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TP n°7: Mouvement volontaire et plasticité cérébrale. |
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Avant propos.
Dans les nouveaux sujets de bac , l'exercice 2 propose un certains nombre de documents qui doivent servir à la résolution d'une problématique. Cet exercice permet d'évaluer vos capacités à construire une démarche cohérente permettant de répondre à la problématique.
Le TP d'aujourd'hui est construit comme un exercice de bac. |
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Document 1: Lésion de la moelle épinière.
La moelle épinière fait la largeur d'un doigt et est très fragile. Elle repose dans un canal rempli de liquide dans votre colonne vertébrale. Les lésions de la moelle épinière dites médullaires impliquent des dommages sur la moelle épinière elle-même, parfois associées à des atteintes des racines nerveuses de la section inférieure de la moelle épinière. Chaque année, au moins 7 500 européens souffrent de ce type de lésions médullaires tellement graves qu'elles entraînent des complications irréversibles. |
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- Une lésion haute de la moelle épinière (voir image d'IRM à droite) entraîne une paralysie totale au dessous de la lésion ainsi qu'une perte de sensibilité de la même région. Par contre, le réflexe myotatique est conservé.
- Lorsque la lésion est basse, la motricité la sensibilité mais aussi le réflexe myotatique sont perdus.
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Document 2: Exploration en direct du cortex cérébral.
On cherche à localiser les aires cérébrales impliquées dans la réalisation d'un mouvement volontaire. Le logiciel eduanatomist est une banque d'images du cerveau réalisées par IRM. Il permet de visualiser les aires qui s'activent lors de la réalisation d'une tâche motrice, comme par exemple effectuer des clics de la main droite ou de la main gauche.
- lancer Eduanatomist.
- ouvrir la banque d'images.
- étape 1 visualiser l'anatomie: entrer le numéro du sujet:13111 et ouvrir "IRMsujet 13111anat"
régler
le seuil de sensibilité noir et blanc: inf=70 et sup =100
- repérer les différentes parties du cerveau
- étape 2 superposer une image fonctionnelle en sélectionnant "fonction mouvement".
- régler la sensibilité.
- faire défiler les coupes de façon à localiser la zone la plus activée.
- Répéter l'opération avec le sujet 13112
- Vous imprimerez les images obtenues , ou vous les intégrerez à votre compte rendu.
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Document 3: Découverte historique des aires cérébrales.
Deux canadiens, le neurochirurgien Wilder Graves Penfield (1891-1976) et le neurologue Herbert Henri Jasper (1906-1999),spécialisés dans le traitement chirurgical des épilepsies, profitent des trépanations pour affiner la localisation des fonctions cérébrales. Le neurochirurgien stimule, grâce à des excitations électriques, le cortex cérébral du patient qui est sous anesthésie légère. Les mouvements que le patient réalise permettent au neurochirurgien de préciser la localisation des diverses aires motrices.
Ils peuvent ainsi déterminer les régions commandant les différents muscles et réaliser une sorte de cartographie du cortex moteur: l'homonculus ( ou homoncule) dont voici deux représentations. |
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Deux représentations de l'homunculus moteur. |
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Document 4: Plasticité cérébrale et apprentissage.
Des chercheurs se sont demandés si l'apprentissage d'une nouvelle tâche pouvait modifier l'organisation du cortex moteur.
Ils ont entrainé un groupe de singes écureuils à saisir des croquettes de nourriture à l'extérieur de leur cage à barreaux
- soit dans des cupules étroites, les singes ne peuvent saisir les croquettes qu'avec un ou deux doigts
- soit dans des cupules larges, les singes peuvent saisir les croquettes avec l'ensemble de la main.
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Après 12000 récupérations de croquettes, les chercheurs ont établi les cartes motrices cérébrales. Les résultats sont représentés ci dessous. |
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Document 5: Musique et plasticité cérébrale.
On étudie l'importance du petit doigt. Tous les participants sont non-musiciens.
- Groupe 1 (6 sujets) Pratiquent une séquence de huit notes à faire avec la main droite au piano avec un métronome.
- Groupe 2 (6 sujets) Jouent ce qu’ils veulent au piano mais n’ont pas le droit de jouer des séquences fixes.
- Groupe 3 (6 sujets) Ne fais rien
Protocole:
Chaque jour pendant 5 cinq jours, les sujets viennent pour pratiquer (ou ne rien faire) pendant 2 heures.
Tous les jours on procède à une stimulation magnétique transcranienne (TMS) qui permet de définir la cartographie des zones motrices corticales pour les muscles flexeurs et extenseurs du plus long doigt
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En vous appuyant sur les expériences présentées dans le dossier, rédigez un compte rendu pour montrer comment s'effectue la commande du mouvement par le cerveau et comment elle peut être modifiée.
Votre réponse s’appuiera sur l’exploitation du dossier. Aucune étude exhaustive des documents n’est attendue. |
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Aide à la résolution: J'ai bien répondu:
- Si chaque partie de mon devoir correspond à une problématique bien définie.
- J'ai déterminé quelles sont les fonctions de la moelle épinière
- j'ai expliqué le lien entre la localisation de la lésion au niveau de la moelle épinière et les conséquences observées.
- J'ai expliqué pourquoi l'homunculus est déformé.
- J'ai comparé les régions activées chez les deux individus pour une même tâche.
- j'ai compris les conséquences de l'apprentissage sur le cortex.
- J'ai montré la rapidité avec laquelle le cortex peut être modifié.
- J'ai une démarche cohérente qui permet de répondre à mes problématiques
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Le compte rendu sera à faire en binôme, avec un traitement de textes, il sera à rendre la semaine prochaine. |
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La devise du jour:
« Piètre disciple, qui ne surpasse pas son maître ! » de Léonard de Vinci.
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