Thème 3A : Comportements, mouvement et système nerveux

Question 1

Qu’est ce qu’un réflexe myotatique?

Answer 1

Un réflexe myotatique est une réaction rapide, involontaire et stéréotypée du corps : un muscle se contracte automatiquement en réponse à son propre étirement. Les réflexes sont, comme tous les réflexes, sous contrôle nerveux. Ils témoignent d’un bon fonctionnement du système neuromusculaire.

Question 2

Lors d’un réflexe myotatique de quoi s’accompagne la contraction d’un muscle en réponse à son étirement?

Answer 2

Relâchement du muscle antagoniste

Question 3

Quelles sont les différentes parties d’un neurone?

Answer 3

Dentrites, corps cellulaire et axone

Question 4

Comment est organisée la Moelle Épinière?

Answer 4

Reliée aux muscles grâce aux nerfs rachidiens, substances blanches (axones et dendrites) sur les bords et substance grise (corps cellulaire) au centre

Question 5

Par quoi est détecté l’étirement du muscle?

Answer 5

Des fuseaux neuromusculaire (mécanorecepteurs)

Question 6

Qu’entraine la stimulation d’un neurone au-delà d’une intensité seuil?

Answer 6

Une inversion rapide et transitoire du potentiel de membrane = Potentiel d’action (PA)

Question 7

Qu’est ce que le Potentiel d’Action?

Answer 7

Une inversion rapide et transitoire du potentiel de membrane, d’amplitude constante

Question 8

Qu’entraine l’arrivée d’un train de PA au niveau d’une synapse neuro-neuronique ou neuromusculaire?

Answer 8

Libération par exocytose de molécules appelées neuromediateurs ou neurotransmetteurs dans la fente synaptique entre les 2 cellules

Question 9

Comment certaines substances pharmacologiques (comme le curare par exemple) peuvent perturber le fonctionnement des synapses?

Answer 9

En interférant avec la fixation du neurotransmetteur sur son récepteur

Question 10

Qu’est-ce que l’arc réflexe?

Answer 10

L’arc réflexe est l’ensemble des évènements survenant depuis la détection de l’étirement du muscle jusqu’à la réponse qui est sa contraction.

Question 11

Comment se déroule le circuit du réflexe myotatique?

Answer 11

L’étirement du muscle est détecté par un fuseau neuromusculaire (mécanorécepteur) qui émet un message nerveux sensoriel.Ce dernier est véhiculé par un neurone sensoriel dont le corps cellulaire se situe dans le ganglion rachidien. L’axone de ce neurone gagne la Moelle Épinière (centre nerveux) par la racine dorsale du nerf. Dans la ME, le neurone sensoriel est en contact, par l’intermédiaire d’une synapse, avec un neurone moteur, ou motoneurone. Ce dernier émet un message nerveux moteur (par le corps cellulaire situé dans la substance grise) qui quitte la ME par la racine ventrale. Il parvient dans les terminaisons synaptiques du motoneurone en contact avec une fibre musculaire au niveau d’une plaque motrice. Cela commande la contraction de la fibre musculaire.
Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique.

Question 12

Décrire un neurone.

Answer 12

Un neurone est une cellule orientée: arrivée et/ou détection d’un message nerveux par les dendrites; intégration et élaboration d’une réponse dans le corps cellulaire puis transmission du message par l’axone.

Question 13

Qu’est-ce qu’un nerf?

Answer 13

Un nerf est un ensemble de dendrites et d’axones de différents neurones , entouré par une gaine de tissu conjonctif.

Question 14

Qu’est-ce qu’une synapse?

Answer 14

Une synapse est une zone de communication entre deux neurones (synapse neuro-neuronique) ou entre un neurone et une cellule musculaire (synapse neuro-musculaire).

Question 15

Comment est codé le message nerveux?

Answer 15

Le message nerveux est véhiculé le long de l’axone d’un neurone sous la forme d’une série (ou train) de PA. La fréquence de ces PA est proportionnelle à l’intensité de stimulation du neurone. Le message nerveux est donc codé électriquement en fréquence de potentiels d’action.

