COURS DE TERMINALE SPÉCIALITÉ SVT CHAP.15: CERVEAU, MOUVEMENT VOLONTAIRE ET ACTION DE SUBSTANCES

Bonjour à tous, dans la vidéo précédent  nous avons vu qu'il existait des mouvements réflexes impliquant un centre nerveux, la  moelle épinière. Ces mouvements réflexes sont dit involontaires or il existe  des mouvements volontaires nécessitant quant à eux l'intervention d'un autre centre  nerveux, le "cerveau". Vous le connaissez ?

Bien à l'abri dans sa boîte crânienne, l'encéphale  s'est soustrait au regard de la science pendant des siècles. Aristote croyait que l'encéphale  était composé d'eau et qu'il avait pour fonction de refroidir le coeur. Nos connaissances  ont beaucoup évolué depuis.

L'encéphale se compose du cerveau du cervelet et du tronc  cérébral. Et le cerveau constitue la principale structure de l'encéphale. Il se présente  comme une masse de tissu rosâtre deux fois plus grosse que votre poing et vous voyez qu'il  est plissé comme une noix sur toute sa surface, MAIS avec un aspect assez gélatineux.

Ce cerveau  est constitué de cellules spécialisées. Regardez, vous avez les neurones, ils apparaissent en bleu  foncé sur ce cliché et vous avez d'autres cellules qui environnent ses neurones. On les appelle  les cellules gliales.

D'ailleurs les outils en microscopie perfectionnée ont permis de montrer  qu'il existait 3 grands types de cellules gliales: les astrocytes en rouge sur votre écran permettant  d'approvisionner les neurones en nutriments. Vous avez les oligodendrocytes en vert, qui  synthétisentr quant à eux, ce que l'on appelle la gaine de myéline. Alors qu'est ce que c'est que  cette myéline ?

Voici un neurone ici de couleur bleue avec le corps cellulaire sur votre gauche.  Et bien toutes les structures entourant ici de couleur beige clair l'axone du neurone formant  une gaine tout autour c'est la myéline. En fait les oligodendrocytes synthétisent cette myéline  qui possède des propriétés isolantes et qui permet d'accélérer la propagation des messages nerveux. 

Je ne rentre pas plus dans le détail. Enfin il existe une troisième catégorie de cellules gliales  appelée au microglie, et comme leur nom l'indique, ce sont des cellules assez petites et capables  de se mouvoir donc de se déplacer et assurent la défense immunitaire du cerveau et oui elles sont  capables de réaliser des phagocytes, c'est à dire que ces cellules sont capables d'internaliser  des éléments extérieurs à la cellule, ça peut être bien sûr, d'autres cellules ou des débris  cellulaires. Hélas ces cellules microgliales n'apparaissent pas dans ce cliché mais je vous en  montre quand même ici sur cette autre photo.

Des expériences de stimulation ont été réalisées au  niveau de la zone périphérique du cerveau ici sur votre écran il s'agit de toute la zone plissée  superficielle entourant le cerveau, on la nomme 'cortex'. Etymologiquement on pourrait parler  d'écorce du cerveau, mais fonctionnellement c'est bien plus qu'une protection. En fait il a été  montré que nous possédions différentes aires se répartissant sur toute la surface du cerveau vous  les voyez apparaître ici et j'aimerais que l'on se focalise maintenant sur une aire précise : l'aire  motrice car c'est dans cette zone spécialisée que se réalise la commande des mouvements des  différentes parties du corps.

On parle bien de commande ici, c'est le lieu à l'origine des  mouvements volontaires et ça c'est un premier point à retenir. Alors nos muscles se trouvent  à une certaine distance de cette aire motrice, et le lien existant correspond à ce que l'on  appelle les voies motrices. Ce sont les structures nerveuses formant la moelle épinière jeu vous  place maintenant une figure moins schématique vous montrant plus de détails depuis l'intérieur  même du cortex jusqu'aux muscles.

