Préparant Niveau 4 Plan I Anatomie fonctionnelle du SN (description) 11 Organisation générale 12 SN Central 13 SN Périphérique 14 SN Autonome II Le neurone II Physiologie du SN (fonctionnement) 21 Fonctionnement général du SN 22 Réflexes, automatisme et conscience III Effets de la plongée sur le SN Pour se mouvoir et survivre c'est-à-dire s adapter, les animaux et l homme doivent être informés de l état du milieu extérieur dans lequel ils évoluent et dans lequel ils doivent organiser leur comportement, selon la chaîne fonctionnelle suivante : Information - Traitement de l information Action C est le rôle du système nerveux (SN), chef d orchestre de notre corps et réseau complexe de communication. Le plongeur, ce terrien immergé, sollicite son système nerveux à plusieurs titres pour s adapter à cet environnement aquatique merveilleux mais hostile à la survie de l homme : sensations (vue, audition, équilibre), repères et savoir faire nouveaux générateurs de stress voire de panique, froid, toxicité des gaz respirés sous pression (Nitrox, recycleur, narcose), risques de l apnée, accidents de décompression, surpression pulmonaire Pour un guide de palanquée, connaître et comprendre le fonctionnement du système nerveux est essentiel pour adapter ses comportements auprès des plongeurs surtout débutants qu il aura la responsabilité d accompagner en exploration. 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 1
I Anatomie fonctionnelle du SN (description) 11 Organisation générale Le SN est un réseau complexe de communication (neurones) qui met en relation le milieu extérieur (l environnement) et le milieu intérieur (le corps) et a pour fonctions : de capter et acheminer les informations du milieu extérieur (environnement) ou intérieur (organisme) par des voies de conduction du système nerveux périphérique (SNP) sensitif à partir de récepteurs. de les traiter et intégrer pour élaborer une décision adaptée à la survie ou aux motivations de l individu au niveau de centres nerveux : système nerveux central (SNC) ou autonome (SNA) puis de communiquer la réponse choisie aux muscles et organes pour réaliser l action en vue de s adapter à son environnement par les voies de conduction du SNP moteur. CENTRES NERVEUX Traitement et Intégration des informations (Substance grise :cortex) SNC - SNA PERCEPTION, ANALYSE, DECISION NERF SENSITIF NERF MOTEUR (Voies afférentes) ( Voies efférentes ) transmet les informations transmet les informations (substance blanche) (substance blanche) SNP SNP Organes récepteurs qui captent l information à partir d une stimulation : Peau, œil, nez, oreille, articulation, cœur, vaisseaux, poumon SENSATIONS- SENSIBILITE Organes effecteurs qui reçoivent les informations (ordres) : Muscles striés (rouges) et lisses (blanc), glandes ACTIONS- COMPORTEMENTS-PENSEES 12 le système nerveux central (SNC) Centres nerveux de traitement et d intégration des informations (conscientes et inconscientes) et de commande des actions (volontaires ou involontaires), il comprend : - l encéphale comprenant «le cerveau», le tronc cérébral et le cervelet protégé par le crâne et prolongé par - la moelle épinière protégée par la colonne vertébrale 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 2
121 L encéphale - Le «cerveau», centres nerveux de la mémoire, sensibilité, motricité, du langage, de l attention, de la concentration, du raisonnement et de l abstraction est composé de : - 2 hémisphères cérébraux : cerveau de l intelligence et de la créativité ou néocortex - des organes de régulation dont l hypothalamus qui contrôle tous les organes végétatifs par le SNA (para et sympa), du système hormonal (par le contrôle de l hypophyse), fonction sexuelle, régulation de la température, faim, soif, cycle veille -sommeil, rôle dans les émotions. - le système limbique : cerveau émotionnel (peur, joie, agressivité, plaisir ). - Le tronc cérébral contient plusieurs organes dont le bulbe rachidien ; centre de régulation des fonctions vitales (respiratoire, cardio-vasculaire, réflexes vitaux (toux, vomissements, éternuement, déglutition ), réflexes visuels et auditifs et zone de liaisons moelle épinière, cerveau et cervelet, centre d où émerge les nerfs crâniens. - Le cervelet (10% du volume, mais 50% des neurones) situé sous le cerveau, centre de coordination des mouvements complexes et de maintien de l équilibre, liaison avec les centres moteurs du cortex qui, lui, agit sur les muscles. 