Question 16

Qu’est-ce qu’un potentiel d’action?

Answer 16

La différence de potentiel électrique entre le cytoplasme et la face externe de la membrane plasmique du neurone définit le potentiel de membrane. En l’absence de stimulation, le potentiel de membrane vaut environ -70mV et constitue le potentiel de repos.
La stimulation d’un neurone au-delà d’une intensité seuil entraîne une inversion rapide et transitoire du potentiel de membrane. Cette inversion, d’amplitude constante, constitue le potentiel d’action (PA).

Question 17

Comment fonctionne la communication nerveuse au niveau d’une synapse?

Answer 17

Au niveau d’une synapse, l’arrivée d’un train de PA entraîne la libération par exocytose d’une molécule appelée neuromédiateur ou neurotransmetteur dans la fente synaptique entre le motoneurone et la cellule musculaire ou entre les 2 neurones. La quantité de neuromédiateurs libérés est proportionnelle à la fréquence des PA parvenant au bouton synaptique. Les neuromédiateurs se fixent sur des récepteurs spécifiques de la membrane de la cellule post-synaptique, ce qui déclenche un potentiel d’action.
Au niveau d’une synapse, le message nerveux est donc codé chimiquement par la concentration en neuromédiateur.

Question 18

Qu’est-ce qu’un fuseau neuromusculaire?

Answer 18

Il s’agit d’un mécanorécepteur capable de détecter un étirement des fibres musculaires.

Question 19

Qu’est-ce qu’une plaque motrice?

Answer 19

Il s’agit des synapses neuro-musculaires.

Question 20

Les réflexes myotatiques sont-ils volontaires?

Answer 20

Non car ils ne font pas intervenir le cortex cérébral et les aires motrices de la mobilité volontaire. Le centre nerveux est la Moelle Épinière.

Question 21

Comment est appelle-t-on la zone cérébrale participant à la mobilité volontaire?

Answer 21

La zone cérébrale participant à la mobilité volontaire est formée des aires motrices spécialisées à l’origine des mouvements volontaires. Elles forment le cortex moteur.
Au sein du cortex moteur, l’aire motrice primaire contrôle la réalisation des mouvements volontaires : chaque zone de cette aire commande la contraction des muscles d’une région du corps. L’importance de chaque territoire est en relation avec les capacités de mouvements de la partie du corps concernées.

Question 22

Comment est organisé le cortex moteur?

Answer 22

Chaque aire motrice commande les mouvements de la moitié opposée du corps (commande controlatérale).

Question 23

Qu’est-ce que la sommation temporelle et la sommation spatiale?

Answer 23

La sommation temporelle et la sommation spatiale sont les intégrations effectuées par le corps cellulaire du neurone qui reçoit en permanence différentes informations d’un même neurone à la suite (sommation temporelle) et des informations différentes simultanées de différents neurones (sommation spatiale) = intégration neurale. Les synapses peuvent être inhibitrices (PPSI) ou excitatrices (PPSE) selon la nature de leurs neurotransmetteurs.

Question 24

Qu’est-ce que la plasticité cérébrale?

Answer 24

Dans ces grandes lignes, l’organisation du cerveau est la même pour tous les individus : c’est une caractéristique propre à l’espèce.
Cependant, la comparaison des cartes motrices de plusieurs individus montre des différences importantes. Ces différences ne sont pas innées : elles s’expliquent par des remaniements du cortex moteur au cours du développement sous l’effet de l’apprentissage des gestes et de l’entrainement. Elles témoignent d’une plasticité du cortex moteur.

Cette plasticité cérébrale explique aussi les capacités de récupération du cerveau après la perte de fonction accidentelle d’une petite partie du cortex moteur.
Les capacités de remaniements se réduisent tout au long de la vie, de même que le nombre de cellules nerveuses. C’est donc un capital à préserver et entretenir.

Question 25

Comment des substances exogènes peuvent-elles perturber le fonctionnement du cerveau?

