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Électroréception
Unités T et Unités P : accorder ses nerfs
Erik Harvey-Girard


Des fibres de neurones sensoriels, que l’on nomme afférences, innervent les électrorécepteurs de façon à garder l'arrangement topographique des électrorécepteurs dans la peau, mais de distinguer entre les récepteurs tubéreux et ampullaires. 

Innervation des électrorécepteurs tubéreux (T) et ampullaires (A) par les fibres nerveuses des afférences électrosensorielles chez Eigenmannia lineata. (Référence: Vischer HA. The development of lateral-line receptors in Eigenmannia (Teleostei, Gymnotiformes). II. The electroreceptive lateral-line system. Brain Behav Evol. 1989;33(4):223-36.)

Il y a quatre sortes d’afférences innervant  les électrorécepteurs tubéreux classifiées selon leur propriétés physiologiques : les unités T, les unités P, les unités B et les unités M. Seules les unités T et P se retrouvent chez les poissons qui émettent des décharges ondulatoires comme les aptéronotes : je me concentrerai sur celles-ci.

 

Les unités T (T unit ou time coder ou phase coder) fournissent de l’information sur le temps d’apparition des cycles de la EOD. Elles produisent des potentiels d’action isolés qui sont en phase avec chaque cycle de la décharge de l’organe électrique (EOD) avec un délai très court (<0,1ms). Pour des stimuli d’amplitudes et de fréquences naturelles, les unités T déchargent à chaque cycle de la EOD (probabilité de 100%).

 
Positions des nerfs électrosensoriels. so: supraorbital; mn: mandibulaire; io: infraorbital. Image de Bill Ellis, 2005.

Pour leur part, les unités P (P unit ou probality coder) fournissent de l’information sur l’amplitude du champs électrique. Elles ont plus de chance de produire des potentiels d’action à mesure que l’intensité du stimulus (l’amplitude modulée de l’onde du champ électrique) augmente. Normalement, leur probabilité de décharge est donc largement inférieure à 100% et cette valeur augmente avec l’augmentation du stimulus. Les unités P déchargent avec un grand délai (>0,5s), ce qui fait qu’elles ne peuvent pas fournir convenablement l’information sur le temps des cycles de la EOD (à 1000Hz un cycle dure 1ms).

 

Les unités T ne s’adaptent pas et sont sensibles à d’étroites bandes de fréquences du stimulus. Inversement, les unités P s’adaptent grandement et sont sensibles à de larges bandes de fréquences du stimulus. Lors qu’un récepteur ou un neurone reçoit un stimulus qui change soudainement d’intensité, il changera sa vitesse de décharge de potentiels d’action. L’adaptation est la capacité d’un récepteur ou d’un neurone de revenir au même niveau de décharge de base malgré la présentation continuelle du stimulus. L’adaptation rapide des unités P leur permet de bien répondre aux changements de contraste du stimulus, tandis que l’absence d’adaptation des unités T leur permet de réagir de façon tonique et constante aux diverses intensités du stimulus.

 

Les unités T sont très sensibles aux variations du champ électrique : leur seuil d’excitabilité est plus bas que les variations naturelles du champ électrique. Les unités P sont moins sensibles aux changements du champ électrique et ont besoin de plus fortes intensités. Ainsi, dans des conditions naturelles, le champ électrique produit par la EOD sature complètement l’activité des unités T (probabilité de décharge de 100%), tandis que les unités P sont toujours insaturées (probabilité de décharge inférieure) et sont dans leur fourchette dynamique de fonctionnement.

 
A- Courbes d'accord des récepteurs tubéreux de type T (en blanc) et de type P (en noir). Les unités T sont plus sensibles que les unités P, mais à des bandes plus étroites. B- Les unités T ont des fréquences "préférées" autour de la fréquence d'émission du champ électrique d'une espèce.

La propriété la plus intéressante de la physiologie des récepteurs tubéreux est leur réglage précis aux fréquences du champ électrique. Les récepteurs tubéreux sont sensibles à des domaines restreints des fréquences électriques. Les courbes d’accord (tuning curves) des récepteurs tubéreux ressemblent à celles des fibres nerveuses auditives pour les stimuli sonores. Elles sont étroites en forme de V avec une fréquence optimale (BF) distincte. La sensibilité des récepteurs tubéreux est ajustée aux fréquences (pic du spectre de puissance) du champ électrique émis par le poisson électrique selon son espèce et son sexe.

 

Il est intéressant de noter que les fibres nerveuses transportant l’information électrosensorielle ciblent différentes cellules du ELL selon qu’elles partent des unités T ou des unités P. Les afférences des unités T convergent sur les cellules sphériques, tandis que les afférences des unités P ciblent principalement les cellules pyramidales et les cellules granulaires (Voir ELL).

 

Références
Erik Harvey-Girard.  "Unités T et Unités P : accorder ses nerfs."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Juin 2, 2005. <  >

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