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LA CHIMIE DE LA PERCEPTION

VISUELLE

Œil droit Œil gauche

Nerf optique

Chiasma

optique

Cortex visuel

Corps genouillés latéraux

LA CHIMIE DE LA PERCEPTION VISUELLE

I. LES SYNAPSES, DES RELAIS CHIMIQUES ENTRE NEURONES

DEF : On appelle synapse une zone de contact entre deux neurones où la transmission du message nerveux est de nature chimique

TP Transmission synaptique

Si on stimule en ….., on enregistre un message nerveux en …………………………………………. mais pas en ………………………..

Si on stimule en ….., on enregistre un message nerveux en ………………………………………….

On peut donc en déduire que ……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

Si on stimule en 1 on enregistre un message nerveux en C et D mais pas en A et B

Si on stimule en 2 on enregistre un message nerveux en A, B, C et D

On peut donc en déduire qu’au niveau de la synapse, le message est toujours transmis du neurone N1 au neurone N2. Il y a donc une polarité de la synapse.

Synapse neuro-neuronique de rat vue au microscope électronique

A : Synapse au repos B : Synapse lors de l’arrivée du message nerveux (Photos MET)

2

1

5

3 6

4

1 2

3 4

1

Message nerveux

Arrivée du message nerveux présynaptique

1 2

Message nerveux

Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique Arrivée du message

nerveux présynaptique

1 2

3

Message nerveux

Message nerveux

Fixation du neurotransmetteur sur des récepteurs membranaires du neurone post-synaptique


Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique

1 2

3 4

Message nerveux

Message nerveux


Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique

Fixation du neurotransmetteur sur des récepteurs membranaires du neurone post-synaptique

Dégradation ou recyclage du neurotransmetteur


Le message nerveux est un message de nature électrique qui se propage le long d’un neurone. La transmission du message d’un neurone à l’autre ne peut pas se faire de façon électrique. C’est un message de nature chimique qui prend le relai :


•L’arrivée du message nerveux à l’extrémité du neurone pré-synaptique déclenche la libération de messagers chimiques, les neurotransmetteurs, dans l’espace qui sépare les deux neurones (fente synaptique)


•Ces neurotransmetteurs vont se fixer sur des récepteurs spécifiques de la membrane du neurone post-synaptique. Cela provoque la naissance d’un nouveau message nerveux.


•Après avoir agit, les neurotransmetteurs sont recyclés (recapture par l’extrémite pré-synaptique) ou détruits pour permettre le passage d’un nouveau message nerveux. Remarque : Selon le type de neurone, il existe différents neurotransmetteurs. Au niveau du cerveau, le neurotransmetteur qui intervient dans la transmission du message nerveux visuel est la sérotonine.

II. DES SUBSTANCES QUI PERTURBENT LA COMMUNICATION NERVEUSE

Le psychédélisme est un mouvement artistique, apparu dans le milieu des années 1960, qui s'inspire des perceptions sensorielles (visuelles et auditives) ressenties sous l'effet des drogues hallucinogènes.

Chanson des Beatles: Lucy in the Sky of Diamonds

La chanson dépeint un paysage psychédélique. John Lennon a déclaré avoir trouvé sa source d’inspiration dans le livre « Alice au pays des merveilles ». En 2004, Paul Mc Cartney déclarait « il est assez évident que cette chanson a été inspirée par le LSD » Selon le biographe Mark Lewisohn, c’est probablement le LSD qui est à l’origine de toute cette imagerie colorée sortie de l’esprit de John Lennon. La chanson a inspiré de nombreux artistes qui ont réalisé des œuvres graphiques

De nombreux artistes ont consommé du LSD, notamment Jim Morrison du groupe The Doors, Syd Barret, membre fondateur du groupe anglais Pink Floyd, les Beatles , Bob Dylan ou encore Jimi Hendrix et les Rolling Stones. Ainsi, il a été influent dans la création musicale dès la fin des années 1960, notamment dans la création et le développement du rock et de la pop psychédélique.

Jim Morrison (1943-1971)

Jimi Hendrix (1942-1970)

Kurt Donald Cobain (1967-1994), chanteur et gutariste du groupe Nirvana. Durant les dernières années de sa vie, Kurt Cobain a lutté contre sa dépendance à l'héroïne ainsi que la pression des médias. Il est retrouvé mort dans sa maison de Seattle le 8 avril 1994 ; malgré la polémique, la cause officielle de son décès est un suicide d'une balle dans la tête.