122 La moelle épinière : Elle fait suite au bulbe rachidien et est logée dans la colonne vertébrale dans le canal rachidien ; Zone de centres réflexes vitaux primitifs et voies de passage des neurones moteurs et sensitifs. 13 le SN périphérique (SNP) : Réseaux de transmission des informations ou nerfs (sensitifs ou moteurs) qui relie le SNC aux différentes parties du corps. - les nerfs sensitifs assurent le retour des informations des organes récepteurs disposant de capteurs sensitifs (peau, muscles, articulations ) vers le SNC ; ils permettent les sensations de température, douleur, tact, position du corps et renseignent sur l état du milieu intérieur - les nerfs moteurs assurent les transmissions d information du SNC vers les organes effecteurs ou muscles. Ils permettent les mouvements volontaires ou involontaires ; ils comprennent : - 12 nerfs crâniens : somatiques/végétatifs, sensitifs/moteurs/ mixtes, - 31 paires de nerfs rachidiens essentiellement somatiques 14 le SN autonome (SNA) végétatif ou viscéral :.centres et nerfs permettant la régulation automatique de l équilibre du milieu intérieur : fonctions vitales (respiratoire, cardiaques vasculaires ) nutritionnelles et de survie (attaque/fuite) - Centres : tronc cérébral, hypothalamus, moelle épinière - Réseaux nerveux : - le système nerveux entérique (digestif : sécrétion et motricité) indépendant - le système nerveux (ortho) sympathique : actif en cas d urgence, prépare l organisme à affronter un danger. - le système nerveux para sympathique : actif au repos. Les effets antagonistes de ces 2 systèmes sur les organes sont : 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 3
ORGANE EFFETS DU SN SYMPATHIQUE EFFETS DU SN PARASYMPATHIQUE COEUR Accélération (tachycardie) Ralentissement (bradycardie) VAISSEAUX Constriction (pâleur) Dilatation (rougeur) BRONCHES Dilatation constriction PUPILLE dilatation constriction VESSIE/RECTUM relâchement contactions SALIVE Sécheresse de la bouche Salivation Schéma système nerveux parasympathique et sympathique Cerveau : -Hémisphères cérébraux droit/gauche -Hypothalamus -Système limbique Cervelet Tronc cérébral (bulbe rachidien) Moelle épinière SNC 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 4
II Le Neurone Le SN est composé d environ 12 milliards de cellules nerveuses encore appelées neurones. Les neurones sont les cellules spécialisées du SN. Ils sont composés d un corps cellulaire et de 2 types de prolongements : les dendrites qui captent le message nerveux jusqu au corps cellulaire du neurone et un axone qui conduit le message nerveux en direction d une cellule effectrice de la réponse ou jusqu à une synapse, zone de communication entre 2 neurones. La synapse permet la transmission des messages nerveux entre deux neurones, ou entre un neurone et une cellule musculaire ou une glande. Cette transmission a lieu par l intermédiaire de substances chimiques, les neurotransmetteurs (ex : l adrénaline pour le SN sympathique). L influx nerveux est donc une impulsion électrochimique. Le nombre de synapses détermine la compétence du cerveau à se mettre en relation et à apprendre. La gaine de myéline s enroule autour de l axone et accélère la vitesse de conduction de l influx nerveux. Le neurone est très sensible à l oxygène et à son manque. Schéma d un neurone Substance grise Substance blanche Dendrites de qq µm à 1m Sens de la transmission de l influx nerveux Dentrite Corps cellulaire Axone 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 5
III Physiologie du SN (fonctionnement) 21 Fonctionnement général du SN Tout organisme est en relation avec son milieu intérieur et l extérieur pour s adapter à son environnement. Le SN organise et régule cette relation et son activité selon le modèle suivant : - Réception d informations, renseignements sur le milieu extérieur et intérieur par les récepteurs (SNP) : Information - Envoi de ces informations au SNC via les neurones sensitifs afférents. - Traitement de ces informations (interprétation, régulation, mémorisation ) par le SNC : Perception/Analyse/Décision - Envoi des ordres/réponses aux effecteurs via les neurones moteurs : Action 22 Réflexe, automatisme et conscience : la voie des apprentissages Le fonctionnement du SN humain a évolué selon 3 modèles au fil du développement que l on retrouve dans la