Une interface entre humains et robots possible grâce aux messages nerveux
Les messages nerveux permettent la transmission de l'information à l'action et sont véhiculés grâce aux neurones. Ces messages nerveux sont indirectement provoqués par un stimulus: il peut être visuel, notre oeil qui perçoit quelque chose que nous voulons attraper, comme il peut être provoqué par un facteur physique, une personne qui nous touche par exemple: on parle alors de réflexe.
Ce stimulus va provoquer une différence de potentiel entre le neurone et la membrane du neurone. Ce potentiel est certes déjà existant à cause de charges électriques qui proviennent des ions de notre corps. En effet, la concentration du K+ intracellulaire est supérieure à la concentration du Na+ extracellulaire. Ainsi cette différence de potentiel est- elle due à la séparation de charge de part et d'autre de la membrane provoquée par un courant permanent majoritairement d'ion potassium à travers des canaux ioniques.
Ce courant dissipe la force électro-osmotique causée par des différences de concentration
entre différentes espèces ioniques. Cette différence de concentration est maintenue en permanence par l'activité consommatrice en énergie des pompes sodium-potassium.
La face interne de la membrane est donc polarisée négativement par rapport à la face externe. Cette différence de potentiel transmembranaire qui caractérise une fibre non stimulée, est appelée potentiel de repos. Il va être inversé par ce stimulus qui modifie la charge et, selon la règle du tout ou rien (donc selon l"importance de la différence de potentiel qui peut ou non dépasser un seuil de potentiel) va provoquer un train de potentiel d'action de fréquence plus ou moins importante. Il s'agit d'un inversion transitoire de la polarisation membranaire, qui se propage le long du nerf sans qu'aucune de ses caractéristiques ne soit modifiée. On remarque que cette dépolarisation se propage le long de l'axone. On assiste ainsi à une différence de potentiel temporaire entre le début et la fin d'un nerf: le potentiel global du nerf. C'est la traduction électrique du message nerveux en surface d'un nerf stimulé.
Ce message électrique se propage donc le long du neurone jusqu'à arriver à son extrémité. Pour pouvoir passer d'un neurone à l'autre, le neurone va procéder à l'exoytose de vésicules contenant des neurotransmetteurs: c'est-à-dire que les celulles du premier neurone contiennent des vésicules, sortes de capsules qui contiennent une substance chimique libérée dans la synapse: les neurotransmetteurs. Ceux-ci feront offices d'intermédiaire entre les neurones en traversant une synapse (surface d'échange entre chaque neurone). On passe donc d'un message électrique à un message chimique. Le nombre de neurotransmetteurs va dépendre de la fréquence du train de potentiel d'action ce qui va permettre, lors de la traduction des neurotransmetteurs au niveau du deuxième neurone (on parle de neurone postsynaptique), d'obtenir exactement le même message électrique que celui véhiculé le long du premier neurone (on parle de neurone présynaptique).
Cette traduction est permise grâce a la présence de récepteurs sur le neurone postsynaptique. Ainsi le message nerveux va-t-il pouvoir circuler dans le corps de neurones en neurones jusqu'à atteindre la moelle épinière s'il s'agit d'un rélfexe ou le cerveau s'il s'agit d'un geste volontaire. Ceux-ci vont renvoyer un message électrique jusqu'au muscle de manière analogue afin qu'il se contracte de manière à réaliser l'action voulue.
Dans le cadre de la robotique, cela nous permet de comprendre le fonctionnement de la robionique qui va simuler la différence de potentialité du membre perdu afin de permettre la liaison entre la prothèse robotique et le corps humain. Dans l'assistance robotisée (l'exosquelette), il s'agit d'une aide au niveau du capteur sensoriel qui, en amplifiant la fréquence du train de potentiel et donc en stimulant les muscles par cette amplification va permettre aux personnes à mobilité réduite ou âgées à retrouver leur réactivité perdue face à un stimulus.
Ce message électrique se propage donc le long du neurone jusqu'à arriver à son extrémité. Pour pouvoir passer d'un neurone à l'autre, le neurone va procéder à l'exoytose de vésicules contenant des neurotransmetteurs: c'est-à-dire que les celulles du premier neurone contiennent des vésicules, sortes de capsules qui contiennent une substance chimique libérée dans la synapse: les neurotransmetteurs. Ceux-ci feront offices d'intermédiaire entre les neurones en traversant une synapse (surface d'échange entre chaque neurone). On passe donc d'un message électrique à un message chimique. Le nombre de neurotransmetteurs va dépendre de la fréquence du train de potentiel d'action ce qui va permettre, lors de la traduction des neurotransmetteurs au niveau du deuxième neurone (on parle de neurone postsynaptique), d'obtenir exactement le même message électrique que celui véhiculé le long du premier neurone (on parle de neurone présynaptique).
Cette traduction est permise grâce a la présence de récepteurs sur le neurone postsynaptique. Ainsi le message nerveux va-t-il pouvoir circuler dans le corps de neurones en neurones jusqu'à atteindre la moelle épinière s'il s'agit d'un rélfexe ou le cerveau s'il s'agit d'un geste volontaire. Ceux-ci vont renvoyer un message électrique jusqu'au muscle de manière analogue afin qu'il se contracte de manière à réaliser l'action voulue.
Dans le cadre de la robotique, cela nous permet de comprendre le fonctionnement de la robionique qui va simuler la différence de potentialité du membre perdu afin de permettre la liaison entre la prothèse robotique et le corps humain. Dans l'assistance robotisée (l'exosquelette), il s'agit d'une aide au niveau du capteur sensoriel qui, en amplifiant la fréquence du train de potentiel et donc en stimulant les muscles par cette amplification va permettre aux personnes à mobilité réduite ou âgées à retrouver leur réactivité perdue face à un stimulus.