Fonctionnement du système nerveux - plandetudes.ch

S15-23 CORPS HUMAIN p.

FICHE DESYNTHÈSE15 ORGANES DES SENS

ET SYSTÈME NERVEUX

Fonctionnement du système nerveux L’être humain réagit en permanence aux stimulations du milieu extérieur par une infinité de comportements volontaires et involontaires. Le système nerveux intervient comme coordinateur de ces comportements, pour interagir avec le milieu.L’être humain reconnaît les objets et perçoit les événements grâce aux informations recueillies par les cinq sens: la vue, l’ouïe, l’odorat, le goût, le toucher. Les centres nerveux traitent l’information, élaborent une réponse et la transmettent aux organes effecteurs (muscles, glandes).

Modélisation des différentes étapes d’une réponse à un stimulus

A. Motricité volontaire Les sens collectent en permanence des informations sur l’environnement, sur la position de l’ensemble du corps ainsi que sur la tension des muscles et les envoient au système nerveux central par les nerfs sensitifs. Le message nerveux va au cerveau où il est traité pour fournir la réponse appropriée.Modélisation des différentes étapes des mouvements volontaires

Des neurones sensitifs informent le système nerveux du mouvement effectué. Le système nerveux est en permanence informé de la position des muscles et envoie, si nécessaire, des ordres de correction.

réce

pteur

nerfcentre nerveux

réce

pteur

récepteurœil

nerf sensitif

nerf

organe effecteur

organe effecteur

nerf moteurcerveau

Exemple Tu veux remplir ton verre avec de l’eau. Tes yeux voient un robinet.

Ce message est transmis au cerveau qui l’analyse, élabore une réponse et transmet l’ordre du mouve-ment.

Le nerf moteur transmet l’information aux muscles du bras. Tu tends le bras pour remplir le verre.

stimu

lussti

mulus

cerveau

muscle

nerf moteurmoelle épinière

nerf sensitifnerf optique



ET SYSTÈME NERVEUX

B. Arc réflexeL’arc réflexe est un processus nerveux particulier qui se déroule très rapidement sans que le cerveau ne soit impliqué. La réponse au message nerveux part de la moelle épinière.

Modélisation des différentes étapes d’un arc réflexe

Le cerveau est informé des événements parallèlement (par exemple : prise de conscience du mouvement ou de la douleur).

Exemple : réflexe rotulien

réce

pteur

nerf sensitiforgane effecteur

(muscle)nerf moteurmoelle épinière

stimu

lus

moelle épinière

muscle

recepteur sensitif

axone sensoriel

axone moteur

stimulus

réponse réflexe



ET SYSTÈME NERVEUX

C. Anatomie du système nerveux

Chez tous les vertébrés, le système nerveux se divise en deux parties :

Le système nerveux central Le système nerveux périphérique est constitué de :

- l’encéphale (cerveau et cervelet) protégé par la boîte crânienne.

Il reçoit des informations récoltées à l’extérieur (environnement) et à l’intérieur (organes) par des nerfs sensitifs. Il traite ces informations et élabore une réponse qui est transmise aux différents organes par des nerfs moteurs. - la moelle épinière, protégée par la colonne vertébrale, transmet les informations depuis les différentes régions du corps au cerveau et les ordres du cerveau aux différents organes. Elle est aussi responsable des mouvements involontaires.

est un réseau constitué de nerfs, composés de neurones, connectés au système nerveux central.

Les nerfs sensitifs transmettent les informations des récepteurs sensoriels au système nerveux central.

Les nerfs moteurs transmettent les ordres du système nerveux central aux organes.

Le neurone Le neurone est une cellule. C’est l’unité structurelle et fonctionnelle du système nerveux. Il est capable de convertir un stimulus en influx nerveux et de le communiquer aux différents organes. Hors du cerveau, les neurones sont regroupés en faisceaux pour former les nerfs.

