Spe SVT2 - Chapitre 3: L'Elaboration de la Commande Nerveuse du Mouvement PDF

# THEME 3: Corps humain et santé ## Chapitre 3: L'ELABORATION DE LA COMMANDE NERVEUSE DU MOUVEMENT ### DOCS + arguments - Intro: La contraction musculaire résulte d’une commande nerveuse. Le mouvement induit peut être involontaire et lié à un réflexe, ou volontaire. Dans les deux cas, le système...

# THEME 3: Corps humain et santé ## Chapitre 3: L'ELABORATION DE LA COMMANDE NERVEUSE DU MOUVEMENT ### DOCS + arguments - Intro: La contraction musculaire résulte d’une commande nerveuse. Le mouvement induit peut être involontaire et lié à un réflexe, ou volontaire. Dans les deux cas, le système nerveux central intervient, mais de manières différentes. ### I. Rappels sur l'organisation du SN (= système nerveux) - **Schéma du fonctionnement du SN dans le cas d’un comportement**: - **Stimulus (environnement)** - **SYSTEME SENSORIEL**: - récepteurs messages sensoriels - sensitifs - **Nerf « sensitif »** - **CENTRES NERVEUX INTEGRATEURS**: - **Messager nerveux** - **ORGANE EFFECTEUR**: - (ex. muscles) - **Réponse** - Ex: Mouvement - **Organisation macroscopique**: Le système nerveux (SN) est composé de 2 parties: - **SN Central**: cerveau (encéphale) + moelle épinière - **SN périphérique**: nerfs (exemple : nerf rachidien) - **Organisation microscopique**: Le SN est constitué de cellules appelées neurones. Leurs corps cellulaires sont situés dans les centres nerveux et leurs fibres nerveuses (dendrites et axones) constituent les nerfs. ### II. Etude des réflexes à partir de l'exemple du réflexe myotatique #### A. Présentation avec le réflexe achilléen - **Quel est le stimulus qui déclenche le réflexe ?**: Le marteau - **Sur quel organe est-il appliqué ?**: Tendon d’Achille - **Quelle est sa conséquence ?**: Etirement du muscle du mollet - **Quelle est la réponse observée ?**: À la contraction du muscle du mollet - **À quel mécanisme est-elle due ?**: **Exemples à connaître**: - **Le réflexe achilléen**: Un coup porté sur le tendon d’Achille provoque un mouvement d’extension du pied du à la contraction des muscles du mollet (extenseur du pied). - **Le réflexe rotulien**: Un coup porté sur le tendon sous la rotule provoque un mouvement d’extension de la jambe du à la contraction des muscles de la cuisse (quadriceps). #### Def": - Un réflexe est une réponse rapide, involontaire, automatique et stéréotypée (toujours la même) en réponse à un stimulus. - Le réflexe myotatique est la contraction involontaire d’un muscle en réponse à son étirement; il provoque un mouvement d’extension du membre. ### B) Les différents éléments de l’arc réflexe 1. **Le récepteur sensoriel (= organe sensible à la stimulation)** - L’étirement d’un muscle stimule les fuseaux neuromusculaires qui sont des récepteurs sensoriels localisés dans le muscle : Quand le FNM est étiré, il produit un message nerveux sensoriel qui circule dans la fibre nerveuse sensorielle. 2. **La fibre nerveuse sensorielle** - 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. - Ce neurone est relié au fuseau neuromusculaire et conduit les messages sensoriels afférents vers la moelle épinière. 3. **Le centre nerveux du réflexe = la moelle épinière** - La moelle épinière est le centre nerveux intégrateur du réflexe myotatique. - Dans la moelle épinière, l’extrémité des neurones sensoriels communique via des synapses neuro-neuroniques excitatrices avec des motoneurones. - **Rappel**: Les synapses et les corps cellulaires des motoneurones sont localisés dans la substance grise de la moelle épinière (qui contient aussi des axones sans gaine de myéline). - (La substance blanche est formée des axones recouverts de gaine de myéline.) 4. **La fibre nerveuse motrice = le motoneurone** - La fibre motrice efférente est l’axone d’un motoneurone. Ce neurone conduit les messages moteurs efférents par la racine ventrale du nerf rachidien vers le muscle. 