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Système nerveux : centres nerveux, nerfs et message nerveux
Capter, traiter, commander ; cerveau, cervelet, tronc cérébral et moelle épinière ; neurone, nerf et message nerveux ; synapse et neurotransmetteurs ; réflexe et acte volontaire ; sommeil, alcool et substances qui perturbent le système nerveux.
À propos de cette page
Capter, traiter, commander : le trajet du message
Une balle arrive vers toi : tes yeux la voient, ton cerveau décide, tes bras l’attrapent. Trois étapes que le système nerveux enchaîne en une fraction de seconde : capter, traiter, commander.
Un nerf sensitif conduit ce message jusqu’à un centre nerveux, qui le traite et élabore un ordre.
Un nerf moteur conduit l’ordre jusqu’à un effecteur, le plus souvent un muscle, qui agit.
Le système nerveux central regroupe les centres nerveux : l’encéphale (cerveau, cervelet, tronc cérébral), dans le crâne, et la moelle épinière, dans la colonne vertébrale. Le système nerveux périphérique est formé des nerfs : 12 paires partent de l’encéphale et 31 paires de la moelle épinière, soit 43 paires.
Les organes des sens
| Organe | Stimulus capté | Nerf | Aire du cerveau |
|---|---|---|---|
| Œil (rétine) | lumière | nerf optique | aire visuelle (arrière) |
| Oreille (cochlée, dans l’oreille interne) | sons | nerf auditif | aire auditive (côté) |
| Peau | contact, pression, chaud, froid, douleur | nerfs sensitifs, par la moelle épinière | aire sensitive (sommet) |
| Nez | molécules odorantes | nerf olfactif | aire olfactive |
| Langue | saveurs (molécules dissoutes dans la salive) | nerfs crâniens du goût | aire gustative |
Le message nerveux est toujours de même nature, quel que soit l’organe qui l’envoie : c’est l’aire du cerveau qui le reçoit qui fait que l’on « voit », que l’on « entend » ou que l’on « sent ». Un coup sur l’œil fait « voir des étoiles » : la rétine, comprimée, envoie des messages que l’aire visuelle interprète comme de la lumière.
Tu sens une odeur de croissants chauds et tu tournes la tête vers la boulangerie. Stimulus : les molécules odorantes. Récepteurs : ceux du nez. Nerf sensitif : le nerf olfactif. Centre nerveux : le cerveau, qui reconnaît l’odeur et décide. Nerfs moteurs, puis effecteurs : les muscles du cou.
Le tronc cérébral est un centre nerveux : il appartient au système nerveux central. Le nerf facial, qui commande les muscles du visage, est un nerf : il appartient au système nerveux périphérique.
Réflexe — pour suivre un message, je cherche dans l’ordre : stimulus → récepteur sensoriel → nerf sensitif → centre nerveux → nerf moteur → effecteur.
Attention — un nerf ne décide rien : il conduit. Et un organe des sens capte sans « voir » ni « entendre » : sans le cerveau, il n’y a pas de sensation.
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Les centres nerveux et les aires du cerveau
Les centres nerveux reçoivent les messages, les traitent et élaborent les ordres. Chacun a son rôle.
le cerveau (deux hémisphères, la plus grande partie de l’encéphale) : sensations conscientes, mouvements volontaires, mémoire, langage, décisions ;
le cervelet, sous l’arrière du cerveau : équilibre et coordination des mouvements ;
le tronc cérébral, qui prolonge le cerveau vers la moelle : fonctions vitales automatiques, comme la respiration et le rythme du cœur.
La moelle épinière, dans la colonne vertébrale, relie l’encéphale aux nerfs du tronc et des membres ; elle commande seule certains réflexes.
La surface du cerveau, le cortex, est découpée en aires spécialisées. Chaque hémisphère commande et ressent le côté opposé du corps : les voies nerveuses se croisent.
Comment le sait-on ? En observant ce que perdent les personnes dont une partie du cerveau est abîmée (après un accident vasculaire cérébral, ou AVC, par exemple), et en stimulant le cortex pendant certaines opérations. Le cerveau ne contient pas de récepteurs de la douleur : on peut l’opérer sur un patient éveillé, qui parle ou bouge pendant que le chirurgien repère les aires à ne pas toucher.
