Fiche à trous · Première · SVT

Neurosciences — Communication nerveuse et comportement

Complétez de mémoire, puis vérifiez avec la page de corrigé.

Une brûlure légère et une brûlure grave produisent exactement les mêmes signaux électriques — mêmes amplitudes, mêmes durées. Ce qui les distingue, c'est leur nombre par seconde. Le neurone ne sait pas crier plus fort : il ne sait que parler plus vite. Toute la lecture d'un enregistrement nerveux découle de cette contrainte.

Le message nerveux le long du neurone

Définition — Potentiel d'action :

Règle

Piège

Interpréter un stimulus plus fort comme produisant des potentiel d'action plus grands sur l'enregistrement.

Devant un enregistrement, compter les pics par seconde avant toute autre mesure.

La vitesse de propagation dépend du diamètre de la fibre et de la présence d'une gaine de myéline, qui permet au signal de progresser par sauts d'un nœud à l'autre au lieu de cheminer de proche en proche. Une fibre myélinisée conduit ainsi bien plus vite qu'une fibre nue de même diamètre — ce qui explique la gravité des maladies qui détruisent cette gaine.

D'un neurone à l'autre : la synapse

Définition — Synapse chimique :

Propriété

Après avoir agi, le neurotransmetteur doit être retiré de la fente, faute de quoi le message ne s'arrêterait pas. Deux mécanismes y pourvoient : la dégradation par des enzymes, et la recapture par le neurone présynaptique, qui le récupère pour le réutiliser. C'est sur ces mécanismes que porte l'action de nombreuses substances.

Plasticité, apprentissage et perturbations

Définition — Plasticité synaptique :

Propriété

Analyser un enregistrement nerveux ou synaptique

Ai-je vérifié que l'amplitude est constante avant toute conclusion ?
Ai-je compté les pics au lieu de mesurer leur hauteur ?
Ma fréquence est-elle un nombre de pics par seconde ?
Ai-je dit que la transmission synaptique est unidirectionnelle ?
Ai-je situé la perturbation d'une drogue à un niveau précis de la synapse ?
Ai-je présenté l'apprentissage comme un remodelage des connexions, non comme un ajout de neurones ?

Corrigé · à détacher

Neurosciences — Communication nerveuse et comportement

1. Le potentiel d'action est une inversion brève et stéréotypée de la polarité de la membrane du neurone. Il comporte trois phases : dépolarisation rapide, repolarisation, puis souvent une brève hyperpolarisation. Son amplitude est toujours la même pour un neurone donné : il obéit à la loi du tout ou rien — soit le stimulus atteint le seuil et le potentiel d'action est déclenché en entier, soit il ne l'atteint pas et rien ne se produit.
2. L'intensité du stimulus est donc codée par la fréquence des potentiel d'action, jamais par leur taille. Un stimulus plus intense produit davantage de potentiels d'action par seconde, et non des potentiels plus grands. C'est ce qu'on appelle un codage en fréquence ou codage modulé en fréquence.
3. $f r \overset{e}{ˊ} q u e n ce = n o mb r e d e p o t e n t i e l s d^{'} a c t i o n \div d u r \overset{e}{ˊ} e$
4. La synapse est la zone de communication entre deux neurones, ou entre un neurone et une cellule effectrice. Les deux membranes ne se touchent pas : elles sont séparées par une fente synaptique. Le message électrique y est donc converti en message chimique — l'arrivée du potentiel d'action provoque la libération d'un neurotransmetteur dans la fente, qui se fixe sur des récepteurs de la membrane suivante et y déclenche un nouveau message électrique.
5. Trois conséquences de ce fonctionnement. La transmission est unidirectionnelle : seul l'élément présynaptique contient le neurotransmetteur. Elle prend du temps — le délai synaptique. Et elle est modulable : la quantité de neurotransmetteur libérée, le nombre de récepteurs et la vitesse de recapture déterminent l'intensité de l'effet, ce qui fait de la synapse le point de réglage du système nerveux.
6. La plasticité synaptique est la capacité des synapses à se modifier avec l'usage : une synapse répétitivement sollicitée devient plus efficace, tandis qu'une synapse inutilisée s'affaiblit et peut disparaître. C'est le support cellulaire de l'apprentissage et de la mémoire : apprendre n'ajoute pas de neurones, cela remodèle les connexions entre ceux qui existent.
7. Une drogue perturbe la transmission synaptique en se substituant au neurotransmetteur, en bloquant ses récepteurs, ou en empêchant sa recapture — auquel cas le neurotransmetteur reste dans la fente et son effet se prolonge anormalement. L'usage répété provoque une adaptation du neurone, qui modifie le nombre de ses récepteurs : il en résulte une tolérance, puis une dépendance, et un fonctionnement perturbé en l'absence du produit.
8. Identifier ce que mesure l'axe des ordonnées : une tension de membrane, ou une quantité de neurotransmetteur ?
9. Vérifier que l'amplitude des potentiel d'action est constante — elle doit l'être.
10. Compter les pics sur une durée connue et calculer la fréquence.
11. Comparer les fréquences entre les conditions : c'est là que se lit l'intensité du stimulus.
12. Pour une synapse, localiser le niveau perturbé : libération, récepteurs, ou recapture ?