Revision sheet: Fonctions et plasticité du système nerveux

📋 Plan du Cours

1. Comportements et système nerveux
2. Réflexe myotatique
3. Message nerveux et synapse
4. Motricité volontaire
5. Fragilité cérébrale et addictions
6. Plasticité cérébrale

📖 1. Comportements et système nerveux

🔑 Notions clés & Définitions

• Comportements : Les comportements sont des réactions de l’organisme aux stimulations nécessitant une commande musculaire.
• Récepteurs sensoriels : Les récepteurs sensoriels sont des cellules localisées dans le corps qui captent différents types de stimuli.
• Neurones : Les neurones sont des cellules spécialisées qui transmettent très rapidement des messages nerveux.

📝 Points essentiels

• Le système nerveux relie des récepteurs sensoriels à des centres (encéphale, moelle épinière) puis à des organes effecteurs (dont les muscles).
• Le message nerveux circule via une chaîne nerfs–centres nerveux–organes effecteurs, permettant des réactions rapides aux stimuli.
• La contraction musculaire peut être déclenchée par une commande involontaire (réflexe) ou volontaire.

💡 Astuce mémo

Récepteurs → Centres → Muscles : la boucle du système nerveux.

📖 2. Réflexe myotatique

🔑 Notions clés & Définitions

• Réflexe myotatique : Le réflexe myotatique est une contraction involontaire déclenchée par un étirement musculaire pour maintenir l’équilibre.
• Fuseaux neuromusculaires : Les fuseaux neuromusculaires sont des récepteurs sensoriels qui détectent l’étirement d’un muscle.
• Réflexe d’étirement : Le réflexe d’étirement désigne le même phénomène que le réflexe myotatique, observable lors d’un choc sur un tendon.

📝 Points essentiels

• La gravité étire en permanence certains muscles et l’organisme compense par une contraction involontaire des muscles étirés.
• Le test du réflexe (comme le réflexe achilléen ou rotulien) aide le médecin à repérer certaines anomalies du système neuromusculaire.
• Dans l’exemple du tendon d’Achille, l’étirement du muscle est le stimulus déclencheur du réflexe.

💡 Astuce mémo

Choc sur tendon → étirement détecté → contraction automatique.

📖 3. Message nerveux et synapse

🔑 Notions clés & Définitions

• Potentiel de repos : Le potentiel de repos est une différence de charges entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane qui rend le neurone excitable.
• Seuil de stimulation : Le seuil de stimulation correspond à l’intensité minimale qui déclenche la formation de potentiels d’action.
• Potentiel d’action : Le potentiel d’action est une inversion temporaire de polarité de la membrane, de durée brève et d’amplitude constante.

📝 Points essentiels

• En absence de stimulation, le potentiel de repos est d’environ –70 mV, avec une plage typique entre –40 et –90 mV.
• Au seuil, le neurone produit des potentiels d’action : inversion temporaire d’environ 1 ms et amplitude d’environ 100 mV.
• La propagation du message nerveux le long de l’axone se fait très rapidement, typiquement à environ 100 m/s.
• Au niveau de la synapse neuromusculaire, le message codé en fréquence se traduit par une concentration croissante de neurotransmetteur libéré.

💡 Astuce mémo

Fréquence (neurone) → Concentration (synapse) → Contraction (muscle).

📖 4. Motricité volontaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Aires motrices corticales : Les aires motrices corticales sont des régions du cortex impliquées dans l’élaboration des commandes volontaires des mouvements.
• Sommation spatiale : La sommation spatiale est l’addition des messages reçus en même temps par un même motoneurone.
• Sommation temporelle : La sommation temporelle est l’addition des messages reçus successivement par un même motoneurone.

📝 Points essentiels

• La motricité volontaire dépend de plusieurs aires spécialisées du cortex cérébral, observées via des IRM fonctionnelles pendant le mouvement.
• Les fibres motrices croisent dans le bulbe rachidien, ce qui relie chaque aire motrice corticale au contrôle du côté opposé du corps.
• Chaque motoneurone intègre des influences excitatrices et inhibitrices via sommation spatiale et temporelle pour ajuster le nombre de potentiels d’action.

💡 Astuce mémo

Cortex commande croisée : côté opposé grâce au croisement dans le bulbe rachidien.

📖 5. Fragilité cérébrale et addictions

🔑 Notions clés & Définitions

• Lésion cérébrale : Une lésion cérébrale correspond à un dommage du tissu cérébral pouvant perturber les messages nerveux et donc les performances.
• Addiction ou dépendance : L’addiction ou dépendance est un désir de répéter un comportement malgré des effets nocifs, lié à une augmentation de dopamine dans le système de récompense.
• Dopamine : La dopamine est un neurotransmetteur dont l’augmentation dans le système de récompense contribue aux comportements addictifs.