Ici en haut vous avez une coupe de cerveau vous montrant  précisément ou se localisent les cellules nerveuses provenant de l'aire motrice. Vous  voyez les corps cellulaire des neurones dans le cortex moteur et en dessous leur axone  qui chemine ici dans la moelle épinière et qui plus bas établissent des connexions synaptiques  avec d'autres neurones appelés "motoneurones" commandant alors les différents muscles du corps  de l'organisme. Vous voyez qu'à différents niveaux de la moelle épinière, vous avez des connexions  qui se réalisent avec de nouveaux motoneurones commandant alors d'autres muscles.

Ici le muscle  A pourrait très bien être un muscle de la main et le muscle B un muscle de jambe. Et 2 choses  sont importantes: ici la première hélas concerne les lésions possible de la moelle épinière. Elles  sont susceptibles d'entraîner diverses paralysies dont pour certaines personnes une tétraplégie et  deuxième chose à noter c'est qu'il peut exister des perturbations de l'irrigation des cellules  nerveuses ça signifie que votre sang circule mal et n'approvisionnent plus vos cellules nerveuses  en dioxygène.

Vous avez une mauvaise oxygénation la cause peut être une rupture de vaisseau ou  pour la plupart des cas un vaisseau qui se bouche, le plus souvent à cause d'un caillot.  Lorsque cette zone mal irriguée voire, plus du tout irriguée en dioxygène, se localise  au niveau du cortex moteur, le tissu cérébral commence à mourir localement vous voyez ici sur  cette vidéo cette zone du cortex qui n'est plus approvisionnée en dioxygène. Vous avez un  caillot qui bouche le vaisseau sanguin, et tout autour se trouve la zone du cortex qui n'est  plus approvisionnée en dioxygène.

Cette zone est en train de mourir vous voyez qu'elle s'étend,  et sans intervention cette zone va continuer de s'étendre. C'est malheureusement la plupart du  temps irréversible et cela peut entraîner une paralysie plus ou moins étendue de certaines  parties du corps de l'individu et ce que l'on remarque concernant cette paralysie, c'est qu'elle  est souvent limitée qu'à une moitié du corps: on parle d'hémiplégie. Pourquoi ?

la réponse se  trouve dans le trajet cellulaire qu'emprunte le message nerveux moteur du cerveau jusqu'aux  muscles. Regardez. Aviez vous remarqué que cette commande changeait de côté au sein même de  la moelle épinière sous le bulbe rachidien ?

Je vous l'entoure ici. Regardez physiquement vous  avez un changement de la localisation des voies descendantes si bien que votre cortex gauche  finalement commande la partie droite du corps et vice versa vous comprenez l'idée ? On nomme  cela la commande controlatérale du mouvement.

Dernier point concernant les voies motrices, et  pour cela ZOOMONS au niveau de la connexion se réalisant entre le motoneurones et le muscle.  Voici une observation en microscopie la partie foncée rectiligne correspond aux motoneurones  et vous voyez qu'ils se ramifient. Vous avez de multiples extensions se liant sur différentes  fibres musculaires.

Il se forme à chacun de ces niveaux ce que l'on appelle une plaque motrices.  Gardez en tête qu'en général un motoneurones se ramifie et peut commander plusieurs fibres  musculaires au sein d'un même muscle par exemple ici vous voyez plusieurs fibres innervées.  Alors quand on parle de fibres musculaires c'est synonyme de cellules musculaires.

Ça marche pour  vous ? Vous le mettez dans un coin de la tête. En revanche une fibre musculaire ne reçoit des  informations que d'un seul motoneurone.

Par exemple cette fibre musculaire ne reçoit des  informations que de ce motoneurone la. Bien je vous propose maintenant de nous focaliser sur les  neurones moteurs car il se réalise un processus très important appelé intégration neuronale. Nous  voici en gros plan au niveau d'un corps cellulaire d'un moto neurones.