nature de nos comportements : le cerveau instinctif et réflexe (archencéphale/ reptilien) le cerveau impulsif, automatique et émotionnel(paléencéphale/ mammifères) le cerveau conscient, puis rationnel (néencéphale/ Homme) Ainsi, les réponses de notre SN, manifestées par nos actions/ mouvements (comportements, gestes, attitudes, pensées ) peuvent suivent 3 voies: - Réflexe : Action/réaction régie par la moelle épinière (arc réflexe) impliquant 2 synapses. Comportement instinctif involontaire; c est une réponse innée : immédiate, incontrôlable, et inconsciente Ex : retrait de la main au contact d un objet brûlant. - Automatisme : Action réflexe issue de l expérience (apprentissage) et stockée dans la mémoire régie par le système limbique (émotions), le tronc cérébral et le cervelet. Circuit court impliquant peu de synapses. Ex : faire du vélo, utiliser son gilet, respirer à la remontée L expérience peut être soit consciente (apprentissage), soit inconsciente (issue de l éducation, de son histoire de vie) ; Il peut être à l origine des réactions de panique relayées par le SN sympathique.ex : peur des serpents, panique au remplissage inopiné du masque - Conscience : Action issue de l attention, réflexion et décision volontaires régie par le néo cortex cérébral. Circuit long impliquant un nombre très important de synapses. Ex : apprentissage de l utilisation du gilet, prise de conscience de sensations en plongée. 1 Perception (Cortex cérébral) (Moelle épinière) 2 Interprétation (Système limbique Tronc cérébral Cervelet) Circuit long - Apprentissages, prise de conscience Circuit court Automatismes - Situation inconnue: Réaction lente ou inadaptée - Situation connue : Réaction adaptée si bien apprise Réflexe inné 3 ANALYSE (Cortex cérébral) 4 Action 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 6
IV Effets de la plongée sur le système nerveux 41 La peur, le stress, l anxiété. Le plongeur notamment débutant est soumis à des stimulations et sensations nouvelles qui peuvent engendrer de la peur, du stress et de l anxiété par son cerveau émotionnel (circuit court). Menacé, le SN sympathique est alors stimulé et des réponses et actes inappropriés peuvent ainsi le mettre en péril au lieu de résoudre le problème. Ex : eau dans le masque, danger rencontré au fond risque de remontée rapide, surpression pulmonaire. En plongée, il est donc essentiel de développer des automatismes c'est-à-dire répéter les apprentissages (conscient) jusqu à intégration dans la mémoire de stockage (automatisme en utilisant le circuit court de l action) pour réagir en toute sécurité: réaction à la panne d air, remontée sur expiration 42 Le froid Soumis au froid, le SN Sympathique va provoquer : - la constriction des vaisseaux cutanés, d où une limitation des pertes par échange avec le milieu extérieur et la sensation de froideur des extrémités - l augmentation de l activité musculaire (frissons) va augmenter la production de calories. 43 La toxicité des gaz respirés sous pression - L Azote La gaine de myéline riche en lipide est un lieu de stockage de l azote. Cet azote dissout entraîne une difficulté ou interruption du passage de l influx nerveux. L azote a un effet anesthésiant, c est la narcose. - l oxygène Dans le cadre des plongées au Nitrox et aux recycleurs, l exposition du SN à une pression partielle en oxygène supérieure ou inférieure à la normale peut générer des troubles neurologiques hypoxiques ou hyperoxiques (Cf. cours sur la toxicité des gaz.) La pratique de l apnée peut affecter sévèrement le fonctionnement du S N avec le risque de syncope hypoxique. 44 Les accidents de plongée (noyade, ADD, SP). Les neurones sont particulièrement sensibles au manque d oxygène. Ils se détruisent rapidement en cas de privation. C est pourquoi l oxygénothérapie (normo bar, 15 litres/minute) est à mettre en œuvre dès qu un accident de plongée est suspecté. En cas de remontée rapide, la formation de bulles dans les vaisseaux comprime les nerfs perturbant la transmission de l influx nerveux en provoquant des troubles correspondant à l atteinte des centres nerveux. Ce sont les accidents de décompression (ADD), avec troubles auditifs et visuels, de la parole, de l équilibre, moteurs (paraplégie, hémiplégie) et sensitifs (paresthésies), respiratoires, cardio-vasculaires. 06/12/2009 Sylvie BOULLY N4 7
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