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Ce thème de terminale étudie l'organisation et le fonctionnement du système nerveux et la commande du mouvement. On part du réflexe myotatique, modèle d'un comportement involontaire au circuit nerveux simple (l'arc réflexe), pour comprendre la nature du message nerveux (potentiel d'action, codage en fréquence) et sa transmission au niveau des synapses. On aborde ensuite la commande du mouvement volontaire par le cortex moteur, la plasticité cérébrale (apprentissage, récupération après lésion) et la préservation de l'intégrité du système nerveux.
4 sections~39 min de lecture5 compétencesVérifié · 06/2026
niveau de base
Maîtriser le trajet de l'information dans l'arc réflexe, savoir lire un enregistrement de potentiels d'action (amplitude constante, codage en fréquence) et schématiser une synapse chimique en nommant ses éléments.
niveau approfondi
Argumenter à partir de documents expérimentaux variés (sections, anesthésies, enregistrements, IRMf, études de lésions) pour localiser un dysfonctionnement, prévoir l'effet d'une molécule exogène sur la transmission synaptique et discuter la plasticité comme base de l'apprentissage et de la récupération fonctionnelle.
Profondeur de lecture : Approfondi
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4 sections20 points clés0 formule20 pièges signalés
Arc réflexe myotatique : circuit à cinq éléments
Vocabulaire
→ CartesLe neurone, cellule spécialisée dans la conduction du message
Chez un mammifère, on étudie le réflexe d'extension de la patte (réflexe myotatique). On dispose des résultats suivants. Expérience 1 : la percussion du tendon déclenche la contraction du muscle. Expérience 2 : après section de la racine dorsale du nerf rachidien, la percussion ne déclenche plus le réflexe, mais une stimulation électrique directe du bout périphérique de la racine ventrale provoque toujours la contraction. Expérience 3 : après section de la racine ventrale, ni la percussion ni aucune commande ne contracte ce muscle, alors que la stimulation du bout central de la racine dorsale remonte bien un message vers la moelle. (a) Nommer les cinq éléments de l'arc réflexe. (b) Pour chaque section, indiquer la voie touchée et justifier. (c) Conclure sur la nature monosynaptique du circuit.
Dans l'ordre du trajet : récepteur sensoriel = fuseau neuromusculaire du muscle étiré ; neurone sensitif (afférent, corps cellulaire dans le ganglion de la racine dorsale) ; centre intégrateur = moelle épinière ; motoneurone (efférent, corps cellulaire dans la substance grise) ; effecteur = le muscle qui se contracte.
La section de la racine dorsale abolit le réflexe, mais la voie motrice reste fonctionnelle (la stimulation ventrale contracte encore le muscle). La racine dorsale porte donc la voie SENSITIVE (entrée du message d'étirement). C'est cohérent avec la loi de Bell-Magendie.
La section de la racine ventrale abolit toute contraction de ce muscle, alors que le message sensitif remonte toujours vers la moelle. La racine ventrale porte donc la voie MOTRICE (sortie de la commande vers l'effecteur).
Le message entre par la voie sensitive, est intégré dans la moelle où le neurone sensitif fait UNE seule synapse directe avec le motoneurone, puis ressort par la voie motrice. Le très court délai et l'unique relais médullaire signent un arc réflexe monosynaptique.
Résultat : Récepteur (fuseau), neurone sensitif (racine dorsale), centre médullaire, motoneurone (racine ventrale), effecteur (muscle). La racine dorsale est sensitive, la ventrale motrice (loi de Bell-Magendie) ; l'unique synapse médullaire entre neurone sensitif et motoneurone établit le caractère monosynaptique du réflexe myotatique.
Erreurs fréquentes
Révision active
Deux patients sont examinés après un accident. Chez le premier, la commande volontaire et la sensibilité des deux jambes sont abolies, mais la percussion du tendon rotulien déclenche toujours la contraction du quadriceps. Chez le second, la percussion du tendon rotulien ne provoque plus rien d'un seul côté et la sensibilité de cette jambe est diminuée, alors qu'il contracte encore volontairement ce même quadriceps. Situez, pour chacun, l'endroit atteint sur le trajet de l'information, et justifiez chaque conclusion en vous appuyant sur les éléments de l'arc réflexe et sur le trajet des commandes venues du cerveau.
S’entraîner sur des exercices associés50 questions sur ce thème
Rappel actif
Rappelle-toi les points clés — puis révèle.
