Le système nerveux
Introduction
En tout moment, l’individu s’adapte aux multiples variations de son environnement. Il est averti de ces changements par ses sens, et réagit alors aux stimulus perçus par une action (un
comportement) appropriée dans le but d’accomplir une tache ou bien pour éviter un danger, et ce grâce à l’intervention de son système nerveux.
** Comment notre système nerveux perçoit – il les informations depuis notre milieu ?
** Comment la sensibilité consciente se traduit – elle par une motricité, volontaire ou involontaire ?
** Quels sont les organes intervenants dans chacune de ces activités nerveuses? Et quelle est leur structure ?
** Comment protéger notre système nerveux ?
I- la sensibilité consciente
1) Découverte des organes des sens.
Nos organes sensoriels captent des informations dans le milieu environnant. La lumière,
certaines vibrations de l’air, les molécules chimiques de nos aliments sont autant de « stimulus » qui vont devoir être transmis au cerveau pour comprendre ce qui se passe autour de nous. C’est la
« Sensibilité consciente ».
Information perçue
(Stimulus) Sons Les odeurs Les goûts,
Les saveurs Les lumières Douleur, Température,
Rugosité … Organe sensoriel L’oreille Le nez La langue L’œil La peau
Nom du sens L’ouïe Odorat Le goût La vue Le toucher
2) La transmission des informations sensitives.
Exemple : la VISION, comme sensibilité consciente
A- Les constituants de l’œil :
Les rayons lumineux traversent les milieux transparents du globe oculaire (cornée, humeur aqueuse, cristallin, humeur vitrée). Au cours de ce trajet, la cornée et le cristallin font subir un changement de direction aux rayons lumineux. Tous les rayons vont converger (aboutir au même point) et former une image sur la rétine qui est constituée d’une couche de cellules photo-réceptrices. La stimulation de la rétine par les rayons lumineux provoque la naissance d’un message codé « à
caractère électrique », dont la fréquence varie selon l’intensité de la stimulation, et qui s’appelle influx nerveux.
B- Structure et rôle du nerf optique :
Le nerf optique est constitué d’un grand nombre de fibres nerveuses, regroupées en faisceaux couvertes d’un tissu conjonctif riche en
vaisseaux sanguins. Ces fibres nerveuses transmettent l’influx nerveux
depuis la rétine vers le cerveau.
C) Structure de l’encéphale :
L’encéphale est constitué de trois éléments : le cerveau, le cervelet et le bulbe rachidien.
Le cerveau est subdivisé en deux hémisphères cérébraux : hémisphère cérébral droit et hémisphère cérébral gauche, les deux surmontés par des circonvolutions
cérébrales nombreuses et développées.
La coupe longitudinale antéropostérieure de l’encéphale montre l’existence de deux types de matières : une matière grise externe (Cortex cérébral), et une matière
blanche interne.
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D) Le cerveau et le traitement de l’influx nerveux :
Cette zone est dite aire visuelle, et représente le centre nerveux responsable de la vision. Au niveau de cette aire se fait la réception et le traitement de l’influx nerveux (message codé) et sa traduction en image.
Remarques
* Au niveau de chaque œil nait un influx nerveux sensitif dit « afférent » (centripète) car il est transmis par des fibres nerveuses sensitives vers l’aire visuelle (centre nerveux) située sur l’hémisphère opposé à l’œil.
* Sur chaque hémisphère, sont localisées des aires sensorielles dont chacune est responsable d’une sensibilité consciente concernant la moitié opposée du corps.
* Aucun influx nerveux n’est né tant que la stimulation n’atteint pas une certaine intensité dite seuil d’excitation.
* Les organes de sens ont une capacité limitée à percevoir les signaux : l’œil, par exemple, ne peut percevoir les rayons infrarouges et ultraviolets.
L’influx nerveux partant de la rétine à travers le nerf optique arrive sur une zone située sur le lobe occipital du cerveau.
II- Motricité volontaire
Lors d’une séance de gymnastique au collège, Sara était en position d’équilibre sur la tête lorsque sa camarade l’a renversée. Une semaine plus tard, elle est sortie de l’hôpital sur une chaise roulante. Elle ne pouvait plus se servir de ses membres inférieurs pour marcher : elle est partiellement paralysée.
Comment explique –t- on la paralysie chez Sara ?
1) Origine de la motricité volontaire : A- Données cliniques :
Les enfants qui naissent sans cerveau ne peuvent effectuer aucun mouvement volontaire.
B- Hypothèse :
On suppose alors que le cerveau est à l’origine de toute motricité volontaire.
C- Test de l’hypothèse
C1 : Imagerie médicale du cerveau :
Des techniques d’exploration de l’activité cérébrale par IRM (Imagerie par résonance magnétique) permettent de visualiser la variation du débit sanguin sur différentes parties du cortex cérébral.
Lorsqu’une personne se sert de sa main droite, par exemple, l’IRM montre qu’il y a un débit sanguin élevé sur une partie située sur son hémisphère cérébral gauche, devant le sillon de Rolando.
