CAHIER D ACTIVITÉS LABORATOIRES SCIENCES ET TECHNOLOGIE MODULE 6. Le système nerveux X TEAMWORK 6.3 MES SENS PH LA DROGUE

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1 CAHIER D ACTIVITÉS LABORATOIRES SCIENCES ET TECHNOLOGIE MODULE 6 Le système nerveux X TEAMWORK 6.3 MES SENS PH LA DROGUE JOURS SUJET DEVOIR À REMETTRE 1 T 5.1. LE SYSTÈME NERVEUX : anatomie. A Lecture laboratoire 6.1 et (préparation) 2 T 5.1. LE SYSTÈME NERVEUX : physiologie. A ACTIVITÉ 6.1 : L ENCÉPHALE (préparation) 3 C- Laboratoire 6.1 L ENCÉPHALE (préparation). A Laboratoire 6.1 L encéphale (manipulations). 4 T 5.2 L OEIL : anatomie T LES ONDES. 5 T 5.2 L ŒIL : physiologie T 10.3 : LE SPECTRE ÉLECTROMAGNÉTIQUE T : LES ONDES LUMINEUSES A Laboratoire 6.2 : L ŒIL (préparation) 6 C- Laboratoire 6.2 L oeil (préparation). A Laboratoire 6.2 L œil (manipulations) 7 T 5.3 L OREILLE : anatomie et physiologie. T 10.1 & 10.2 LES ONDES SONORES EX - P.154 à 156. EX : LAB 6.1 (lecture) EX - P.157 à 159. ACT 6.1 (prep.) P.9-10 EX P.165- à 167. EX - P.167 à 169. EX - P.294 à 296. EX P LAB 6.2 (prép) P.16 LAB 6.2 (conclusion) EX - P.165 à 169. Ex P T 5.5 LA PEAU : anatomie et physiologie. EX P.187 à 189. ACTIVITÉ 6.1 ACTIVITÉ T 5.4 LE NEZ et LA LANGUE : anatomie et physiologie. 10 A- LA SANTÉ : CERVEAU, ŒIL et OREILLES. X- TOUS DUPÉS POUR NOTRE BIEN A- RÉVISION MODULE 6 (P.222 no 1-8). EX - P.179 à 182. ÉTUDE MODULE 6 RÉV P.205 à 208 & P TIC : SANTÉ module 6 : Plan communication 11 ÉV- EXAMEN MODULE 6 RÉDACTION COMMUNICATION MODULE 6

2 GUIDE D ÉTUDE : module 6 LE SYSTÉME NERVEUX Connaissances 5.1 Identifier les principales parties d un neurone (synapse, axone, dendrite, noyau, etc). 5.1 Identifier les principales propriétés d un neurone (tableau 1). 5.1 Associer les types de neurones et de nerfs au transport de l influx nerveux. 5.1 Identifier les parties du système nerveux central (encéphale et moelle épinière). 5.1 Expliquer le rôle et les fonctions du système nerveux central et de ses parties. 5.1 Expliquer le rôle du système nerveux périphérique (transport de l influx nerveux des sens vers l encéphale et de l encéphale vers les muscles et les organes). 5.1 Distinguer l acte volontaire de l arc réflexe (trajet de l influx nerveux). 5.2 Identifier les principales parties de l œil impliquées dans la vision. 5.2 Décrire la fonction des principales parties de l œil. 5.2 Décrire la formation des images et les principales anomalies de l œil. 5.3 Identifier les principales parties de l oreille impliquées dans l audition et l équilibre (conduit auditif, tympan, osselets, cochlée, canaux semi-circulaires). 5.3 Décrire la fonction des principales parties de l oreille impliquées dans l audition. 5.3 Décrire le rôle des canaux semi-circulaires dans le maintien de l équilibre. 5.4 Décrire la fonction des papilles gustatives de la langue et leur rôle dans le sens du goût. (transformation en influx nerveux des saveurs : sucré, salé, acide, amer et umami). 5.4 Identifier les principales parties du nez et leur rôle dans l odorat. 5.4 Décrire la fonction du bulbe olfactif et son rôle dans le sens du goût. 5.5 Décrire les parties de la peau (3 couches et les 2 glandes) et leur rôle principal. 5.5 Décrire la fonction des récepteurs sensoriels de la peau (transformation en influx nerveux des sensations de pression, de température et de douleur) Définir la longueur, l amplitude et la fréquence d une onde Décrire la relation entre la longueur d onde et l énergie Définir l amplitude d une onde sonore comme étant la puissance du son 10.2 Situer, sur l échelle des décibels, des niveaux dangereux pour l oreille humaine selon la durée ou la fréquence de l exposition Associer la fréquence d une onde sonore à la hauteur du son produit Situer les principales régions sur le spectre électromagnétique Décrire la façon dont les rayons lumineux sont déviés par une surface réfléchissante Décrire la façon dont les rayons lumineux sont déviés lorsqu ils traversent la surface d une substance translucide (plane, convexe ou concave) Déterminer et décrire le lien entre la position du foyer d une lentille et le degré de déviation des rayons lumineux dans diverses situations (lentille convexe et concave). LA SANTÉ Communication orale ou écrite. A L hygiène du système nerveux. B L hygiène de l œil et de l oreille. Techniques Utiliser le matériel de laboratoire de façon sécuritaire. Disséquer et reconnaître l anatomie de l encéphale (mouton). Disséquer et reconnaître l anatomie de l œil (bœuf). 2

