A4. Mécanisme neuronal de transmission de l`information

A.#Représentation#visuelle#2#4.#Mécanisme#neuronal#de#transmission#de#l’information#
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A4.$Mécanisme*neuronal*de*transmission*de*l’information!
Notre# perception# du# monde# est# le# résultat# :# d’une# stimulation! des! photorécepteurs# rétiniens# à#
l’origine# de# messages# nerveux# et# d’une# construction! mentale# à# partir# de# ces# messages# nerveux#
reçus#au#niveau#du#cerveau.##
Les# messages# nerveux# produits# par# les# photorécepteurs# de# la# rétine# doivent# être# acheminés# au#
cerveau.# Pour# cela,# ils# utilisent# un# réseau! de! neurones.# L’information# nerveuse# est# un# courant!
électrique#qui#se#propage#le#long#du#neurone.#Les#neurones#se#transmettent#l’information#par#un#
mécanisme#particulier,#la#synapse.#!
#
A4.a!Réseaux!neuronaux!
i.#Création#d’un#message#nerveux#dans#la#rétine#
Lorsque# la# rétine# est# frappée# par# des# rayons# lumineux,# elle#
répond# en# produisant# un!signal! électrique.# On# peut# enregistrer#
cette#réponse#à#l’aide#d’un#électrorétinogramme.#
Les# pigments! rétiniens# présents# dans# les# disques! membranaires#des# photorécepteurs#sont#
responsables#de#la#création#de#ce#signal#électrique#:#
##1###Lorsqu’un#pigment#est#frappé#par#de#la#lumière,#il#change#de#conformation.#Ce#changement#de#
structure# déclenche# une# série# de# réactions# intracellulaires# qui# produisent# un# signal# électrique#
qu’on#appelle#aussi#le#potentiel#d’action.###
##2# # Le# signal# se# déplace# alors# le# long# du# photorécepteur,# au# niveau# de# la# membrane,# jusqu’à#
atteindre#la#terminaison#synaptique.##
##3####Il#est#alors#transmis#à#un#neurone!bipolaire#à#travers#la#synapse.#
##4# # Le# signal# électrique# se# déplace# alors# le# long# du# neurone# bipolaire# en# direction# de# la# cellule#
ganglionnaire.##
#
! A#l’aide#du#texte#ci2dessus,#légendez#le#schéma#des#différentes#étapes#de#création#du#signal#électrique#au#
niveau#de#la#rétine.#
#
PIGMENT#RETINIEN#
DISQUE#MEMBRANAIRE#
NEURONE#BIPOLAIRE#
PHOTORECEPTEUR#
SIGNAL#ELECTRIQUE#
LUMIERE#
SYNAPSE#
2
1!
3!
4!

A.#Représentation#visuelle#2#4.#Mécanisme#neuronal#de#transmission#de#l’information#
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14#
ii.#Réponse#nerveuse#à#un#stimulus#visuel##
Ce# sont# les# fibres! nerveuses# (axones)# des# cellules# ganglionnaires# qui# apportent# l’information#
sensorielle#au#cerveau.#Voici#l’enregistrement#de#l’activité#électrique#de#deux#fibres#nerveuses.##
L’amplitude# du# signal# est# variable/constante.# Ce# n’est# donc# pas# l’intensité# du# signal# qui# compte#
mais#sa#fréquence#/#son#amplitude.#Plus#l’intensité#lumineuse#sera#forte#et#plus#les#signaux#seront#
espacés/rapprochés.###
Pour#chaque# fibre#nerveuse,# une#couleur# engendre#un# message#différent.# Le#message# dépend#du#
type#de#photorécepteurs#connectés#à#cette#fibre#nerveuse.#Dans#le#cas#de#l’exemple#de#gauche,#la#
fibre#nerveuse#possède#certainement#des#cônes#sensibles#au#ROUGE#et#au#VERT#mais#pas#au#BLEU.###
! En# observant# le# graphique# ci2dessus# complétez# le# texte# et# barrez# ce# qui# ne# convient# pas.# Une# fibre#
nerveuse#a#été#extraite#de#la#rétine# périphérique,#l’autre#de#la#rétine# centrale.#Placez#ces#deux#termes#
dans#les#carrés#correspondants.#
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iii.#Voies#visuelles#
Les#informations#sensorielles#doivent#encore#transiter#jusqu’à#des#zones#spécifiques#du#cerveau#où#
elles#seront#traitées.#
Différentes#techniques#ont#permis#d’identifier#les#voies#visuelles#dans#le#cerveau#:##
_ des#expériences#d’injection#
_ l’observation#de#lésions!cérébrales#
_ l’Imagerie#par#Résonance#Magnétique#nucléaire#(IRM).#L’IRM#est#une#technique#inoffensive#
qui#permet#d’observer#des#coupes#virtuelles#de#l’organisme#selon#n’importe#quel#plan#avec#
une#résolution#qui#peut#atteindre#quelques#micromètres.#
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RETINE#CENTRALE#
RETINE#PERIPHERIQUE#