Des centres bien protégés. L’encéphale est protégé par le crâne, la moelle épinière par les vertèbres ; tous deux baignent dans un liquide qui amortit les chocs. Un casque complète cette protection : une lésion des centres nerveux se répare très mal.
Un AVC touche l’aire sensitive de l’hémisphère droit : la personne ne sent plus les contacts sur le côté gauche du corps, mais elle peut encore le bouger.
Tu marches sur une poutre au gymnase : ton cervelet coordonne les muscles des jambes et du dos pour que tu gardes l’équilibre, sans que tu y penses.
Réflexe — pour trouver le centre en cause, je regarde la fonction : sensation consciente, geste décidé, mémoire, langage → cerveau (et quelle aire) ; équilibre, coordination → cervelet ; respiration, rythme du cœur → tronc cérébral. Pour un côté du corps, je prends l’hémisphère opposé.
Attention — cerveau et encéphale ne sont pas synonymes : l’encéphale est le cerveau + le cervelet + le tronc cérébral.
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Le neurone, le nerf et le message nerveux
En 6ᵉ, tu as vu que tout être vivant est formé de cellules, chacune avec un noyau (voir le chapitre « La cellule »). Le système nerveux est lui aussi fait de cellules, très particulières.
Le message nerveux est de nature électrique : une suite de signaux brefs, tous de même taille, qui parcourent le neurone dans un seul sens. Plus le stimulus est fort, plus les signaux sont rapprochés.
Selon les fibres, le message va de moins de 1 m/s à environ 120 m/s. Durée d’un trajet = distance ÷ vitesse.
Un nerf est un faisceau de milliers d’axones, entouré d’une gaine, comme un câble fait de nombreux fils.
L’encéphale compte environ 86 milliards de neurones (estimation publiée en 2009), chacun relié à des milliers d’autres. La plupart des nerfs contiennent à la fois des fibres sensitives, qui conduisent vers les centres, et des fibres motrices, qui conduisent vers les muscles.
Un message moteur parcourt 0,8 m de la moelle épinière jusqu’aux muscles du pied, à 50 m/s. Durée : 0,8 ÷ 50 = 0,016 s, soit 16 millièmes de seconde.
On effleure le bras, puis on le serre fort : dans les fibres sensitives, les signaux électriques gardent la même taille, mais ils deviennent beaucoup plus nombreux chaque seconde.
Réflexe — pour une durée de trajet, je divise la distance (en m) par la vitesse (en m/s) : le résultat est en secondes.
Attention — le neurone est une cellule ; le nerf est un organe fait des fibres de milliers de neurones. Un nerf coupé, ce sont des milliers d’axones coupés d’un coup.
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La synapse : un relais chimique
Le message passe d’un neurone à l’autre, puis au muscle. Mais deux cellules nerveuses ne se touchent pas : comment le message franchit-il l’espace qui les sépare ?
Quand le message électrique arrive, la terminaison libère des molécules, les neurotransmetteurs (acétylcholine, dopamine, sérotonine…). Ils traversent l’espace et se fixent sur des récepteurs de la cellule suivante, ce qui déclenche un nouveau message électrique : électrique → chimique → électrique.
Les neurotransmetteurs ne sont libérés que d’un côté : la synapse impose le sens unique du message. Ils sont ensuite détruits ou récupérés, sinon la cellule suivante resterait stimulée.
Des substances qui agissent à la synapse. Beaucoup de substances modifient l’une de ces étapes. La nicotine du tabac se fixe sur les récepteurs de l’acétylcholine. La cocaïne empêche la récupération de la dopamine, qui s’accumule et stimule sans arrêt la cellule suivante. L’alcool renforce l’action d’un neurotransmetteur qui freine les neurones et en perturbe d’autres : tout le système nerveux fonctionne au ralenti.
Entre un neurone moteur et le muscle qu’il commande : la terminaison libère de l’acétylcholine, qui se fixe sur les récepteurs du muscle ; le muscle se contracte.
Le curare, poison de flèche des chasseurs d’Amazonie, se fixe sur les récepteurs de l’acétylcholine des muscles sans déclencher de message : l’ordre n’est plus transmis, les muscles restent relâchés et l’animal touché est paralysé.
Réflexe — à la synapse, je suis les étapes : message électrique qui arrive → neurotransmetteur libéré → fixation sur les récepteurs → nouveau message → neurotransmetteur éliminé. Une substance agit en modifiant l’une de ces étapes.
