Acquis du TP précédent 4: Un motoneurone est connecté à de nombreux neurones au niveau de la corne ventrale de la moelle épinière: Connexion avec un neurone sensitif (arc réflexe) Connexion avec un neurone pyramidal issu du cortex moteur (mouvement volontaire) Coupe transversale de ME Motoneurone Neurone pyramidal Issu du cortex moteur . Neurone sensitif

Comment montrer que le motoneurone reçoit et intègre des messages nerveux provenant de différents neurones ?

Démarche/Protocole:

extenseur légèrement contracté 10 20 30 40 50 60 70 80 temps (m.sec) 3 2 1 -1 -2 -3 mV coup de marteau extenseur légèrement contracté pied relâché 10 20 30 40 50 60 70 80 temps (m.sec) 3 2 1 -1 -2 -3 mV coup de marteau

L’intensité de la contraction réflexe diminue si les muscles opposés sont contractés et augmente si d’autres membres sont contractés. La réponse réflexe dépend d’un ensemble de messages nerveux sur le motoneurone

Comment le motoneurone réagit aux multiples messages qu’il reçoit (réflexe myotatique, motricité volontaire) ? HYPOTHESES: Il répond à chaque message OU Il répond globalement en tenant compte de tous les messages Dans le système nerveux, chaque neurone peut être en connexion avec de très nombreux autres neurones. Ici, chaque petit point rouge correspond à un contact synaptique établi sur les neurone figurés en vert.

Matériel et documents à disposition Capacités et compétences TP 5: La commande du mouvement repose sur une activité intégratrice des motoneurones. On cherche à définir "le rôle intégrateur des motoneurones médullaires". Activité Matériel et documents à disposition Capacités et compétences A l’aide des documents et de l’animation, définir ce qu'on appelle une synapse excitatrice et une synapse inhibitrice. Expliquer ce que l’on appelle les phénomènes de sommation temporelle et de sommation spatiale. Récapituler sous la forme d’un schéma le rôle intégrateur des motoneurones médullaires lors de la commande du mouvement Doc. 3 page 381 Doc. 4 page 381 Animation : Sommation spatiale Pour aller plus loin http://www.svt.edunet.tn/Nabeul/svtna02/sysnerv/animations/Asomspat.html Recenser et exploiter des informations pour expliquer les propriétés intégratrices d’un neurone. Utiliser une animation pour simuler la réponse d’un neurone à plusieurs stimulations successives. Communiquer par un schéma fonctionnel correctement légendé et titré.

Correction

Observation: De multiples neurones sont en connexion synaptique avec un même motoneurone.

Observation: Suite à l’ajout de l’acétylcholine au niveau de la membrane postsynaptique du motoneurone  Augmentation de la fréquence des potentiels d’action du message postsynaptique. ( 20 PA) CCL: Les synapses qui fonctionnent avec de tels neurotransmetteurs sont dites excitatrices. Observation: Suite à l’ajout de GABA au niveau de la membrane postsynaptique du motoneurone  diminution de la fréquence des potentiels d’action du message postsynaptique. (0 PA) CCL: Les synapses qui fonctionnent avec de tels neurotransmetteurs sont dites inhibitrices

En R2:Modification du potentiel de membrane du neurone postsynaptique. Exp 1: Stimulation du neurone présynaptique A ou C ou D: En R1: Stimulation efficace du neurone présynaptique (A ou C ou D) : Naissance d’un PA En R2:Modification du potentiel de membrane du neurone postsynaptique. Légère dépolarisation: On parle de neurone présynaptique excitateur. Au niveau de la synapse neurotransmetteur possible : Acétylcholine (lien avec doc 3 page 381)

En R1: Stimulation efficace du neurone présynaptique (B) : Exp 2: Stimulation du neurone présynaptique B: En R1: Stimulation efficace du neurone présynaptique (B) : Naissance d’un PA En R2:Modification du potentiel de membrane du neurone postsynaptique. Mais le potentiel de membrane s’éloigne du seuil de dépolarisation: la membrane est hyperpolarisée. On parle alors de neurone présynaptique inhibiteur. Au niveau de la synapse neurotransmetteur possible : GABA (lien avec doc 3 page 381)

Sommation: Action qui consiste pour un neurone a faire la somme de toutes les influences, excitatrices et inhibitrices, reçues de différentes synapses.

Synapse neuromusculaire Un unique message nerveux moteur Cortex moteur primaire Neurone pyramidal Fuseau neuromusculaire Neurone Sensitif D Synapse neuromusculaire Deux messages Nerveux afférents Motoneurone Un unique message nerveux moteur

Bilan de l’activité: Le rôle intégrateur des neurones Réponses motrices intégrées : L’intensité de la contraction réflexe diminue si les muscles opposés sont contractés Et augmente si d’autres membres sont contractés. La réponse réflexe dépend d’un ensemble de messages nerveux sur le motoneurone Synapses excitatrices / inhibitrices : Certaines synapses font naître des messages nerveux postsynaptiques ; d’autres empêchent leur création. L’ intégration : Le corps cellulaire des motoneurones reçoit des messages successifs plus ou moins rapprochés et intenses d’une même terminaison axonique: sommation temporelle. Il reçoit également des messages issus des milliers de terminaisons axoniques : sommation spatiale. Le corps cellulaire additionne les messages synaptiques et créé un nouveau message nerveux sur son axone, si son seuil d’excitation est dépassé. Le corps cellulaire effectue donc continuellement les sommations spatiales - temporelles et créé de nouveaux potentiels d'action sur son axone, si son seuil d’excitation est dépassé.

COURS

Le rôle intégrateur des neurones. Les informations afférentes arrivant au motoneurone médullaire. Les motoneurones reçoivent des messages via les neurones sensitifs provenant des fuseaux neuromusculaires et aussi des messages provenant des voies de la motricité volontaires. Un motoneurone reçoit donc des messages qui le stimulent et d‘autres qui l’inhibent. Or il ne peut élaborer qu’un seul message moteur à la fois. Il devra faire un tri ou plutôt une synthèse des informations qui lui parviennent afin d’élaborer un message unique: on appelle intégration nerveuse ce traitement de l’information. L’intégration nerveuse par les motoneurones. Au niveau du corps cellulaire du motoneurone arrivent des message nerveux qui vont le stimuler ou l’inhiber. La différence de nature entre ces messages ne se fait pas au niveau du contenu du message nerveux, car ils sont tous composés de potentiels d’action, mais au niveau de la synapse entre le neurone présynaptique et le motoneurone (postsynaptique). Les synapses sont soit excitatrices soit inhibitrices. Ces deux types de synapses ont un mode de fonctionnement identique, mais selon le neurotransmetteurs qu’elles libèrent, elles seront soit inhibitrices soit excitatrices. Au niveau d’une synapse excitatrice, les PA présynaptiques engendrent des PA postsynaptiques au niveau du motoneurone que s’ils sont suffisamment nombreux. Au niveau d’une synapse inhibitrice, les PA présynaptiques empêchent la formation de PA postsynaptiques au niveau du motoneurone. L’ensemble des PA arrivant par les synapses excitatrices et inhibitrices vont donc additionner leurs effets au niveau du motoneurone: on parle de sommation. CCL: Ainsi, grâce à ses propriétés intégratrices, le motoneurone émet un message nerveux moteur unique tenant compte des multiples informations qu’il a reçues. La fibre musculaire, en revanche, ne reçoit un message que d’un seul motoneurone: contrairement au motoneurone, une fibre musculaire n’a pas de capacité d’intégration.