5. **Le muscle = organe effecteur de la réponse** - Le motoneurone est relié aux fibres musculaires effectrices du muscle étiré par l’intermédiaire de synapses neuro-musculaires excitatrices (appelées plaques motrices). Le message nerveux moteur commande ainsi la contraction du muscle étiré. - **Remarques**: - La contraction d’un muscle s’accompagne d’une manifestation électrique enregistrable : << PA musculaire »…. VOIR CHAPITRE 21 - L’amplitude de l’activité électrique du muscle est proportionnelle à l’intensité de sa contraction. 6. **Le muscle antagoniste** - La réalisation du mouvement d’extension est le résultat de la contraction du muscle extenseur (muscle du mollet) ET du relâchement du muscle fléchisseur. - Il existe un interneurone inhibiteur dans la moelle épinière qui empêche le départ de message nerveux moteur sur le motoneurone qui innerve ce muscle : Il reste donc relâché. ### III. La commande volontaire du mouvement #### A. Élaboration et transmission de la commande des mouvements volontaires 1. **Le cortex moteur: élaboration et départ de la commande nerveuse motrice** - Le cortex est une zone de quelques mm d’épaisseur à la surface des 2 hémisphères cérébraux. - Il est constitué de neurones interconnectés par des synapses = substance grise (= corps cellulaires + fibres nerveuses sans gaine de myéline) - Le cortex a une organisation « régionalisée >> : chaque région du cortex présente une fonction particulière. - On appelle << cortex moteur >> OU << aire motrice primaire >>> la surface corticale qui produit les messages nerveux qui commandent les contractions musculaires volontaires. 2. **Le circuit de la commande des mouvements volontaires** - Les messages nerveux moteurs partent des corps cellulaires des neurones du cortex moteur et sont transportés par les axones jusque dans la moelle épinière où ils communiquent par des synapses neuro-neuroniques excitatrices avec les motoneurones. - Les neurones corticaux ont leurs axones qui croisent la ligne médiane au niveau du bulbe rachidien. - **Conséquence**: L’information issue du cerveau droit commande les mouvements de la partie gauche du corps et inversement. #### B. Une propriété précieuse du cerveau: la plasticité cérébrale - La plasticité est la capacité du cerveau de modifier ses réseaux de neurones (donc établir de nouvelles synapses) en réponse à une demande/stimulation environnementale. 1. **Le fonctionnement du système nerveux n’est pas le même selon les individus: importance de l’apprentissage** - Un Accident Vasculaire Cérébral peut détruire une partie du cortex moteur et affecter la commande des mouvements volontaires. - OU Suite à une amputation, des zones corticales entières peuvent se trouver sans fonction. - → Des réarrangements de la carte motrice peuvent alors permettre à l’individu de retrouver des fonctions. - **Bilan**: Le cortex présente une organisation dynamique: il existe un remodelage des connexions synaptiques. C’est le fondement de la plasticité cérébrale. #### C. Les autres cellules du cerveau - Le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales assurant le bon fonctionnement de l’ensemble. #### D. Le cerveau, un organe fragile à préserver - Elles servent à protéger et nourrir les neurones : leur présence et leur action assurent le bon fonctionnement des neurones. - Les aires corticales communiquent entre elles par des voies neuronales où se propagent des potentiels d’action dont la fréquence d’émission est modulée par un ensemble de neurotransmetteurs. - La prise de substances exogènes (alcool, drogues) peut entraîner la perturbation des messages nerveux et provoquer des comportements addictifs. ### IV. Le rôle intégrateur du motoneurone - Le corps cellulaire du neurone-moteur reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique et chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul neurone moteur. - Le corps cellulaire du motoneurone reçoit des informations diverses: - via des synapses excitatrices, alors une dépolarisation se forme sur le motoneurone = PPSE - via des