Collège de Candolle TP Biologie 4OS CORRIGE SYSTEME NERVEUX L'encéphale: dissection 1

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1 Collège de Candolle TP Biologie 4OS CORRIGE SYSTEME NERVEUX L'encéphale: dissection 1 Introduction L'encéphale et la moelle épinière forment le système nerveux central des vertébrés. Il est relié aux organes des sens, aux muscles et aux glandes par le système nerveux périphérique. L'encéphale est divisé en 3 parties principales: les hémisphères cérébraux, le cervelet et le tronc cérébral. Documents à disposition: Biologie, lep p et Biologie humaine, E.Marieb, pp (photocopies). Fig. a) I. Observez l'encéphale vu de dessous (comme sur la fig. a)). Identifiez les 3 parties principales: hémisphères cérébraux gauche et droit, cervelet et tronc cérébral. Indiquez de manière synthétique le rôle de chacune de ces trois parties: Hémisphères (= cerveau) : Intégration et interprétation des signaux sensoriels, prises de décisions et envoi de réponses nerveuses et motrices, parole, mémoire, raisonnement, émotivité, conscience, etc (+ voir différence lobe frontal et lobe pariétal) Cervelet: Equilibre, coordination des mouvements, en lien avec l oreille interne, les yeux, les muscles, mémoire procédurale (des séquences de gestes) Tronc cérébral : Transit des informations afférentes et efférentes, et régulation des fonctions vitales ( respiration, pouls et pression artérielle, sommeil/veille). Quelles zones constituent le tronc cérébral? Indiquez leurs noms et leurs fonctions De bas en haut : Bulbe rachidien : prolongement de la moelle épinière. Contrôle des fonctions viscérales vitales : fréquence cardiaque, respiration, pression artérielle, déglutition, vomissement, éternuement. Pont : contrôle du sommeil Mésencéphale : réflexe visuels et auditifs

2 SYSTEME NERVEUX L'encéphale: dissection 2 Questions: Comment nomme-t-on les plis et les rainures du cerveau? plis : gyrus ou circonvolutions, rainures : fissures et sillons Quel autre organe du corps est formé de multiples replis? L intestin - Quel est l'avantage de cette structure plissée? Ca augmente la surface pour le même volume (0,5 m 2 ) Où se situent les méninges et quelle est leur fonction? Recouvrent et protègent le SNC, contiennent le LCR De quelle manière les cellules du cerveau sont-elle nourries? Par un réseau de capillaires sanguins (pas en contact direct, barrière hématoencéphalique) et par le liquide céphalorachidien. Les cellules qui bordent les vaisseaux sont imperméables (jonctions serrées), les astrocytes jouent aussi un rôle. II. Découpez l'encéphale longitudinalement pour séparer les 2 hémisphères. Vous devez pour cela découper le corps calleux (fig. A). - Qu'est-ce que le corps calleux et quel est son rôle? Il est constitué par des faisceaux de fibres (matière blanche) et relie les deux hémisphères et les met en contact. La zone 9 vous montre les ventricules cérébraux. Que contiennent-ils et quel est leur rôle? Ils contiennent le LCR (env. 150 ml), coussins aqueux qui protègent le cerveau et évacuent les déchets, aussi rôle immunitaire. Observez l'intérieur de votre coupe et retrouvez les parties 1 à 7 selon le schéma de l'encéphale humain. Ecrivez le nom de ces parties en face des chiffres sur le schéma. 1. Cortex cérébral 2. Cervelet 3. Pont 4. Bulbe rachidien 5. Moelle épinière 6. Gyrus 7. corps calleux 8. Thalamus ( Є diencéphale) 9. Ventricule 11. Hypothalamus 12.(1) Matière blanche 13. Matière grise (cortex)

3 SYSTEME NERVEUX L'encéphale: dissection 3 III. Effectuez une coupe frontale (transversale) d'une des parties (fig.b). Observez la différence entre la matière grise et la matière blanche (les gaines de myéline donnent la couleur blanche). Dans l'encéphale, où se situe la matière grise? La matière blanche? Matière grise à l extérieur (sauf noyaux basaux), matière blanche à l intérieur Comparez vos observations avec celles que vous avez faites sur les coupes de moelle épinière (TP cellules et tissus nerveux») et commentez. C est l inverse, matière grise à l intérieur et matière blanche à l extérieur Que sont les noyaux basaux et quel est leur rôle? Amas de matière grise à l intérieur de la matière blanche, régulation de la motricité Questions/compréhension Nous avons vu que le système nerveux périphérique comporte une partie qu'on appelle somatique et une autre partie qu'on appelle autonome. 1. Rappelez brièvement quels sont les organes touchés par ces deux systèmes. Somatique : muscles squelettiques Autonome : viscères, muscles lisses et muscle cardiaque et glandes 2. Dans quelle(s) partie(s) de l'encéphale se traite l'information destinée au système nerveux somatique? Donnez un exemple d'effet de ce traitement. Dans le cortex, plus précisément dans l aire motrice primaire, située à l arrière du lobe frontal (à l avant du sillon central). Je décide de lever le pied gauche (décision prise dans l hémisphère droit). 3. Dans quelle(s) partie(s) de l'encéphale se traite l'information qui sera acheminée par le système nerveux autonome? Dans le diencéphale, en particulier dans l hypothalamus (centre de la soif, appétit, métabolisme, émotions, plaisir), mais aussi dans le tronc cérébral Où situez-vous cette zone de l'encéphale? Situez-là sur les schémas des figures A et B p.2 Sous les hémisphères cérébraux, sous le corps calleux. 4. La zone 11bis représente une glande endocrine qui régule la plupart des autres glandes endocrine du corps. Quelle est cette glande et quel est l'organe qui la contrôle? L hypothalamus régule aussi l activité de l hypophyse, qui en sécrétant des hormones dans la circulation sanguine, contrôle l activité de la plupart des glandes périphériques.

