Sciences de la vie et de la Terre

http://www.ac-creteil.fr/svt/program/orgalyc/Prem_S/1S_Ref_B4.htm

01 / 09 / 2005 | Sacha Touille

Classe de1ère S Programme 2002

Partie IV - Sciences de la Vie

LA PART DU GÉNOTYPE ET LA PART DE L’EXPÉRIENCE INDIVIDUELLE DANS LE FONCTIONNEMENT DU SYSTèME NERVEUX.

  

  Connaissances exigibles

  1.  L’organisation fondamentale des centres nerveux et des circuits neuroniques est déterminée génétiquement.

  1.1. Un  réflexe myotatique mobilise des circuits neuroniques simples.

1.1.1. Des réflexes
myotatiques participent au tonus musculaire nécessaire au maintien
de la posture.

  • La station debout engendre l’étirement de certains muscles sous l’effet de la pesanteur.
  • Un réflexe myotatique est la contraction involontaire d’un muscle en réponse à son étirement.
  • L’état de contraction permanent des muscles antigravitaires s’opposant ainsi à cet étirement est le tonus musculaire.

1.1.2. La réalisation d’un réflexe
myotatique repose sur l’organisation d’une population de neurones.

1.1.2.1. Des messages nerveux afférents
naissent de l’étirement d’un muscle.

  • L’étirement d’un muscle stimule les fuseaux neuromusculaires qui sont des récepteurs sensoriels localisés dans le muscle.
  • La fibre nerveuse afférente reliée au récepteur stimulé, conduit des messages vers le centre nerveux du réflexe.
  • La fibre nerveuse afférente est le prolongement d’un neurone dont le corps cellulaire est dans le ganglion de la racine dorsale d’un nerf rachidien.

1.1.2.2. 
Dans la moelle épinière, des réseaux neuroniques
re oivent les messages afférents
et donnent naissance à des messages efférents
qui coordonnent l’activité des effecteurs
musculaires.

  • Les corps cellulaires des motoneurones sont localisés dans la substance grise de la moelle épinière.
  • Le même message afférent inhibe les motoneurones innervant le muscle antagoniste.
  • Cette inhibition est due à l’excitation d’un interneurone inhibiteur.
  • Les commandes motrices provoquent la contraction du muscle étiré et le rel‰chement du muscle antagoniste.
  • La moelle épinière est le centre nerveux intégrateur de ce réflexe.

1.1.2.3. Les messages efférents
suivent un trajet spécifique jusqu’aux effecteurs
musculaires.

  • Les fibres efférentes sont les axones des motoneurones.
  • Elles conduisent les messages efférents par la racine ventrale du nerf rachidien.
  • Elles sont en connexion avec les fibres musculaires effectrices du muscle étiré.

1.1.2.4. La réalisation d’un réflexe
myotatique fait intervenir des chaînes de neurones
reliant les récepteurs sensoriels
aux effecteurs musculaires.

 

1.1.3. La formation des chaînes
de neurones est sous le contr™le de gènes.

  • Les circuits neuroniques sont mis en place au cours du développement embryonnaire.
  • Ainsi, les réflexes constituent un phénotype comportemental.

  1.2. Les chaînes de neurones assurent la propagation et la transmission des messages nerveux.

1.2.1. Le potentiel d’action
est le signal élémentaire du message nerveux.

1.2.1.1. En l’absence de stimulation, la membrane
d’un neurone est polarisée électriquement : c’est le
potentiel de repos.

  • Sa face interne est chargée négativement par rapport à sa face externe.
  • C’est une propriété commune à toutes les cellules.

1.2.1.2. En réponse à une stimulation
efficace, une inversion rapide et transitoire de la polarité
apparaît sur l’axone : c’est un potentiel
d’action.

  • Il a une amplitude et une durée constantes.
  • Il se propage sur l’axone sans modification de ses caractéristiques.

1.2.2. Le
message nerveux traduit l’intensité de la stimulation.

1.2.2.1. Sur une fibre nerveuse, le message est codé
par la fréquence des potentiels d’action.

  • Le message nerveux se traduit par un train de potentiels d’action.
  • Des variations de l’intensité de stimulation provoquent des variations de la fréquence des potentiels d’action, l’amplitude restant constante.

1.2.2.2. Au niveau d’un nerf, le message global est
codé par le nombre de fibres nerveuses recrutées.

  • Quand l’intensité de stimulation augmente, l’amplitude du potentiel global enregistré sur le nerf augmente en fonction du nombre de fibres mises en jeu.

