La pierre d’oreille et le mal des transports

Il y a quelques temps, j’avais abordé dans Kidiscience, le sujet du mal des transports ; vertiges, malaises, nausées, salivation, fatigue, pâleur, maux de têtes, vomissements sont des désagréments dont souffrent quelques uns d’entre nous  lors d’un voyage en mer, en avion, en train, en voiture ou même dans un ascenseur, une balançoire, ou lors de l’exécution d’une rotation chez la danseuse (voire même lors de l’utilisation de Smartphone). Cela peut vite devenir  un vrai cauchemar pour certains, surtout lorsque le voyage est un peu long.

Si globalement les phénomènes mis en jeu pour expliquer cet état désagréable sont connus, tous les paramètres impliqués et leur interaction mutuelle ne sont pas encore parfaitement compris :  la sensibilité variable d’un individu à l’autre notamment selon l’âge, le sexe, l’état physique, le mode de fonctionnement de son oreille interne …

Un bon nombre d’études ont été consacrées à ce sujet, notamment dans le domaine de l’aéronautique dans le cadre de la formation du personnel naviguant. En effet, soumis à un entraînement dans des simulateurs (environnements virtuels), il n’est pas rare que « le mal de mer » entrave le bon déroulement de la formation. Il est donc important de comprendre pour mieux anticiper, et chercher des moyens de réduire ces effets.

La théorie classique, du conflit d’informations

Que se passe-t-il quand on roule en voiture et qu’on fait autre chose que regarder le paysage qui défile, par exemple lire une BD ?

Comme nous l’avons expliqué dans les grandes lignes ici, les yeux fixent le livre et les nerfs sensitifs vont faire transiter l’information vers une zone du cerveau qui va l’interpréter dans ce sens : je suis immobile en train de lire un livre.

Mais d’autres parties du corps, en particulier l’oreille interne  contient des organes qui informent le cerveau sur le déplacement en cours.

Bref, le cerveau reçoit donc deux informations contradictoires et il ne parvient pas à raccorder les deux morceaux de l’énigme. Ce conflit intérieur génère donc des vertiges. Le conducteur lui, n’a pas ces sensations désagréables : ses yeux et ses oreilles donnent à son cerveau les mêmes informations quant au déplacement.

Oui mais d’autres questions se posent. Comment fonctionne l’oreille interne dans la transmission d’information de la position ? Comment est-on sûr qu’elle est bien impliquée dans le mal des transports ? Pourquoi des vertiges, nausées générés par le conflit d’informations? Comment expliquer la susceptibilité différente des individus ?  Y a-t-il les origines phylogénétiques de cet état (liens avec l’évolution) ?

Le rôle de l’oreille interne

Le système vestibulaire situé dans l’oreille interne permet de percevoir le mouvement et l’écart par rapport à la verticalité. Comment ?
Il est constitué du labyrinthe (partie centrale du vestibule), de nerfs et d’amas de neurones adjacents (les noyaux encéphaliques) reliés aux noyaux vestibulaires.

Ce qui nous intéresse c’est le labyrinthe, partie centrale du vestibule, de forme parallélépipédique, constitué de deux types de structures :
– des petits sacs nommés saccule et utricule reliés entre eux.
– des canaux semi-circulaires (les 3 boucles couvrant à elles trois, les trois dimensions de l’espace) dont la réunion se fait dans l’utricule.

Les deux petits sacs jouent un rôle majeur car leur surface interne (verticale pour le saccule, et horizontale pour l’utricule) est recouverte de cellules ciliées (avec des poils) et d’un liquide gélatineux contenant des cristaux de calcaire (carbonate de calcium CaCO3) qu’on nomme des otolithes (étymologiquement, les pierres d’oreille) de 3 à 19 mm environ.

Bref, nous possédons tous des boucles, des cellules à poils et des petites pierres dans nos oreilles : cet ensemble est dédié à la perception des mouvements de notre corps et à l’optimisation de l’équilibre.
En effet, les petites pierres sont « denses » et donc sensibles à toute force d’inertie ressentie lors d’une accélération directionnelle : c’est ainsi qu’elles percutent les cils qui changeant de position, déclenchent  un influx nerveux.

