Le fonctionnement du Système nerveuse se fait sur trois éléments : entrée/ intégration/ sortie








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Fonctionnement du système visuel :

L’image perçue est formée sur la rétine périphérique, ce qui va activer le colliculus supérieur, le muscle oculaire et provoquer un réflexe de fixation

  • Système rétinotectal : localisation

L »image du stimulus va alors se former sur la rétine centrale qui va être activée, l’information va alors arrivée au niveau du corps genouillé latéral, ce qui permet l’indentification

  • Système géniculostrié : reconnaissance

Le système visuel fonctionne donc en deux étapes grâce à deux systèmes séparés

 

  • Analyse de la forme

Les récepteurs (cônes et bâtonnets) sont en relation avec les cellules bipolaires, elles-mêmes en relation avec des cellules ganglionnaires

Les informations captées par les récepteurs vont arriver aux cellules ganglionnaires par l’intermédiaire des cellules horizontales inhibitrices

En fonction de la position du stimulus sur le champ visuel récepteur, celui-ci sera perçu ou non car le centre du champ récepteur est excitateur, et sa périphérie est inhibitrice

 

Un neurone dont le champ récepteur est entièrement dans l’obscurité ou entièrement dans la lumière ne répondra pas

En effet, seuls les neurones dont le champ récepteur est proche de la frontière lumière/obscurité répondront

  • Notre vision  est indépendante de l’intensité lumineuse (constante perceptive)

  • Les cellules ganglionnaires sont sensibles à l’intensité relative (contraste) et non à l’intensité absolue

Les cellules ganglionnaires peuvent analyser la forme des objets grâce aux calculs des contrastes qu’elles effectuent

 

La vision est indépendante de l’intensité lumineuse

 

Il y a deux voies dans le traitement de l’information visuelle :

-          Une voie ventrale qui permet la perception liée à la prise de conscience

-          Une voie dorsale qui permet la perception liée à l’action

 

  • Vision et perception

Les trois composantes du stimulus à la perception :

-          Physique : stimulus (sa couleur est définie par les longueurs d’ondes qu’il renvoie dans la rétine)

-          Physiologique (mécanismes sensoriels)

-          Psychologique : représentation de l’objet perçu (percept), conforme à la réalité ?

 

L’image rétinienne permet de connaitre la forme, la taille et la couleur d’un objet

Malgré la variabilité de l’info reçue par notre rétine, notre cerveau est capable d’extraire des caractéristiques stables qu’il est capable d’identifier

 

Formation de l’image mentale :

Lorsque la vision d’un objet arrive dans notre rétine, il y a une grande perte d’information

Cependant notre cerveau va reconstruire mentalement cet objet grâce à notre expérience visuelle (apprentissage, mémoire)

Pour construire une image, notre cerveau émet des hypothèses > interprétation des informations sensorielles

Cette interprétation peut être conforme à la réalité ou erronée (illusion)

 

Conclusion :
La compréhension est indissociable de la perception

Pour voir il faut comprendre ce que l’on voit

 

  III.                  Le système auditif
La caractéristique du système auditif est le son : c’est une vibration des molécules d’air qui va se propager sous forme d’une onde sonore dans les trois directions de l’espace

La courbe sinusoïde est la courbe représentant les ondes sonores

Le son est caractérisé par deux paramètres : une amplitude exprimée en décibels Db et sa fréquence (nombre de cycles par unité de temps : cycle/sec = Hertz Hz)

Ces deux paramètres vont faire varier la sensation que l’on a d’un son

Si l’on fait varier l’amplitude, plus elle sera forte plus le son sera fort, plus elle sera faible plus le son sera faible

Si l’on fait varier la fréquence, plus elle sera haute plus le son sera aigu, plus elle sera faible plus le son sera grave

La fréquence correspond donc à la tonalité du son : son aigu ou grave

 

Capacité auditive de l’oreille humaine : on va mesurer le seuil de sensibilité de l’oreille (plus petite intensité perçue) en fonction  de la fréquence

Sa représentation est l’audiogramme

Le seuil de perception détermine l’intensité du son perçu en fonction de la fréquence

La sensibilité maximum se situe autour de 1000Hz

Il existe une limite de perception qui détermine la limite de la sensation auditive, qui sera alors perçue comme un son douloureux

Le champ auditif se trouve donc entre le seuil de perception et la limite supérieure de perception

A l’intérieur de ce champ auditif on délimite une zone conversationnelle qui représente les sons utilisés lorsque l’on parle

L’oreille humaine n’est sensible qu’aux fréquences comprises entre 20 Hz et 20000Hz

Les fréquences inférieures à 20Hz sont des infrasons alors que les fréquences supérieures à 20000Hz sont des ultrasons

 

  • Anatomie de l’oreille humaine

L’oreille peut se diviser en 3 parties :

-          L’oreille externe qui comprend le pavillon, le conduit auditif et le tympan

