17 Octobre 2011

2010 : étude du sixième sens en micropesanteur

Nous n’en avons pas conscience, pourtant nous possédons tous un sixième sens : le sens de l’équilibre.
Souris

50 ans de résultats scientifiques

2010 : étude du sixième sens en micropesanteur.

C’est une fonction vitale pour la survie liée à la capacité à maintenir et stabiliser une posture cohérence de manière réflexe, automatique. Les organes de l’équilibre, localisés au niveau de l'oreille interne sont également responsables de notre capacité à distinguer entre nos mouvements propres et ceux de notre environnement. Grâce à eux, nous pouvons nous orienter et nous déplacer en toute sécurité. Dans l’espace, l’absence de gravité perturbe ces organes, ce qui est à l’origine de désorientation spatiale, d’illusions d’inversion et du mal de l’espace.

Afin de comprendre comment les différents organes vestibulaires de l’oreille interne participent à la régulation de la posture et à l’orientation spatiale, des souris ont été filmées à l’aide de plusieurs caméras synchronisées à haute fréquence au cours des deux campagnes de vols paraboliques CNES n° 82 et 84. Les expériences VesPara ont été préalablement approuvées par le comité régional d’éthique (n°P2.MB.127.10).

En plus de souris normales (contrôles), deux souches de souris porteuses de déficits héréditaires ont été étudiées.

Une première souche présente un déficit sélectif des otolithes, capteurs vestibulaires sensibles à la gravité, la seconde est dénuée de tous les capteurs vestibulaires.

Des souris en micropesanteur

Après des premiers tests de marche, de nage et de chute effectués au sol, les différentes souris ont été embarquées dans un avion A300 « 0g » pour y effectuer des vols paraboliques. Cette manœuvre aéronautique est la seule façon, hors voyage spatial, de « supprimer » expérimentalement la gravité.

Pendant les paraboles, l’ensemble de l’avion est soustrait à la pesanteur. Le comportement postural et locomoteur tridimensionnel des différents types de souris a été filmé, puis reconstitué informatiquement, quantifié et comparé.

Alors qu’elles flottent en apesanteur, les souris de souche sauvage adoptent un comportement très actif afin de maintenir leur tête et leur corps alignés dans un plan parallèle au plancher de la cage d’observation, plan qui leur sert de référence spatiale.

Les souris dépourvues des organes qui détectent la gravité sont au contraire incapables de maintenir leur assiette par rapport à ce plan de référence. Elles se laissent dériver passivement et adoptent des postures stéréotypées.

Enfin, les souris mutantes dépourvues d’oreille interne perdent toute possibilité de maintenir une posture cohérente et tout repère pour s’orienter dès qu’elles perdent leurs appuis au sol.

Grâce à ces observations, le rôle de chaque type de capteurs vestibulaires et des appuis au sol dans le contrôle postural peut être appréhendé. Elles confirment que le système vestibulaire est nécessaire à la fois au contrôle de la géométrie squelettique (repère égocentrique) et au calage de cette géométrie par rapport à l’environnement (repère allocentrique).

Pour quantifier les mouvements complexes des souris observées pendant les vols mais aussi lors d’expériences menées en laboratoire, une méthode innovante est actuellement en développement : la posturographie tridimensionnelle. Elle permettra de suivre en temps réel l’ensemble des mouvements du squelette et des tissus mous d’une souris libre de ses mouvements.

A l’avenir, cette technique rendra possible une évaluation plus précise du comportement moteur des souris qui servent de modèles à l’étude des maladies neurologiques et participera à l’évaluation de nouvelles thérapeutiques de ces maladies.

Contacts

  • Conctacts scientifiques : Mathieu Beraneck et Pierre-Paul Vidal, Centre d’Etude de la Sensori Motricité, Laboratoire mixte CNRS/Université Paris Descartes, Sorbonne Paris cité, Lionel Reveret, INRIA Rhônes-Alpes
  • Responsable de la thématique sciences de la vie en micropesanteur : Guillemette Gauquelin-Koch

Voir aussi

Les sites des scientifiques impliqués dans ces recherches :