« Si on pose la main sur une plaque de cuisson encore brûlante, on retire instantanément la main de la plaque : c’est un réflexe. Mais que s’est-t-il passé dans votre corps durant le laps de temps qui s’est écoulé entre la pose de la main et son retrait ? »
Comment peut-on expliquer le fonctionnement d’un réflexe?
1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones
2- Le message nerveux: deux types de codage
3- La contraction musculaire: une réponse à une stimulation
Une vue d’ensemble du système nerveux:
le-fonctionnement-du-systeme-nerveux-118.html
03:09 La séquence décrit d’abord l’ensemble des phénomènes qui se déroulent entre la stimulation d’un organe sensoriel (par exemple, sensation de chaleur au niveau de la peau) et la réponse de l’individu (mouvement du bras pour ne pas se brûler).
1- Le réflexe myotatique: un circuit de deux neurones
Une expérience de référence: l’expérience de Sherrington
Électromyogramme du réflexe myotatique du muscle jambier:
Comment l’information circule-t-elle dans la moelle épinière?
Réalisez les expériences avec une grenouille:
Vidéos :
https://www.reseau-canope.fr/corpus/video/le-reflexe-myotatique-117.html
A retenir:
Les réflexes mettent en jeu différents éléments qui constituent un arc-réflexe. Cet arc est constitué de deux neurones seulement: un neurone sensitif conduisant une information sensorielle en direction de la moelle épinière et un neurone moteur conduisant une information motrice en direction du muscle. Le neurone sensitif est pourvu d’un récepteur sensoriel logé dans le muscle et sensible à l’étirement: on l’appelle fuseau neuro-musculaire. La moelle épinière est donc le centre intégrant l’information qui lui parvient et produit un message en réponse qui parviendra au muscle via une plaque motrice. Ainsi, le cerveau ne joue pas de rôle dans le réflexe myotatique ce qui révèle que la moelle épinière n’est pas qu’un centre de transmission. C’est pourquoi, comme le cerveau, la moelle épinière appartient au système nerveux central. Les nerfs appartiennent quant à eux au système nerveux périphérique. Par l’absence de passage par le cerveau, les réflexes de flexion et d’extension sont particulièrement efficaces. Cet exemple révèle de grands principes de fonctionnement du système nerveux:
- système nerveux central versus système nerveux périphérique;
- récepteur sensoriel envoyant un message nerveux sensitif vers les centres nerveux centraux;
- neurone moteur envoyant un message nerveux des centres nerveux vers la périphérie;
- circulation de l’information à sens unique dans les neurones ou fibres nerveuses.
Complétez ce schéma:
Comment l’information nerveuse se propage-t-elle le long du neurone et comment se transmet-elle d’un neurone sensitif à un neurone moteur?
2- Le message nerveux: deux types de codage
Ouvrez les différentes applications puis découvrez :
- ce qu’est un message nerveux,
- comment il se propage le long d’un axone et
- comment il se transmet d’une neurone au suivant.
Communication entre les neurones
Des potentiels gradués avant un potentiel d’action si un seuil d’excitation est atteint:
Des canaux sensibles à la tension s’ouvrent puis se ferment:
L’ouverture des canaux à sodium puis des canaux à potassium permet une progression du potentiel d’action le long de la fibre nerveuse:
Intégration nerveuse et sommation temporelle.
Sommation spatiale
https://www.pedagogie.ac-nice.fr
La sommation spatiale et la sommation temporelle permettent d’atteindre le seuil de stimulation pour qu’un potentiel d’action naisse au niveau du cone d’implantation de l’axone:
Un schéma simple à recopier et à compléter:
A retenir :
À partir d’une sensation de départ appelée stimulus, captée par un récepteur sensoriel, un message nerveux codé en fréquence de potentiels d’action, est élaboré. On appelle potentiel d’action, le signal électrique élémentaire constitué d’une dépolarisation de la membrane plasmique puis de sa repolarisation. Au repos, la membrane plasmique est polarisée à -70mV: c’est le potentiel de repos. C’est à un échange d’ions sodium et potassium que l’on doit la propagation du potentiel d’action le long de la fibre nerveuse.
Le message nerveux circule dans les neurones sensoriels jusqu’au centre nerveux, ici la moelle épinière, où se produit le relais synaptique sur le neurone-moteur. La terminaison synaptique du neurone sensoriel émet dans la fente synaptique un neurotransmetteur, ici de l’acétylcholine, une molécule qui va se fixer sur des récepteurs post-synaptiques du neurone moteur. Cette fixation va entrainer l’entrée d’ions sodium dans le neurone moteur suivie d’une dépolarisation de la membrane et par conséquent le début d’un nouveau message nerveux.
Ainsi, le message nerveux, de nature électrique dans le neurone sensoriel, est converti en message nerveux de nature chimique dans la fente synaptique: on dit que ce message est codé en amplitude de molécules libérées c’est-à-dire en un codage biochimique en concentration de neurotransmetteur. Plus il y aura de neurotransmetteurs libérés, plus le message sera fort. Et la quantité de neurotransmetteurs libérée dépend de la fréquence des potentiels d’action qui arrivent au niveau présynaptique.
Correction:
3- La contraction musculaire: une réponse à une stimulation
La structure d’un muscle squelettique:
Ouvrez ce lien puis découvrez comment l’influx nerveux arrivant au muscle permet à ce dernier de ce contracter. N’oubliez pas de zoomer.
La notion d’unités motrices
La stimulation nerveuse du muscle
La contraction musculaire
Le schéma à compléter puis à apprendre :
A retenir :
Le neurone moteur conduit alors le message nerveux jusqu’à la synapse neuromusculaire, qui met en jeu l’acétylcholine. La formation puis la propagation d’un potentiel d’action dans la cellule musculaire entraînent l’ouverture de canaux calciques à l’origine d’une augmentation de la concentration cytosolique en ions calcium, provenant du réticulum sarcoplasmique pour les muscles squelettiques.Cela induit la contraction musculaire et par conséquent la réponse motrice au stimulus
Conclusion:
Les réflexes permettent de comprendre comment fonctionne le système nerveux en dehors du cerveau. Son fonctionnement fera l’objet du chapitre suivant.
Pour s’entrainer:
https://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/pour-la-classe/ressources-numeriques/animations