-          L’oreille moyenne qui est une cavité remplie d’aire dans laquelle se trouvent 3 petits os appelés osselets (enclume, marteau, étrier)

-          L’oreille interne qui comprend 2 structures sensorielles : le vestibule (organe sensoriel de l’équilibration) et la cochlée (organe sensoriel de l’audition)

 

  • Fonctions de ces différentes parties :

Le rôle de l’oreille externe est de capter les sons et les canaliser au niveau du conduit auditif

Ces sons vont faire vibrer la membrane du tympan

L’oreille moyenne comprend donc des osselets qui sont reliés du tympan à la fenêtre ovale

Le rôle de l’oreille moyenne est de transmettre le son

Pour que le son soit transmis à la cochlée, la vibration doit être relativement forte, donc la chaine d’osselet amplifie la vibration pour que la cochlée le perçoive

La chaine des osselets joue aussi un autre rôle : les osselets protègent l’oreille des sons trop intenses en contractant les muscles

L’oreille interne st replie d’un liquide appelé l’endolymphe

La cochlée a pour rôle de transformer le stimulus sonore en PA qui seront conduit par le nerf auditif vers le cerveau

 

  • La cochlée

C’est un os « en forme d’escargot », formé de tubes enroulés en spirale

Ces tubes sont eux-mêmes constitués par différents compartiments : la rampe vestibulaire, la rampe tympanique et le canal cochléaire

La paroi intérieure du canal est appelée la membrane basilaire qui supporte un organe sensoriel appelé l’organe de Corti

L’organe de Corti contient des récepteurs auditifs > les cellules ciliées, qui sont recouvertes d’une autre membrane : la membrane tectoriale

Il existe deux types de cellules ciliées : cellules ciliées externes (CCE) et cellules ciliées internes (CCI)

Les cils des CCE sont enchâssés dans la membrane tectoriale alors que ce n’est pas le cas pour les CCI

 

  • Origine du stimulus sonore

Le système vestibulaire est composé de canaux situés dans les 3 directions de l’espace permettant l’équilibre

La cochlée déroulée est constituée de la fenêtre ovale sur laquelle vient s’appuyer l’étier, et la fenêtre ronde

Sous l’effet d’un son, la chaine des osselets se met à vibrer et l’étrier va venir s’appuyer sur la fenêtre ovale et transmettre la vibration

La fenêtre ronde va subir cette pression, qui va être transmise tout le long de la cochlée et revenir sur celle-ci

Un son va donc induire une vibration de la membrane basilaire

Sur cette membrane se trouve l’organe de Corti, sous l’effet d’un son la membrane basilaire va se soulever et va s’exercer une force de cisaillement avec la membrane tectoriale : les cils seront donc inclinés

  • Le stimulus auditif est un stimulus mécanique

  • Les cellules ciliées sont des mécanorécepteurs

L’inclinaison des cils va permettre l’émission de PA…

 

On distingue deux parties au niveau de la cochlée : la base et l’apex (le sommet)

Dans la cochlée, il y a beaucoup plus de CCE que de CCI

 

-          Rôle de ces cellules ciliées :

Les CCE sont plus nombreuses mais leur innervation est rare alors que les CCI sont fortement innervées par les neurones sensoriels

95 % des informations auditives est issue des CCI

Si l’on supprime les CCI, cela entraine une surdité totale alors que si l’on supprime les CCE, cela induira une mauvaise discrimination des fréquences

 

Les CCI baignent dans l’endolymphe qui est un liquide très riche en ion potassium

A l’extrémité des cils se trouvent des canaux potassium reliés aux cils adjacent par un filament appelé lien apical et qui forme un petit ressort

Sous l’effet d’un son ces cils vont donc s’incliner, et les liens apicaux vont s’étirer ce qui va émettre l’ouverture des canaux potassium

L’ouverture de ces canaux induit une entrée d’ions potassium, ce qui provoque une dépolarisation qui atteint les canaux calciques et libère les ions calcium qui permettront de libérer le neurotransmetteur : le glutamate

 

Les CCE présentent 2 propriétés :

-          Elles sont reliées à la membrane basilaire par des cellules de soutient : elles sont donc étroitement liées à la membrane basilaire

  • Couplage mécanique entre les CCE et la membrane basilaire

-          Les CCE présentent sur leur membrane une protéine (la prestine) qui est une protéine motrice

Ces protéines motrices peuvent s’activer et vont donc induire une contraction qui va raccourcir la cellule ciliée

  • Les CCE sont douées de propriétés contractiles

Lorsque les ions potassium entrent dans les cils, ils dépolarisent la CCE et activent la prestine qui provoque la contraction de la cellule ciliée

Les cils vont donc s’incliner encore plus, ce qui permettra une entrée encore plus importante du potassium dans les CCI

è Le rôle des CCE est d’augmenter la sensibilité des CCI, qui pourront répondre à des stimulations plus faibles

 

Qu’est-ce qu’une bonne audition ?