Sources : Programme de spécialité Sciences de la vie et de la Terre — classe terminale (arrêté du 19-7-2019, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), annexe (Ministère de l’Éducation nationale — Éduscol)
Codage en fréquence du message nerveux
Vocabulaire
→ CartesSynapse chimique : transmission du message
Sur un axone sensitif, des stimulations d'intensités croissantes produisent des potentiels d'action tous de même amplitude (≈ 100 mV) : la fréquence passe de 10 PA·s⁻¹ (stimulus faible) à 80 PA·s⁻¹ (stimulus fort). (a) Que conclure sur la manière dont l'intensité du stimulus est codée ? (b) On applique sur la plaque motrice un curare, qui se fixe sur les récepteurs de l'acétylcholine sans les activer. Prévoir et justifier l'effet sur la contraction du muscle.
L'amplitude des PA reste constante quelle que soit l'intensité (loi du tout-ou-rien) : elle ne porte donc pas l'information. Seule la FRÉQUENCE varie, de 10 à 80 PA·s⁻¹.
L'intensité du stimulus est codée en fréquence : plus le stimulus est intense, plus la fréquence des potentiels d'action est élevée. C'est un codage en fréquence et non en amplitude.
À la plaque motrice, l'arrivée des PA libère de l'acétylcholine, qui se fixe sur ses récepteurs postsynaptiques et déclenche la contraction de la fibre musculaire.
Le curare occupe les récepteurs de l'acétylcholine sans les activer : il empêche l'acétylcholine libérée de s'y fixer. La transmission synaptique est bloquée, aucun message ne passe vers le muscle.
Malgré des PA normaux dans le motoneurone, le muscle ne se contracte plus : c'est une paralysie. Cela illustre l'action d'une molécule exogène antagoniste au niveau synaptique.
Résultat : L'intensité du stimulus est codée en fréquence (PA d'amplitude constante, fréquence croissante de 10 à 80 PA·s⁻¹). Le curare, antagoniste des récepteurs de l'acétylcholine, bloque la transmission à la plaque motrice : le muscle ne se contracte plus (paralysie), bien que le message électrique dans le nerf soit intact.
Erreurs fréquentes
Révision active
Certains insecticides organophosphorés inhibent l'acétylcholinestérase, l'enzyme qui dégrade l'acétylcholine dans la fente synaptique. Un jardinier intoxiqué présente d'abord des contractions musculaires involontaires prolongées, puis une faiblesse musculaire qui s'aggrave. Expliquez, étape par étape, comment le blocage d'une enzyme de DÉGRADATION peut produire d'abord un excès d'activité puis une défaillance de la transmission ; puis, en raisonnant sur la grille agoniste / antagoniste, proposez le type de molécule qu'un traitement devrait apporter pour s'opposer à cet effet.
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Rappel actif
Rappelle-toi les points clés — puis révèle.
Sources : Programme de spécialité Sciences de la vie et de la Terre — classe terminale (arrêté du 19-7-2019, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), annexe (Ministère de l’Éducation nationale — Éduscol)
Cortex moteur : carte somatotopique (homonculus)
Vocabulaire
→ CartesOn enregistre par IRMf l'activité cérébrale d'un sujet réalisant des mouvements volontaires. Lorsqu'il bouge les doigts de la main droite, une zone étendue du cortex moteur de l'hémisphère gauche s'active ; lorsqu'il bouge le pied droit, une zone voisine, plus petite, du même hémisphère s'active. (a) Quelle propriété du cortex moteur ces résultats illustrent-ils ? (b) Justifier la latéralisation observée. (c) Expliquer la différence d'étendue entre les deux zones.
L'IRMf détecte l'augmentation locale du débit sanguin liée à l'activité neuronale : une zone qui « s'allume » est une zone activée pendant la tâche. Le mouvement volontaire active donc le cortex moteur correspondant.
À chaque partie du corps correspond une zone distincte du cortex moteur (carte du corps, homonculus). Doigts et pied activent deux zones différentes mais voisines : c'est l'organisation somatotopique du cortex moteur.
Les mouvements du côté DROIT activent l'hémisphère GAUCHE : les voies motrices descendantes croisent la ligne médiane. La commande motrice est croisée, chaque hémisphère commandant le côté opposé du corps.
La surface corticale est proportionnelle à la finesse des mouvements, non à la taille de l'organe. La main, capable de mouvements très précis, occupe une zone plus étendue que le pied.
Résultat : Les mouvements volontaires activent le cortex moteur de manière somatotopique (carte du corps) et croisée (le côté droit est commandé par l'hémisphère gauche). L'étendue de chaque zone reflète la précision des mouvements : la zone de la main est plus grande que celle du pied.
Erreurs fréquentes
Révision active
On applique sur le crâne d'un volontaire une brève impulsion magnétique qui stimule, sans douleur et sans ouvrir, une petite région du cortex. Lorsque la bobine est placée au-dessus d'un point précis de l'hémisphère gauche, la main droite se contracte brièvement ; en la déplaçant de quelques centimètres, c'est le pied droit qui répond. Aucune contraction n'est jamais obtenue du côté gauche du corps. Montrez ce que ce protocole établit sur l'organisation du cortex moteur, puis expliquez en quoi la nature de sa conclusion diffère de celle qu'autorise une IRMf réalisée chez le même sujet pendant les mêmes mouvements.
