Système nerveux, mouvement et plasticité cérébrale
Fiche complète pour réviser le réflexe myotatique, la nature du message nerveux, la transmission synaptique, la commande volontaire du mouvement, la plasticité cérébrale et les facteurs qui fragilisent le cerveau.
Fiche SVT Terminale – Comportements, mouvement et système nerveux
En résumé
Le mouvement résulte de l’action coordonnée des muscles et du système nerveux. Certains mouvements sont automatiques, comme les réflexes, tandis que d’autres sont commandés volontairement par le cerveau. À l’échelle cellulaire, l’information circule sous forme de potentiels d’action puis se transmet au niveau des synapses. Le système nerveux reste plastique tout au long de la vie, mais il peut aussi être fragilisé par certains comportements ou substances.
Ce qu’il faut savoir faire
- Décrire les éléments du système nerveux impliqués dans un mouvement.
- Expliquer le fonctionnement du réflexe myotatique.
- Définir un potentiel d’action et expliquer son codage en fréquence.
- Présenter la transmission chimique au niveau de la synapse.
- Relier cortex moteur, moelle épinière, motoneurones et muscles dans la commande volontaire.
- Expliquer ce qu’est la plasticité cérébrale et montrer pourquoi le cerveau doit être préservé.
Vue d’ensemble : qui fait quoi dans le système nerveux ?
Encéphale, moelle épinière et nerfs
Idée générale
Le système nerveux central comprend l’encéphale et la moelle épinière. Il reçoit des informations sensorielles, les intègre, puis élabore une réponse adaptée. Le système nerveux périphérique relie ces centres aux récepteurs sensoriels et aux muscles.
Les neurones assurent la circulation de l’information. Les cellules gliales participent au bon fonctionnement, à la protection et au soutien des neurones.
1. Le réflexe myotatique, un exemple de réflexe
Le réflexe myotatique correspond à la contraction automatique d’un muscle en réponse à son étirement. Il intervient notamment dans le maintien de la posture. C’est une réponse rapide, involontaire et stéréotypée.
Schéma encadré : circuit réflexe
Les étapes essentielles
stimulus
récepteur sensoriel
intégration
voie motrice
réponse
Le réflexe fait intervenir au moins deux neurones : un neurone sensitif qui apporte l’information à la moelle et un motoneurone qui déclenche la contraction du muscle. Souvent, le muscle antagoniste est en même temps relâché.
2. Nature du message nerveux
Le neurone est une cellule spécialisée dans la transmission de l’information. Le message nerveux se propage le long de la membrane sous forme de potentiels d’action. Un potentiel d’action est un signal électrique bref, de même amplitude, qui se déclenche lorsque le seuil d’excitation est atteint.
Schéma encadré : un neurone
Comment l’information est-elle codée ?
L’intensité d’un stimulus n’est pas codée par l’amplitude du potentiel d’action, car celle-ci reste constante. Elle est codée par la fréquence des potentiels d’action : plus le stimulus est intense, plus les potentiels d’action sont nombreux par unité de temps.
À gauche : fréquence faible ; à droite : fréquence plus élevée pour un stimulus plus intense.
3. Transmission du message nerveux
Les potentiels d’action se propagent le long du neurone, mais l’information passe d’une cellule à l’autre au niveau de la synapse. La synapse chimique utilise des neurotransmetteurs, molécules libérées par le neurone présynaptique dans la fente synaptique.
Schéma encadré : une synapse chimique
Ce qu’il faut comprendre
- l’arrivée d’un potentiel d’action dans le bouton synaptique déclenche la libération de neurotransmetteurs ;
- ces molécules diffusent dans la fente synaptique ;
- elles se fixent sur des récepteurs de la membrane postsynaptique ;
- elles peuvent déclencher un nouveau message nerveux ou modifier l’activité de la cellule cible.
4. La commande volontaire du mouvement
Le mouvement volontaire est élaboré dans l’encéphale, en particulier dans le cortex moteur. Les messages nerveux moteurs descendent ensuite vers la moelle épinière puis vers les motoneurones qui contrôlent les muscles.
Carte motrice simplifiée
élabore la commande
vers la moelle
commandent les fibres musculaires
contraction / mouvement
Un motoneurone et l’ensemble des fibres musculaires qu’il innerve forment une unité motrice. Plus le mouvement doit être précis, plus l’organisation des unités motrices est fine.
5. La plasticité cérébrale
La plasticité cérébrale est la capacité du système nerveux à se modifier avec l’expérience, l’apprentissage, l’entraînement ou après une lésion. Les réseaux de neurones peuvent se réorganiser : certaines connexions sont renforcées, d’autres affaiblies, et certaines fonctions peuvent être partiellement réattribuées.
Schéma encadré : un cerveau qui se réorganise
Conséquences
- les apprentissages modifient les connexions entre neurones ;
- l’entraînement améliore la précision et l’efficacité des gestes ;
- après certaines lésions, d’autres zones peuvent parfois compenser partiellement ;
- la récupération fonctionnelle dépend de l’âge, de la nature de la lésion et de la rééducation.
6. Le cerveau, un organe fragile à préserver
Le cortex cérébral est impliqué dans de nombreuses fonctions : perception, motricité, mémoire, langage, émotions, raisonnement. Sa fragilité tient au fait qu’il dépend d’un bon fonctionnement cellulaire et synaptique.
Les substances psychoactives peuvent mimer ou perturber l’action de molécules naturellement produites par l’organisme. Elles modifient alors la transmission synaptique, ce qui peut altérer les comportements, les sensations, l’attention ou les capacités de jugement.
Préserver son cerveau implique aussi des comportements responsables : limiter les consommations à risque, protéger sa tête lors d’activités dangereuses, respecter les temps de repos et prendre en compte les effets de l’environnement sur le fonctionnement nerveux.
7. Mots-clés à connaître
8. Carte mentale de synthèse
9. Méthodo express : traiter un exercice sur le système nerveux
10. Erreurs fréquentes à éviter
11. Mini-entraînement corrigé
Exercice 1
Pourquoi le réflexe myotatique est-il considéré comme un mouvement involontaire ?
Correction : parce que sa réponse est automatique et rapide. L’intégration principale se fait dans la moelle épinière, sans décision consciente préalable du cortex.
Exercice 2
Comment un neurone code-t-il l’intensité d’un stimulus ?
Correction : par la fréquence des potentiels d’action. Un stimulus plus intense entraîne un nombre plus élevé de potentiels d’action par unité de temps.
Exercice 3
Quel est le rôle des neurotransmetteurs au niveau d’une synapse ?
Correction : ils transmettent l’information d’un neurone à la cellule postsynaptique. Libérés dans la fente synaptique, ils se fixent sur des récepteurs spécifiques et modifient l’activité de la cellule cible.
Exercice 4
Pourquoi dit-on que le cerveau est plastique ?
Correction : parce qu’il peut se modifier avec l’apprentissage, l’expérience ou la rééducation. Les réseaux neuronaux se réorganisent, ce qui permet des progrès, des adaptations et parfois une récupération fonctionnelle partielle.
Le système nerveux capte, traite et transmet l’information pour produire les mouvements, apprendre et s’adapter ; il est donc à la fois performant, plastique et fragile.