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A- Les connexions nerveuses

 

Commençons dès à présent par les connexions nerveuses, en envisageant le système nerveux avant de voir comment cela s’applique à la main. Nous terminerons sur une expérience sur un nerf de crabe.

 

Le système nerveux

 

L’activité du système nerveux est intimement liée aux 5 sens et au mouvement : c’est grâce à l’action de cet ensemble, essentiel au bon fonctionnement d’un organisme, qu’un être peut se mouvoir, sentir, entendre, …

Le système nerveux est une structure biologique très sophistiquée composée de deux ensembles principaux: le système nerveux central et le système nerveux périphérique (1).


 

Le système nerveux central (2)

 

Le système nerveux central (SNC) est le centre de contrôle des messages nerveux chez l’être vivant. Il reçoit tous les messages nerveux générés par les organes. Après l'analyse de chacun de ces messages, il renvoie une réponse aux organes concernés, via le réseau de communication du système nerveux : les neurones. Les réponses du SNC permettront à l’individu de mieux percevoir son environnement en déclenchant les activités respiratoires, musculaires et cardiaques, mais également les activités sensorielles (vision, ouïe, goût, odorat  et toucher).

Le système nerveux central est composé de deux éléments:

 

  • L’encéphale (3): c’est la partie du SNC située à l’intérieur de la boîte crânienne, elle représente également la majeure partie du SNC.

Cette structure est elle-même composée de trois plus petites structures qui assurent le bon fonctionnement d’une activité différente:

               -le cerveau qui est composé de deux hémisphères : le droit et le gauche. Ils gèrent les sensations et les mouvements volontaires (qu’on désire faire). Le cerveau comprend également le complexe hypothalamo-hypophysaire qui permet la sécrétion des hormones grâce aux glandes qu'il comporte.

              -le cervelet qui est situé sous le cerveau. Sa forme lui donne son surnom: le chou-fleur ou encore l’arbre de vie. Il s’occupe (en analysant les message nerveux) des mouvements et de l’équilibre de l’individu.

              -le tronc cérébral qui est situé juste devant le cervelet et à l’intérieur de la colonne vertébrale. Il contient entre autres le bulbe rachidien qui gère le contrôle de l’activité cardiaque.

 

 

  • La moelle épinière (4): c’est la plus petite partie du SNC. Elle est dans le prolongement du cerveau et est reliée à celui-ci par le tronc cérébral. Néanmoins ses  50 cm lui permettent d’occuper tout l’espace à l’intérieur de la colonne vertébrale où elle se situe. Elle se présente sous la forme d’un cordon blanc. Elle a pour principal but de faire fonctionner les réflexes.

 

Le système nerveux périphérique (5) et (6)

 

Le système nerveux périphérique (SNP) est l’ensemble nerveux comprenant les 43 paires de nerfs , reliant le cerveau et la moelle épinière au reste du corps.

 

Chaque nerf se termine par une terminaison nerveuse qui détecte les différentes sensations.

 

On distingue deux catégories de nerfs:

  • les nerfs crâniens: au nombre 12 ces nerfs trouvent leur origine à l’encéphale. Les messages nerveux passant par ces nerfs seront donc analysés par l’encéphale.

 

  • les nerfs rachidiens: au nombre de 31 ces nerfs trouvent leur origine à la moelle épinière. Les messages nerveux qui y passent seront donc analysés dans la moelle épinière.

 

 


Etudions maintenant le fonctionnement des nerfs. Chaque nerf est composé de milliers de fibres nerveuses autrement appelées neurones (7).

Ces cellules (car on note la présence d’un noyau) sont constituées de dendrites et d’un unique axone.

Lorsqu’un message nerveux est détecté par les terminaisons nerveuses, il est transmis jusqu’au SNC par le réseau de neurones. Il s’introduit tout d’abord dans un neurone sensoriel par les dendrites qui sont les voies d’entrée du neurone. Il traverse de manière électrique le neurone, passant par le noyau puis l’axone, une sorte de voie de passage, et se retrouve finalement au bout de l’axone dans le synapse (8). Le message va alors être transmis au neurone voisin de façon chimique: il va traverser la fente synaptique à l’aide de neurotransmetteurs et va être capté à son arrivée par de nouvelles dendrites. Le circuit recommence alors jusqu’à ce que le message atteigne le centre où il va être analysé. Ce message, qui a emprunté la voie sensorielle est également appelé information ascendante (de l’organe au SNC).

Une réponse va alors être envoyée aux organes: un nouveau message va emprunter la voie des motoneurones et va passer de neurones en neurones comme décrit ci-dessus. Cette réponse, qui a emprunté la voie motrice est également appelée information descendante (du SNC à l’organe).

 


 

Les nerfs du membre supérieur (9)

 

Notre étude porte sur le membre supérieur (composé du bras et de la main), ainsi nous dénombrons dans ce membre sept nerfs. Tous ces nerfs partent de la fosse axillaire, située dans la région axillaire, aux aisselles (10). Nous pouvons ranger ces nerfs dans deux catégories:

  • les nerfs mixtes : ils sont composés de nerfs moteurs - qui contrôlent les actions du bras commandées par le SN - et de nerfs sensitifs, qui contrôlent la sensation de la région concernée par ce nerf.

  • Il existe également des nerfs uniquement sensoriels, c’est-à-dire n’ayant qu’une vocation à contrôler les sensations.