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Rappel actif
Rappelle-toi les points clés — puis révèle.
Sources : Programme de spécialité Sciences de la vie et de la Terre — classe terminale (arrêté du 19-7-2019, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), annexe (Ministère de l’Éducation nationale — Éduscol)
Plasticité cérébrale : remaniement des cartes
Vocabulaire
→ CartesDocument 1 : chez des violonistes, la surface du cortex moteur associée à la main gauche (celle qui réalise les doigtés précis) est plus étendue que chez des non-musiciens, et l'écart est d'autant plus grand que la pratique a débuté tôt. Document 2 : un patient victime d'un AVC est partiellement paralysé d'un bras ; une rééducation intensive s'accompagne d'une récupération progressive et de l'activation, en IRMf, de zones cérébrales nouvelles autour de la lésion. (a) Que mettent en évidence ces documents ? (b) Quel mécanisme commun les explique ? (c) En déduire deux mesures de préservation du système nerveux.
L'entraînement musical prolongé élargit l'aire motrice de la main : l'organisation du cortex se modifie sous l'effet de la pratique répétée. L'apprentissage laisse une trace dans le câblage cérébral.
Après l'AVC, la rééducation permet une récupération fonctionnelle partielle accompagnée de l'activation de zones nouvelles : d'autres régions prennent en charge la fonction perdue. Ce n'est pas une réparation des neurones détruits mais une réorganisation.
Les deux situations s'expliquent par la plasticité cérébrale : le remaniement des connexions neuronales (synapses créées, renforcées, réorganisées) en fonction de l'activité. L'entraînement et la rééducation reposent tous deux sur cette plasticité.
On en déduit, par exemple : protéger le système nerveux des traumatismes (casque, ceinture de sécurité — tissu nerveux peu réparable) et éviter les substances agissant sur les synapses (drogues) ; entretenir la plasticité par une activité physique et intellectuelle régulière et un sommeil suffisant.
Résultat : Les deux documents illustrent la plasticité cérébrale : l'apprentissage (entraînement) élargit les aires sollicitées et la rééducation permet une récupération par réorganisation des connexions après lésion. Mesures de préservation cohérentes : protéger le cerveau des chocs et des substances synaptotropes, et stimuler sa plasticité (activité, sommeil).
Le cerveau n'est pas un circuit figé : ses neurones remanient en permanence leurs connexions, synapses créées, renforcées ou éliminées selon l'activité. C'est la plasticité cérébrale, base du thème.
Première conséquence : l'apprentissage. Répéter une activité renforce les circuits sollicités. Chez des violonistes, l'aire motrice de la main entraînée est plus étendue que chez des non-musiciens : l'apprentissage laisse une trace dans l'organisation du cortex.
Deuxième conséquence : la récupération après lésion. Après un accident vasculaire cérébral, la rééducation permet à des régions saines de prendre, partiellement, le relais de la fonction perdue. Ce n'est pas une réparation des neurones détruits, mais une réorganisation.
Le système nerveux reste fragile : substances agissant sur les synapses et traumatismes l'endommagent durablement, et le tissu nerveux se régénère mal. D'où des mesures de préservation : protéger des chocs, éviter les substances synaptotropes, et entretenir la plasticité par l'activité et le sommeil.
Erreurs fréquentes
Révision active
Des travaux d'imagerie cérébrale publiés dans les années 1990 ont montré que, chez des personnes aveugles depuis l'enfance, la lecture du braille du bout des doigts s'accompagne d'une activation du cortex OCCIPITAL, région qui traite normalement les informations visuelles ; la même tâche tactile ne l'active pas chez des voyants. D'autres travaux ont ensuite montré qu'en perturbant temporairement cette région chez une personne aveugle, on gêne sa lecture du braille. Montrez ce que ces deux résultats établissent ensemble, expliquez pourquoi le second était nécessaire, et reliez cette observation à la notion de plasticité cérébrale.
S’entraîner sur des exercices associés50 questions sur ce thème
Rappel actif
Rappelle-toi les points clés — puis révèle.
Sources : Programme de spécialité Sciences de la vie et de la Terre — classe terminale (arrêté du 19-7-2019, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), annexe (Ministère de l’Éducation nationale — Éduscol)
Vérifié · 06/2026Version complète via le réglage de profondeur — même endroit, mêmes ancres
Références et sources
Ministère de l’Éducation nationale — Éduscol
Voir aussi