· Web viewOn obtient une « image » numérique en ... (word), les légender (à l ... débit...

Christelle Marécaux (lycée l’Oiselet, Bourgoin-Jallieu) et Jean-Christophe Ciccarone (lycée Emile Loubet, Valence)

UN EXEMPLE D’UTILISATION DU LOGICIEL EDUANATOMIST EN CLASSE DE PREMIERE S

L’objectif de ce mini-dossier est d’apporter un exemple d’utilisation du logiciel Eduanatomist en classe de première (S, ES/L) avec votre classe.

Programme officiel :

Première S

L’activité sexuelle est associée au plaisir.Le plaisir repose notamment sur des phénomènes biologiques, en particulier l’activation dans le cerveau des « systèmes de récompense ».Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et/ou une utilisation de logiciels et/ou une pratique documentaire pour mettre en évidence le système de récompense.

Première ES/L

Le comportement sexuel chez les Mammifères est contrôlé, entre autres, par les hormones et le système de récompense.Identifier les structures cérébrales qui participent aux processus de récompense à partir de données médicales et expérimentales.

L’objectif du TP est de repérer les aires cérébrales cibles du système de la récompense.

Présentation du logiciel Eduanatomist (extrait de la documentation du logiciel) :

Edu-Anatomist est un logiciel pédagogique de visualisation d'images de neuroimagerie basé sur le logiciel « Anatomist 1» développé dans le Service Hospitalier Frédéric Joliot du CEA.C'est un outil de travail interactif, attrayant, et utile pour la compréhension de quelques principes de construction des images cérébrales anatomiques et fonctionnelles et pour leur exploitation pédagogique.

Ce logiciel est proposé par la société Pentila en collaboration avec l’INRP.Il est gratuit et téléchargeable sur le site Acces de l’INRP accompagné d’une grande quantité d’informations, de séquences de formations et d’exemples (portant sur les anciens programmes mais adaptables). http://www.pentila.com/solutions/education/eduanatomist-1http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/eduanatomist

Principe de l’IRML’utilisation du logiciel ne nécessite pas de la part des élèves la connaissance du principe de l’imagerie par résonnance magnétique mais certaines subtilités du logiciels nous obligent nous, enseignants, à en connaître les bases.L’individu est placé dans un champ magnétique.

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http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/eduanatomist

http://www.pentila.com/solutions/education/eduanatomist-1


Les protons c'est-à-dire les noyaux des atomes d’hydrogène (pas tous, en fait moins de 1% !) voient leur « spin » (ils tournent comme des toupies) s’aligner parallèlement au champ magnétique et créent le champ Mo.

Extrait de documents de formation du site Acces.

On applique alors une onde électromagnétique perpendiculaire au premier champ et avec la fréquence de résonnance des protons. Cela crée un champ Mxy perpendiculaire à Mo. On arrête ensuite la « stimulation » et on laisse Mxy revenir à son orientation initiale Mo. Le temps de retour (« relaxation ») est mesuré et il est variable suivant les tissus (substance grise, blanche, os, graisse…). Le problème : il faut que le capteur sache d’où vient le signal dans le cerveau (en trois dimensions)! C’est pour cela qu’on applique un gradient de champ et c’est ce qui provoque le bruit caractéristique de la machine.On obtient une « image » numérique en 3D (ensemble de coupes).Comme dans une image 2D (pixel) il existe le « voxel » : c’est la résolution de l’image (environ 1 à 3mm).Pour obtenir des données d’IRMf : On fait des mesures anatomiques (IRM normal) puis on demande à la personne d’effectuer une tache bien précise (par exemple vision d’un tableau de Mondrian) et ce, plusieurs fois (statistiques). La difficulté en IRM f : isoler le signal !

Tout repose sur le fait qu’on va mesurer une variation du débit sanguin cérébral régional (DSCR). La désoxyhémoglobine va entraîner une variation du champ magnétique local. Si désoxyhémoglobine augmente le signal IRM baisse. L’oxyhémoglobine n’entraine pas de variation. La région qui fonctionne spécifiquement pour la tache demandée a plus d’oxyhémoglobine (on compense plus que la consommation d’O2). Conséquence : le signal IRM augmente là où on « travaille » c’est le signal BOLD mesuré.

Le TP proposé ci-après part du principe que le système de neurones à dopamine a déjà été abordé précédemment.

Ressources disponibles pour cette activité :http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/test-architecture-neuropeda/fiches-pedagogiques/1-irm/1-3-imagerie-fonctionnelle/1-3-2-fonctions-cognitives/1-3-2-4-systemes-de-recompense/sujet-13241-systemes-de-recompense

EXEMPLE2

http://acces.inrp.fr/acces/ressources/neurosciences/Banquedonnees_logicielneuroimagerie/test-architecture-neuropeda/fiches-pedagogiques/1-irm/1-3-imagerie-fonctionnelle/1-3-2-fonctions-cognitives/1-3-2-4-systemes-de-recompense/sujet-13241-systemes-de-recompense




TP plaisir, activité sexuelle et cerveau

Introduction : la fonction de reproduction a, comme principale conséquence, la survie de l’espèce. Toutefois, l’activité sexuelle est également accompagnée d’une sensation de plaisir qui a une base biologique. Est-il possible de visualiser les régions du cerveau impliquées dans la sensation de plaisir, autrement dit, quelles sont les régions cibles du circuit de la récompense amenant à une sensation de plaisir ?

