Le système nerveux et les comportements

Exercice 1 — Organisation et vocabulaire du système nerveux
Corrigé :
1. Le système nerveux central (SNC) regroupe l'encéphale (cerveau, cervelet, tronc cérébral) et la moelle épinière : c'est le centre d'intégration et de commande. Le système nerveux périphérique (SNP) comprend tous les nerfs (sensitifs afférents et moteurs efférents) qui relient le SNC aux organes récepteurs et effecteurs. (1 pt pour chacun)

2. Neurone : cellule excitable spécialisée dans la transmission des signaux nerveux. Axone : prolongement unique et long du neurone qui conduit l'influx nerveux vers l'aval. Gaine de myéline : enveloppe lipidique qui isole l'axone et accélère la propagation de l'influx (conduction saltatoire). Synapse : jonction fonctionnelle entre deux neurones (ou un neurone et un effecteur) permettant la transmission du signal. (0,5 pt par définition correcte)

Exercice 2 — Analyse d'un potentiel d'action
Corrigé :
1. Dépolarisation : un stimulus dépasse le seuil → ouverture des canaux Na⁺ voltage-dépendants → entrée massive de Na⁺ → potentiel monte à +30 mV environ. Repolarisation : fermeture des canaux Na⁺, ouverture des canaux K⁺ → sortie de K⁺ → retour du potentiel vers les valeurs négatives. Hyperpolarisation : le potentiel dépasse brièvement -70 mV avant retour au repos grâce à la pompe Na⁺/K⁺. (1 pt par phase)

2. Loi du tout ou rien : en dessous du seuil, aucun PA n'est généré ; au-dessus, un PA complet et toujours de même amplitude se propage. Cela garantit la fiabilité du codage de l'information (fréquence des PA, non amplitude, code l'intensité du stimulus). (1 pt)

3. La conduction saltatoire est la propagation du PA de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier dans les axones myélinisés. Avantage : propagation beaucoup plus rapide (jusqu'à 120 m/s vs 1 m/s non myélinisé) et moins coûteuse en énergie. (1 pt)

Exercice 3 — La transmission synaptique
Corrigé :
1. Étapes : (1) Arrivée du PA au bouton présynaptique. (2) Ouverture des canaux Ca²⁺ → entrée de Ca²⁺. (3) Les vésicules synaptiques fusionnent avec la membrane présynaptique → exocytose des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. (4) Les neurotransmetteurs diffusent et se fixent sur les récepteurs de la membrane postsynaptique. (5) Ouverture de canaux ioniques → dépolarisation (synapse excitatrice) ou hyperpolarisation (synapse inhibitrice) du neurone postsynaptique. (3 pts pour l'ensemble, 0,5 pt par étape correctement décrite)

2. En bloquant les canaux Ca²⁺, le médicament empêche l'entrée de calcium dans le bouton présynaptique. Sans Ca²⁺, les vésicules synaptiques ne peuvent pas fusionner avec la membrane : les neurotransmetteurs ne sont pas libérés. La transmission synaptique est donc bloquée : le neurone postsynaptique ne reçoit plus de signal. (1 pt mécanisme + 1 pt conséquence)

Exercice 4 — Le réflexe myotatique
Corrigé :
1. (1) Fuseau neuromusculaire (récepteur) : détecte l'étirement du quadriceps lors du choc du marteau. (2) Fibre Ia (voie afférente) : transmet l'influx vers la moelle épinière. (3) Moelle épinière, corne antérieure (centre d'intégration) : la synapse entre la fibre Ia et le motoneurone α s'y trouve. (4) Motoneurone α (voie efférente) : transmet l'influx moteur vers le muscle. (5) Muscle quadriceps (effecteur) : se contracte → extension du genou. (0,5 pt par élément)

2. Ce réflexe est monosynaptique car il ne comporte qu'une seule synapse (fibre Ia → motoneurone α). Cela rend la réponse très rapide (~25 ms), essentielle pour maintenir l'équilibre. (0,5 pt)

Exercice 5 — Drogues, plasticité et comportements
Corrigé :
1. Les drogues stimulent massivement le circuit de la récompense en augmentant la concentration de dopamine dans le noyau accumbens (ex. : cocaïne bloque la recapture ; nicotine stimule la libération). Cette hyperstimulation produit une euphorie intense. Avec la répétition, le cerveau s'adapte en réduisant la sensibilité de ses récepteurs à dopamine (tolérance) : il faut des doses croissantes pour le même effet. En l'absence de drogue, le manque de stimulation du circuit de récompense crée un état de manque (sevrage) : c'est la dépendance. (2 pts)

2. Exemple : les musiciens professionnels ont une représentation corticale de leurs doigts plus étendue que des non-musiciens (observée en IRMf). Mécanisme : la pratique intense et répétée active fréquemment les synapses des circuits moteurs de la main → PLT → renforcement durable de ces connexions → plus grande zone corticale dédiée. (1 pt)