synapses inhibitrices, alors une hyperpolarisation se forme = PPSI - Le motoneurone réalise alors l’intégration (= addition algébrique spatiale et temporelle) des messages excitateurs (PPSE) et des messages inhibiteurs (PPSI). - → si le résultat sur le potentiel de membrane dépasse une valeur seuil alors un message nerveux moteur unique (train de PA) part sur l’axone vers une unique fibre musculaire. - → si le résultat ne dépasse pas la valeur seuil, aucun message nerveux n’est produit! - **Rappel**: Le message nerveux conduit par le motoneurone est codé en fréquence de potentiels d’action. ### TP 4: LE REFLEXE MYOTATIQUE ACHILLEEN #### Notions fondamentales: - intégration par le neurone moteur, sommation temporelle et spatiale, aire motrice, plasticité cérébrale. - Les aires corticales communiquent entre elles par des voies neuronales où se propagent des potentiels d'action dont la fréquence d'émission est modulée par un ensemble de neurotransmetteurs. - La prise de substances exogènes (alcool, drogues) peut entraîner la perturbation des messages nerveux et provoquer des comportements addictifs. - Notions fondamentales: neurotransmetteur, molécules exogènes. - Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe. - À partir d’une sensation de départ (stimulus) captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux codé en potentiels d’action est élaboré. Il circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux (corne dorsale de la moelle épinière) où se produit le relais synaptique sur le neurone-moteur. - Celui-ci conduit le message nerveux jusqu’à la synapse neuromusculaire, qui met en jeu l’acétylcholine. - La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques. Cela induit la contraction musculaire et la réponse motrice au stimulus. - Notions fondamentales : éléments fonctionnels de l’arc-réflexe; muscles antagonistes; caractéristiques structurales et fonctionnelles du neurone; éléments structurels des synapses neuro-neuronale et neuromusculaire; codage électrique en fréquence; codage biochimique en concentration. #### DOC 1: Organisation du système nerveux humain à l’échelle macroscopique - **Cerveau/Encéphale**: hémisphères cérébraux + cervelet + bulbe - **Moelle épinière** - **Système nerveux central** #### DOC 2 : Les différents lobes de l’encéphale - Lobe frontal - Lobe temporal - Lobe pariétal - Lobe occipital - Cervelet - Tronc cérébral - Moelle épinière #### DOC 3: Organisation fonctionnelle de l’encéphale (les différentes aires et leurs rôles) - Aire du langage articulé (aire de Broca) - Aire préfrontale - Aire prémotrice (fonctions moteur) - Cortex moteur - Aire primaire sensitive - Cortex somesthésique - Aire auditive - Aire visuelle - Aire de l’association - Aire de Wernickes #### DOC 4: Organisation de la moelle épinière (vue 3d) - Nerf rachidien droit - Ganglion substance grise - Substance blanche - Racine sensitive (dorsale) - Nerf rachidien gauche - Racine motrice (ventrale) - Substance grise: - Nerf sensitif afférent - Message nerveux moteur efférent - Synapse neuro-neuronique excitatrice #### DOC 4 bis : Schéma de la coupe transversale de la moelle épinière - Substance blanche - Substance grise - Ganglion nerveux - Racine dorsale du nerf rachidien - Nerf rachidien - Racine ventrale du nerf rachidien #### DOC 5: Schéma du réflexe myotatique rotulien - Muscle extenseur de la jambe: percussion du quadriceps, tendon sous la rotule, étirement - Contraction - Extension #### DOC 6 : Organigramme de l'arc reflexe myotatique (par) - **Message nerveux afférent**: - Fibre nerveuse sensitive - Récepteur sensitif - **MOELLE EPINIERE** - **Message nerveux efférent**: - Fibre nerveuse motrice - Synapse neuromusculaire - Fibres musculaires - **Stimulation (Etirement)** - **Réponse (Contraction)** #### DOC 7: Schéma de l'arc reflexe myotatique (achilléen du pied droit) - **Substance blanche** - **Substance grise** - **Ganglion nerveux** - **Corps cellulaire du neurone sensitif** - **Fuseau