Du cerveau à la prothèse
Introduction
Tendre le bras pour serrer la main à quelqu'un, bouger ses doigts pour écrire sur un ordinateur. Ce sont des gestes simples du quotidien qui nous paraissent tellement naturels que l'on ne se demande pas leur origine au sein de notre corps. D'où viennent-t-ils? Même si l'on sait généralement que c'est le cerveau qui prend les décisions, l'on sait moins comment il les prend, qu'est-ce qui se passe en son intérieur lorsque l'on décide de faire tel ou tel geste. Et dans le cadre d'une prothèse bionique, comment l'information est-elle transmise du cerveau au bras articulé? Nous allons donc étudier, dans cette partie, les phénomènes internes qui nous permettent de nous mouvoir dans l'espace et comment la prothèse les utilise pour fonctionner.
Au niveau des neurones
Leur corps cellulaire est composé de 2 prolongements ayant chacun leurs fonctions :
-les axones qui permettent la transmission des signaux aux autres neurones.
-les dentrites qui reçoivent les signaux des autres neurones.
Lorsqu’un phénomène (intérieur ou extérieur) stimule les neurones, un signal électrique est créé en 3 étapes :
1) Au repos : -Les ions positifs sont hors de la membrane
-Les ions négatifs à l’intérieur ; la face interne est donc chargée négativement
2) Les ions positifs traversent la membrane, la charge devient alors positive
3) Cette diffusion se propage le long de l’axone jusqu'à la terminaison synaptique et derrière cela revient à la situation de départ.
Le signal est transmis à une cellule cible par les synapses. Ensuite, intervient une libération de neurotransmetteurs qui vont se fixer sur des récepteurs présents sur les dentrites.
Les nerfs
Lorsqu’ils quittent la moelle épinière les axones se regroupent pour former des nerfs.
Innervation d’un bras intacte dans l’optique de la pose d’une prothèse.
La commande motrice est transmise jusqu’à la moelle épinière de la colonne vertébrale, puis par les nerfs qui relayent l’information dans les muscles du bras.
Il y a 5 principaux nerfs qui interviennent dans les mouvements du bras et qui ont chacun leur rôle :
Le nerf axillaire (ou circonflexe) est le nerf du moignon de l’épaule, responsable de l’élévation latérale du bras.
- le nerf radial est responsable de l’extension permettant d’éloigner l'avant-bras du bras et la main de l’avant-bras.
- le nerf musculo-cutané est responsable de la flexion permettant de rapprocher l’avant-bras du bras mais aussi permettant à ce que la paume regarde en l’air et que le pouce soit à l'extérieur.
- le nerf médian est responsable de l’action à ce que la paume regarde en bas et que le pouce soit à l’intérieur.
- Et enfin, le nerf ulnaire (ou cubital) est le nerf de la paume de main permettant l’ouverture et la fermeture des doigts.
Après un accident ayant provoqué l’amputation du bras, les nerfs restent fonctionnels. L’opération TMR permet aux nerfs de retrouver leur fonctionnalité et donc la mise en place d’une prothèse.
On dénerve une zone musculaire pectorale ayant perdu sa fonction depuis l’amputation. On ré innerve ensuite la zone musculaire en redirigeant les extrémités des nerfs du bras amputé vers la zone. Par la suite, lorsque la personne décidera de bouger le bras cela provoquera une contraction musculaire de la zone pectorale réinnervée.
Cette contraction émet un fort champ magnétique perçu par des électrodes placées à la surface de la peau. Ils permettront la transmission de l’information à la prothèse.
Pour autant, les nerfs cités précédemment ne gardent pas tous la même fonction qu’auparavant :
Ainsi, les mouvements de flexion-extension de la prothèse sont générés par les mêmes nerfs qui contrôlent la flexion-extension d’un bras intact, soit respectivement les nerfs musculo-cutané et radial.
En revanche, l’ouverture et la fermeture de la main, normalement contrôlées par le nerf ulnaire, sont, dans le cas de la prothèse, commandées par le nerf médian qui est, à l’origine, responsable du mouvement de pronation d’un bras intact.
Conclusion
Un phénomène, ou stimuli, intérieur ou extérieur intervient, il se traduit dans le cerveau par la création d'un signal electrique. Celui-ci est créé par un mouvement d'ions dans les neurones et le signal est transmis à d'autres neurones par l'intermédiaire de neurotransmetteurs et de recepteurs. Ensuite, le message poursuit son chemin par la moelle épinière et enfin par les nerfs, chaque nerf ayant son rôle spécifique. Dans le cadre d'une prothèse, les nerfs sont alors redirigés vers une zone perctorale dénervée, et reliés à des electrodes qui percevront le fort champs magnétique émis par la contraction. Le bras peut donc obéir aux ordres donnés par le cerveau mais est-ce que le cerveau peut recevoir des informations venues du bras...
Commentaires (7)
1. jean pierre perno 18/11/2016
7 au totale
2. martin 18/11/2016
t'as une déchirure anale ?
3. jeanpierre pernaud 18/11/2016
ah oui ta tro réson martin en plusse sé bon lé zenfant
4. Martin 18/11/2016
je vous conseille de manger des enfants le mardi avec votre famille.
5. sdfdg 21/01/2015
c'était quoi votre note?
6. fefdede (site web) 06/10/2014
cest claureff zfz
7. Renaudet Marine; Wessels Louise; Perrin Adèle 27/01/2014
Bonjours, nous sommes actuellement en train de faire nos TPE sur les prothèses. Nous tenions juste a vous remercier car votre site nous a été d'une grande aide afin de mieux comprendre :D
encore merci et bravo ;)