Le réflexe myotatique. Parcours lycée

Le réflexe myotatique

Vidéo d'introduction à visionner

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La coordination des muscles antagonistes

Parcours à réaliser

Activité 4

Activité 1

Le centre nerveux impliqué dans le reflexe

Activité 2

Les structures impliquées dans l'arc reflexe (MO)

Le trajet du message nerveux le long de l'arc reflexe

Activité 3

ECE

4 étapes

Cliquer sur un numéro

1 Elaborer une stratégie

Problème : Quel trajet parcourt le message entre la stimulation (choc) et la réponse motrice (contraction du muscle) ?

On cherche à savoir si le message nerveux sensitif obtenu par la stimulation est envoyé à la moelle épinière ou s’il remonte jusqu’au cerveau.

informations (En prendre connaissance)

Proposer une démarche d’investigation qui permette de déterminer si le message nerveux réflexe est envoyé à la moelle épinière ou s’il remonte jusqu’au cerveau.

Infos

Rappels des critères de réussite de cette étape 1

Organisation du système nerveux

Dispositif d’Expérimentation Assisté par Ordinateur (ExAO) avec les capteurs (électrodes) à fixer au niveau du muscle d’un élève pour mesurer l’activité électrique de ce muscle

Donnée utilisable: La vitesse du message nerveux dans l’organisme : v = environ 50 m.s-1.

2 Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables

Cliquer sur ce lien pour avoir une simulation de l'expérience

3 Exploiter les résultats en vue de répondre au problème

EMG obtenu sur un élève d'1,7 m

coup de pouce

4 Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème

Conclure, à partir de vos résultats, si le centre nerveux intervenant dans un réflexe myotatique est la moelle épinière ou le cerveau

Activité 2: Identifier le sens de circulation du message nerveux (sensitif et moteur) lors du reflexe myotatique à l'aide d'un logiciel de simulation d'expériences Refmyo

Lire la vidéo

Titre 2

pour remplir le tableau suivant

Problème : Quel circuit neuronique emprunte le message nerveux lors du réflexe myotatique ? Hypothèses: Les neurones sensitifs stimulés véhiculent un MN (message nerveux) qui va vers la moelle épinière via la racine dorsale et le MN moteur revient vers le muscle via la racine ventrale. OU Le MN sensitif est véhiculé via la racine ventrale et le MN moteur via la racine dorsale. Protocole: Utiliser les fonctionnalités sections, suivies ou non de stimulations électriques du logiciel Refmyo.exe pour remplir le tableau suivant et répondre au problème.

Activité n°3: Visualiser les structures nerveuses impliquées le long de l'arc reflexe

Activité n°4: Montrer la nécessité de coordonner le fonctionnement de muscles antagonistes par des EMG enregistrés par ExAO

On enregistre l'activité électrique de 2 muscles dits antagonistes de la jambe (voir la position des électrodes). On tape sur le tendon d'Achille du sujet

Questions

Attribuez un nom aux muscles représenté en rouge et en bleu, d'après les résultats annotés. Vérifiez en passant la souris dessus

D'après les EMG, et connaissant la réponse observée lors du reflexe achiléen, quel est le muscle qui s'est contracté ? Lequel s'est relâché ? Justifiez alors le terme de muscles antagonistes

Les EMG montrent qu'il faut 34 ms au muscle extenseur du pied pour se contracter contre 36 ms au muscle fléchisseur du pied pour se relâcher. Emettre une hypothèse sur l'origine de cette différence

On cherche à déterminer le nombre de neurones entre le muscle étiré et le retour à ce même muscle

On implante une électrode stimulatrice dans le neurone sensoriel et on réalise une stimulation : st1, on enregistre alors l’activité sur ce neurone sensoriel. On enregistre aussi l’activité électrique du neurone moteur à proximité du muscle. On implante ensuite l’électrode sur le neurone moteur à proximité de la moelle épinière et on réalise une stimulation st 2. On enregistre l’activité sur le neurone moteur, au même endroit que précédemment.

Dispositif expérimental:

synapse

Donnée: : le délai de transmission entre 2 neurones par un message nerveux est d’environ 0,4 ms.

Retrouver expérimentalement cette donnée

D'après les résultats, combien de synapse(s) sépare(nt) le fuseau neuromusculaire sensible à l'étirement au motoneurone ?

Calcul du délai synaptique

Lire les consignes avant de vous rendre sur le logiciel de simulation: Positionner les électrodes réceptrices l 2 et 3 les plus proches l'une de l'autre mais de part et d'autre de la synapse: ER2 sera à l'extrémité droite du neurone 1 (juste avant l'espace synaptique); ER3 sera en face sur la membrane plasmqiue du corps cellulaire du neurone 2. Positionner l'électrode stimulatrice en début d'axone du neurone 1. Lancer la stimulation et lire les résultats au ralenti. Saisir les bonnes informations pour déduire le délai mis par le message nerveux pour franchir la synapse séparant le neurone 1 du 2.

Logiciel de simulation

Comment expliquer que la réponse du muscle antagoniste qui consiste en un relâchement présente un retard ?

L'écart de temps de réponses de 2 ms entre les 2 muscles peut s'expliquer par le franchissement d'une à 4 synapses supplémentaires lors du circuit neuronique . En réalité il existe un interneurone inhibiteur (en vert sur le schéma) entre le neurone sensible à l'étirement et le neurone moteur du muscle antagoniste. La synapse inhibitrice permet le relâchement de l'antagoniste. On parle de circuit bi-synaptique Ainsi le relâchement de l'antagoniste permet à l'autre muscle de se contracter sans opposition et donc un mouvement efficace. La coordination des muscles antagonistes est donc nécessaire au mouvement.

Schéma bilan en vidéo

Si vous avez des améliorations à me proposer...je suis preneuse

anne.thernier@ac-nancy-metz.fr

Animations courtes