LE CORPS HUMAIN ET LA SANTE

L’ACTIVITE CEREBRALE

Cette fiche explique l’activité du système nerveux et du cerveau. Vous verrez en quoi le fonctionnement des cellules nerveuses permet à l’information d’atteindre le cerveau qui va élaborer ensuite une réponse.

PREREQUIS :Vous avez identifié les différents éléments d’une cellule en cours de SVT.

OBJECTIFS :Vous pourrez :

Expliquer comment est transmis un message nerveux dans notre corps. Comprendre le fonctionnement du cerveau. Connaître les dangers qui peuvent affecter notre cerveau

INTRODUCTION

Nous possédons 5 sens : le toucher, l’ouïe, l’odorat, la vue et le goût. Ces sensations sont possibles grâce à la communication nerveuse entre les organes et le cerveau. Nous allons voir comment notre organisme réagit face aux stimulations de notre environnement et construit une réponse adaptée à la situation.

I. EXEMPLE DE COMMUNICATION NERVEUSE

Il faut savoir qu’un sens ne travaille jamais seul, le goût et l’odorat sont liés : lorsque l’on a le nez bouché, on perçoit bien moins les goûts. Cependant, lorsque l’on perd un sens, les autres ont tendance à se développer davantage. Par exemple, quand on perd la vue, l’ouïe et le toucher vont devenir plus sensibles.

Il faut savoir que les stimulations extérieurs (images, sons, saveurs, odeurs, chaleurs…) sont captées par des organes sensoriels appelés récepteurs.En réponse à une stimulation, nos muscles vont avoir tendance à réagir, on dit que ce sont des effecteurs (car ils effectuent un mouvement).

DEFINITION : Effecteur. Un organe effecteur est un organe qui entre en activité en

réponse à une stimulation.

Prenons un exemple concret : lorsque l’on pose son doigt sur un fer à repasser chaud, les récepteurs captent l’information nerveuse *brûlure*. Suite à cela nos

muscles agissent pour nous faire enlever le doigt du fer. Que se passe-t-il entre les récepteurs et les muscles ?

Lorsque l’on réalise des IRM (Imagerie à Résonnance Magnétique) fonctionnelles du cerveau, on peut apercevoir les zones stimulées (par un des 5 sens) en couleurs, cela permet de montrer que les informations arrivent toutes à un endroit : le centre nerveux central également appelé cerveau. Ce dernier tient compte de toutes les informations qu’il reçoit. Cependant, dans ce cerveau ce ne sont pas les mêmes zones qui sont stimulées.

Photographies d’IRM obtenues après stimulation de différents organes sensoriels

Pour savoir comment passe l’information du bout du doigt jusqu’au cerveau, il est possible de réaliser une dissection de tête de poisson. Dans la tête, il est possible de voir que l’œil est relié au cerveau par un nerf (le nerf optique), cela signifie que les récepteurs sont reliés au centre nerveux central par des nerfs.De même, en réalisant une dissection dans la cuisse d’une grenouille, on peut voir que les muscles de la cuisse (effecteurs) sont reliés par des nerfs à la moelle épinière et que cette dernière va jusqu’au cerveau en passant dans la colonne vertébrale. Cela nous permet donc de schématiser les acteurs de la communication nerveuse.

Schéma du trajet d’un message nerveux

Les nerfs sont constitués de nombreuses fibres nerveuses qui, elles-mêmes, sont les axones des neurones.

Nous allons voir ci-dessous, ce qu’est un neurone.

II. LE CENTRE NERVEUX CENTRAL : LE CERVEAU

Le cerveau est un organe actif en permanence, même lorsque nous dormons. C’est un gros consommateur de dioxygène (20% de celui qui passe dans le sang est pour lui) et de nutriments (glucose principalement). Nous avons vu qu’il recevait les messages par les nerfs sensitifs et qu’en retour il envoyait aux muscles des messages par les nerfs moteurs. Le cerveau est, comme le reste de notre corps, constitué de millions de cellules, mais les siennes ont une forme particulière car elles ont un rôle bien précis, il s’agit des neurones.

Un neurone est une cellule qui possède un prolongement, nommé axone qui permet de transmettre un message nerveux de neurone en neurone.Le message nerveux se propage dans un seul sens : du corps cellulaire jusqu’à la synapse en passant par l’axone.

Schéma du sens de propagation du message nerveux dans les neurones

Le message passe sous forme électrique : il peut ainsi se propager rapidement. Mais entre deux neurones, il y a un petit espace, stoppant le passage du message électrique. Cet espace se nomme une synapse, et c’est l’endroit où le message devient chimique : une molécule est libérée du 1er

neurone puis capturée par les récepteurs spécifiques du 2ème neurone. La molécule est appelée neurotransmetteur et est produite naturellement par l’organisme (ex : sérotonine, dopamine, adrénaline…).