Consigne globale :

A l’aide du logiciel Eduanatomist et de l’ensemble des ressources, montrer qu’il existe un support biologique à la sensation de plaisir qu’elle soit d’origine sexuelle ou monétaire. Vous préciserez quelles sont les aires « cibles » des neurones à dopamine.

Le TP proposé ci-après part du principe que le système de neurones à dopamine a déjà été abordé précédemment. (rappels possibles : dans le cerveau, un ensemble d’aires -appelé circuit de la récompense ou système de récompense- associe certains stimuli à une sensation agréable. La réception d'une récompense se traduit au niveau physiologique par la libération de dopamine. Le noyau acumbens et l’aire tegmentale ventrale sécrètent de la dopamine)

Ressources :

Logiciel Eduanatomist accompagné de sa fiche technique Différente(s) vue(s) de l’encéphale :

Possibilité de rechercher d’autres vues des aires cérébrales Fichiers IRM et IRMf :

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Schéma d’une coupe sagittale d’encéphale. (Source : wikipedia modidié)(Légendes : ATV : aire tegmentale ventrale MFB : medial forbrain bundle (faisceau de la récompense) )





Tâches demandées et image obtenue

Nom de l’image Sensibilité du seuil de

visualisationPas de tâche : image anatomique de référence

IRMsujet13241anatRecompense

Aires davantage activées lorsque le sujet reçoit une récompense monétaire qu’une récompense de type érotique

IRMsujet13241fonctionRecompense_ArgentSupErotiqueInf : 62

Sup : 100

Aires davantage activées lorsque le sujet reçoit une récompense de type érotique qu’une récompense monétaire

IRMsujet13241fonctionRecompense_ErotiqueSupArgentInf : 41

Sup : 100

Aires activées quel que soit le type de récompense (monétaire ou érotique)

IRMsujet13241fonctionRecompense_conjonctionargentETerotique Inf : 43

Sup : 100Auteurs des images : Sescousse, J.Redouté, JC.Dreher, groupe récompense et prise de décision, CNRS, UMR 5229, 69675 BRON Cedex

Attendus :

o Charger les imageso Afficher et distinguer les zones activées par un plaisir d’origine sexuelle et autre (argent)o Extraire les images correspondanteso Introduire ces images dans un fichier réponse (word), les légender (à l’aide des autres ressources),

titrer, voire commentero Répondre au problème (distinguer les aires spécifiques à chaque type de récompense et les aires

communes à tout type de récompense) dans le fichier réponse

Utilisation du logiciel EduAnatomist:

EduAnatomist est une base de données d'images du cerveau réalisées par IRM: elle propose des images anatomiques et des images fonctionnelles montrant les zones d'activation cérébrales en fonction de différents protocoles de stimulation sensorielle, L’acquisition des données de neuro-imagerie fonctionnelle repose sur des mesures de débit sanguin cérébral ( plus précisément sur des variations locales de débit sanguin et d’oxygénation cérébrale via l’évaluation de la concentration en oxyhémoglobine).

Principe d’obtention des résultats :

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- des images sont acquises sur un sujet à qui on demande de réaliser une tâche précise (parler, bouger un membre, recevoir une récompense monétaire (somme d’argent), recevoir une récompense érotique (photo d’une personne en maillot de bain …) = conditions ON

- des images sont acquises sur le même sujet qui ne réalise aucune tâche = conditions OFF

- pour chaque tâche, on construit une image de différence ON-OFF : c’est le calque fonctionnel.


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- des images sont acquises sur un sujet à qui on demande de réaliser une tâche précise (parler, bouger un membre, recevoir une récompense monétaire (somme d’argent), recevoir une récompense érotique (photo d’une personne en maillot de bain …) = conditions ON

- des images sont acquises sur le même sujet qui ne réalise aucune tâche = conditions OFF

- pour chaque tâche, on construit une image de différence ON-OFF : c’est le calque fonctionnel.


TP PLAISIR, ACTIVITE SEXUELLE ET CERVEAU_ FICHE REPONSE

Compléter le tableau ci-dessous en copiant les fichiers images (copies d’écran) issues d’Eduanatomist. Vous pouvez utiliser les fonctionnalités du logiciel de traitement de texte pour ajouter légendes et titres.

Copies d’écran (IRMfonctionnelles) Légendes et commentairesAires cérébrales activées davantage par une récompense de type monétaire que par une récompense de type érotique :

Aires cérébrales activées davantage par une récompense de type érotique que par une récompense de type monétaire :

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Réponse au problème :

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