En ce qui concerne l’accélération linéaire (modification de l’intensité de la vitesse), ce sont plutôt les canaux circulaires qui répondent. Le liquide qu’ils contiennent se déplace sous l’effet d’une accélération, ce qui stimule également les cellules ciliées.

Ainsi, le cerveau informé de toute modification de vitesse (direction et intensité) envoie des informations vers les muscles (via les moto-neurones) pour une correction de posture (tête, corps) et du tonus musculaire permettant d’atteindre en toutes circonstances l’équilibre.

Origine des vertiges et lien avec le système digestif
En cas de roulis, ou de mouvements rapides et intenses, l’appareil vestibulaire est soumis à rude épreuve. La sur-stimulation de tout ce système conduit aux vertiges.

Comme évoqué dans la première partie, le problème devient vraiment épineux en cas de conflit entre les différents systèmes d’information. En effet, les zones du cerveau recevant les données en provenance des neurones vestibulaires, recueillent aussi des informations issues des autres systèmes de sens (yeux / peaux etc.) Mais est-on sûr que des informations divergentes conduiront aux symptômes du mal des transports ?

Des expériences particulières ont permis de le mettre en évidence : en provoquant délibérément des conflits entre système vestibulaire et oculaire, des chercheurs ont déclenché des symptômes (dans 65% des cas) ainsi qu’une grande difficulté à maintenir un équilibre dynamique [7] avec un effet dose-réponse.
Les auteurs concluent que le conflit vue/système vestibulaire n’est pas forcément le seul élément déclenchant, mais qu’il est néanmoins fortement impliqué.

Pourquoi les nausées ?

Le système nerveux autonome qui a de nombreux capteurs le long du système digestif, va faire en sorte d’apporter tout le sang au cerveau pour résoudre le désaccord. Tout ce qui est superflu à gérer dans pareille situation (digestion par exemple) est évacué : ceci peut expliquer les sensations de nausée, voire les vomissements [1].
D’autres chercheurs [8] expliquent le lien avec l’appareil digestif par le fait que les systèmes neuronaux impliqués dans le maintien du flux sanguin dans le cerveau, la gestion des stimuli sensoriels, et la détection et rejets de toxines partagent des connexions communes. En cas de surstimulation du système vestibulaire, le système d’expulsion est sollicité, par effet collatéral.

Pour les autres mécanismes mis en jeu, de récentes recherches mettent également en lumière le rôle joué par le système des endocannabinoïdes [4].

Le rôle du système des endocannabinoïdes
Il s’agit de substances chimiques libérées dans le corps en petites quantités (à la demande), rapidement éliminées, se fixant sur des récepteurs spécifiques et agissant comme des neuro-transmetteurs. Ils jouent un rôle dans la fécondation (notamment sur les spermatozoïdes) et ont également une action anti-émétique (contre les vomissements et nausées).
Ce système est supposé connecter les réponses physiques et émotionnelles d’un stress aux fonctions digestives : certains récepteurs ont en effet été localisés aux points terminaux gastriques du nerf vague.
C’est sur ce dernier point, qu’ils sont suspectés d’agir lors d’un mal des transports.

Cette étude [4], montre que le mal des transports provoqué pendant des expériences (simulateurs) s’accompagnait par une diminution significative de la réactivité du système endocannabinoïde avec un effet dose/réponse (plus de symptômes pour les concentrations les plus basses). De plus, chez les personnes non touchées, la concentration des endocannabinoïdes (EDC) avait tendance à augmenter au fur et à mesure des expériences : ce qui suggère que le corps peu sensible et celui qui s’adapte.
Notons enfin que l’expression du gène des récepteurs à EDC diminuait (avant et après le simulateur) pour tous ceux qui étaient malades.