Attention — à la synapse, le mot « récepteur » désigne une molécule de la cellule suivante, qui reçoit le neurotransmetteur ; ce n’est pas un récepteur sensoriel d’un organe des sens.
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Réflexe ou acte volontaire
Certains mouvements se font sans qu’on les décide, d’autres sont choisis. Le système nerveux ne les commande pas par le même chemin.
Son trajet est l’arc réflexe : récepteur → nerf sensitif → moelle épinière → nerf moteur → muscle.
Un acte volontaire est décidé par le cerveau (aire motrice), qui envoie l’ordre par la moelle épinière puis par un nerf moteur : le trajet est plus long, la réponse plus lente.
| Réflexe | Acte volontaire | |
|---|---|---|
| Exemple | Retirer la main quand une épine de rosier la pique | Cueillir la rose |
| Décidé par | personne : automatique, involontaire | le cerveau (aire motrice) |
| Centre nerveux | moelle épinière (ou tronc cérébral) | cerveau |
| Durée | quelques centièmes de seconde | environ 0,2 s ou plus |
Dans un réflexe de retrait, le message sensitif entre dans la moelle épinière et ressort aussitôt par un nerf moteur : la main est retirée avant que le cerveau ait « senti » la piqûre. Le message monte quand même jusqu’au cerveau par la moelle, un peu plus tard : c’est la douleur consciente. Chez le médecin, le coup de marteau sous le genou déclenche lui aussi un réflexe, dont le centre est la moelle épinière.
Une lumière vive t’éblouit : ta pupille rétrécit aussitôt, sans que tu le décides. C’est un réflexe, dont le centre est le tronc cérébral.
Tu aperçois une amie de l’autre côté de la rue et tu lui fais signe de la main : c’est un acte volontaire. Tu aurais pu ne pas le faire : le cerveau décide.
Réflexe — pour classer un geste, je me demande : est-il décidé ? Pourrait-on choisir de ne pas le faire ? Quel est son centre nerveux ? Involontaire, avec la moelle ou le tronc cérébral pour centre : réflexe. Décidé par le cerveau : acte volontaire.
Attention — un réflexe n’est pas un geste « rapide parce qu’on s’entraîne » : un gardien de but qui plonge fait un acte volontaire très entraîné, pas un réflexe. Le réflexe est involontaire et le même chez tous.
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Protéger son système nerveux
Le système nerveux travaille jour et nuit. Certains comportements l’aident, d’autres le perturbent, parfois pour longtemps.
Les substances (alcool, tabac, cannabis, cocaïne…) agissent sur les synapses : la transmission des messages est perturbée. Beaucoup créent une dépendance : un besoin irrépressible de consommer malgré les effets nocifs ; quand la substance manque, la personne se sent mal (c’est le manque).
Le cerveau d’un adolescent est encore en construction (la partie avant du cortex, qui aide à contrôler ses décisions, mûrit en dernier) : il est plus sensible à ces substances, et plus une consommation commence tôt, plus elle est nocive.
Les écrans le soir. L’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses) a conclu en 2019 que la lumière des écrans, riche en bleu, perturbe le sommeil quand on s’y expose le soir : l’endormissement est retardé, la nuit raccourcie. En 6ᵉ, tu as retenu 8 h 30 à 9 h 30 par nuit (voir le chapitre « Alimentation, besoins et santé ») : ce repère est compris dans la fourchette de 8 à 10 heures.
Alcool et route. L’alcool allonge le temps de réaction et donne en même temps une impression de confiance. En France, la limite est de 0,5 g d’alcool par litre de sang, et de 0,2 g/L pendant le permis probatoire. Selon la Prévention routière, le risque d’accident mortel est multiplié par 2 à 0,5 g/L et par 10 à 0,8 g/L.
Le bruit. En 5ᵉ, tu as vu qu’une écoute longue au-dessus de 85 dB détruit des cellules de l’oreille interne, qui ne se remplacent pas (voir le chapitre de physique « Propagation des ondes sonores »).
À 90 km/h, une voiture parcourt 25 m chaque seconde. Avec 1 s de temps de réaction, elle roule 25 m avant que le conducteur commence à freiner ; avec 0,5 s de plus, elle roule 25 × 1,5 = 37,5 m, soit 12,5 m de plus.