3 ACTIVITÉ 6.1 SCIENTIFIQUE L ENCÉPHALE Mise en situation Après que des scientifiques eurent découvert (module 2) que le chef Hongrois Obert Larsfritt remplaçait des aliments par des substituts, bien des choses ont changé au restaurant Chez Ti-Patt. Il a enfin obtenu la renommée internationale et la visibilité qu il mérite. Malheureusement, sa mascotte Patty, un petit mouton qui fait le plaisir des petits enfants, commence à avoir des problèmes d orientation. Il fonce sur des clients, fait trébucher les serveuses et renverse même des tables. Le propriétaire, Pat Rice, ne sait plus quoi faire et se demande si le problème d orientation serait dans son cerveau ou dans ses yeux? Il décide alors, faute de budget, d engager une équipe de laboratoire amateure afin d identifier les différentes parties d un encéphale de mouton et de déterminer celle qui pourrait être à l origine des problèmes d orientation (vision) de Patty. Une fois cette région identifiée, il pourra laisser l opération à des laboratoires professionnels. PROTOCOLE : 1- Afin d identifier la région de l encéphale qui pourrait être à l origine des problèmes de vision de Patty vous devrez consulter un court article (p.4) portant sur la vision et sa localisation sur des schémas de l encéphale et répondre à quelques questions théoriques générales sur vos connaissances de l encéphale (p.9-10). 2- À l aide du guide du petit chirurgien amateur, votre équipe de laboratoire devra effectuer les observations et remplir les planches anatomiques tel que demandé (p.10-12) 3- Une fois ces deux étapes terminées, vous devrez, en conclusion, identifier à l aide d un stylet, la zone qui doit être opérée, si jamais le problème devait se situer au niveau de l encéphale. Choisissez la meilleure coupe de l encéphale parmi les trois proposées et faites corriger votre choix par le professeur ou le technicien (p.12). 3

4 ARTICLE SCIENTIFIQUE VISION et ENCÉPHALE AIRES VISUELLES : Le lobe occipital de chaque hémisphère cérébral abrite l aire visuelle primaire, laquelle est située en majeure partie dans le sillon calcarin et entourée de l aire visuelle associative. L aire primaire reçoit l information en provenance de la rétine de l œil, et l aire associative interprète ces stimulus visuels d après les expériences visuelles antérieures. C est grâce à elle que nous pouvons reconnaître une fleur ou un visage. La vision en tant que telle dépend des neurones corticaux de cette aire (bien que plusieurs autres aires corticales interviennent dans l interprétation des stimulus visuels). Des lésions de l aire visuelle primaire entraînent une cécité (aveugle) partielle et des problèmes d orientation. Par ailleurs, les personnes qui ont subi des lésions de l aire visuelle associative sont capable de voir, mais elles ne comprennent pas ce qu elles regardent. (Marieb P.393, 1993) Cerveau externe gauche Cerveau interne droit 4

5 INFO + Cortex cérébral : Cette région contient la matière grise qui est composée de corps cellulaire et d'axones amyélisés. Le cortex contient également de la matière blanche constituée surtout de longs axones myélisés provenant des interneurones (neurones d'associations) responsables des liaisons entre les composantes du cerveau. C'est le lieu des facultés supérieures d'analyse. Méninges : Il s'agit de 3 enveloppes qui protègent soutiennent et nourrissent le cerveau. Ce sont ces membranes qui peuvent s'infecter et donner une méningite ou simplement s infflamer en un mal de tête classique. Thalamus : C'est la porte d'entrée du cerveau, il est constitué d'un nombre incroyable de relais et de connexions. Il agit comme un centre téléphonique 911 qui répartit les appels. Lors du sommeil, il élimine les informations superflues afin de nous faire dormir en paix ou nous réveille en alerte en cas d urgence. Hypothalamus : Cette portion gère les fonctions émotionnelles de notre corps : la faim, la soif, le sommeil, la température corporelle, l'homéostasie, le taux d'eau, le plaisir, la sexualité, la douleur et l'agressivité. Hypophyse : Elle produit des hormones (messages chimiques) qui gèrent une large gamme de fonctions corporelles et la croissance. Cette fonction inspirait les scientifiques à l'appeler la «glande maîtresse» du corps même géré par l hypothalamus. Bulbe rachidien : Cette portion primitive du cerveau gère les fonctions autonomes et vitales de notre corps comme les battements cardiaques, la respiration, les vomissements, la toux et la déglutition. Cervelet : Contrôle de l'équilibre à partir des informations émanant de l'oreille interne et coordonne les mouvements. 5