Answer 25

Elles peuvent prendre la place du neurotransmetteur sur le récepteur postsynaptique et entrainer une dépolarisation du neurone (effet agoniste) ou empêcher la dépolarisation (effet antagoniste); elles peuvent inhiber les enzymes recyclant les neurotransmetteurs (action prolongée du neurotransmetteur); empêcher la recapture des neurotransmetteurs par le neurone pré-synaptique ou augmenter la libération de neurotransmetteurs en stimulant le neurone présynaptique.

Question 26

Quelles sont les cellules que l’on rencontre dans le cerveau et quels sont leurs rôles?

Answer 26

• Les neurones assurent la genèse et la propagation des messages nerveux.
• Les astrocytes permettent l’approvisionnement en nutriments des neurones.
• Les oligodendrocytes synthétisent la gaine de myéline qui recouvre les axone et accélère la propagation des messages nerveux.
• Les cellules de la microglie sont des phagocytes qui assurent la défense immunitaire de l’organe.

Question 27

Qu’est qu’une IRMf?

Answer 27

Imagerie par Résonnance Magnétique fonctionnelle = permet d’observer la structure anatomique d’une région du corps (ici le cerveau) et de mettre en évidence les zones activées par une action simple (mesure du taux d’ 02 circulant dans le sang en niveau du cerveau).

Question 28

Qu’est-ce que la dépolarisation?

Answer 28

Augmentation du potentiel membranaire. Dans le cas d’un PA, il passe de -70mV à +20-30mV.

Question 29

Qu’est-ce qu’une repolarisation?

Answer 29

Retour du potentiel membranaire à sa valeur de repos = -70mV

Question 30

Qu’est-ce qu’une exocytose?

Answer 30

Libération des neurotransmetteurs dans la fente synaptique

Question 31

Comment circule l’information nerveuse dans un neurone?

Answer 31

Arrive au niveau des dendrites puis intégration au niveau du corps cellulaire et élaboration d’une réponse unique qui va circuler le long de l’unique axone.

Question 32

Comment argumenter que le centre nerveux du réflexe myotatique est la moelle épinière ?

Answer 32

En mesurant le temps de réponse suite à l’étirement du muscle. On constate que le temps de réponse (aux alentours de 30 ms) est trop court pour permettre à l’information nerveuse de passer par le cerveau.

Question 33

Comment argumenter le sens de propagation du message nerveux lors du réflexe myotatique ?

Answer 33

En étudiant des résultats d’expériences de coupes de nerfs au niveau de la moelle épinière. Quand le nerf passant par la racine dorsale est coupé, on observe une perte de sensibilité mais pas une perte de motricité. Quand le nerf passant par la racine ventrale est coupé on observe une perte de motricité mais pas de sensibilité.

Question 34

Comment argumenter le fait que la partie droite du cortex moteur contrôle la partie gauche du corps et inversement ?

Answer 34

En étudiant différentes images d’IRMf:

• Soit chez un patient ayant eu un AVC affectant une des 2 zones motrices et on constate la paralysie du côté opposé.
• Soit en demandant à une personne de faire un mouvement (ex: bouger les doigts d’une main) et observer les zones actives au niveau du cortex cérébral.

Question 35

Comment argumenter du codage en fréquence de potentiel d’action du message nerveux?

Answer 35

En étudiant les résultats d’une expérience où on stimule un nerf (ou directement un axone si on expérimente sur un calamar qui possède des axones géants) via des microélectrodes et on enregistre les variations de tensions électriques avec un oscilloscope. Quand on augmente l’intensité de la stimulation, la fréquence des PA augmente.

Question 36

Comment argumenter du codage en concentration de neurotransmetteurs du message nerveux au niveau des synapses ?

Answer 36

En étudiant des expériences où on injecte des doses croissantes de NT au niveau d’une synapse et on enregistre les variations de tensions électriques avec un oscilloscope au niveau de la cellule post-synaptique. On observe que plus la concentration en NT augmente, plus la fqce de PA augmente.

Question 37

Comment comprendre l’organisation de la moelle épinière?

Answer 37

En observant une coupe de ME au microscope