Se coucher à 23 h 30 et se lever à 6 h 30, c’est dormir au plus 7 heures : moins que les 8 à 10 heures recommandées entre 13 et 18 ans.
Réflexe — devant un comportement, je me demande sur quoi il agit (sommeil du cerveau, synapses) et avec quelle conséquence (attention, mémoire, temps de réaction, dépendance).
Attention — se sentir en forme ne veut pas dire réagir vite : après avoir bu, ou après une nuit trop courte, on réagit plus lentement sans s’en rendre compte.
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Pour aller plus loin
Ces notions touchent au chapitre, mais elles sont traitées ailleurs ou se verront plus tard.
- Dépendance, circuit de la récompense, substances psychoactives et prévention : se verront en 3ᵉ, dans le chapitre « Conduites addictives ».
- Commande nerveuse des muscles pendant l’effort : se verra en 3ᵉ, dans le chapitre « Organisme en activité ».
- Le cerveau qui commande la puberté par des hormones : voir le chapitre « Puberté : appareils reproducteurs et hormones ».
- Le son, l’oreille et les niveaux sonores dangereux : voir le chapitre de physique de 5ᵉ « Propagation des ondes sonores ».
- Stimulus → récepteur sensoriel → nerf sensitif → centre nerveux → nerf moteur → effecteur. Centres nerveux (encéphale, moelle épinière) = système nerveux central ; nerfs = système périphérique.
- Cerveau : sensations conscientes, gestes volontaires, mémoire, langage, en aires spécialisées ; cervelet : équilibre ; tronc cérébral : respiration, cœur. Chaque hémisphère commande le côté opposé.
- Le neurone (corps cellulaire, dendrites, axone) conduit un message électrique dans un seul sens ; un stimulus plus fort donne des signaux plus rapprochés. Un nerf = des milliers d’axones.
- À la synapse, le message devient chimique : des neurotransmetteurs se fixent sur les récepteurs de la cellule suivante. Nicotine, alcool, cocaïne agissent à cet endroit.
- Réflexe : involontaire, rapide, centre = moelle épinière (ou tronc cérébral). Acte volontaire : décidé par le cerveau, plus lent.
- Sommeil (8 à 10 h entre 13 et 18 ans), sans alcool ni drogues : attention, mémoire et temps de réaction en dépendent ; le cerveau adolescent est le plus sensible.
Questions fréquentes
Comment le système nerveux fonctionne-t-il ?
Il capte, traite et commande. Un stimulus est capté par les récepteurs d’un organe des sens ; un nerf sensitif conduit le message jusqu’à un centre nerveux, qui élabore un ordre ; un nerf moteur conduit cet ordre jusqu’à un effecteur, souvent un muscle. Centres nerveux = système nerveux central ; nerfs = système nerveux périphérique.
Quel est le rôle du cerveau, du cervelet et du tronc cérébral ?
Le cerveau gère les sensations conscientes, les gestes volontaires, la mémoire et le langage, grâce à des aires spécialisées ; le cervelet assure l’équilibre et la coordination ; le tronc cérébral commande la respiration et le rythme du cœur. Chaque hémisphère du cerveau commande le côté opposé du corps.
Qu’est-ce qu’un neurone ?
C’est la cellule nerveuse : un corps cellulaire avec son noyau, des dendrites qui reçoivent les messages et un long axone qui les conduit. Le message y est électrique et va dans un seul sens. Un nerf est un faisceau de milliers d’axones.
Qu’est-ce que la synapse ?
C’est la zone de contact entre un neurone et la cellule suivante. Le message électrique y fait libérer des neurotransmetteurs, qui se fixent sur les récepteurs de la cellule suivante et déclenchent un nouveau message. Beaucoup de substances, comme la nicotine ou l’alcool, agissent à cet endroit.
Quelle est la différence entre un réflexe et un acte volontaire ?
Un réflexe est involontaire et très rapide : son centre nerveux est la moelle épinière (ou le tronc cérébral). Un acte volontaire est décidé par le cerveau : le trajet est plus long, la réponse plus lente, au moins 0,2 s environ.
Comment protéger son système nerveux ?
En dormant assez (8 à 10 heures entre 13 et 18 ans, sans écran juste avant), en évitant l’alcool, le tabac et les drogues, qui perturbent les synapses et créent une dépendance, et en protégeant sa tête (casque) et ses oreilles. Le cerveau d’un adolescent, encore en construction, est le plus sensible.
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