Une sensibilité bien personnelle
Chaque personne possède effectivement sa propre sensibilité au mal des transports. Mais quelques tendances se dessinent.
Il semblerait que les femmes ressentent plus les vertiges (notamment en période de règles et de grossesse) [5] [6] ; les enfants semblent être particulièrement touchés (surtout entre 2 et 12 ans), ainsi que les personnes âgées. L’ethnicité apparaît aussi comme facteur marquant (les asiatiques sont moins sensibles que les américains)[6] .
Des facteurs émotionnels (peur, anxiété) exacerbent également les symptômes associés au mal des transports [1].
Des facteurs environnementaux peuvent aussi accentuer les effets telle qu’un excès de chaleur. Ne réclame-t-on pas de l’air frais instinctivement lors d’un voyage nauséeux en voiture ?
Pour limiter les dégâts de pareilles mésaventures, les conseils classiques sont de bien supporter la tête, de ne pas bouger et de fixer un point lointain afin d’essayer de réduire les divergences d’informations.
Enfin, un effet d’habitude se met en place progressivement : le cerveau apprend à gérer progressivement les conflits.

Comment expliquer ces tendances? L’hypothèse des gènes et récepteurs à EDC évoqués précédemment est une des pistes de réponse. Mais il y en a d’autres.
On évoque plus récemment [10] le peptide relié au gène calcitonine un médiateur de la douleur ainsi que le gène codant une enzyme de synthèse de l’acétylcholine. Ces deux éléments, composant certains neurones vestibulaires, sont variables d’un individu à l’autre. Mais leur rôle exact reste peu clair.

Point de vue évolutif
Y a-t-il un avantage à ces symptômes, ou est-ce juste un effet dérivé de notre système d’équilibrage interne surstimulé?
La théorie du psychologue Triesman (1977) [9] repose sur une explication évolutionniste visant à justifier le mal des transports comme une adaptation avantageuse de l’homme dans un environnement où jadis il pouvait facilement ingérer des aliments dangereux, concentrés en toxines. Selon Triesman, l’ingestion de neurotoxines provoquerait  à la fois un conflit entre systèmes d’informations sensorielles et déclencherait le réflexe de nausée. Les deux aspects auraient donc coévolué comme mécanisme de défense pour la survie de l’homme.

Mais cette théorie est très controversée.

Conclusion 
Beaucoup de recherches ont été menées sur le sujet du mal des transports/ L’enjeu est important pour les expériences en apesanteur, ou simplement dans le domaine de l’aviation ou le transport maritime. Les conflits sensoriels, le système vestibulaire, les gènes récepteurs aux endocannabinoïdes…ont dévoilé leur lien avec ce sujet. Mais tous les paramètres impliqués et leur interaction ne sont pas encore connus. A suivre donc…

Références utilisées
1- Rioloa, J.M., Pérez R.,  » The Seasickness Phenomenom », Journal of Maritime Research, Vol 9 (2), pp 67-72, 2012
2- Lempert T., Neuhauser H., « Epidemiology of vertigo, migraine and vestibular migraine », Journal of Neurogoly, Vol 250 (3), pp 333-338, 2009
3- Meissner K., Enck P., « Cortisol levels predict motion sickness tolerance in women but not in men », Physiology and Behavior, Vol 97 (1), pp 102-106, 2009
4- Chouker A., Kreth S. et al, « Motion sickness, Stress and the Endocannabinoid System », PLOS One, 2010
5- Matchock R. L., « Susceptibility to Nausea and Motion Sickness as a function of the Menstrual Cycle », Women’s Health Issues, Vol 18(4), pp 328-335, 2008
6- Klosterhalfen, S. et al., « Effects of Ethnicity and Gender on Motion Sickness Susceptibility », Aviation, Space and Environmental Medicine, Vol 76 (11), 2005
7- Séverac Cauquil A., et al, « Unusual Vestibular and Visual Input in Human Dynamic Balance as a Motion Sickness Susceptibility Test », Aviation, Space and Environmental Medicine, Vol 68 (7), 1997
8-Oman, C. M., « Are Evolutionary Hypotheses for Motion Sickness « just so « stories ? », Eighth Symposium on Vestibular Research, 2011
9-Treisman, M., « Motion Sickness : an evolutionary hypothesis », Science, Vol 197, pp 493-495, 1977
10- Xiaocheng W, et al., « Expression of calcitonin gene-related peptide in efferent vestibular system and vestibular nucleus in rats with motion sickness », PLoS One, 7(10), 2012

Liens utiles
http://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_vestibulaire
http://fr.wikipedia.org/wiki/Oreille_interne

http://www.neuroreille.com/levestibule/chapb/b2/f_accueil-chapb2.htm