Leçon 2 : La perception de l'environnement Problème de la leçon : Comment le cerveau analyse-t-il les messages nerveux sensitifs issus des récepteurs ? 1- Le cerveau et la perception de l'environnement Activité 1 : La perception Bilan : Le cerveau analyse les messages nerveux sensitifs au niveau d’aires spécialisées : c'est la perception. Il élabore en réponse des messages nerveux moteurs. Comment les aires spécialisées du cerveau communiquent-elles entre elles ?

Activité 1 : Le cerveau et la perception de l'environnement Situation-problème : Les récepteurs sensoriels envoient des messages nerveux au cerveau. Le cerveau reçoit ces messages, les interprète et nous procure des perceptions : je vois un arbre, j'entends de la musique... Observation directe de l'activité du cerveau : Doc.1 Lorsqu'une région du cerveau est active, les vaisseaux sanguins qui irriguent cette zone se dilatent et le débit sanguin augmente localement. Il suffit donc de mesurer les débits sanguins pour visualiser les zones actives. On y arrive par une technique complexe qui consiste à injecter dans une veine une substance radioactive. Cette substance injectée est rapidement distribuée dans tout le cerveau. Un puissant ordinateur, relié à des détecteurs, calcule les débits sanguins et fournit des images de l'activité du cerveau : en vert : valeur moyenne du débit sanguin ; en bleu : valeur inférieure à la moyenne ; en jaune, rouge, blanc : valeurs supérieures à la moyenne ;

Stimulus 1 : Un individu écoute une question. Stimulus 2 : L’individu lit un document pour trouver la réponse. Stimulus 3 :L’individu répond à la question posée.

Les zones activées du cerveau sont différentes selon le stimulus. Compétences J’ai réussi si… Questions Evaluation Rechercher des informations utiles : I Je sais saisir une information utile d’un texte, d’une expérience 1- Je donne la signification des différentes couleurs présentes sur les clichés du doc. 1    Utiliser des informations pour expliquer : Ra Je suis capable de mettre en relation l’ensemble des informations tirées de résultats expérimentaux pour présenter les arguments en réponse à la question posée. 2- Je donne les conclusions que nous pouvons dégager de l'analyse de ces clichés sur le fonctionnement du cerveau ? Rédiger un texte explicatif : C1 Je suis capable de rédiger un texte argumenté dans un français grammaticalement correct (orthographe, expression, sens, vocabulaire). 3- J'indique sur le doc.2 les zones mises en évidence 4- J'indique à l'aide de flèches, sur le doc.2, le trajet des messages nerveux dus au stimulus 1, 2 et 3 (document 1) . 1- Je donne la signification des différentes couleurs présentes sur les clichés du doc. 1 Les différentes couleurs correspondent à des valeurs moyennes de débit sanguins. 2- Je donne les conclusions que nous pouvons dégager de l'analyse de ces clichés sur le fonctionnement du cerveau ? Les zones activées du cerveau sont différentes selon le stimulus. 3- J'indique sur le doc.2 les zones mises en évidence 4- J'indique à l'aide de flèches, sur le doc.2, le trajet des messages nerveux dus au stimulus 1, 2 et 3 (document 1)

Document 2: Hémisphère cérébral gauche Stimulus 1 : j’entends Stimulus 2 : je vois Stimulus 3 : je parle 3 1 2

2- La communication de cellules spécialisées Activité 2 : La communication de cellules spécialisées Bilan : Le cerveau et la moelle épinière sont constitués de cellules, les neurones dont les noyaux sont situés dans le cortex (ou matière grise). Les prolongements des neurones sont situés dans la substance blanche et forment les fibres nerveuses qui constituent les nerfs.

Activité 2 : Organisation du cerveau

4 1 5 3

Corps cellulaire dendrites Terminaisons axonales axone

dendrites Noyau Corps cellulaires

Organisation de la moelle épinière

Substance grise Substance blanche Coupe transversale de moelle épinière vue au microscope

Substance blanche Substance grise

Organisation des nerfs

Fibres nerveuses nerf

Compétences Consigne : Rechercher des informations utiles : I 1. Je décris l’organisation du cerveau. 2. Je décris l’organisation de la moelle épinière. Utiliser des informations pour expliquer : Ra 3. J’émets une hypothèse sur les cellules spécialisées qui permettent la perception et la commande du mouvement dans l’organisme. 1- Le cerveau est composé de 2 hémisphères, l’hémisphère droit et l’hémisphère gauche (doc 1). Il est constitué d’un cortex (ou matière grise) à la périphérie et d’une substance blanche au centre. (Doc 2) 2- La moelle épinière est constituée d’une substance blanche à la périphérie et d’une matière grise au centre. La substance blanche contient des prolongements de neurones, les fibres nerveuses ou axones. La matière grise contient les noyaux des neurones. 3- Les neurones sont les cellules qui permettent le transport des informations dans l’organisme, le long des nerfs. La communication des messages nécessitent également une communication entre les neurones.

Schéma d’un neurone

Comment les neurones se communiquent-ils les informations ? 3- La transmission des informations entre les neurones ►Activité 3 : La transmission de l’information entre 2 neurones Bilan : Les messages circulant le long des neurones sont de nature électrique. Un neurone transmet les messages nerveux aux autres cellules en libérant des messagers chimiques, les neuromédiateurs (NM), au niveau des synapses, (zone de contact entre 2 neurones). Les NM se fixent sur des récepteurs situés sur le neurone suivant entraînant la création d’un nouveau courant électrique.

Activité 3 : La transmission de l’information entre 2 neurones Document 1 : Schéma montrant la connexion entre 2 neurones (la synapse) vue au microscope électronique à transmission. 1 : neurone 1 ; 2 : espace synaptique ; 3 : neurone 2.

Document 2 : Images extraites de « c’est pas sorcier » 1 : neurone 1 2 : espace synaptique 3 : neurone 2 4 : neuromédiateur 5 : Récepteurs

Compétences J’ai réussi si… Questions Evaluation Rechercher des informations utiles : I Je sais saisir une information utile d’un texte, d’une expérience Je colorie les neurones présenté dans le document 1; Je trace une flèche sur le schéma pour montrer le trajet de l’information  (document 1);    Rédiger un texte explicatif : C1 Je suis capable de rédiger un texte argumenté dans un français grammaticalement correct (orthographe, expression, sens, vocabulaire). 3. A partir de l’analyse du logiciel, et des documents, je réponds à la question : Comment s’effectue la communication entre les neurones ? 3. A partir de l’analyse du logiciel, et des documents, je réponds à la question : Comment s’effectue la communication entre les neurones ? L’information prend naissance au niveau d’une dendrite puis circule de façon électrique jusqu’à la rencontre d’un autre neurone. Au niveau de la zone de contact entre 2 neurones, le courant électrique entraine la production de vésicules contenant des neuromédiateurs qui seront déversés dans l’espace synaptique. Les neuromédiateurs se fixent sur des récepteurs présents sur le neurone post-synaptique, créant un nouveau courant électrique.

Schéma montrant la communication entre 2 neurones Message électrique Message électrique

Transmission des informations au niveau d’une synapse Cortex avec corps cellulaires Substance blanche Récepteur Cerveau avec fibres nerveuses stimulus Nerf sensitif Substance blanche Substance grise Muscles = effecteurs Moelle épinière Nerf moteur Légendes : Corps cellulaires Courant électrique Axone ou fibre nerveuse Neurone pré-synaptique neurone Terminaison axonale = dendrite neuromédiateur Neurone post-synaptique Synapse Transmission des informations au niveau d’une synapse