neuromusculaire** - **Message nerveux sensitif afférent** - **Moelle épinière** - Racine dorsale du nerf rachidien - Motoneurone - Corps cellulaire du motoneurone - **Nerf rachidien** - Racine ventrale - **Synapse inhibitrice** - **Synapse excitatrice** - **Muscle antagoniste** - **Muscle** - **Extension** - **Contraction** #### DOC 8: Carte sensitive et carte motrice + homonculus correspondant - **Carte sensitive** - **Carte motrice** - **Cortex sensitif** - **Cortex moteur** #### DOC 9: Schéma de la voie motrice à l’origine d’un mouvement volontaire de la partie gauche du corps - **Neurone pyramidal** - **Emission du message nerveux moteur** - **Cortex** - **Bulbe rachidien** - **Moelle épinière** - **Transmission synaptique du message nerveux moteur** - **Neurone efférent** - **Conduction du message nerveux par le motoneurone** #### DOC 9bis : Schéma de la voie motrice à l’origine d’un mouvement volontaire de l’index de la main droite - **Vue coronale** - **Vue axiale** - **Vue sagittale** - **Cortex cérébral en coupe coronale** - **Corps cellulaire d’un neurone cortical** - **Message nerveux de commande volontaire** - **Bulbe rachidien** - **Moelle épinière** - **Synapse neuro-neuronique excitatrice** - **Synapse neuromusculaire** - **Index main droite** - **Contraction** - **Muscle effecteur** - **Axone du motoneurone** #### DOC 10: Expériences mettant en évidence l’intégration par le motoneurone - **Doc 10a: Montage expérimental et localisation des expériences menées sur un motoneurone de moelle épinière de mammifère** - Vésicule présynaptique - Neurone 1 - Axone du motoneurone - Noyau du motoneurone - Motorneurone - Vésicule présynaptique - Neurone 2 - **Doc 10b : Résultats expérimentaux d’une stimulation au niveau de S1, de S2 et d’une stimulation simultanée de S1 et S2 chez les mammifères** - **Opérations effectuées**: - Stimulation en S1 - Stimulation en S2 - Stimulation en S1 et S2 simultanément - **Enregistrements en E1**: - Potentiel membranaire - Hyperpolarisation - Dépolarisation - **Enregistrements en E2** - Potentiel d’action - Train de potentiels d’action qui se propage le long de l’axone - **Contraction de la fibre musculaire** - (+ présence / absence) - **Synapse 1**: inhibitrice - **Synapse 2**: excitatrice #### Schéma bilan chapitre 3: Commande volontaire et reflexe myotatique de la contraction du muscle du mollet provoquant un mouvement d’extension du pied - **Neurone cortical** - **Substance grise - Cortex** - **Substance blanche - CERVEAU** - **Substance blanche** - **Substance grise** - **Bulbe rachidien** - **Ganglion nerveux** - **Racine dorsale du nerf rachidien** - **Nerf rachidien** - **Moelle épinière** - **Racine ventrale** - **Motoneurone** - **FNM** - **Contraction** - **Tendon d’Achille** - **Etirement** - **Muscle du mollet** - **Extension** #### Spe SVT-Th3 - Chap 3. Cours - THEME 3: Corps humain et santé - Chapitre 3. L’élaboration de la commande nerveuse du mouvement ##### I. Elude des reflexes à partir de l’exempt du reflexe mystatique ##### A) Présentation avec le reflere achilles - **Schéma**: le réflexe myotatique achilléen - **Muscle**: - Tendon d’Achille, aire de contraction - **Extension du pied** ##### AQUO SERT ? 1. Le réflexe myotatique est un outil diagnostique pour le médecen. - L’abolition ou la diminution d’un reflexe est parfois l’indice d’une lésion nerveuse. 2. Les muscles et les réflexes myotatiques interviennent dans le maintien de la posture. ##### B) Les differats element de l’are réflexe - **Message nerveux afférent** - **(+)** - **Interneurone inhibiteur à "GABA"** ##### III) La commande volontaire du mouvement #### A) Elaboration et transmission de la commande des mouvements valentaines 1. **Le Cortex moteur** - **Argt**: A.V. (accident vasculaire cérébrale) est une lésion du cortex qui provoque une paralysie (voir tp5) - **Cerveau, un organe fragile a préserver.** - Les molécules exogènes peuvent agir sur les synapses, et donc peuvent sent inhiber, sart surestimuler.