1.2.3. Les
messages nerveux sont transmis d’un neurone à un autre ou à
des cellules effectrices gr‰ce à des synapses.

1.2.3.1. Le message nerveux présynaptique,
codé en fréquence de potentiels d’action, est traduit
en un message chimique codé en concentration de neurotransmetteur.

  • L’arrivée d’un train de potentiels d’action au niveau de la membrane présynaptique, déclenche la libération de molécules d’un neurotransmetteur.
  • Le neurotransmetteur diffuse dans la fente synaptique, espace séparant les membranes des deux cellules.
  • La quantité de neurotransmetteur libérée est fonction de la fréquence des potentiels d’action présynaptiques.

 
1.2.3.2. Les molécules de neurotransmetteur
s’associent brièvement avec des molécules réceptrices
spécifiques de la membrane postsynaptique.

  • Cette liaison temporaire provoque une modification de l’activité de la cellule postsynaptique.
  • Selon la quantité et la nature du neurotransmetteur, un message postsynaptique peut prendre naissance.

1.2.4. Un motoneurone traite les différents
messages afférents qu’il re oit
et élabore, en conséquence, un message efférent.

1.2.4.1.
Un
motoneurone émet en permanence des potentiels d’action.

1.2.4.2. Cette activité de base peut être
modifiée par les messages afférents
que ce motoneurone re oit.

  • La fréquence des potentiels d’action émis par le motoneurone relié au muscle étiré augmente, suite aux messages transmis par le neurone afférent.
  • La fréquence des potentiels d’action émis par le motoneurone relié au muscle antagoniste diminue, suite aux messages transmis par l’interneurone inhibiteur.
  • Les messages efférents émis par un motoneurone peuvent être modifiés par des messages afférents issus du cortex cérébral.

  2 L’organisation du cortex cérébral est remodelée par l’expérience individuelle.

  2.1. Les messages nerveux, nés de la stimulation des récepteurs sensoriels sont acheminés vers le cortex cérébral.

2.1.1. La région du
cortex qui traite les informations tactiles est l’aire
somatosensorielle.

  • Le cortex cérébral est la partie superficielle du cerveau formée par la substance grise.
  • Les messages issus d’un territoire du corps parviennent à une zone spécifique de ce cortex.
  • La superficie d’une aire de projection corticale dépend de la quantité des récepteurs présents dans le territoire cutané correspondant.
  • La superficie des aires corticales est ainsi disproportionnée par rapport à la superficie réelle des territoires corporels.

2.1.2. Les réseaux neuroniques du cortex sensoriel
sont organisés en colonnes.

  • Chaque colonne de neurones ne répond qu’à des stimulations appliquées sur une région précise du corps.
  • Les neurones du cortex cérébral sont répartis en six couches superposées.
  • Cette organisation permet d’amplifier les connexions entre les neurones.

  2.2. L’organisation de l’aire somatosensorielle est modulée par des facteurs de l’environnement : c’est la neuroplasticité.

2.2.1. Des réseaux de neurones
corticaux se mettent en place sous l’influence du génome.

2.2.2. Pendant des périodes critiques du développement,
des réseaux neuroniques deviennent fonctionnels sous l’action
de stimulations par l’environnement : c’est l’épigenèse.

  • Les stimulations des récepteurs sensoriels renforcent et multiplient les connexions synaptiques.
  • L’absence de stimulation fait disparaître des connexions synaptiques.

2.2.3. Le remodelage de l’architecture corticale
tout au long de la vie, fonde l’unicité
cérébrale.

  • L’interaction permanente entre le génotype et les expériences individuelles est à l’origine de l’unicité cérébrale.
  • Le phénotype comportemental évolue tout au long de la vie.

  EXPRESSIONS et MOTS CLéS  :

les mots et expressions
clés sont écrits en rouge dans
le texte du référentiel.

afférent

Message
codé

Récepteur
sensoriel

Aire
somatosensorielle

Muscle
antagoniste

Réflexe
myotatique

Centre
nerveux

Neurones

Réseau
de neurones

Cortex
cérébral

Neuroplasticité

Synapse

Effecteur

Neurotransmetteur

Transmission
des messages

efférent

Potentiel
d’action

Unicité
cérébrale

épigenèse

Potentiel
de repos

 

Maintien
de la posture

Propagation
des messages nerveux

 



SVT Académie de Créteil

 

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