DEFINITION : Neurotransmetteur. Un neurotransmetteur est une substance qui assure la

transmission du message nerveux.

Un neurone peut être connecté à des centaines, voire des milliers d’autres neurones, grâce à ces dendrites et son bouton synaptique. Cela forme un véritable réseau de neurones et permet le passage extrêmement rapide de l’information.

DEFINITION : Bouton synaptique. Le bouton synaptique est l’extrémité de l’axone du

neurone.

Un cerveau humain possède près de 100 milliards de neurones.Ils se trouvent essentiellement dans la partie supérieure du cerveau appelée cortex.Le cerveau est constitué de différentes zones. Chacune étant spécialisée dans une fonction précise. Les neurones des différentes zones du cortex communiquent entre eux également. Ex : Le cortex moteur est spécialisé dans l’élaboration de messages nerveux moteurs qui nous permettent de bouger.Le cortex visuel est la zone où se forme les images perçues par nos yeux

Schéma de différentes zones du cerveau

III. LES PERTURBATIONS DU SYSTEME NERVEUX

Le système nerveux peut subir des perturbations suite à des stimulations trop importantes ou trop violentes.

- Par exemple, l’écoute de musique trop forte (dans des écouteurs/casques ou lors d’un concert) peut entraîner des lésions des récepteurs dans l’oreille interne. Ce qui empêche une bonne transmission des signaux nerveux au cerveau, cela peut donc provoquer des acouphènes (bruits continus même dans un milieu silencieux) ou une surdité précoce.

Photographie des cellules de l’oreille interne endommagées par un son trop fort

(image de droite)

- Il existe une autre forme de perturbation du centre nerveux central : la prise de certaines substances chimiques comme la drogue, certains médicaments ou encore l’alcool. Leur action se fait au niveau des synapses, où le message est de nature chimique, ces substances vont se fixer sur les récepteurs du neurone et vont, soit réduire le message nerveux, soit l’augmenter. Cela modifie les messages arrivant au cerveau ainsi que ceux partant du cerveau.

Ex : L’alcool entraîne des réponses incohérentes ou parfois trop lentes du corps, ce qui peut être extrêmement dangereux, pour la conduite par exemple.

Schéma indiquant les distances de freinage en fonction du taux d’alcool dans le sang

CONCLUSION

Nous avons vu que l’activité cérébrale commençait au niveau de récepteurs sensoriels, puis passait dans le cerveau par les nerfs sensitifs avant d’être renvoyé par les nerfs moteurs vers un organe effecteur (Le plus souvent un muscle).Le centre nerveux central est le cerveau, c’est lui qui reçoit et intègre les informations puis formule un message nerveux grâce à ses neurones.

Cependant, il est possible de perturber les informations reçues, soit en altérant un récepteur, soit en consommant des produits chimiques qui impactent le fonctionnement normal des synapses.

LE PETIT + DANS TA COPIE

- Prendre des exemples concrets pour montrer que l’on a compris de quoi on parle. Ex : le doigt sur le fer à repasser (toucher), du citron sur la langue (goût), un bruit ou une musique (l’ouïe)…

- Ne pas hésiter à reproduire le schéma du trajet d’un message nerveux.

POUR ALLER PLUS LOIN …

Réaliser une dissection de tête de poisson (facilement trouvable en poissonnerie) ou de cuisse de grenouille (trouvable en surgelés en grandes surfaces) pour observer à quoi ressemble les nerfs. Il est plus facile de décrire ce que l’on connaît et ce que l’on a déjà vu.

CORRECTION DU QUIZ1) Qu’est-ce qu’un organe sensoriel ?

a- Un effecteurb- Un récepteurc- Un neuroned- Un centre nerveux central

2) Qu’est-ce qu’un muscle ?

a- Un effecteurb- Un récepteurc- Un neuroned- Un centre nerveux central

3) Quelle affirmation est fausse ?

a- En fonction du sens stimulé, le cerveau réagit différemment.b- En fonction du sens stimulé, des zones différentes s’activent.c- Peu importe le sens stimulé, c’est toujours la même zone du cerveau qui

s’active.d- Lorsque la vision est activée, c’est une partie spécifique du cerveau qui

est stimulée.

