primaires exercés sur le corps en tant que tel. La gravité dicte les lois du mouvement de notre corps et de nos membres. Par exemple, afin d'éviter les chutes, le maintien de la station debout nécessite une intervention constante de la part du système neuromusculaire et la réalisation d'un simple mouvement du bras requiert une commande musculaire différente selon que le mouvement s'exerce vers le haut ou vers le bas. Les interactions dynamiques entre notre corps et le monde physique environnant sont clairement configurées selon les contraintes imposées par la gravité. De plus, la circulation des fluides au sein du corps est fortement influencée par la pression constante exercée par la gravité, c'est ainsi que la régulation orthostatique correspond à une des fonctions majeures du système nerveux autonome.

Les fonctions cérébrales se sont également développées au cours de l'évolution en tenant compte des contraintes gravitaires imposées à la cognition. Par exemple, le monde dans lequel nous vivons est de prime abord bidimensionnel (à plusieurs couches) en particulier pour les créatures vivantes sur la Terre telles que l'homme. Les processus neuronaux qui nous permettent de naviguer dans ce monde peuvent être ainsi spécialisés pour la représentation de configurations spatiales 2D. Sur la Terre, nous nous attendons aussi à voir les objets disposés d'une façon particulière : les objets se trouvant sur une table seront d'habitude disposés dans une position verticale ou horizontale stable ; les objets accélèrent en chute libre de haut en bas ; de même que nous rencontrons nos semblables en position debout. Le succès qui découle de ces performances prédictives peut être crucial à la survie, comme lors de la fuite face à un prédateur ou l'évitement d'une pierre chutant. Les fonctions cognitives, motrices et autonomes dépendent de la capacité du système nerveux à détecter et anticiper les effets de la gravité sur le corps.

La gravité peut être perçue par l'intermédiaire d'une variété de canaux différents. Les otolithes de l'oreille interne mesurent les accélérations linéaires dues à la gravité. Nous pouvons sentir l'action de poussée de la gravité sur nos membres et nos boyaux. Assis sur une chaise les forces dues à la gravité sont perçues au travers des zones de contacts de notre corps avec le siège et sont transmises sous la forme d'une information cutanée bien spécifique. Nous pouvons même "voir" en quelque sorte la gravité simplement en regardant l'horizon, l'orientation verticale des bâtiments et des arbres et la direction de la pluie tombante. Sur Terre, il est très difficile de séparer l'influence des différentes modalités sensorielles sur les fonctions neuro-régulatrices, car la manipulation de chacune d'entre-elles peut induire des effets parallèles sur les autres. En micropesanteur, nous pouvons en quelque sorte supprimer le point d'ancrage référentiel fournit par le vecteur gravitationnel et examiner indépendamment les effets des répliques sensorielles restantes.

Un programme de recherche utilisant les vols spatiaux et les vols paraboliques est donc en place pour étudier l'interaction entre la gravité et le système nerveux chez l'homme. Les dispositifs sols (centrifugeuse, bedrest, dry immersion) complètent les moyens disponibles pour les scientifiques dans le domaine. Il faut noter l'importance de ces expériences pour les projets de demain.

Une meilleure compréhension des mécanismes d'adaptation du système nerveux humain au nouvel environnement sans gravité, ainsi que sa réadaptation à un environnement habituel (la Terre) ou particulier (Mars, la Lune) devrait nous aider à réussir les missions d'exploration futures de l'homme au-delà de la planète Terre.

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