Par contre, lorsqu’elle se sert de sa main gauche, l’IRM montre qu’il y a un débit sanguin élevé sur une partie située sur son hémisphère cérébral droit, devant le sillon de Rolando.
C2- Expérience
Expérience Chez un chat normal, on détruit la partie du cortex cérébral situé en avant du sillon de Rolando.
Résultat Perte de toue réaction volontaire chez le chat : le passage d’un chien ou d’une souris ne l’influence pas.
Conclusion La partie détruite est en effet l’origine de la motricité volontaire.
D- Conclusion :
La partie du cortex cérébral située devant le sillon de Rolando est en effet l’origine de la motricité volontaire. Elle est appelée « aire motrice » ou « centre nerveux moteur » où nait l’influx nerveux moteur efférent (centrifuge).
Chaque partie du corps est contrôlée par une zone précise de l’aire motrice, située sur l’hémisphère cérébral opposé à l’emplacement de la partie en question.
2) Eléments anatomiques intervenants lors de la motricité volontaire :
Expériences (sur une grenouille
saine)
Résultats Conclusions
Destruction du cerveau
La grenouille perd tous ses comportements
volontaires.
Le cerveau est indispensable à toute motricité volontaire : naissance de l’influx nerveux moteur efférent.
Sectionnement de la moelle épinière
Paralysie des membres postérieurs.
La moelle épinière est indispensable à la motricité volontaire : conducteur moteur Sectionnement du
nerf sciatique au niveau d’une jambe
Paralysie du membre innervé par
ce nerf.
Le nerf sciatique est indispensable à la motricité volontaire : conducteur moteur Ablation des muscles
des membres postérieurs
Pas de flexion ni d’extension de ces
membres.
Le muscle est indispensable à la motricité volontaire :
effecteur moteur L’exécution d’un mouvement volontaire nécessite l’intervention de :
Centre nerveux (aire motrice) : naissance de l’influx nerveux moteur efférent.
Conducteurs moteurs : Fibres nerveuses motrices contenues dans la moelle épinière et le nerf sciatique.
Effecteurs moteurs : Les muscles, qui répondent à l’influx nerveux efférent
3) Trajet de l’influx nerveux moteur :
III- Motricité involontaire :
Un réflexe est une activité motrice involontaire, automatique et prévisible en réponse à une stimulation particulière.
1) Les différents types de réflexes:
** Réflexes innés : sont communs à tous les individus. Ils existent dès la naissance, ou apparaissent quelques semaines après la naissance, et ne nécessitent donc aucun apprentissage.
Exemples : Le réflexe de marche du nouveau-né de 3 ou 4 jours, le réflexe inné de salivation (saliver lorsqu’on dépose la nourriture sur la langue), le réflexe de fermeture des paupières, …
** Réflexes acquis : sont individuels (varient d’un individu à l’autre), apparaissent au cours de la vie à la suite d’un apprentissage ou d’une éducation : ils sont dits aussi conditionnels ou conditionnés. Ils peuvent disparaître si le sujet n’est plus entraîné.
Exemples : le réflexe acquis de salivation (saliver à l’odeur d’un aliment), conduire d’une voiture, lire, dactylographier, écrire, …
2) Les réflexes médullaires, comme motricité involontaire.
En repassant son uniforme scolaire, Lamiae a touché accidentellement le fer à repasser. Elle retira vite sa main d’un mouvement brusque et involontaire pour éviter la brûlure. Il s’agit d’un réflexe.
Comment expliquer la réalisation de ce mouvement réflexe ?
A- Mise en évidence des organes intervenants dans un réflexe médullaire
A1- Expériences :
On prend une grenouille et on détruit son encéphale et on garde sa moelle épinière intacte. On obtient une grenouille spinale ou décérébrée.
Des expériences effectuées sur ces grenouilles spinales permettent de comprendre le mécanisme de ces réflexes médullaires.
Ex p é ri e nc e s
On trempe l’extrémité de la patte postérieure droite dans une solution
de l’éther (anesthésian
t), puis dans une solution d’acide de concentratio
n modérée
Sectionnement du nerf sciatique
gauche On détruit
la moelle épinière,
puis on trempe l’extrémité de la patte postérieure droite dans
une solution d’acide de concentrati on modérée
On sectionne le tendon du muscle
de la cuisse gauche, puis on excite le
bout
périphérique
du nerf sciatique On trempe
l’extrémité des deux
pattes postérieure s, gauche et droite, dans
une solution d’acide de concentrati on modérée
Excitation électrique
du bout périphériq
ue du nerf sciatique
Excitation électrique
du bout central du
nerf sciatique
R é sul tat s
Pas de flexion de la patte postérieure
droite
Flexion de la patte postérieure droite, mais pas celle de la
patte postérieure
gauche
Flexion de la patte postérieure
gauche
Flexion de la patte postérieure
droite
Pas de flexion de la patte postérieure
droite
Contraction du muscle de
la cuisse, mais pas de flexion de la
patte postérieure
gauche
C oncl us ions
La peau intervient dans
les réflexes médullaire
comme récepteur
sensoriel
Le nerf sciatique intervient
dans les réflexes médullaire
comme conducteur
Le nerf sciatique intervient
dans les réflexes médullaire
comme conducteur
moteur
Le nerf sciatique intervient
dans les réflexes médullaire
comme conducteur
sensitif aussi
La moelle épinière intervient
dans les réflexes médullaire comme centre
nerveux
Le muscle intervient dans les
réflexes médullaire
comme effecteur
moteur
A2- Bilan :
On appelle réflexes médullaires les mouvements involontaires qui ont pour centre nerveux la moelle épinière et qui nécessitent l’intervention des éléments suivants :
Récepteur sensoriel, au niveau duquel nait un influx nerveux sensitif, comme la peau…
Conducteur sensitif, conduit l’influx nerveux sensitif afférent (centripète) de l’organe récepteur jusqu’au centre nerveux
Centre nerveux, reçoit l’influx nerveux sensitif et le transforme en influx nerveux moteur
Conducteur moteur, conduit l’influx nerveux moteur efférent (centrifuge) du centre nerveux jusqu’à l’organe effecteur.