Baudelaire publie en 1860 Les Paradis artificiels, essai dans lequel il aborde la relation entre la création poétique et les drogues. Loin de se faire l’apologiste du haschisch, considéré comme une consolation, il décrit avec précision l’action physique et psychique du produit consommé. Il ne cache rien des « voluptés » ni des « tortures » de l’opium. Le titre de « Paradis artificiels » montre qu’il n’est pas dupe du caractère illusoire et dérisoire de ce paradis. Il décrit de manière particulièrement précise les mauvais effets de cette drogue : « L’homme qui, s’étant livré longtemps à l’opium ou au haschich, a pu trouver, affaibli comme il l’était par l’habitude de son servage, l’énergie nécessaire pour se délivrer, m’apparaît comme un prisonnier évadé. »

Résine de cannabis (haschisch)

Opium, extrait du latex du pavot

Charles Baudelaire (1821-1867)

Champignons hallucinogènes

La psilocybine est contenue dans des champignons hallucinogènes. Son mode d'action est voisin de celui du LSD. Parmi ses divers effets elle induit des distorsions visuelles ou auditives, provoque des visions extraordinairement colorées, en mouvements kaléidoscopiques où l'usager se perd dans un monde imaginaire.

Molécule de psilobycine

Psilocybe mexicana (Mexique)

Ecstasy

L'ecstasy contient une molécule de la famille chimique des amphétamines, la MDMA (méthylènedioxymétamphétamine), responsable des effets psychoactifs qui combinent certains effets des stimulants et ceux des hallucinogènes. L'ecstasy se présente généralement sous la forme de comprimés de couleurs et de formes variées, ornés d'un motif ou d'un logo qui change régulièrement. Le contenu d'un comprimé présenté comme étant de l'ecstasy est souvent incertain : neuf fois sur dix lors des analyses toxicologiques, les comprimés contiennent bien des molécules amphétaminiques (de la MDMA dans 85 % des cas), mais on trouve aussi de la caféine, des médicaments, des sucres et liants divers.

La consommation de drogues: Quelques chiffres…

Cannabis

Cocaïne

Ecstasy

II. DES SUBSTANCES QUI PERTURBENT LA COMMUNICATION NERVEUSE

Certaines drogues entrainent des hallucinations. On peut donc supposer qu’elles perturbent la perception visuelle. Comme il s’agit de molécules chimiques, on en déduit qu’elles agissent au niveau des synapses.

A. Effet des drogues sur la transmission synaptique

Exercice : LSD

Fonctionnement de la synapse à dopamine

: les vésicules synaptiques contenant la dopamine fusionnent avec la membrane présynaptique et s’ouvrent, libérant leur contenu dans l’espace synaptique

: la dopamine diffuse dans l’espace synaptique (milieu extracellulaire) et se lie à des récepteurs membranaires du neurone postsynaptique

: la dopamine extracellulaire est recapturée à l’intérieur du neurone présynaptique grâce à des récepteurs membranaires

: la dopamine extracellulaire est dégradée par des enzymes dans l’espace synaptique

LSD

Fixation du LSD sur les récepteurs à sérotonine stimulation augmentée du neurone post-synaptique Hallucinations

I. DES SUBSTANCES QUI PERTURBENT LA COMMUNICATION NERVEUSE

Certaines drogues entrainent des hallucinations. On peut donc supposer qu’elles perturbent la perception visuelle. Comme il s’agit de molécules chimiques, on en déduit qu’elles agissent au niveau des synapses.



1. Une drogue peut se substituer à un neurotransmetteur

La sérotonine est l'un des nombreux neurotransmetteurs présents naturellement dans l’organisme. Elle intervient dans diverses fonctions cérébrales (perception visuelle, humeur, émotivité, sommeil...). La structure du LSD est voisine de celle de la sérotonine. Ainsi ces molécules peuvent se fixer sur les récepteurs à sérotonine, ce qui déclenche des messages nerveux visuels sans qu'aucune stimulation n'ait eu lieu.