6 GUIDE DU PETIT CHIRURGIEN AMATEUR OBSERVATION D UN ENCÉPHALE DE MOUTON MATÉRIEL : 1 encéphale de mouton complet, 1 coupe longitudinale et 1 coupe transversale. Bac à dissection, 1 stylet de bois, papier brun. MANIPULATIONS : suivre les instructions à l aide des schémas p SCHÉMA 1 & 2 : ENCÉPHALE COMPLET (dorsales) 1. Placez l ENCÉPHALE sur sa face ventrale comme sur le schéma 1. Le CERVEAU est constitué de deux HÉMISPHÈRES identiques séparés par une profonde crevasse, la FISSURE LONGITUDINALE. Notez la présence de nombreux sillons et de bosses nommées GYRUS. À la base, on voit le CERVELET suivi du BULBE RACHIDIEN. Chaque HÉMISPHÈRE est traversé par des sillons profonds appelés SCISSURES qui délimitent quatre lobes cérébraux : le LOBE FRONTAL, le LOBE PARIÉTAL, le LOBE OCCIPITAL et le LOBE TEMPORAL. 2. Avec douceur, penchez le CERVELET vers l'arrière comme sur le schéma 2. Entre les hémisphères cérébraux et le CERVELET vous pouvez observer les TUBERCULES QUADRIJUMEAUX formés de quatre masses jumelées. Les TUBERCULES QUADRIJUMEAUX supérieurs reçoivent les influx nerveux provenant de la rétine (yeux). Les TUBERCULES QUADRIJUMEAUX inférieurs reçoivent les influx nerveux provenant de la cochlée (oreilles). L'HÉMISPHÈRE CÉRÉBRAL gauche analyse les informations provenant du côté droit du corps tandis que l'hémisphère CÉRÉBRAL droit perçoit et interprète les influx nerveux provenant du côté gauche du corps. 6

7 SCHÉMA 3 & 4 : ENCÉPHALE COMPLET (ventrales) 3. Placez l ENCÉPHALE sur sa face dorsale comme sur le schéma 3. On remarque facilement les deux BULBES OLFACTIFS sous la partie antérieure du cerveau. Ce sont les premiers relais des influx nerveux liés aux odeurs provenant des neurones de la TACHE OLFACTIVE. Les BULBES OLFACTIFS relaient les influx nerveux par les NERFS OLFACTIFS vers les centres d'analyse olfactifs du CERVEAU situés dans les LOBES TEMPORAUX. Un peu plus bas, on voit clairement une structure en forme de "X" de couleur blanche. Il s'agit du CHIASMA OPTIQUE. Les NERFS OPTIQUES s'y rejoignent et s'y croisent partiellement. Ainsi les images captées par l'œil gauche et l'œil droit seront analysées dans le LOBE OCCIPITAL droit en fonction d'une vision binoculaire qui permet le jugement de la distance. On retrouve deux taches plus sombres sous le CHIASMA OPTIQUE, il s'agit de LIT DE CAPILLAIRES sanguins. Le CERVEAU est largement vascularisé pour permettre une bonne oxygénation. Toujours plus bas, on retrouve encore une fois le BULBE RACHIDIEN où se retrouve les fonctions animales de base de notre corps (respiration, battements cardiaques, la toux, etc). À la toute fin de l'encéphale on peut voir le début de la MOELLE ÉPINIÈRE qui est en fait la ligne téléphonique entre le CERVEAU et ses structures associés comme les muscles et les terminaisons nerveuses. 4. Concentrez vos observations au centre de la face ventrale comme sur le schéma 4. Les LOBES TEMPORAUX du CERVEAU représentent les centres d'analyse de l'odorat, de l'ouïe et du goût. Les nerfs olfactifs, gustatifs et auditifs y convergent en transportant leurs influx nerveux respectifs. L'HYPOPHYSE se situe derrière le CHIASMA OPTIQUE. Cette glande endocrine produit un grand nombre d'hormones qui contrôlent le reste du corps et sa croissance. Sous l'hypophyse, on voit la PROTUBÉRANCE ANNULAIRE qui aurait une grande importance dans la régulation du sommeil et de l'éveil. Enfin, on revoit le BULBE RACHIDIEN suivi de la MOELLE ÉPINIÈRE. 7

