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Première S, 4e partie: Les parts du génotype et de l’expérience individuelle dans le fonctionnement du système nerveux (6semaines)
Ch6 : Propriétés intégratrices des centres nerveux et fonctionnement des neurones

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(J.Mirabaud)
I : Circuits neuroniques médullaires mobilisés au cours du réflexe myotatique
A : Etude expérimentale du phénotype macroscopique
p368 : Le réflexe myotatique assure en permanence le tonus musculaire pour maintenir la posture : les muscles luttent contre la gravité et maintiennent notre équilibre.
p370 à 373 :
Le réflexe myotatique assure ponctuellement la réponse musculaire réflexe à un stimulus : variation de pression ou de température. Cette réponse peut être inhibée en cas de contraction du muscle antagoniste.
p374 :
Le réflexe myotatique est un réflexe médullaire car il fait intervenir la moelle épinière. Le maintien de la posture fait, en plus, intervenir le cervelet, centre de l’équilibre.

B : Le phénotype à l’échelle cellulaire
p382 : Le réflexe myotatique fait agir des cellules musculaires.
p384 à 389 :
Il repose sur des populations de cellules nerveuses ou neurones, réparties en un circuit neuronique :
-Les neurones sensitifs afférents ont leurs corps cellulaires dans les ganglions des racines médulaires dorsales. Leurs extrémités s’enroulent autour de récepteurs sensoriels, les fuseaux neuro-musculaires à l’origine du réflexe.
-Les motoneurones efférents des muscles étirés et de leurs antagonistes ont leurs axones communicant par une plaque motrice avec les fibres musculaires effectrices.
-Les interneurones inhibiteurs assurent les connexions entre les neurones sensitifs afférents et les motoneurones des muscles antagonistes.

C : Le phénotype à l’échelle moléculaire
Les mêmes réflexes innés existent chez tous les individus de même espèce. De nombreux gènes codent les protéines nécessaires à la mise en place et au fonctionnement d'un réseau de neurones permettant le réflexe. Les mutations de ces gènes perturbent ces réseaux (ex : insensibilité congénitale à la douleur, tremblements d'origine cervicale chez la souris...).

TP 6a : ExAO réflexe ,
antagonistes
Vidéo : réflexe myotatique Animations : flexion, refmyo

Exercices p379 et 380

TP 6b : étude du
réflexe
myotatique logiciel synapses
circuit neuronique

Exercices p393 et 394

TP 6c : observation microscopique et dessins des cellules
(photos)

animation : nerf

II : Les messages nerveux
A : Le potentiel d’action, unité de base du message
p398 : Les signaux émis par les neurones sont des potentiels d’action. Leur genèse repose sur l’existence d’un potentiel membranaire, propriété commune à toutes les cellules.
p400 : Un potentiel d’action est une inversion transitoire de la polarisation membranaire. Au cours de sa propagation le long d’une fibre, le potentiel d’action conserve toutes ses caractéristiques.
B : Codage de l’importance du message
p402 : Le message nerveux afférent (de la périphérie vers le centre) et efférent (du centre vers la périphérie) se traduit au niveau d’une fibre par un train de potentiels d’action, d’amplitude constante. Les nerfs sont constitués de fibres qui sont progressivement recrutées en fonction de leur seuil de sensibilité.
p396 : L’intensité du message nerveux est codé par la fréquence des potentiels d’action et le nombre de fibres mises en jeu.

Vidéo : " nerfs, muscles, os " (20 dernières minutes)

TP 6d : étude du potentiel d’action animations PotAc, nerf
Exercices p407 et 408

III : Transmission et intégration du message
A : Les synapses sont des points de communication
p410 : Le message nerveux est transmis d’un neurone à d’autres neurones (ou à des cellules effectrices hors de la moelle) par des synapses.
p412 : Le message nerveux pré-synaptique codé en fréquence de potentiels d’action est traduit en message chimique codé en concentration de neurotransmetteur.
Les molécules de neurotransmetteur se fixent sur des récepteurs de la membrane post-synaptique, cette fixation crée une modification de l’activité du neurone post-synaptique. Si cette modification est superieure au seuil de dépolarisation, un potentiel d'action naît, à l’origine d’un nouveau message.
B : La moelle épinière réalise l’intégration
p414 : La sommation des messages afférents crée une réponse adaptée, modifiant la fréquence des potentiels d’action des motoneurones (cellules nerveuses transmettant la réponse des centres nerveux aux effecteurs). Celle des motoneurones du muscle étiré est augmentée alors que celle des motoneurones antagonistes est diminuée voire annulée.
p416 : Les motoneurones et les interneurones (cellules nerveuses totalement incluses dans un centre nerveux, intermédiaire entre un neurone sensitif et un motoneurone) du réflexe myotatique sont en connexion avec d’autres neurones que les neurones afférents issus des fuseaux neuro-musculaires.
Dans certaines limites la stimulation d’autres récepteurs sensoriels (par exemple les récepteurs nociceptifs) ou une commande volontaire peuvent inhiber le réflexe myotatique.

Animations Synapse, sommation spatiale, temporelle

Exercices p420 et 421

Sujets de restitutions de connaissance pour s'entraîner

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