4) Un centre nerveux central …

a- Transmet un message nerveux sensorielb- Reçoit un message nerveux moteurc- Laisse passer les informations entre les nerfs sensitifs et les nerfs moteursd- Reçoit et intègre les informations puis formule un message nerveux

5) Un nerf :

a- Est synonyme de nerf optiqueb- Est une cellule comme toutes les autres de notre organismec- Est une synapsed- Est constitué de fibres nerveuses dans les axones

6) Le message nerveux dans le neurone est :

a- Electriqueb- Chimiquec- Electroniqued- Electromagnétique

7) Le message nerveux dans la synapse est :

a- Electriqueb- Chimiquec- Electroniqued- Electromagnétique

8) Quelle molécule n’est pas naturellement produite par le corps pour passer dans les synapses ?

a- La sérotonineb- L’adrénalinec- La cocaïned- La dopamine

9) Quelle affirmation sur une stimulation violente par du bruit est fausse ?

a- Cela peut rendre sourdb- Cela permet d’améliorer l’oreille internec- Cela peut provoquer des acouphènesd- Cela peut impacter l’oreille interne

10) Comment les drogues, médicaments ou alcool peuvent impacter les synapses ?

a- Elles les détruisentb- Elles ralentissent ou empêchent la transmission des messages nerveuxc- Elles bouchent les synapses, ce qui empêchent toutes sensationsd- Elles ne font rien

CORRECTION DU QUIZ1) Qu’est-ce qu’un organe sensoriel ?

a) Un effecteurb) Un récepteurc) Un neuroned) Un centre nerveux central

Un organe sensoriel reçoit une information, c’est donc un récepteur.Un effecteur (Généralement un muscle) produit une réponse suite une stimulation.Un neurone conduit le message nerveux.Le centre nerveux central est le cerveau.

2) Qu’est-ce qu’un muscle ?

a) Un effecteurb) Un récepteurc) Un neuroned) Un centre nerveux central

Un muscle effectue un mouvement, c’est donc un effecteur.Un récepteur est un organe sensoriel qui reçoit une information, une stimulation.Un neurone conduit le message nerveux.Le centre nerveux central est le cerveau.

3) Quelle affirmation est fausse ?

a) En fonction du sens stimulé, le cerveau réagit différemment.b) En fonction du sens stimulé, des zones différentes s’activent.c) Peu importe le sens stimulé, c’est toujours la même zone du cerveau qui

s’active.d) Lorsque la vision est activée, c’est une partie spécifique du cerveau qui

est stimulée.

Nous avons vu sur les IRM qu’en fonction du sens stimulé, la zone du cerveau active n’était pas la même.

4) Un centre nerveux central …

a) Transmet un message nerveux sensorielb) Reçoit un message nerveux moteurc) Laisse passer les informations entre les nerfs sensitifs et les nerfs moteursd) Reçoit et intègre les informations puis formule un message nerveux

Le cerveau reçoit le message nerveux sensitif puis il crée un message nerveux moteur pour y répondre.Un centre nerveux central (le cerveau) reçoit un message nerveux sensoriel et transmet un message nerveux moteur.

5) Un nerf :

a) Est synonyme de nerf optiqueb) Est une cellule comme toutes les autres de notre organismec) Est une synapsed) Est constitué de fibres nerveuses dans les axones

C’est une cellule particulière possédant un axone constitué de fibres nerveuses pour laisser passer les messages nerveux plus facilement et très rapidement.Il existe des dizaines de nerfs différents dans le corps humain dont le nerf optique, le nerf gustatif, le nerf sciatique, … La synapse est la partie terminale de l’axone du neurone.

6) Le message nerveux dans le neurone est :

a) Electriqueb) Chimiquec) Electroniqued) Electromagnétique

Dans le neurone, le message est de nature électrique.Le passage du message nerveux d’une synapse à une autre est de nature chimique (Ce sont des neurotransmetteurs).

7) Le message nerveux dans la synapse est :

a) Electriqueb) Chimiquec) Electroniqued) ElectromagnétiqueLe passage du message nerveux d’une synapse à une autre est de nature chimique (Ce sont des neurotransmetteurs).Le message nerveux des dendrites jusqu’aux synapses est de nature électrique.

8) Quelle molécule n’est pas naturellement produite par le corps pour passer dans les synapses ?

a) La sérotonineb) L’adrénalinec) La cocaïned) La dopamine

La cocaïne est une drogue qui va avoir un impact sur les synapses.

9) Quelle affirmation sur une stimulation violente par du bruit est fausse ?

a) Cela peut rendre sourdb) Cela permet d’améliorer l’oreille internec) Cela peut provoquer des acouphènesd) Cela peut impacter l’oreille interne

Cela peut endommager les cils situés dans l’oreille interne qui servent à entendre. Des bruits forts peuvent provoquer des acouphènes ou une surdité précoce.

10) Comment les drogues, médicaments ou alcool peuvent impacter les synapses ?

a) Elles les détruisentb) Elles ralentissent ou empêchent la transmission des messages nerveux

c) Elles bouchent les synapses, ce qui empêchent toutes sensationsd) Elles ne font rien

Elles entraînent des réponses incohérentes ou parfois trop lentes du corps, suite à la perturbation des signaux passant dans les synapses.