Hygiène du système nerveux : biologie 5e secondaire

Le système nerveux central comprend l'encéphale et la moelle épinière, protégés par le crâne, la colonne vertébrale, les méninges et le liquide céphalo-rachidien. Le système nerveux périphérique est fait des nerfs : 12 paires de nerfs crâniens et 31 paires de nerfs rachidiens. Le système nerveux relie l'organisme au monde extérieur, coordonne les organes et permet le langage et la pensée.

Au jury de la Fédération Wallonie-Bruxelles, ce chapitre fait partie de l'UAA 4 de biologie de l'examen de sciences du CESS. Entraîne-toi avec l'examen blanc de sciences corrigé, au format du jury.

Compétences visées

• Expliquer l'influence que des substances ou des habitudes de vie peuvent avoir sur le fonctionnement du système nerveux.

Une des trois parties de l'UAA4 de base (25 périodes en tout, dont 2 d'évaluation) ; WBE 478 en suggère 8 pour cette partie. FESeC demande de voir l'influx nerveux sans les mécanismes ioniques membranaires ; WBE 478 parle de membrane polarisée et de dépolarisation. En sciences générales, le SeGEC en fait l'UAA6, au 3e degré sans préciser l'année. Programme de sciences générales non consulté : le contenu suit le programme de base.

Organisation et rôles du système nerveux

À connaître

• $encéphale : cerveau (deux hémisphères), cervelet (équilibre et coordination des mouvements) et tronc cérébral$
• $méninges, de l'extérieur vers l'intérieur : dure-mère, arachnoïde, pie-mère$
• $trajet d'une réponse : récepteur sensoriel, nerf sensitif, centre nerveux, nerf moteur, organe effecteur (muscle ou glande)$

Méthodes

• Central et périphérique. L'encéphale et la moelle épinière forment le système central ; les nerfs forment le système périphérique.
• Protections du système central. Os, méninges et liquide céphalo-rachidien protègent l'encéphale et la moelle.
• Rôles du système nerveux. Relation avec le monde extérieur, coordination des organes (homéostasie) et activités supérieures.

Exercices types

• Tu renvoies une balle de tennis. Décris le trajet de l'information, de l'œil jusqu'aux muscles du bras, en nommant les organes impliqués.
• Cite les protections du système nerveux central et le rôle du liquide céphalo-rachidien.
• Explique pourquoi une lésion du cervelet perturbe l'équilibre et la coordination des mouvements.

Neurone, nerf et synapse

Le neurone est la cellule nerveuse. Ses dendrites reçoivent les messages, son corps cellulaire contient le noyau et son axone conduit le message jusqu'à l'arborisation terminale et ses boutons synaptiques. Un nerf est un faisceau de fibres nerveuses entouré d'une gaine. La synapse est la zone de communication entre un neurone et une autre cellule.

À connaître

• $sens du message dans un neurone : dendrites, corps cellulaire, axone, arborisation terminale, boutons synaptiques$
• $nerf sensitif : des récepteurs vers les centres ; nerf moteur : des centres vers les muscles et les glandes ; nerf mixte : les deux$
• $myéline : gaine grasse et blanchâtre autour de certains axones$

Méthodes

• Structure du neurone. Dendrites, corps cellulaire, axone et arborisation terminale : le message va dans ce sens.
• Types de nerfs. Sensitifs vers les centres, moteurs vers les effecteurs, mixtes dans les deux sens.
• Neurones sensitifs, moteurs et d'association. Les neurones d'association relient les neurones sensitifs aux neurones moteurs.

Exercices types

• Schématise un neurone, légende ses parties et indique par des flèches le sens de circulation du message.
• Après la section d'un nerf, une personne ne sent plus sa jambe et ne peut plus la bouger. De quel type de nerf s'agit-il ? Justifie.
• Classe ces neurones selon leur fonction : celui qui part d'un récepteur de la peau, celui qui commande un muscle, celui qui relie les deux dans la moelle épinière.

Influx nerveux et transmission synaptique

Au repos, la membrane du neurone est polarisée. Un stimulus la dépolarise, et cette inversion du potentiel se propage de proche en proche le long de l'axone : c'est l'influx nerveux. Au bouton synaptique, l'influx libère des neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ils se fixent sur des récepteurs de la cellule suivante et y déclenchent un nouveau message.

À connaître

• vitesse de l'influx : $v = \frac{d}{t}$, en $\mathrm{m/s}$
• $transmission synaptique : arrivée de l'influx, libération des neurotransmetteurs, fixation sur les récepteurs, nouveau message$
• $période réfractaire : court moment où l'axone ne peut pas conduire un nouvel influx$

Méthodes

• Membrane polarisée. Au repos, les ions sont répartis inégalement de part et d'autre de la membrane.
• Propagation de l'influx. La dépolarisation se transmet de proche en proche le long de l'axone.
• Fonctionnement d'une synapse. Les neurotransmetteurs libérés dans la fente se fixent sur les récepteurs de la cellule suivante.
• Calculer une vitesse d'influx. On divise la distance parcourue, en mètres, par la durée, en secondes.

Exercices types

• Un influx nerveux parcourt un nerf de 90 cm en 15 ms. Calcule sa vitesse en m/s.
• Explique pourquoi le message nerveux ne traverse une synapse que dans un seul sens.
• Décris, dans l'ordre, les étapes de la transmission d'un message d'un neurone à un autre.

Substances, sommeil et hygiène de vie

Le manque de sommeil, le stress, le surmenage et certaines substances perturbent la communication nerveuse. Les psychotropes, drogues, alcool et certains médicaments, agissent sur les synapses : ils imitent un neurotransmetteur, modifient sa libération ou empêchent son élimination. Ils peuvent créer une dépendance et des lésions durables. Trop de bruit ou de lumière abîme les organes des sens.

À connaître

• $modes d'action d'une drogue : imiter un neurotransmetteur, modifier sa libération, bloquer sa recapture ou sa dégradation, bloquer ses récepteurs$
• $exemples : la nicotine imite l'acétylcholine ; la cocaïne bloque la recapture de la dopamine$
• $perturbateurs du sommeil : stress, lumière et écrans le soir, bruit, alimentation, manque ou excès d'activité physique$

Méthodes

• Substances psychotropes. Elles modifient la transmission synaptique et peuvent entraîner une dépendance.
• Modes d'action sur la synapse. Imiter le neurotransmetteur, changer sa libération ou bloquer son élimination.
• Facteurs qui perturbent le sommeil. Stress, lumière, bruit, alimentation et activité physique influencent la qualité du sommeil.

Exercices types

• À partir d'un schéma de synapse, explique comment une substance qui a la même forme qu'un neurotransmetteur peut perturber le message nerveux.
• Un document montre que les élèves qui dorment moins de 7 heures font plus d'erreurs d'attention. Propose deux explications et deux conseils.
• Explique pourquoi l'alcool augmente le risque d'accident de la route.

Autres chapitres de 5e

• Rappels du 2e degré : cellule, hérédité et écosystèmes
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Les chapitres de 6e secondaire