Ce corps cellulaire est ici en  orange sur votre écran je vous rappelle que c'est lui qui est directement connectée aux muscles.  Alors premier constat c'est qu'il est lui même en relation avec une multitude de neurones via des  synapses que l'on observe un peu partout autour de lui ici vous avez d'autres axones provenant  d'autres neurones de couleur blanche qui sont en relation et forment des synapses ici toutes  les synapses eux fonctionnent de la même manière mais il existe une subtilité tout va dépendre de  la nature du neurotransmetteur libéré. Regardez, voici un zoom au niveau de la fente synaptique  alors notre motoneurone peut recevoir diverses informations, et oui, tout va dépendre des  neurotransmetteurs regardez voici ici les vésicules qui libèrent ces neurotransmetteurs ils  sont dans la fente synaptique et vont s'associer à des récepteurs spécifiques maintenant ces  neurotransmetteurs peuvent être excitateur c'est par exemple le cas des neurotransmetteurs  appelé acétylcholine mais les neurotransmetteurs peuvent aussi être inhibiteur c'est par exemple le  cas du neurotransmetteur appelé gaba.

Et donc ici ce qui est à comprendre je vous remets la figure  du motoneurone avec les synapses moins zoomées et ce qui est à comprendre c'est que le motoneurone  va recevoir ainsi des informations provenant de plusieurs synapses qui peuvent être excitatrice  comme ici où inhibitrice comme ici ça dépend de la nature des neurotransmetteurs et il se réalise  alors un processus d'intégration ici c'est une sommation de ces informations. Cette sommation  peut être spatiale c'est le cas pour lesquels vous avez une arrivée d'informations provenant  de multiples synapses en même temps comme vous avez sur votre écran vous avez trois synapses le  corps cellulaire orange donc votre moto neurones ici reçoit les influx des synapses si la somme  des trois influer suffisante alors l'information transmise dans le noyau jusqu'aux muscles se  fera sinon ça s'arrêtera ce niveau là. On parle ici de sommation spatiale.

Il existe une autre  possibilité c'est que la sommation soit non plus spatiale mais temporelle. Parfois il arrive que  plusieurs influx nerveux se produisent coup sur coup à une même synapses au niveau d'une même  synapse, lorsque finalement cela se produit et bien il va y avoir ce que l'on appelle un effet  cumulatif appelé sommations temporelle. Sur votre schéma à l'écran je vous laisse ici qu'une seule  synapse.

Elle est ici excitatrice. Dans ce cas, les informations arrivent par cette même synapses  dans un intervalle de temps très court. Vous en avez ici par exemple 3.

Elles s'additionnent  et pourront alors être intégrées et générer un nouveau message dans le motoneurones orange  on parle ici de sommation temporelle. Donc ici, retenez que l'on parle d'intégration pour  désigner cette propriété des motoneurones, a élaboré un message nerveux moteur unique  transmis par son action à partir d'informations diverses vous avez des processus de sommation  spatiale et sommation temporelle. Pendant des décennies les plus grands spécialistes du cerveau  ont enseigné qu'une fois l'âge adulte atteint le cerveau se figeait de sorte qu'il était impossible  d'améliorer son fonctionnement en gros selon cette conception maintenant erronée et dépassée, et  bien à chaque région du cerveau se spécialiser finalement vers la fin de l'adolescence pour  n'accomplir qu'une seule et unique tâche et selon cette théorie la carte du cerveau étaient dessinés  dans une sorte d'encre indélébile chaque fonction était précisément localisable et figé dans un  endroit précis autrement dit si vous voulez le destin des neurones d'un adulte était de perdre de  l'efficacité, de dégénérer en raison finalement de croix de la mort graduelle des cellules donc à  l'époque on pensait que le déclin des fonctions cérébrales étaient inévitables et irréversible.

Or  il n'en est rien ! De nombreuses études récentes réalisées dans les domaines des neurosciences et  de la neuropsychologie ont démontré que le cerveau est tout aussi malléables à 12 ans qu'à 50 ans  ou plus car le cerveau grâce à ses formidables propriétés de plasticité est en permanente  évolution sous l'effet de l'apprentissage et de l'expérience vécue. C'est précisément ce que  montrent les techniques d'imagerie cérébrale qui permettent d'étudier le cerveau vivant en train  de fonctionner par exemple chez une personne qui apprend à jongler avec trois balles on observe  une augmentation de surface des zones cérébrales qui contrôlent la vision et la coordination des  mouvements .