📝 Points essentiels

• Les comportements peuvent être modifiés par des lésions (ex. AVC), des maladies neurodégénératives (Charcot, sclérose en plaque, Parkinson, Alzheimer) et par l’environnement.
• Des substances exogènes (nicotine, cannabis, alcool, médicaments) peuvent perturber le fonctionnement cérébral et renforcer la répétition d’un comportement.
• L’addiction ou dépendance est associée à une hausse de la libération de dopamine dans le système de récompense.

💡 Astuce mémo

Substance → désir de répéter → dopamine dans la récompense.

📖 6. Plasticité cérébrale

🔑 Notions clés & Définitions

• Plasticité cérébrale : La plasticité cérébrale est la capacité du cerveau à modifier l’organisation et les connexions lors du développement et des apprentissages.
• Neurogenèse : La neurogenèse correspond à la création de nouveaux neurones observée dans certaines aires lors d’apprentissages.
• Cartes motrices : Les cartes motrices sont des aires corticales impliquées dans le mouvement dont l’étendue varie d’un individu à l’autre.

📝 Points essentiels

• Les IRM fonctionnelles montrent que l’étendue des aires motrices (cartes motrices) varie fortement entre individus.
• Répéter des activités motrices lors d’entraînements augmente les connexions de neurones déjà présents ou crée de nouveaux neurones dans certaines aires motrices.
• La plasticité peut améliorer des performances (mouvement plus rapide et plus précis) et permettre une récupération après accident (ex. AVC) ou intervention (ex. hémisphérectomie).

💡 Astuce mémo

Entraînement répété → connexions + neurones → récupération et performance.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre la commande involontaire du réflexe myotatique avec la commande volontaire : l’une vise l’étirement pour l’équilibre, l’autre mobilise les aires motrices corticales.
2. Penser que le potentiel de repos correspond à une inversion de polarité : c’est une différence de charges stable, alors que l’inversion transitoire caractérise le potentiel d’action.
3. Croire que l’intensité du stimulus se code uniquement par amplitude : ici, le message se code surtout en fréquence (nombre/fréquence des potentiels d’action).
4. Oublier le lien entre codage en fréquence et synapse : à la synapse neuromusculaire, la fréquence se traduit par la concentration de neurotransmetteur libéré.
5. Se tromper sur le côté contrôlé : les commandes motrices croisent dans le bulbe rachidien, donc l’aire corticale commande le côté opposé.
6. Imaginer que toutes les synapses produisent la même action : certaines sont excitatrices et d’autres inhibitrices, et le motoneurone intègre les deux via sommation spatiale et temporelle.
7. Confondre cause et effet dans l’addiction : ce n’est pas juste la substance, mais l’augmentation de dopamine dans le système de récompense qui est associée au désir de répéter.

✅ Checklist Examen

1. Expliquer le rôle du système nerveux dans la transmission rapide entre récepteurs sensoriels, centres nerveux et effecteurs musculaires.
2. Définir le réflexe myotatique et indiquer qu’il correspond à une contraction involontaire lors d’un étirement musculaire.
3. Identifier le rôle des fuseaux neuromusculaires dans le déclenchement du réflexe d’étirement.
4. Décrire le trajet fonctionnel dans le réflexe myotatique : stimulus détecté par les récepteurs, message vers la moelle, activation d’un motoneurone, puis retour au muscle.
5. Donner le rôle du potentiel de repos pour l’excitabilité du neurone et citer sa valeur typique (environ –70 mV).
6. Décrire ce qui se passe au seuil de stimulation et caractériser le potentiel d’action (inversion temporaire d’environ 1 ms et amplitude d’environ 100 mV).
7. Expliquer le codage du message nerveux en fréquence et la vitesse de propagation le long de l’axone (environ 100 m/s).
8. Relier le codage en fréquence au niveau synaptique : une fréquence plus élevée entraîne une concentration plus grande de neurotransmetteur.
9. Indiquer que l’acétylcholine est le neurotransmetteur au niveau de la synapse neuromusculaire et qu’elle déclenche des potentiels d’action musculaires.
10. Expliquer la différence entre synapses excitatrices et inhibitrices et donner au moins un exemple de neurotransmetteur pour chaque type (acétylcholine, GABA).
11. Décrire comment un motoneurone fait l’intégration des messages via sommation spatiale et temporelle pour adapter le mouvement.
12. Expliquer pourquoi les lésions, les maladies neurodégénératives et l’environnement peuvent modifier les performances motrices.
13. Définir l’addiction/dépendance et relier le phénomène à l’augmentation de dopamine dans le système de récompense.
14. Définir la plasticité cérébrale et préciser deux conséquences : extension/développement d’aires et récupération après accident ou amélioration des performances lors d’entraînement.