Modélisation de neurone

!!

corps cellulaire

membranenoyaucytoplasmeaxone

!!

corps cellulaire

membranenoyaucytoplasmeaxone

cerveaucervelet

nerfs

nerfs

axones

faisceaux nerveux

vaisseaux sanguins

moelle épinière

Chaîne de neurones



ET SYSTÈME NERVEUX

Pour aller plus loin...

Organes des sens La nature de l’information ou stimulus est différente selon le récepteur considéré:• pour le goût et l’odorat, le stimulus est de nature chimique ;• pour l’ouïe, le toucher et la vue, le stimulus est de nature physique.

A. Le goût L’organe du goût se situe dans la bouche, principalement sur la langue.Modélisation de la transmission des informations du goût

Le goût, chez l’homme, a notamment pour fonction:• de déclencher la sécrétion salivaire et gastrique; • de mettre en garde contre des aliments avariés.Les récepteurs du goût sont les papilles gustatives et se situent principalement sur la langue.Les informations sensorielles du goût et de l’odorat sont traitées en parallèle et mises en commun dans le cerveau.Contrairement aux idées reçues, il n’existe pas que 5 saveurs (sucré, salé, acide, amer et umami), mais une infinité. En revanche, il est vrai que certaines zones de la langue perçoivent mieux certains goûts. Le sucre est souvent mieux perçu au bout de la langue.

Le goût n’est connu que chez les insectes et les vertébrés.

La perception d’un aliment est un mélange du goût, des odeurs dégagées par l’aliment ainsi que des informations tactiles (la texture) ou thermiques.

réce

pteur

(la

ngue

)

nerf sensitif organe effecteur (muscle, glande)nerf moteurcerveau

bourgeons gustatifs

papillesluetteamygdalesépiglottepapillespetites papilles

stimu

lus(m

olécu

les sa

pides

)



ET SYSTÈME NERVEUX


B. L’odorat L’organe de l’odorat est le nez.Modélisation de la transmission des informations de l’odorat

L’odorat a diverses fonctions chez l’homme: • il déclenche la sécrétion salivaire et gastrique; • il met en garde contre des situations potentiellement dangereuses (aliments

avariés, problèmes d’hygiène...) ;• il influence notre état émotionnel ; • etc.Les récepteurs de l’odorat sont dans la muqueuse olfactive située dans la paroi supérieure de la cavité nasale.

Les informations sensorielles de l’odorat et du goût sont traitées en parallèle et mises en commun dans le cerveau.

L’odorat, ou olfaction, n’est connu que chez les insectes et les vertébrés.L’organe olfactif s’adapte rapidement. En effet, après quelques minutes seulement, une substance ne pourra être détectée qu’à des concentrations 10 à 100 fois plus élevées. Ainsi, une personne entrant dans une salle comble non aérée sera incommodée par les odeurs alors que les personnes présentes ne la perçoivent pas.

réce

pteur

(n

ez) nerf sensitif

(nerf olfactif)organe effecteur (muscle, glande)nerf moteurcerveau

cornets

nerf olfactif

voile du palaisnarine

stimu

lus(m

olécu

les

odor

antes

)



ET SYSTÈME NERVEUX


épiderme

derme

hypoderme

C. Le toucher L’organe du toucher est la peau.Modélisation de la transmission des informations du toucher

La peau forme le revêtement externe de notre corps et établit la barrière entre nos organes internes et le monde extérieur. Le toucher a une particularité essentielle : il concerne l’ensemble du corps !Les récepteurs sensoriels sont répartis de manière non uniforme.

Chez un adulte, la peau couvre une surface de 2m2 pour un poids de 5 kg environ. L’épaisseur de la peau varie de 0,6 mm à 4,7 mm. Elle est formée de trois couches : • l’épiderme (à l’extérieur, 0,1 mm,

produit les poils et les ongles) ;• le derme (au milieu, contient

les récepteurs sensoriels, les glandes sébacées et sudoripares) ;

• l’hypoderme (à l’intérieur, constitué de graisse isolante et nutritive).