Et si l'entraînement cesse on voit que les zones précédemment mobilisées régressent  cette expérience et bien d'autres encore montre que rien n'est jamais figé dans le cerveau ainsi  les réseaux de neurones se remodèlent au gré des expériences vécues et, à l'échelle cellulaire  ce mécanisme repose sur la suppression le renforcement voire même la création de connexions  synaptiques et ceci se traduit à l'échelle de l'organe donc le cerveau par une réorganisation  possible des aires cérébrales spécialisées. Ainsi on peut comprendre alors que cette plasticité peut  permettre de retrouver une partie des fonctions perdues suite à une lésion comme un AVC. et oui  grâce à une rééducation spécialisée d'autres aires corticales vont prendre le relais et se  réorganiser afin de restaurer la fonction perdue.

Cette récupération est souvent que partielle. Elle  dépend de l'âge des individus de la taille et de la localisation précise de la lésion. Bien !

pour  récapituler avec vous, vous savez maintenant que dans votre cerveau les aires communiquent  entre elles par des réseaux de neurones. Les messages nerveux sont codés le long des fibres  nerveuses en fréquence de potentiel d'action et c'est au niveau des synapses que vous avez une  libération de neurotransmetteurs qui selon leur nature seront excitateurs ou inhibiteurs.  Or il existe des substances dites exogènes, donc provenant de l'extérieur de votre corps,  qui sont capables de perturber la propagation de ces messages nerveux.

Ces substances peuvent  être des drogues ou de l'alcool. Et oui, selon le type de substance, certaines sont capables  d'imiter des neurotransmetteurs et d'autres peuvent stimuler ou perturber l'action des  neurotransmetteurs endogènes. Donc autrement dit, des substances consommées peuvent modifier  la production où l'action de vos propres neurotransmetteurs.

Les effets peuvent être très  graves depuis l'apparition d'hallucinations avec des perturbations de l'environnement et de  la réalité, ça peut être des sensibilités exacerbées aux couleurs et aux sons avec des  confusions de sens des états de surexcitation masquant la fatigue, ou bien des effets de détente  et tranquillisants à l'extrême. BREF ! et ce n'est finalement qu'un vague aperçu des effets possible. 

Vous avez une modification de l'état de conscience des consommateurs. Un des points majeurs à retenir  c'est que ces substances donc drogue et ou alcool, activent presque toutes les circuits appelés  'circuit de la récompense' ces substances activent ce type de circuit en augmentant la  libération de neurotransmetteurs appelé la dopamine ce qui génère une sensation de plaisir  et pousse ainsi le consommateur à rechercher de façon compulsive cette sensation là c'est  ce que l'on appelle alors une addiction. Merci à tous pour votre attention je vous  rappelle que vous pouvez retrouver toutes ces informations dans le chapitre 15 du manuel  nathan spécialité svt vous y retrouverez tout ce que l'on a vu dans la vidéo et bien plus encore. 

chers élèves de terminale voici en quelques mots ce que vous devez connaître dans ce chapitre  tout d'abord c'est que le cerveau est composé de neurones et de cellules gliales qui assurent le  bon fonctionnement de l'ensemble. L'exploration du cortex cérébral a permis de situer des  aires dont certaines appelé motrices qui sont responsables des mouvements volontaires. Les  messages nerveux moteur qui partent du cerveau se déplacent par l'intermédiaire des faisceaux de  neurones qui descendent dans la moelle épinière jusqu'au neurones moteurs puis à ce niveau là  le corps cellulaire du motoneurone du neurone moteur reçoit une multitude d'informations qu'il  va alors intégrer sous forme d'un message moteur unique.

Chaque fibre musculaire reçoit alors le  message d'un seul neurone moteur. Nous avons vu que certains dysfonctionnements du système  nerveux modifie le comportement et ont des conséquences sur la santé et que l'apprentissage  ou la récupération de la fonction cérébrale après un accident repose sur une capacité essentielle  appelé la plasticité cérébrale. Les différentes aires corticale communiquent entre elles  par des voies neuronales où se propagent des potentiels d' action dont la fréquence  d'émission est modulée par un ensemble de neurotransmetteur.