Activité A-1-2 : Le message nerveux et son codage

Comment le message nerveux est codé ?

Objectifs :

Comprendre la nature du message nerveux

Comprendre le codage de l’intensité de stimulation

Savoir argumenter à l’aide d’expériences historiques

I- le message nerveux

A- Découverte d’un message électrique 

A l’aide de la vidéo sur Galvani, répondre au kahoot suivant (4 questions) : 

https://create.kahoot.it/share/galvani/2128fe34-7612-4d6d-aec3-746fafe5c6c4

B- Notion de potentiel

En 1939, Hodgkin et Huxley mirent un nom à ce message électrique. Pour mieux comprendre leur résultat, voici une activité redéfinissant les différences de potentiel observées à l’aide d’un axone géant de calmar. A l’aide de l’animation (http://viasvt.fr/potentiel-action/propagation-pa.html), quelle conclusion pouvez vous faire en fonction des expériences suivantes :  

A l’aide des expériences suivantes, conclure sur ce que chaque résultat met en évidence.

  1. Passage de l’électrode dans le cytoplasme sans stimulation:

Conclusion : ————————————————————————————-

  1. Stimulation de l’axone :

Conclusion : —————————————————————————————

C- Vitesse de l’influx nerveux

1) En 1938, Hodgkin et Rushton, réalisent la stimulation d’une fibre nerveuse « géante » de calmar et enregistrent l’état électrique de la membrane à différentes distances du point de stimulation. Le potentiel d’action se propage de proche en proche sans atténuation au cours de sa propagation. Comment les enregistrements obtenus permettent-ils de calculer la vitesse de propagation du potentiel d’action ?

2) On réalise d’autres mesures à l’aide de fibres nerveuses différentes : 

calculer la vitesse de propagation du message nerveux dans ces 2 fibres

• Fibre type 1

 d1 =10mm ; t1 = 0,2 ms et  d2 =20mm ; t2 = 0,3 ms

  • Fibre de type 2 

d1 =10mm ; t1 =10ms et d2 =20mm ; t2 =20ms

3) Que vous apporte le tableau suivant : 

II- Codage de l’intensité

Pour enregistrer un message nerveux, on peut soit :

• Stimuler le récepteur sensoriel et enregistrer sur la fibre nerveuse correspondante le message nerveux généré à la suite du stimulus → cela implique d’être sur le vivant (in vivo)

• Stimuler électriquement une fibre et enregistrer le message nerveux quelques cm plus loin et cela peut être expérimental avec une fibre isolée, par exemple de calmar.

Dans ce cas il y a 2 séries d’électrodes

• Les électrodes S ou électrodes de stimulation qui envoient un courant électrique dont on connaît l’intensité et la durée. • Les électrodes E ou électrodes d’enregistrement ou réceptrices (une électrode extracellulaire ou électrode de surface et une électrode intracellulaire) qui enregistrent le message nerveux quand il passe dessous.

Si on stimule de façon croissante un axone, on simule ainsi un récepteur qui serait sollicité de plus en plus.

Les enregistrements a, b, c et d correspondent au message nerveux cheminant le long d’une fibre pour des stimulus d’intensité croissante de a à d. On se focalise volontaire ment que sur une portion de temps correspondant à la stimulation (en rouge).

Comment est codé l’intensité de stimulation au niveau d’un neurone ?