En plus de contenir les récepteurs sensoriels du toucher, la peau remplit trois autres fonctions essentielles pour le corps.• Protection : contre les chocs, les agents pathogènes, le frottement,

l’eau… • Régulation thermique : la peau contribue à maintenir une température

corporelle constante (370C). • Elimination : par la sueur (eau, sels minéraux, urée,) qui sort

par les pores.La surface de la peau est sillonnée de vallons et de crêtes (exemple : empreintes digitales caractéristiques de chaque individu). Empreinte de pouce

réce

pteur

(p

eau) nerf sensitif organe effecteur

(muscle, glande)nerf moteurcerveau

glande sébacée

poilrécepteur sensoriels

glande sudoripare

stimu

lus(ch

aleur,

froid

, pr

essio

n, do

uleur

)



ET SYSTÈME NERVEUX


D. L’ouïe L’organe de l’ouïe est l’oreille.Modélisation de la transmission des informations de l’ouïe

L’oreille nous permet de percevoir et de distinguer les sons.

L’oreille est un organe pair et symétrique. L’écartement des deux oreilles permet de capter les sons avec un léger décalage. Leur superposition dans le cerveau permet de localiser la provenance du son (audition stéréophonique).L’oreille est formée de trois parties dites: externe, moyenne, interne.

Les vibrations de l’air sont captées par le pavillon et transmises au tympan par l’intermédiaire du conduit auditif. Le tympan fait vibrer la chaîne des trois osselets. Les vibrations arrivent à la cochlée qui est reliée au cerveau par le nerf auditif.

L’oreille est aussi l’organe de l’équilibre : elle perçoit l’orientation de la tête dans l’espace, dont dépend l’équilibre général du corps. La position du liquide et des cils dans l’appareil vestibulaire renseigne le cerveau sur notre position dans l’espace (debout/couché…).

réce

pteur

(o

reille

) nerf sensitif (nerf auditif)

organe effecteur (muscle, glande)nerf moteurcerveau

pavillon

conduit auditif

tympantrompe d’Eustache

osselets

cochlée

nerf auditifappareil vestibulaire

oreille interneoreille moyenneoreille externe

stimu

lus(o

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onor

e)



ET SYSTÈME NERVEUX

paupière supérieure

E. La vue L’organe de la vue est l’œil.Modélisation de la transmission des informations de la vue

L’œil est spécialisé dans la détection (couleur et intensité) de la lumière.L’œil est un organe pair et symétrique. L’écartement des deux yeux permet de capter deux images légèrement différentes. Leur superposition dans le cerveau donne l’impression du relief : vision binoculaire.Il est situé dans une cavité osseuse, l’orbite, qui le protège. Des organes annexes permettent un bon fonctionnement de l’œil :• les sourcils protègent l’œil notamment

contre les gouttes de sueur ;• les paupières et les cils protègent l’œil

contre les poussières et la lumière trop forte. Les paupières peuvent se fermer automatiquement pour protéger la cornée des blessures ;

• les glandes lacrymales produisent les larmes qui réchauffent, humidifient et nettoient le globe oculaire. Les larmes sont continuellement déversées dans le nez par le canal lacrymal. Lorsqu’il y a trop de larmes, elles débordent de l’œil et coulent sur les joues ;

• les muscles sont fixés d’une part sur l’orbite et d’autre part sur le globe oculaire. Ils permettent de bouger l’œil. Si un des muscles est distendu ou trop contracté, la personne souffrira de strabisme.

réce

pteur

(œ

il) nerf sensitif(nerf optique)

organe effecteur (muscle, glande)nerf moteurcerveau

stimu

lus(ra

yons

lum

ineux

)

