On peut soutenir que certaines plantes se nourrissent également de matières organiques dans le sol ou piègent des insectes et possèdent des organes sensoriels spécialisés à l'extrémité de leurs racines. Les plantes réagissent également aux stimuli de leur environnement, parfois même rapidement, comme la plante mimosa pudica. Les arbres, par exemple, envoient plus de ressources à leurs voisins lorsqu'ils sont blessés et communiquent par le biais de vastes réseaux de racines souterraines.
Fig. 1 - Réseau de racines souterraines de l'agropyre
Un aspect qui distingue les animaux des plantes est le système nerveux. Chez les animaux, le système nerveux repose sur la plus petite unité fonctionnelle, le neurone, qui est chargé de la coordination nerveuse, ce qui fait que les réponses rapides aux stimuli chez les animaux sont la règle plutôt que l'exception (comme chez les plantes).
Quelle est la définition de la coordination nerveuse ?
On parle de coordination nerveuse lorsque toutes les parties d'un organisme fonctionnent ensemble sans heurts. Il existe différents types de coordination nerveuse, tels que les réflexes (involontaires) et les mouvements volontaires.
Les réflexes sont une réaction automatique aux stimuli qui pénètrent dans le corps par l'intermédiaire des neurones sensoriels, ce qui entraîne la contraction des cellules musculaires. Tu as probablement fait vérifier tes réflexes par un médecin. Un petit marteau est utilisé pour frapper le tendon juste en dessous de la rotule du genou (figure 2) afin de vérifier l'intégrité du système nerveux.
Fig. 2 - Vérification du réflexe du genou
Lemouvement volontaire est également une réaction à un stimulus - à la différence que le mouvement volontaire nécessite un contrôle conscient des muscles.
L'interaction entre les différentes parties du corps - les yeux, les fibres nerveuses, la moelle épinière et les muscles - est appelée coordination nerveuse.
Quel est le rôle du système nerveux dans la coordination nerveuse ?
La coordination nerveuse est assurée par le système nerveux, un réseau dans le corps des animaux qui est chargé de la communication. Toute l'activité du corps est contrôlée par la transmission d'informations via ses cellules spécialisées que sont les neurones. Les nerfs sont des faisceaux de neurones regroupés entre eux.
Les deux principales fonctions du système nerveux sont :
Recevoir les données sensorielles, les traiter et y réagir.
Coordonner tous les différents éléments du corps (cellules, glandes, etc.).
Les neurones communiquent entre eux grâce à la transmission synaptique, dont la majorité est électrochimique. La plupart des neurones ont un espace entre eux qui est comblé par des neurotransmetteurs (par exemple, l'acétylcholine).
Selon l'emplacement ou la fonction des différents nerfs, le système nerveux peut être à nouveau subdivisé.
Le système nerveux est assez complexe. Les divisions ne sont pas toujours très nettes, en particulier entre les différentes espèces, c'est pourquoi les chercheurs ne sont pas tous d'accord sur les limites exactes des subdivisions du système nerveux. En cas de doute, suis les définitions de ton manuel.
Quelles sont les deux principales subdivisions du système nerveux ?
Il existe deux subdivisions principales du système nerveux : le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP) (figure 3).
Le SNC est le centre de contrôle de l'organisme tout entier. Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière et est responsable des décisions conscientes et des réactions automatiques (réflexes) aux stimuli.
Le système nerveux envoie des impulsions des périphériques vers et depuis le SNC. Le système nerveux périphérique est ensuite subdivisé par fonction en système nerveux autonome et système nerveux somatique. Le système nerveux autonome peut être excité ou calmé en fonction de la réaction ; il est supervisé par le système nerveux sympathique (réaction de lutte ou de fuite) et le système nerveux parasympathique (réaction de repos et de digestion).
Dans les textes de biopsychologie, les acronymes des noms des divisions du système nerveux sont utilisés parce que les termes complets sont trop longs. Tu peux te rappeler les différentes fonctions des acronymes des divisions du système nerveux de la façon suivante : C comme Contrôle dans le système nerveux central, A comme Automatique dans le système nerveux autonome.
Les composants du système nerveux central
Le système nerveux central comprend le cerveau et la moelle épinière.
Se défendre contre les toxines
Le SNC dispose de mesures physiologiques pour empêcher les toxines nocives de pénétrer dans le système nerveux central. Un liquide spécifique semblable à du plasma circule à l'intérieur et autour du système nerveux central, appelé liquide céphalo-rachidien (LCR). Le LCR possède plusieurs structures moléculaires et membranes qui fonctionnent comme des portes de sécurité, empêchant les toxines de pénétrer dans le cerveau même si elles circulent déjà dans l'organisme dans des substances telles que le sang. Cela signifie que, bien que le cerveau et la moelle épinière soient reliés aux autres nerfs, le système nerveux central est un système fermé en soi.
Le cerveau
Si tu compares la taille des cerveaux d'autres mammifères à celle des cerveaux humains, le rapport cerveau-corps humain est le même que celui d'une souris ou d'un singe. En d'autres termes, si un rat ou une souris était aussi grand qu'un humain, leur cerveau aurait la même taille que le cerveau humain.