La psilocybine des champignons hallucinogènes a un mode d'action voisin. Le cannabis et les opioïdes (morphine, héroïne...) agissent de manière comparable mais avec d'autres neurotransmetteurs. La consommation de cannabis se traduit par une perception exacerbée des sons et perturbe la vision.

Conclusion : Une drogue agit en renforçant l’action d’un neurotransmetteur mais elle peut aussi diminuer leur action en limitant la transmission du message nerveux.

2. Une drogue peut empêcher la recapture d'un neurotransmetteur



Exercice : Ecstasy

O1

Stim

O2

neurone à dopamine

neurone à sérotonine

Effets de la prise d’ecstasy sur les neurones à sérotonine et à dopamine

Neurones à sérotonine Neurones à

dopamine

Q. de sérotonine

libérée

synthèse de la

sérotonine

recapture de

la sérotonine

fréquence des

PA

Sans ecstasy ++ ++ ++ ++

0 à 4 h après une prise

d’ecstasy ++++ ++ + ++++

au delà de 4 h après

une prise d’ecstasy + +

non

mesurable +

L’ecstasy détruit des neurones en cas de consommation à des doses élevées et/ou répétées. Par un mécanisme encore inconnu, ces lésions sont irréversibles.

Effets immédiats de l’ecstasy Effets après quelques heures

Ecstasy

Empêche la recapture de la sérotonine

Stimulation du neurone post-synaptique augmentée

Diminution de la quantité de sérotonine

Neurone post-synaptique sous-stimulé

L'ecstasy n'agit pas en mimant les effets de la sérotonine, mais il favorise, sa libération et empêche sa recapture par le neurone présynaptique. Il en résulte que le neurotransmetteur s'accumule dans la fente synaptique et agit davantage sur le neurone post synaptique. Les amphétamines et la cocaïne agissent de manière comparable avec d'autres neurotransmetteurs.

2. Une drogue peut empêcher la recapture d'un neurotransmetteur



B. Les drogues: des effets secondaires qui affectent la santé

1. Des perturbations cérébrales graves

Des babouins reçoivent deux doses par jour d'ecstasy à 5 mg/kg pendant 4 jours. 14 mois plus tard on évalue la densité des récepteurs à la sérotonine dans le cerveau.

Effet de l'ecstasy sur la densité des récepteurs de la sérotonine

L'ecstasy provoque une diminution durable du renouvellement des récepteurs de la sérotonine sur les membranes des neurones post synaptiques. L'effet de la drogue diminue donc au fur et à mesure des prises. Pour obtenir le même effet le consommateur doit alors augmenter les doses de drogue (tolérance ou accoutumance)

Des rats reçoivent entre 0 (témoin) et 20 mg/kg d'ecstasy en deux doses par jour pendant 4 jours. On évalue la quantité de sérotonine dans le cerveau quelques heures après la dernière prise.

Effet de l'ecstasy sur la production de sérotonine

L'ecstasy provoque une diminution très rapide de la production naturelle de sérotonine par le neurone présynaptique. Il en résulte un état de manque pouvant conduire à une dépendance physique et/ou psychologique vis à vis de la substance.

Effet de la prise de cocaïne

Déclenchement de l’euphorie Euphorie puis sensation de manque

Effet de la prise de cocaïne

Effets du cannabis sur l’organisme

Facteurs de dangerosité des drogues



•Tolérance, accoutumance : L'ecstasy provoque une diminution durable du renouvellement des récepteurs de la sérotonine sur les membranes des neurones post synaptiques. L'effet de la drogue diminue donc au fur et à mesure des prises. Pour obtenir le même effet le consommateur doit alors augmenter les doses de drogue. Il y a alors tolérance ou accoutumance à la drogue. Les autres drogues agissent de manière comparable.



•Dépendance et état de manque

L'ecstasy provoque une diminution très rapide de la production naturelle de sérotonine par le neurone présynaptique. Il en résulte un état de manque pouvant conduire à une dépendance physique et/ou psychologique vis à vis de la substance. Les autres drogues agissent de manière comparable. - dépendance physique car l’arrêt de la consommation de drogue provoque des troubles importants (vomissements, nausées, tremblements …etc) ; - dépendance psychologique quand la drogue est prise pour continuer à se sentir bien.



L’usage répété des drogues perturbe le fonctionnement nerveux de façon globale et durable. L'état dépressif qui en résulte peut conduire au suicide.