  •  des seuils positifs bas ainsi qu’une bonne discrimination des fréquences > compréhension de la parole

 

  • Sensibilité des cellules ciliées

On a mesuré le potentiel récepteur en fonction du déplacement des stéréocils (nm)

Le potentiel récepteur varie en fonction de la distance de déplacement des stéréocils

0,6 nm : plus petite distance du déplacement capable de provoquer un potentiel récepteur et donc d’engendrer une sensation auditive

Les cellules ciliées ont donc une extrême sensibilité ce qui justifie des seuils très bas

 

  • Sensibilité différentielle de la membrane basilaire

La membrane basilaire présente des caractéristiques structurales particulières : la base est étroite et relativement rigide alors que l’apex est large et souple

Comment va vibrer cette membrane sous l’effet d’un son ?

Si la membrane cochléaire vibre rapidement, il y a une forte dépense d’énergie donc l’onde va s’atténuer très rapidement

Donc seule la base de la cochlée va être stimulée

Si la fréquence est plus faible, la quantité d’énergie sera moindre donc l’onde va pouvoir se propager un peu plus loin

Si la vibration est de basse fréquence, les ondes vont être lentes donc il y aura un faible dépense d’énergie et l’onde se propagera jusqu’à l’apex de la membrane

  • La base de la membrane basilaire répond sélectivement aux hautes fréquences

  • L’apex de la membrane basilaire réponde sélectivement aux basses fréquences

Il existe une amplification sélective des différentes fréquences de ka base à l’apex de la cochlée : tonotopie

La tonotopie va permettre de discriminer correctement les fréquences

 

  • Pathologies de l’audition

Les surdités :

Elles peuvent être de différentes natures

On distingue deux grands groupes :

-          Les surdités de transmission

-          Les surdités neurosensorielles (ou surdité acquise)

 

Les surdités de transmission ont pour origine l’oreille externe (occlusion du conduit auditif, déchirure du tympan) ou l’oreille moyenne (arthrite des osselets)

Les surdités neurosensorielles proviennent de l’oreille interne et s’accompagne d’une mort des cellules ciliées (origine génétique ou environnementale)

 

Les trois facteurs majeurs des surdités acquises :

-          Les drogues (ototoxicité)

-          Surstimulation acoustique (traumatismes)

-          Vieillissement (presbyacousie)

Ces trois facteurs aboutissent à une perte des cellules ciliées

 

  Effet du vieillissement :

Il y a une perte de la sensibilité auditive, surtout au niveau des hautes fréquences

La presbyacousie a parfois pour origine l’oreille moyenne, l’articulation entre les osselets se fait moins bien, ce qui entraine une perte d’audition

Le plus souvent, elle a pour origine l’oreille interne : perte des cellules ciliées

 

  Effet des drogues :

Les drogues les plus toxiques pour l’oreille interne sont les antibiotiques de la famille des aminoglycosides

Cette toxicité va dépendre de la dose prise

Plus la prise sera forte, plus il y aura une perte des cellules ciliées

Lorsqu’il y a une petite perte de cellules ciliées, il y a surdité légère CAD -30Db (mauvaise discrimination de fréquences + mauvaise compréhension de la parole)

Si la perte est plus importante, il y a surdité moyenne (-60Db) à sévère : pas de discrimination des fréquences + difficulté de compréhension de la parole

Si les doses prises sont encore plus importantes, il y a surdité profonde (> à 90Db)

 

Traumatisme acoustique :

Les sons violents vont provoquer des lésions de l’oreille interne, cependant une réparation sera possible

Si l’exposition aux sons violents est répétitive les dommages seront irréversibles car les neurones vont mourir

Phénomène d’excitotoxicité : la libération de glutamate en grande quantité est toxique car elle entraine une entrée massive d’ions massive qui vont induire l’éclatement du bouton postsynaptique

 

Les acouphènes : perception auditive en l’absence de tout stimulus externe

Ces perceptions sont dues soit à un dysfonctionnement de la synapse glutamatergique (la destruction de la synapse induit une surexpression des récepteurs et émettre spontanément des PA

Ils peuvent aussi avoir pour origine des dérèglements des mécanismes actifs au niveau des CCE, qui vont se contracter en l’absence de son, faire vibrer la membrane et donc produire un son

 

  IV.                La somesthésie : la douleur

La douleur est une sensation complexe

Ce n’est pas une sensation primaire, élémentaire car la douleur fait intervenir plusieurs aspects :

-          Sous l’effet de la douleur, il a un aspect purement sensoriel > nociception

C’est une sensation désagréable

-          Aspect émotionnel : aspect psychologique de la douleur se traduisant par la souffrance

Cet aspect émotionnel va moduler la sensation de douleur

 

Cet aspect émotionnel est complexe car il dépend de nombreux facteurs tels que le vécu de chaque individu, de l’interprétation de la situation et de l’état psychophysiologique de l’individu

 
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