Partie 4 : La communication nerveuse Chapitre 1 : Le mouvement et sa commande I L'organisme en mouvement Document 1 : Joël Jeannot, champion du monde d athlétisme aux jeux paralympiques. Joël Jeannot, né en Martinique, est mécanicien de métier. En 1990, il est victime d un accident de travail : une benne tombe d un camion et lui brise le dos. Ses jambes ne lui obéissent plus. La moelle épinière, un centre nerveux situé dans la colonne vertébrale, est touchée. Joël entame alors un long travail de rééducation. «Je me suis mis au sport. J ai mis des roues et le monde s est ouvert» raconte-t-il. En 2004 il décroche sa 9 ème médaille d or aux jeux paralympiques Document 2 : Images du cerveau humain à deux moments successifs. Le cerveau est un centre nerveux. On observe que sans colonne vertébrale, le mouvement n est plus possible. On note également que pour la réalisation du mouvement, ce sont des zones du cerveau qui sont impliquées. Le cerveau et la moelle épinière sont donc responsables du mouvement. Document 3 : Dissection de la cuisse de Grenouille : Les muscles sont les organes qui réalisent le mouvement. On dit qu'ils sont les effecteurs du mouvement. Ce sont les centres nerveux (cerveau et moelle épinière) qui sont à l'origine d'une commande motrice. Ces centres nerveux sont reliés aux muscles par des nerfs. 1
II La perception de l'environnement Comment le système nerveux perçoit-il l environnement? Document 4 : une coupe de cerveau : Document 5 : Mesure de l activité cérébrale dans le cas de deux stimulations différentes : On observe une zone active à l arrière du cerveau quand le sens actif est la vue. Par ailleurs, les yeux sont reliés à cette zone par deux nerfs : les nerfs optiques. La réception des signaux de l'environnement (appelés stimulus) est réalisée par des organes récepteurs (yeux, nez oreilles, peau et langue). Ils sont reliés aux centres nerveux par des nerfs sensitifs. 2
III Système nerveux et commande du mouvement Comment le système nerveux commande-t-il les mouvements? Document 6 : Le rôle du nerf optique Une équipe de chercheurs a réalisé une prothèse visuelle. L appareil comporte une caméra fixée sur des lunettes et un ordinateur (porté à la ceinture) qui convertit les images en stimulations. Ces stimulations sont ensuite transmises au nerf optique par des électrodes placées à sa surface. Ainsi stimulé, le nerf optique transmet un message nerveux sensitif. Ce message est suffisant pour permettre au cerveau de reconstruire des images. Grâce à cette prothèse, une personne aveugle a pu reconnaître des caractères d imprimerie, identifier des objets et les saisir. Document 7 : Le rôle d un nerf moteur : le nerf sciatique Des expériences ont été réalisées sur des grenouilles dont l un des centres nerveux, le cerveau, ne fonctionne plus, mais l autre centre nerveux, la moelle épinière est intact : la grenouille peut encore réaliser des mouvements en réaction à une stimulation (un pincement) mais ne ressent plus la douleur. Nerf sciatique intact Stimulation : pincement du pied Section du nerf sciatique de la patte Stimulation ; pincement du pied Section du nerf sciatique de la patte Stimulation du nerf sciatique (côté jambe) créant un message nerveux moteur. Témoin Informations apportées par les expériences Le nerf sciatique véhicule des informations sensorielles Le nerf sciatique véhicule(aussi) un message moteur. Le message est de nature électrique Les nerfs sensitifs conduisent un message nerveux sensitif aux centres nerveux. Les nerfs moteurs conduisent un message nerveux moteur aux muscles. Les centres nerveux ont pour rôle de transformer le message sensitif en message moteur. Les messages nerveux sont de nature électrique 3
Chapitre 2 : Le fonctionnement du cerveau I L organisation du cerveau Comment le cerveau et la moelle épinière sont-ils organisés? Le cerveau est constitué, comme tous les centres nerveux de deux parties : la substance blanche, au centre, et la substance grise en surface. Document 1 : Une coupe de la substance grise. Document 2 : les cellules du système nerveux Le cerveau est constitué de nombreuses cellules nerveuses ; les neurones. Un neurone est constitué d un corps cellulaire contenant le noyau et des prolongements cytoplasmiques plus ou moins longs, le plus long étant appelé axone. Les corps cellulaires sont situés dans la substance grise des centres nerveux. L axone est le prolongement cytoplasmique qui conduit le message nerveux né au niveau du corps cellulaire et constitue la substance blanche. 4
II La communication au niveau du cerveau Document 3 : Les zones de contact entre les cellules nerveuses. Document 4 : L étude du fonctionnement d une synapse On remarque que sil l on stimule l axone du neurone A, on déclenche des messages nerveux sur le neurone B, sans pour autant qu il y ait de message nerveux au niveau de la synapse. On remarque aussi qu un message nerveux est créé au niveau du neurone B si l on déverse un neurotransmetteur au niveau de l espace synaptique. On en déduit que la communication entre neurones au niveau d une synapse se fait grâce aux neurotransmetteurs. La communication entre neurones s effectue au niveau de zones de contact appelées synapses. L arrivée d un message nerveux au niveau d une synapse par l axone provoque la libération d une substance appelée neurotransmetteur qui transmet le message à travers la synapse. 5
III Des perturbations du fonctionnement du cerveau Comment le fonctionnement du cerveau peut-il être perturbé? Document 5 : Drogues et Alcool La consommation de drogues ou d alcool perturbe l action des messagers chimiques au niveau des synapses. Ils peuvent modifier le comportement, voire causer la mort en cas de surdose. 6