Chapitre 6 : activité cérébrale

Document : observation interne et externe d'un cerveau.
On observe des replis ou sillons (circonvolutions), de nombreux vaisseaux sanguins, un prolongement vers la colonne vertébrale. En coupe, il existe une partie grise vers l'extérieur (de couleur marron clair sur le document ), et une partie blanche vers l'intérieur.
La partie grise se nomme la substance grise ou le cortex cérébral.
La partie blanche se nomme la substance blanche.

Poly : Animation flash observation microscopique du cortex. (15 Ko)
Schématisez et légendez un neurone en utilisant les légendes suivantes : Noyau, Cytoplasme, Membrane plasmique.

Problème : Ou se dirigent les messages nerveux sensitifs ?

Hypothèse : Vers les centres nerveux (cf chapitre précédent ) certainement le cortex.

1- Etude du cortex cérébral.

A- L'analyse de la sensation.

Vérification : Animation flash les régions sensitives du cerveau (56 Ko)

Conclusion : On observe que les messages nerveux sensitifs sont transmis jusqu'au cortex cérébral, pour être analysé. Cette analyse met en jeu des aires cérébrales spécialisées dans une sensation (vision, toucher, etc.…)

Observations :
Dessin d'une jeune et d'une vieille femme.

On voit soit la jeune femme, soit la femme agée, soit les deux à la fois.

Conséquence : On a tous la même sensation ( l'information dessin est la même pour tous), mais on perçoit le dessin de façon différente. La perception c'est donc donner une signification à ce que l'on voit , touche, sent etc.…

Problème : Comment expliquer cette différence de perception ?

B- De la sensation à la perception.

Hypothèses :
- Pour reconnaître sa clé , on doit confronter les informations du toucher (forme, nombre de dents, longueur etc..) avec l'image mémorisée que l'on a de sa clé.

Vérification : poly communication entre les aires cérébrales.(116 Ko)

Correction sous forme d'animation flash (39 Ko)

Conclusion : Pour percevoir une sensation, il doit y avoir confrontation entre les sensations et la mémoire, ce qui implique une communication entre les aires spécialisées dans la réception des sensations, et les aires de la mémoire. Ainsi le dessin, en fonction de sa mémoire, sera analysé et donc perçu comme une vielle femme, ou une jeune femme.

C- De la perception à l'action.

Problème : Comment la perception peut-elle se transformer en une action ?

Hypothèse : Le cortex envoie une information aux muscles concernés (organes effecteurs)

Poly : Commande motrice (146 Ko).

L'aire décrite dans le document est une aire motrice, sa stimulation entraîne un mouvement, ainsi si je stimule la zone 1 de cette aire, le pied bougera, la zone 4 ce sera la main ... Cette zone permet d'effectuer des mouvements pas de recevoir des sensations. Comme nous l'avons donc vu précedemment, il existe donc des aires sensitives et des aires motrices séparées.
On observe que la zone de la main est très étendue, en effet d'un point de vue mouvement la main peut en réaliser de nombreux. Ces mouvements peuvent être parfois compliqués , léger ou brutal, cette variété de mouvement implique que la zone les commandant soit elle même compliquée, c'est pourquoi elle est très étendue.
De plus les scientifiques se sont rendus compte avec ces expériences que lorsque l'on stimule l'aire motrice gauche, c'est la partie droite du corps qui se met en mouvement et inversement. Les messages nerveux moteurs circulant dans des fibres nerveuses , puis dans des nerfs sont donc croisés dans le cerveau au niveau d'une zone : le corps calleux.

Conclusion : Les organes effecteurs (muscles le plus souvent) reçoivent des messages nerveux provenant du cortex cérébral moteur, grâce à des fibres nerveuse motrices.

2- La communication dans le cortex cérébral.

Problème : Quelle structure permet la communication dans le cortex cérébral

Hypothèse : grâce aux neurones

Vérification : Dessin schématique d'un neurone

On observe qu'un neurone est adapté dans la réception et la transmission d'informations, en effet, lorsque l'on observe un message nerveux circuler, on s'aperçoit qu'il est transmis par l'axone jusqu'à un autre neurone, parfois très éloigné. Les dendrites font fonction de récepteur et le corps cellulaire d'analyseur. Les neurones établissent donc un réseau énorme similaire a celui d'internet mais bien plus développé, on estime que si la totalité des ordinateurs était reliés entre eux, il suffirait à peine à égaler le reseau neuronal d'un seul cerveau.
Les neurones communiquent entre-eux au niveau d'une zone particulière : les synapses.

Animation flash fonctionnement d'une synapse (21 Ko)

Conclusion : Les messages nerveux sont élaborés et transmis par les neurones grâce à leurs axones. Les neurones communiquent entre-eux grâce aux synapses. A ce niveau, un message nerveux permet la libération d'un messager chimique de l'axone d'un neurone, vers la dendrite du neurone suivant. Ce dernier fabrique alors un message nerveux.

3- Le cerveau : un organe fragile.

Observation : Qu'est ce qui peut modifier nos sensations ou notre perception du monde, et donc modifier le fonctionnement du cerveau ?

Réponses : Les drogues, l'alcool (insister sur le fait que c'est une drogue), les médicaments.

A- Des substances chimiques perturbent le cerveau.

Document action des drogues

Les drogues agissent essentiellement au niveau des synapses, elles perturbent donc leur communication ce qui entraîne différents troubles. ( cf document )

Bilan: Les drogues créées une dépendance.
- La dépendance physique est due à une modification de l'équilibre interne de l'organisme devant la répétition des prises de drogue (accoutumance). L'absence de celle-ci créée le symptôme de manque.
- La dépendance psychique pousse le sujet à retrouver les effets de la drogue.
Toutes ces substances perturbent le fonctionnement des synapses. Elle modifie l'humeur et les comportements.

Remarque :L' alcool fait partie des mœurs , dans notre société, néanmoins des prises trop fréquentes peuvent perturber le cœur, le cerveau, le tube digestif, le pancréas et provoque des cancers. On considère que l'alcoolisme démarre à 4 verres d'alcool par jour.

B- Des agressions physiques peuvent perturber le fonctionnement du cerveau.

Poly :L'épilepsie.

Chez les épileptiques, la succession rapide d'images d'éclairs ou d'explosions donc d'images présentant de grandes variations lumineuses peut entraîner une crise. Elle se manifeste par des vertiges, trouble de la vision, contraction involontaire des muscles, convulsion. On observe donc un dérèglement cérébral, celui-ci envoie des informations erronées.

Bilan : Des agressions lumineuses, mais aussi sonores perturbent le bon fonctionnement du cerveau.

Remarque : les cellules nerveuses se nourrissent prioritairement d'oxygène et de glucose. Une absence de d'oxygène peut entraîner la mort des cellules nerveuse en quelques minutes

Bilan : les cellules nerveuses sont à la base du fonctionnement cérébral. Leur structure complexe, encore mal connu, peut-être perturbée par des substances chimiques ou des agressions physiques.