A.#Représentation#visuelle#2#4.#Mécanisme#neuronal#de#transmission#de#l’information#
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15#
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##1####Les#messages#nerveux#visuels#quittent#l’œil#par#le#nerf!optique#gauche#ou#droit.##
##2# # Les# deux# nerfs# se# croisent# au# niveau# du# chiasma! optique.# A# cet# endroit,# les# informations#
provenant# des# hémirétines! nasales# passent# dans# l’hémisphère# cérébral# opposé.# Les#
informations#provenant#des#hémirétines!temporales##ne#changent#pas#d’hémisphère.#Suite#à#ce#
croisement,#les#fibres#nerveuses#de#l’hémisphère#cérébral#gauche#contiennent#les#informations#
visuelles# issues# des# deux# champs# visuels# droits# et# les# fibres# nerveuses# dans# l’hémisphère#
cérébral#droit#contiennent#les#informations#visuelles#issues#des#deux#champs#visuels#gauches.#
##3##Les#fibres#nerveuses#des#cellules#ganglionnaires#projettent#leur#terminaison#synaptique#dans#les#
corps! genouillés! latéraux.# Ils# transmettent# alors# les# messages# nerveux# visuels# à# d’autres#
neurones.#
##4# #Les# fibres# nerveuses# de# ces# nouveaux# neurones# acheminent# ensuite# directement# les#
informations#dans#le#cortex!visuel!primaire.#######
# # #
! En# vous# aidant# du# texte,# légendez# le# schéma# ci2dessus.# Coloriez# en# bleu# le# trajet# des# informations#
provenant#des#champs#visuels#gauches#et#en#rouge#les#informations#provenant#des#champs#visuels#droits.#
NERF#OPTIQUE#
CHIASMA#OPTIQUE#
CORPS#GENOUILLE#
CORTEX#PRIMAIRE#VISUEL#
Rétine#
Hémisphère#gauche#
Hémisphère#droit#
1!
2
#
#
champ#visuel#
gauche#
champ#visuel#
droit#
HEMIRETINE#
NASALE#
HEMIRETINE#
TEMPORALE#
Œil#gauche#
3
4

A.#Représentation#visuelle#2#4.#Mécanisme#neuronal#de#transmission#de#l’information#
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16#
#A4.b#Synapse#
L’information# visuelle# qui# circule# à# travers# ce# réseau# neuronal# se# perpétue# sous# la# forme# d’un#
courant!électrique.#Ce#courant#ne#se#déplace#pas#à#l’intérieur#des#neurones#mais#au#niveau#de#leur#
membrane.# Un# mécanisme# appelé# la# synapse# est# mis# en# place# pour# faire# transiter# l’information#
d’un#neurone#à#l’autre.#
La#synapse#désigne#à#la#fois#le#mécanisme#par#lequel#est#transféré#l’information#entre#le#neurone#
présynaptique#et#le#neurone!postsynaptique#et#la#zone#de#connexion#(faites#des#deux#membranes#
et#de#la#fente#synaptique).#La#synapse#est#un#mécanisme#unidirectionnel!:#l’information#se#déplace#
dans#un#sens#uniquement.#
i.#Les#synapses#dans#le#réseau#neuronal#visuel#
De#nombreuses#synapses#ont#lieu#dans#la#rétine#entre#les#différentes#couches#de#cellules.#Puis#un#
relai#synaptique#à#lieu#au#niveau#des#corps!genouillés#et#enfin#dans#le#cortex!visuel!primaire.#Dans#
le#cortex,#les#neurones#sont#fortement#interconnectés#et#donc#reliés#par#de#nombreuses#synapses.####
ii.#Mécanisme#de#la#synapse#
Le# neurone! présynaptique# (B)# et# le# neurone! postsynaptique!(F)!sont# séparés# par# un# espace,# la#
fente! synaptique(H).# Le# message! électrique# (A)# ne# peut# pas# traverser# la# fente# synaptique,# il# est#
alors# transformé# en# message# chimique.!Une# fois# que# ce# message# chimique# atteint# le# neurone#
postsynaptique(F),#il#déclenche#à#nouveau#un#message!électrique(E).##
#
A#l’état#de#repos,#des#vésicules!
synaptiques#(I)#sont#stockées#dans#
la#terminaison!synaptique(C).#
Elles#contiennent#des#messagers#
chimiques,#les#
neurotransmetteurs(D).#
#
#
Déroulement#de#la#synapse#
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#1##Le#signal#électrique#arrive#dans#
la#terminaison!synaptique#(C)#du#
neurone!présynaptique!(B).#
#2##L’arrivée#du#signal#déclenche#la#
libération#des#neurotransmetteurs#
(D)#dans#la#fente!synaptique(H).#Ce#
mécanisme#s’appelle#l’exocytose.##
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#3##Les#neurotransmetteurs#se#fixent#sur#des#récepteurs!spécifiques#(G)#situés#sur#la#membrane!
postsynaptique#(J).##
#4##La#liaison#des#neurotransmetteurs(D)#provoque#une#série#de#réactions#intracellulaires#qui#
aboutissent#a#la#création#d’un#nouveau#message!électrique(E).#
! En#vous#aidant#du#schéma,#ajoutez#les#lettres#correspondantes#dans#le#texte.#
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1
2
3
4
3
A#
B#
I#
membrane##
synaptique#
D#
H#
G#
E#
C#
F#
J#