Les poissons électriques

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1 HISTORIQUE

2 Les poissons électriques Poisson torpille (raie): V Poissons chats du Nil: 350 V Anguille électrique: V

3 Luigi Galvani ( ): expériences sur la préparation «grenouille spinale». CUIVRE ZINC Arc galvanique: cuivre/zinc

4 Expérience de Galvani reproduite de nos jours au CNRS. Nerf sciatique Plaque de ZINC Fil de CUIVRE Lorsque nerf et muscle sont reliés entre eux par un arc métallique, l électricité contenu dans le nerf se décharge vers le muscle au travers de l arc métallique conducteur.

5 Alessandro Volta (1797): invention de la PILE (1799)! Electromètre sensible: ddp aux bornes de la pile = électricité métallique.

6 RAPPELS: PR et PA

7 Potentiel de repos (PR): ddp (différence de charges) entre milieux intra et extra cellulaires: V int - V ext Neurone = cellule polarisée: ddp négative (intérieur chargé par rapport à l extérieur chargé +)

8 Potentiel d action (PA):

9 ORIGINE PA: Onde de dépolarisation: inversion de la polarité membranaire. Cette onde va se propager

10 Techniques électrophysiologiques

11 Intracellulaires ( ): électrodes à l intérieur de la cellule Enregistrement de l activité d une seule cellule grâce à des microélectrodes de verre.

12 Amplificateur Filtres analogiques

13 Paramètres mesurables sur les indices

14 La tension ou amplitude (force) du signal (µv ou mv): toujours signaux de faibles amplitudes. Amplitude de crête 0 Amplitude totale: crête à crête

15 La fréquence d un signal périodique: Période T en secondes (s) Fréquence f en Hertz (Hz= cycle/s): f = 1/T(en seconde)

16 La latence du signal: exemple du PA Latence approximative Vraie latence

17 La durée du signal : exemple du PA Durée

18 Caractéristiques des indices électrophysiologiques

19 Chaque indice électrophysiologique est caractérisé par son amplitude et sa fréquence. Indices Amplitude Fréquence EEG Electroencéphalogramme ECG Electrocardiogramme EMG Electromyogramme µv 1-40 Hz ordre du mv batt/min 500 µv-1mv Hz

20

21 Numérisation du signal

22

23 Signaux biologiques: homme, animal, (préparation isolée ) Ordinateur + carte d acquisition (conversion analogique/numérique) Capteurs ou électrodes d enregistrement (ddp) terre Boîtier d isolement INTERFACE Signal ANALOGIQUE amplifié et filtré = ddp ou tension

24 EXEMPLE d échantillonnage: Fréquence du signal analogique à échantillonner = 0,5 Hz (période = 2 s) T e = 0,4 s T e = 1,8 s Bon échantillonnage Mauvais échantillonnage

25 Théorème de SHANNON: f e = 2 f max du signal La fréquence d échantillonnage doit être égale au moins au double de la fréquence maximale du signal analogique.

26 Quantification: Elle s exprime en bit. (NB: plus le nombre de bits sera élevé, plus le nombre de valeurs attribué à chaque mesure du signal analogique pourra être important et donc meilleure sera la qualité du signal numérique: amplitude du signal numérique proche de celle du signal analogique). 8 bits = 1 Octet = 256 valeurs

27 Montages électrophysiologiques extracellulaires et propagation de l onde de dépolarisation

28 Montage bipolaire: potentiel de forme triphasique (moins de bruit) Montage monopolaire: potentiel biphasique

29 Exemple: propagation d une ddp (PA) le long d un axone. Electrodes extracellulaires E 1 et E 2 ddp = E 2 -E 1 E1 E2 A Membrane totalement dépolarisée B: pas de ddp D: pas de ddp C Potentiel biphasique

30 Electroencéphalogramme: EEG

31 Electrodes EEG: tampon (types Grey-Walter) Cupules flottantes (en argent, AgCl)

32 Casques EEG comprenant de 32 à 256 électrodes.

33 Positionnement des électrodes EEG sur le scalp Système (Jasper, 1958) Cz Fz NASION Fpz Fpz Pz Oz Vertex Cz Oreille gauche Oz INION Oreille droite

34 système (74 électrodes) système 10-5 (345 électrodes)

35 Rythmes (ondes) enregistrés avec l EEG.

36 Chaque dérivation enregistre l activité EEG d une zone précise de l encéphale située sous le couple d électrodes. Rapprochement de la zone occipitale: ondes alpha

37 Utilisation de l EEG (outil de diagnostic) Etude des niveaux de vigilance et du sommeil Onde bêta (β) >15Hz, µv Onde alpha (α) 8-12Hz, µv Onde thêta >4-7Hz Fuseaux sommeil 8-15 Hz Onde delta 1-3Hz Onde delta généralisée 1-3Hz Rythme de plus en plus lent et ondes plus amples

38 Localisation des foyers épileptiques Pointe-ondes (temporales et centrales bilatérales à prédominance gauche). Une pointe est une onde de très brève durée (10-70 ms) et de grande amplitude. Elle est immédiatement suivie d une onde lente.

39 Exemple potentiel évoqué auditif (PEA): I: nerf cochléaire, II: noyau cochléaire, III: olive supérieure, IV/V: colliculus inférieur.

40 Electrocardiogramme: ECG

41 Activité mécanique du cœur (systole, diastole)

42 Origine de l activité pacemaker AXE ELECTRIQUE DU CŒUR

43 Innervation du cœur : système nerveux autonome (SNA) Rythme cardiaque: Sans le SNA: 100 battements/min Avec le SNA: 60 battements/min (parasympathique prédomine) Nerf crânien X = Nerf Vague cardiomodérateur cardioaccélérateur

44 Dérivations d EINTHOVEN: Triangle d Einthoven

45 Dérivations de GOLDBERGER:

46 Dérivations PRECORDIALES: Elles enregistrent sur un mode unipolaire suivant un plan horizontal

47 Dérivations PRECORDIALES complémentaires:

48 Propagation de l activité électrique dans les différentes parties du cœur: ECG

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50

51 Enregistrement dépolarisation auriculaire: dérivations d Einthoven DI EXEMPLES DII DIII avr avl Enregistrement dépolarisation auriculaire: dérivations de Goldberger avf

52 Exemples des régions cardiaques explorées par certaines dérivations. Ce qu il faut retenir: chaque dérivation enregistre et étudie la propagation de l activité électrique dans une partie bien déterminée du coeur.

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