sourcil

pupille

iriscils

point lacrymal

paupière inférieure

cornée

cristallin

pupille

choroïde

rétine

nerf optiquevaisseaux sanguins

sclérotique

Coupe transversale d’un œil



ET SYSTÈME NERVEUX


Le globe oculaire Il est formé de trois couches (de l’extérieur vers l’intérieur) : la sclérotique, la choroïde et la rétine.La sclérotique ou blanc de l’œil donne la forme à l’œil. Elle s’amincit vers l’avant pour former la cornée.La choroïde fournit les nutriments à l’œil. Vers l’avant, elle forme le corps ciliaire et l’iris. Sa couleur foncée empêche la réflexion de la lumière à l’intérieur de l’œil.Le muscle du corps ciliaire modifie la forme du cristallin. L’iris (muscle circulaire) permet de régler la quantité de lumière qui pénètre dans l’œil en faisant varier le diamètre de la pupille. La pigmentation de l’iris donne la couleur de l’œil. La pupille parait noire à cause des pigments de la rétine et de la choroïde qui absorbent la lumière.La rétine, ou couche sensitive, est constituée d’une couche pigmentaire et de cellules nerveuses photosensibles spécialisées dans la vision en noir et blanc (bâtonnets) et la vision en couleur (cônes, sensibles au rouge ou au vert ou au bleu).Ces cellules sont reliées au cerveau par l’intermédiaire du nerf optique. L’endroit de la rétine d’où part le nerf optique est appelé tache aveugle.Le cristallin est une lentille à épaisseur variable de forme biconvexe. Il est suspendu dans l’œil par un ligament attaché au corps ciliaire. Derrière le cristallin, le corps vitré donne sa forme au globe oculaire et soutient la rétine. Devant le cristallin, il y a l’humeur aqueuse, un liquide qui contribue au maintien de la pression intraoculaire.

cornée

iris

pupille

corps ciliaire

cristallin

conjonctive

corps vitré

choroïde

rétine

nerf optiquetache jaune ou fovéa

sclérotique

tache aveugle

Structure interne d’un œil (coupe sagittale)

vaisseaux sanguins

humeur aqueuse



ET SYSTÈME NERVEUX


Mécanisme optique de l’œil

La formation des imagesLes milieux transparents de l’œil, plus ou moins bombés, sont des lentilles qui font converger les rayons lumineux sur la rétine. L’image se forme à l’envers sur la rétine.

L’accommodationPour former une image nette sur la rétine, le cristallin fait varier sa courbure: c’est le phénomène d’accommodation

Au-delà de 6 mètres, l’œil voit les objets d’une manière nette sans accommodation. Entre 6 mètres et 10 cm environ s’effectue l’accommodation. A moins de 10 cm, le cristallin ne peut plus se déformer et la vision est floue; cette distance augmente considérablement avec l’âge.

réglage du cristallin pour la vision de loin réglage du cristallin pour la vision de près



ET SYSTÈME NERVEUX


L’analyse du sommeil se fait par des mesures de l’activité cérébrale.

PHASE I

PHASE II Sommeil léger

PHAS

E III

et I

V S

omm

eil p

rofo

nd

PHASE V Sommeil paradoxal

RÉCUPÉRATION PSYCHIQUE

Sommeil très léger

CROISSANCE CHEZ L’ENFANT - RÉCUPÉRATION PHYSIQUE

Possibilité d’entendre, de soupirer mais

pas de mouvements des membres

Perte de conscience du monde extérieur, pas de mouvements

Maturation du système nerveux, c’est le stade des rêves.

Respiration irrégulière, les yeux bougent sous les paupières. L’individu est en coupure

totale avec le monde extérieur, le réveil est difficile à ce stade.

Dans le premier cycle de

sommeil la phase I est l’endormissement.

Mouvements possibles et faible conscience de l’environnement : un

stimulus peut interrompre cette phase. Il faudra alors attendre un moment

avant de réussir à s’endormir.

Le sommeil

C’est un des éléments indispensables au bon fonctionnement de notre système nerveux. Nous dormons un tiers de notre vie. Pendant le sommeil il y a une perte de conscience du monde extérieur et une baisse du tonus musculaire. Ceci nous permet :• de récupérer de la fatigue physique et nerveuse• de fabriquer des anticorps et l’hormone de croissance • de consolider les apprentissages

Description d’un cycle de sommeilUne nuit de sommeil est composée de plusieurs cycles qui durent environ 90 minutes. Chaque cycle se divise en cinq phases.

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