2. Les drogues : des substances dangereuses pour autrui

Cannabis

Le nombre de victimes imputable au cannabis serait de l’ordre de 230 morts par an sur les routes (sur une base de 6000 accidents mortels), dont une grande part a moins de 25 ans.

Champ visuel normal (170°) Champ visuel sous l’emprise de l’alcool ou du cannabis (30°)

Que dit la loi ?

Loi du 31 Décembre 1970 L’usage illicite de stupéfiants est un délit sanctionné d’une peine pouvant aller jusqu’à 1 an de prison et 3750 Euros d’amende

Vendre ou offrir des produits stupéfiants, même à des amis, même en petite quantité, est assimilé par la loi à du trafic. Dans le cas d’un trafic, l’usager revendeur s’expose à une peine pouvant aller jusqu’à 5 ans de prison et 75 000 euros d’amende. Ces peines peuvent être doublées si la vente se fait à des mineurs ou aux abords d’établissements scolaires

Loi du 3 Février 2003 Peine de 2 ans de prison maxi et 4500 Euros d’amende pour toute personne conduisant ou ayant conduit sous l’influence de substances ou plantes classées comme stupéfiants. Si usage alcool (> 0,5 g) + stupéfiant 3 ans de prison et 9000 Euros d’amende

A débattre !

A débattre !

D'importantes études cliniques ont démontré les propriétés analgésiques des produits à base de cannabis. Parmi les indications possibles on peut citer les douleurs névropathiques de la sclérose en plaques, les atteintes du plexus brachial, les infections du SIDA, les douleurs de la polyarthrite rhumatoïde, les douleurs liées au cancer, les inflammations chroniques de l'intestin et diverses névralgies.

Extrait liquide de cannabis, distribué par une pharmacie américaine au début du XXe siècle.

Compte tenu de l'évolution des connaissances scientifiques dans le domaine des cannabinoïdes, l'usage médical du cannabis devient de plus en plus toléré, voire légal dans un nombre grandissant de pays: l'Australie, les Pays-Bas, le Royaume-Uni, la Nouvelle-Zélande, l'Espagne, et 20 États américains. Cet usage nécessite soit une ordonnance, soit une confirmation de diagnostic médical.

A débattre !

-En septembre 2002, un patient de 50 ans, atteint du SIDA depuis 17 ans, a été condamné à 10 mois de prison avec sursis pour avoir fait pousser 34 plants de cannabis.

-En 2002, la cour de Papeete (Tahiti) a acquitté un patient paraplégique de 55 ans. Il avait été inculpé auparavant pour avoir fait pousser 350 plants de cannabis.

-En 2011, un patient dispensé de peines à Strasbourg (Sclérose en plaques).

- En 2011, Un patient relaxé par le tribunal de Bourges (VIH depuis 25 ans arrêté avec 500 grammes de cannabis bio).

Des jugements en cours

A débattre !

Dépénalisation ou légalisation ? - Avec la dépénalisation, l'usage de la drogue ne fait plus partie des délits et n'est donc plus puni pénalement. La culture et le commerce restent interdits mais la consommation est soit autorisée, soit sanctionnée d'une contravention (la "contraventionnalisation"). - Avec la légalisation, le cannabis deviendrait une substance légale, à l'image du tabac. Il pourrait donc être vendu en commerces, en bureaux de tabac ou bien uniquement en pharmacie, comme certains le proposent.

A débattre !

2006



2. Les drogues : des substances dangereuses pour autrui

Alcool, cannabis et autres drogues modifient non seulement la perception visuelle mais agissent sur l'ensemble du système nerveux (mauvaise concentration, temps de réaction long...), rendant la conduite très dangereuse. Les effets du cannabis complétant ceux de l'alcool, l'association des deux drogues est particulièrement meurtrière car elle multiplie par 15 le risque d'accident mortel. Près de 10% des personnes responsables d’accidents de la route sont positives au cannabis.

BILAN ● Entre deux neurones le message nerveux est transmis grâce à un neurotransmetteur chimique. ● Diverses substances peuvent perturber la transmission synaptique en se substituant à un neurotransmetteur par exemple. ● L'utilisation des ces substances présente un danger tant du point de vue individuel que sociétal.

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