 

    Vue côté paume                                       Vue côté dorsal

                                                                                                                                    

 

 

1°)- Les Nerfs mixtes

 

a-      Le nerf Médian

D’un point de vue sensitif, il contrôle la région palmaire (de la paume) latérale limitée par l'extérieur  de la ligne médiane de l’annulaire. D’un point de vue moteur, il contrôle la flexion et la pronation de la main ainsi que la pincette pouce index.

 

b-      Le nerf Ulnaire

D’un point de vue sensitif, il contrôle la région palmaire latérale limitée par l'intérieur de la ligne médiane de l’annulaire. D’un point de vue moteur, il contrôle la préhension (la saisie d’un objet) ainsi que les mouvements latéraux des doigts.

 

c-      Le nerf Radial

D’un point de vue sensitif, il contrôle la face postérieure du bras et de l’avant-bras, la face postéro latérale du coude. Il contrôle également la partie dorsale et latérale du pouce de la main jusqu’à la ligne médiane du majeur, exceptées les deux premières phalanges de l’index et du majeur. D’un point de vue moteur, il contrôle l’extension (flexion) du membre supérieur et la supination de la main et l’abduction du pouce.

 

      d- Nerf musculo-cutané

D’un point de vue sensitif, il contrôle la face latérale de l’avant-bras. D’un point de vue moteur, il contrôle la flexion et la supination de l’avant-bras.

 

       e- Nerf axillaire

D’un point de vue sensitif, il contrôle la face latérale de l’épaule. D’un point de vue moteur, il contrôle l’abduction de l’épaule (quand on éloigne du centre du corps les épaules, vers l’avant, arrière, haut).

 

             2°)- Les Nerfs sensitifs

 

       a- Nerf cutané médial de l’avant bras

Il contrôle la partie sensitive de la ligne médiane des faces antérieure et postérieure de l’avant-bras, du bras et du poignet.

 

       b-  Nerf cutané médial du bras

Il contrôle les faces antéro-médiales et postéro-médiales du bras.

 

Expérience nerf de crabe (source)

 

Déroulement de l’expérience

 

 

Le 5 novembre 2015, nous nous sommes retrouvés dans un laboratoire de SVT afin de réaliser une expérience sur la stimulation électrique d’un nerf de crabe. Nous avons tout d'abord prélevé une patte de crabe d’un tourteau encore vivant. Après avoir délicatement désarticulé cette patte, nous l’avons laissée reposer dans du sérum physiologique, le temps d'effectuer les branchements entre une table à nerf et une console EXAO reliée à un ordinateur. Nous avons alors enduit la surface de la table à nerf de sérum physiologique et nous avons déposé le nerf sur les électrodes. Puis, nous avons envoyé une stimulation électrique vers le nerf et avons enregistré la courbe représentative sur un ordinateur.

 

Etude des courbes obtenues

 

Sur le graphique ci-contre, obtenu suite à la stimulation nerveuse, nous avons, en bleu, une stimulation de 500 mV, en vert, une stimulation de 1000 mV et en rose, une stimulation de 2000 mV.


On enregistre un pic de réaction proportionnel à l’intensité de la décharge envoyée. Plus celle-ci est élevée, plus le pic atteindra des niveaux conséquents. Par exemple, on voit que la stimulation de 500mV provoque un pic peu conséquent, alors que celle de 2000mV est bien plus importante.

 

Dépolarisation, repolarisation et hyperpolarisation (source')

 

Lorsqu’un message nerveux, de nature électrique, est envoyé, celui-ci déséquilibre les milieux cellulaires, car les membranes de ces cellules sont très perméables à certains ions, Na+ (sodium) et K+ (potassium). Les milieux étant alors électriquement déséquilibrés, il va y avoir un échange d’ions pour rééquilibrer les milieux. En résumé, l’arrivée du message nerveux ouvre des “portes” qui vont faire passer les ions Na+ de l’autre coté de la membrane : c’est la phase de dépolarisation. Mais lorsque le message nerveux repart, il y a à nouveau un déséquilibre, donc le milieu riche en ions Na+, va faire passer des ions K+ de l’autre coté de la membrane. Les “portes” qui servent à faire passer les ions K+ restent ouvertes plus longtemps donc trop d'ions K+ passent de l’autre coté : c’est la phase de repolarisation. Après ce nouveau déséquilibre mineur, les différents milieux essaient de se rééquilibrer, c’est la phase d’hyperpolarisation.

 

Nous pouvons voir ces différentes phases très clairement dans le graphique de l’expérience de nerf de crabe :

-tout d’abord à la 3ème seconde nous voyons un très grand pic qui monte jusqu'à peu près 13 mV : c’est la dépolarisation.

-immédiatement après, ce pic chute violemment, passant de 13mV à plus de -15mV : c’est la phase de repolarisation.

- finalement, après cette chute, à la 4ème seconde, les milieux se stabilisent et les valeurs remontent de -15mV à environ 0mV : c’est la phase d’hyperpolarisation.

 

Cette expérience permet d’achever notre partie sur le système nerveux. Nous voyons ainsi qu’une stimulation électrique fait réagir le nerf. Nous pouvons donc en conclure que les messages nerveux sont de nature électrique.
 

Demandons-nous maintenant quels sont les moyens utilisés pour mouvoir la main.

 

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