Organe effecteur, le muscle qui effectue le mouvement en se contractant et en se dilatant.
Remarque : Le nerf sciatique comprend des fibres nerveuses sensitives et d’autres motrices. C’est un nerf mixte.
B- Structure et activité nerveuse
B1- Observation d’une coupe transversale de la moelle épinière
La moelle épinière comprend une matière blanche externe (périphérique) et une matière grise interne (centrale). De part et d’autre de la moelle épinière, partent plusieurs nerfs rachidiens. Chacun de ces nerfs est relié à la moelle épinière par
deux racines : une racine ventrale (antérieure) et une racine dorsale (postérieure) qui se distingue de la première par l’existence d’un ganglion spinal.
La matière grise, constituée essentiellement de corps cellulaires desquels partent deux types de ramifications : ramifications courtes appelées dendrites, et des ramifications plus longues appelées axones.
La matière blanche, constituée essentiellement d’axones qui sont formées par des fibres nerveuses et qui se terminent par une arborisation terminale.
B2- Les cellules nerveuses : NEURONES
L’ensemble « corps cellulaire et prolongements » forme une cellule nerveuse dite « NEURONE », considérée comme étant l’unité structurelle et fonctionnelle du tissu nerveux. La fonction d’un neurone est la transmission de l’influx nerveux.
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B3- Messagerie interneurone
B4- Rôle des deux racines, antérieure et postérieure d’un nerf rachidien.
a) Expériences :
L’influx nerveux peut se transmettre d’un neurone dit pré-synaptique à un autre neurone dit post- synaptique au niveau d’une zone appelée SYNAPSE. Ce passage se fait à l’aide d’un
médiateur chimique libéré dans la fente synaptique par le neurone émetteur et capté par le neurone récepteur.
Dans le but de mettre en évidence la fonction des deux racines, antérieure et postérieure, du nerf rachidien, Magendie a réalisé des expériences sur de petits animaux anesthésiés.
Les résultats de ses
travaux sont inscrits dans le tableau ci- contre.
b) Conclusion :
IV- Prévention du système nerveux :
Le fonctionnement de différents organes de notre corps de déroule sous contrôle du système nerveux. Ce dernier est bien sensible à toute influence ou agression à partir du milieu environnant ou bien à cause d’un comportement inadéquat.
1) Quelques dangers qui menacent le système nerveux :
Les dangers Leurs effets
Les agressions des organes du sens: fortes lumières, bruits aigus..
Détérioration progressive des récepteurs sensoriels et, par la suite, régression et diminution des influx nerveux arrivant sur les
différentes aires sensorielles.
Le tabagisme Les drogues L’alcool
Quelques médicaments
Détérioration des neurones et affaiblissement de leur communication.
Hémorragie Cérébrale, perte de mémoire, mort de neurones.
Disfonctionnement des neurones et pertes de certaines de leurs fonctions.
Déséquilibre du sommeil, hallucination, perte de sensation Dépression nerveuse, troubles mentaux graves, repli sur soi, sentiment de persécution….
Le manque de sommeil Fatigue générale, manque de concentration, rendement insuffisant Surconsommation de
substances
psychoactives : thé, café …
Psychologiquement, se sentir irritable, déprimé, stressé et agité…
L’abus de ces substances provoque des disfonctionnements de l’organisme.
Le non-respect du code de la route.
Les chocs violents..
Destruction d’organes appartenant au système nerveux : organes sensoriels, centres nerveux ou conducteurs nerveux.
2) Prévention du système nerveux :
Permettre au corps du repos, du calme et une durée suffisante de sommeil.
Eviter les cause de fatigue mentale et exercer du sport en plein air.
Eviter toute source de stress, de bruit aigu et de forte luminosité.
S’abstenir de fumer et de consommer de drogue et de l’alcool.
Ne pas abuser des substances psychoactives comme le thé et le café.
Respecter le code de la route et éviter les chocs violentes.
Lors d’un réflexe médullaire, l’influx nerveux acquiert un
parcours en forme d’arc appelée ARC REFLEXE, au cours duquel l’influx nerveux sensitif est
« réfléchi » au niveau de la moelle épinière et devient influx nerveux moteur.
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