8 SCHÉMA 5 & 6 : ENCÉPHALE COUPE LONGITUDINALE 5. Utilisez lmaintenant la coupe longitudinale afin de bien voir les structures internes du cerveau comme sur le schéma 5. À l'intérieur du CERVEAU on note la présence d'une cavité facilement observable dont le plafond s appelle le CORPS CALLEUX, alors que le plancher s appelle le TRIGONE. Le CORPS CALLEUX unit les deux hémisphères du cerveau, toutes les connections interhémisphériques passent par là. Les cavités dans cette structure séparée par une mince membrane prennent le nom de VENTRICULES LATÉRAUX gauche et droit et contiennent le liquide céphalorachidien. On observe aisément les différentes structures énumérées précédemment comme la MOELLE ÉPINIÈRE, le BULBE RACHIDIEN, l'hypophyse, le CHIASMA OPTIQUE et les TUBERCULES QUADRIJUMEAUX. 6. Avec la même coupe longitudinale de l'encéphale de mouton, concentrez-vous sur les structures centrales comme sur le schéma 6. Le CORTEX CÉRÉBRAL est le lieu des facultés intellectuelles, sensorielles et motrices. Le BULBE RACHIDIEN contient de nombreux centres nerveux chargés de la régulation des fonctions fondamentales involontaires comme le rythme cardiaque, la respiration ou la température corporelle. Le THALAMUS représente pour sa part un lieu d'échange critique entre tout le corps et les neurones du cortex. Toutes les informations sur l'équilibre et les sens passent par cette structure. L'HYPOTHALAMUS se situe sous le THALAMUS et régularise le sommeil, l'activité sexuelle, la faim, la soif, les émotions ainsi que le système endocrinien et notamment le contrôle de l'hypophyse. SCHÉMA 7 : ENCÉPHALE COUPE TRANSVERSALE 7. Utilisez maintenant de la coupe transversale afin de bien voir les structures internes du cerveau du schéma 7. On note facilement la présence des deux VENTRICULES LATÉRAUX entourés du CORPS CALLEUX. Il est facile aussi de distinguer du cortex la matière grise (analyse) de la matière blanche (transmission). Séparant le cerveau en deux parties à partir du bas la fissure nommée le 3e VENTRICULES. Encore une fois on note la présence de l'hypothalamus sous le THALAMUS bien en bas au centre de chaque côté du 3 e ventricule (fissure). 8

9 NOM : GROUPE : ROLE : ÉQUIPE : PROBLÈME : RÉEL : SCIENTIFIQUE : HYPOTHÈSE ou STRATÉGIE : QUESTION THÉORIQUE : 1. Nommer les 4 systèmes nerveux centraux et donner leurs rôles principaux. NOM RÔLES QT /25 2. Comment nommes-t-on les lignes et les bosses à la surface du cerveau? 3. Dans quel lobe (région : frontal, pariétal, etc.) se situe les aires suivantes : Aire visuelle : Aire auditive : Aire des apprentissages : Aire tactile : Aire motrice : 4. Quelle est la spécialité (2 items) de chaque hémisphère du cerveau? Gauche : Droit : 5. Quel est le nom des cellules qui compose le cerveau? Nommer les 3 types?

10 6. Quelle est la couche entre la boîte cranienne et le cerveau et nomme 2 rôles? ROLES : 7. Distingue l acte volontaire de l acte involontaire (réflexe). OBSERVATIONS ET ORGANISATION DES DONNÉES : Associer les termes et les différentes régions de l encéphale du schéma proposé. Inscrire les numéros dans la colonne de gauche (à côté des flèches). SCHÉMA 1 : COUPE ENTIÈRE (DORSALE) 1 Termes à associer : Cervelet Lobe pariétal Lobe occipital Fissure longitudinale Lobe frontal Moelle épinière SCHÉMA 2 : COUPE ENTIÈRE (ARRIÈRE) 1 Termes à associer : 2 4 Hémisphère cérébral droit Hémisphère cérébral gauche Cervelet Fissure longitudinale Tubercules quadrijumeaux supérieurs Tubercules quadrijumeaux inférieurs

11 SCHÉMA 3 : COUPE ENTIÈRE (VENTRALE) Termes à associer : 1 Moelle épinière Chiasma optique Bulbe olfactif Bulbe rachidien Nerf optique Lit de capillaires SCHÉMA 4 : COUPE ENTIÈRE (VENTRALE) Termes à associer : Lobe temporale Chiasma optique Hypophyse Bulbe rachidien Protubérance annulaire Moelle épinière