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
|
|
|