SVT — Terminale
Neurosciences : cerveau et comportement — Terminale SVT
Neurone, synapse, transmission de l'influx nerveux, plasticité cérébrale, addictions et comportements.
Par ProfBot
Neurosciences : cerveau et comportement — Terminale SVT
🎯 Objectif : Comprendre le fonctionnement du système nerveux et les mécanismes de la plasticité cérébrale.
1. Structure du neurone
Le neurone est la cellule de base du système nerveux.
Parties d'un neurone
Corps cellulaire (soma) ── Dendrites (réception)
│
Axone (conduction)
│
Boutons synaptiques (émission)
Types de neurones
| Type | Fonction |
|---|---|
| Neurone sensoriel (afférent) | Achemine info depuis récepteurs → cerveau |
| Interneurone | Traitement, intégration (SNC) |
| Neurone moteur (efférent) | Commande muscles et glandes |
Cellules gliales
- Astrocytes : soutien, nutrition des neurones
- Oligodendrocytes : formation de la gaine de myéline (SNC)
- Cellules de Schwann : myélinisation dans le SNP
2. L'influx nerveux
Potentiel de repos
Au repos, la membrane est polarisée :
Intérieur : -70 mV (riche en K⁺, charge négative)
Extérieur : 0 mV (riche en Na⁺, charge positive)
Potentiel d'action (PA)
Quand un stimulus dépasse le seuil (~-55 mV) :
- Dépolarisation : ouverture des canaux Na⁺ → entrée massive de Na⁺ → potentiel monte à +40 mV
- Repolarisation : fermeture Na⁺, ouverture K⁺ → sortie de K⁺ → retour vers -70 mV
- Hyperpolarisation : bref passage en dessous de -70 mV avant retour au repos
Propagation
- Le PA se propage de proche en proche le long de l'axone
- Conduction saltatoire (avec myéline) : le PA "saute" de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier → 10 à 100 fois plus rapide
Loi du tout ou rien
Un PA est soit déclenché (si seuil atteint), soit absent. Son amplitude est constante.
3. La synapse
La synapse est la zone de communication entre deux neurones (ou entre un neurone et une cellule effectrice).
Synapse chimique — mécanisme
1. Arrivée du PA au bouton présynaptique
2. Ouverture des canaux Ca²⁺ → entrée de calcium
3. Fusion des vésicules → libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique
4. Liaison aux récepteurs de la membrane postsynaptique
5. Réponse : dépolarisation (PPSE) ou hyperpolarisation (PPSI)
6. Élimination du neurotransmetteur (dégradation ou recapture)
Principaux neurotransmetteurs
| Neurotransmetteur | Effet | Localisation |
|---|---|---|
| Acétylcholine | Excitateur (jonction neuromusculaire) | Muscles, SNP |
| Dopamine | Plaisir, motivation, récompense | Circuit mésolimbique |
| Sérotonine | Humeur, sommeil | Noyau du raphé |
| GABA | Inhibiteur | SNC (80% des synapses) |
| Glutamate | Excitateur principal | SNC |
| Noradrénaline | Vigilance, stress | Locus coeruleus |
PPSE et PPSI
- PPSE (Potentiel Post-Synaptique Excitateur) : dépolarisation, favorise le déclenchement d'un PA
- PPSI (Potentiel Post-Synaptique Inhibiteur) : hyperpolarisation, s'oppose au PA
- Intégration : le soma somme tous les PPSE et PPSI reçus simultanément
4. Plasticité synaptique
Le cerveau se remodèle en permanence en fonction de l'expérience.
Mécanismes
- Potentialisation à long terme (PLT) : renforcement durable d'une synapse après stimulation répétée → base de la mémoire
- Dépression à long terme (DLT) : affaiblissement synaptique → oubli
- Modification du nombre de récepteurs
- Formation de nouvelles synapses (synaptogenèse)
Neurogenèse
Formation de nouveaux neurones (principalement dans l'hippocampe, zone de la mémoire) même à l'âge adulte.
Périodes sensibles
Certaines périodes du développement sont critiques pour la mise en place de circuits (langage, vision).
5. Addictions et dérèglements
Le circuit de la récompense
La dopamine joue un rôle central dans ce circuit :
Aire tegmentale ventrale → Nucleus accumbens → Cortex préfrontal
Toute expérience agréable libère de la dopamine → sensation de plaisir et motivation à répéter.
Mécanisme d'addiction
- La substance (drogues, alcool, nicotine) mimique ou amplifie l'effet de neurotransmetteurs naturels
- Le cerveau s'adapte en réduisant la sensibilité (tolérance) → besoin de doses croissantes
- Dépendance physique : manque si arrêt brutal
- Dépendance psychique : craving, envie irrépressible
Exemples moléculaires
| Substance | Mécanisme |
|---|---|
| Cocaïne | Bloque la recapture de dopamine → excès de dopamine |
| Morphine / opioïdes | Se fixe sur récepteurs opioïdes → effets puissants |
| Alcool | Potentialise GABA (inhibition) + bloque NMDA (glutamate) |
| Nicotine | Mime l'acétylcholine sur récepteurs nicotiniques |
| THC (cannabis) | Se fixe sur récepteurs cannabinoïdes (endocannabinoïdes naturels) |
6. Imagerie cérébrale
| Technique | Principe | Information |
|---|---|---|
| IRM anatomique | Résonance magnétique | Structure anatomique |
| IRMf | Débit sanguin (BOLD) | Activité fonctionnelle |
| PET scan | Émission de positrons | Métabolisme du glucose |
| EEG | Potentiels électriques | Activité électrique (ms) |
7. Apprentissage et mémoire
Types de mémoire
- Mémoire implicite : procédurale (faire du vélo), conditionnement → cervelet, amygdale
- Mémoire explicite :
- Sémantique (connaissances générales)
- Épisodique (souvenirs personnels)
- → hippocampe, cortex temporal
Phases de mémorisation
Encodage → Consolidation → Rappel
(attention) (sommeil++) (reconstitution)
Le sommeil est indispensable à la consolidation mémorielle.
Exercices d'application
- Analyser un enregistrement de potentiel d'action
- Expliquer le mécanisme de transmission synaptique
- Analyser une image IRMf (zones activées)
- Relier mécanisme moléculaire d'une drogue à ses effets comportementaux
- Relier plasticité synaptique et apprentissage