4 Collège de Candolle SYSTEME NERVEUX Biologie 4OS L'encéphale: structure et aires fonctionnelles Introduction Le cerveau est divisé en 5 lobes eux-mêmes divisés en sous-régions spécialisées, les aires fonctionnelles. Les aires associatives de l'hémisphère cérébral gauche remplissent des fonctions différentes de celles de l'hémisphère cérébral droit. Structure du cortex Fig. b) Le sillon central (ligne qui part du sommet des oreilles vers le dessus de la tête) sépare les lobes frontaux des lobes pariétaux. Le lobe temporal est séparé du lobe frontal par le sillon latéral. Le lobe occipital est séparé du lobe pariétal par le sillon pariéto-occipital. Fig. c) Le lobe frontal permet la planification, la pensée, le raisonnement et contrôle les mouvements volontaires (aire motrice primaire). Il contient les aires motrices du langage permettant les mouvements musculaires du langage (aire de Broca) Le lobe pariétal interprète les sensations et garde en mémoire les souvenirs d'expériences du toucher (aire sensitive ou somesthésique). Il contient aussi des zones intervenant dans le sens du goùt. Le lobe occipital permet la vision et les souvenirs d'expériences visuelles. Le lobe temporal est le site de l'audition, de l'olfaction, de la transformation de pensées en mots, de la compréhension du langage.

5 Exercices/Questions: Si on observait une imagerie du cerveau d'une personne qui parle à sa voisine et qui en même temps l'écoute, quelles parties précises de l'encéphale révèleraient une activité neuronale? Elle parle : aire de Broca (aire motrice du langage, à l avant du sillon temporal gauche) et de Wernicke (signification du langage, partie postérieure du lobe temporal gauche), aire motrice primaire. Elle écoute : aire auditive (lobe temporal), mais aussi elle comprend ce qu on lui dit, etc A votre avis, quel est l'indicateur physiologique d'une activité neuronale est plus intense dans une région du cortex que dans une autre? On observerait une augmentation de la circulation sanguine dans les zones actives Dans l'encadré ci-dessous, schématisez un cerveau humain vu de dessus. Figurez les lobes visibles sur votre dessin. a) Indiquez les aires de projection stimulées lorsque vous bougez votre pied gauche (PiG), votre main gauche (MaG), votre pied droit (PiD). En rouge indiquez l'aire stimulée lorsque vous marchez pieds nus sur des cailloux. PiG (1), MaG (2) bougent : aire motrice primaire D (lobe frontal, avant du sillon central). PiD(3), idem à (1) mais à gauche Suite à une coupure sur la main gauche, indiquez précisément dans quelle zone est transmise l'information sensorielle. Aire somesthésique, côté droit, plutôt vers le haut. Arrière du sillon central de l hémisphère droit dans le lobe pariétal. 1. Pourquoi «l'homoncule» représentant les aires de projection est-il difforme? Et pourquoi la taille de l'aire de projection de la main est-elle aussi importante? Les aires de projection de l homonculus sensitif sont proportionnelles aux nombres de récepteurs sensitifs présents dans chaque zone (la main, les lèvres sont très grandes) Quelle relation voyez-vous entre votre latéralisation (gauche droite) et votre cerveau? Elle est inversée, les fibres nerveuses se croisent dans le tronc cérébral Une personne a eu un accident vasculaire cérébral (AVC) qui entraîne la paralysie des muscles squelettiques du côté gauche. Quelle est la zone du cerveau qui été touchée? L AVC a touché l aire motrice dans l hémisphère droit - Lors d un AVC seuls les muscles volontaires sont touchés. La contraction des muscles lors de réflexes et la contraction des muscles qui ne sont pas sous notre volonté (cœur, intestins) ne sont pas altérés. Expliquez pourquoi. L AVC ne touche que l encéphale, la m.e. n est pas touchée, donc les réflexes non plus. D autre part le SNA n est pas contrôlé par les mêmes parties du cerveau. - Suite à un accident de la route, un homme n'est plus capable de se faire comprendre (il sait ce qu'il veut dire mais ne peut plus l'exprimer: aphasie motrice). Quelle zone de son cerveau est atteinte? Comparez cette lésion avec celle qui provoque l'aphasie sensorielle, décrite ci-dessous. L aire de Broca est touchée, située dans le cortex frontal gauche (aire motrice du langage, on ne peut plus prononcer les mots «Dans l'aphasie sensorielle prédominent les troubles de la compréhension: l'évocation des mots est perturbée rendant impossible la dénomination des objets ou l'exécution d'ordres simples par le malade qui ne comprend pas ce qu'on lui dit, ce qu'il lit, qui déforme les mots ou les utilise les uns pour les autres.». L aphasie sensorielle (ne comprend pas les mots) est provoquée par une atteinte à l aire de Wernicke (partie postérieur du lobe temporal gauche).