Le cerveau varie d'un organisme à l'autre - certains animaux n'ont pas de cerveau, comme les méduses (seulement un réseau lâche de neurones). En revanche, certains animaux, comme les pieuvres, ont un rapport cerveau/corps beaucoup plus important que celui des humains.
Cependant, la principale différence structurelle entre l'homme et les autres animaux est que la surface du cerveau, appelée cortex cérébral, est beaucoup plus grande que celle des autres mammifères. Le cortex humain est replié, contrairement au cerveau lisse d'un rat. L'augmentation de la surface du cortex cérébral permet à l'homme de mieux intégrer les informations et de mieux planifier que les autres animaux. Les décisions conscientes et inconscientes sont prises dans le cerveau.
La moelle épinière
La moelle épinière est une structure tubulaire de nerfs qui s'étend du cerveau au système nerveux périphérique. Elle s'étend de la base du cerveau, appelée cerveau postérieur, jusqu'à la deuxième vertèbre lombaire dans le bas du dos, à environ 5 cm au-dessus du bassin.
Pour permettre au corps de réagir rapidement, des neurones spécialisés, appelés neurones relais, effectuent des réactions inconscientes aux stimuli, appelées réflexes. Le fait de retirer ta main d'une plaque chauffante, de sursauter lorsque tu es surpris et le fait que ton genou se soulève d'un coup sec lorsqu'un médecin le frappe sont autant d'exemples de réflexes. La moelle épinière comprend les terminaisons nerveuses qui se connectent au système nerveux périphérique.
Les composants du système nerveux périphérique
Dans le SNP, les nerfs s'étendent à partir de groupes de corps cellulaires de neurones appelés ganglions jusqu'à tous les muscles et sens du corps. Dans le SNP, les informations sont transmises au SNC et du SNC aux muscles et aux organes. Ici, les informations traitées par les sens (odorat, goût, vue) et d'autres récepteurs (toucher, chaleur, douleur) sont transmises au SNC pour y être intégrées.
Ces deux aspects sont subdivisés en système nerveux somatique et système nerveux autonome. Les divisions du système nerveux sont parallèles les unes aux autres.
Système nerveux somatique : Cette partie du système nerveux périphérique communique avec tes sens ("soma"). Elle est également responsable du contrôle volontaire de tes muscles. Toute activité que tu contrôles consciemment, comme bouger les doigts ou parler, relève du système nerveux somatique.
Système nerveux autonome: C'est la partie du système nerveux périphérique chargée du contrôle involontaire et inconscient des processus du corps tels que le rythme cardiaque, le clignement des yeux, la digestion, la relaxation et l'éveil. Il fonctionne de manière autonome et est contrôlé par une partie spécifique du cerveau appelée hypothalamus. Le système nerveux autonome est divisé en deux unités fonctionnelles : le système nerveux sympathique et le système nerveux parasympathique .
Qu'est-ce qu'un neurone ?
Lesneurones sont des cellules spécialisées que l'on trouve dans le système nerveux de tous les animaux. Leur rôle est de transmettre les impulsions nerveuses. Ils sont au nombre de 86 000 000 000 (oui, 86 milliards !) et forment un réseau dense dans le cerveau, c'est pourquoi on les appelle "cellules cérébrales" dans le langage courant.
On les trouve non seulement en train de transmettre des informations dans le cerveau, mais aussi dans tout le corps. Les neurones recueillent les informations du monde extérieur par l'intermédiaire des sens et transmettent les informations du cerveau aux muscles, ce qui rend tous les mouvements et la communication possibles - par exemple, sans ton cerveau qui contrôle le mouvement des muscles de tes yeux, tu ne serais pas en mesure de lire ce texte en ce moment.
Quelle est la structure et la fonction d'un neurone ?
Toutes les cellules commencent par être des cellules souches embryonnaires. Plus tard, celles-ci commencent à se différencier, c'est-à-dire qu'elles développent différentes formes selon leur fonction dans le corps. Comme les autres cellules animales, le neurone possède une membrane, un noyau et un cytoplasme. Mais ce qui distingue la structure cellulaire d'un neurone, c'est que sa forme est spécialisée dans la transmission d'informations - il a généralement une entrée (les dendrites) et une sortie (l'axone).
Les dendrites
Les dendrites sont des structures en forme de branches qui poussent à partir du corps cellulaire. Le mot vient du grec "dendritos", qui signifie arbre. Et comme dans les arbres, c'est généralement la tige centrale qui se développe en premier, et les pousses les plus récentes se trouvent aux extrémités. C'est à cet endroit que les informations sont transmises par les cellules voisines.
L'axone
L'axone est la longue partie d'un neurone le long de laquelle les impulsions se déplacent du corps cellulaire vers d'autres cellules. Un axone peut mesurer de quelques micromètres à un mètre de long chez l'homme (dans la jambe) et jusqu'à 25 mètres de long chez la baleine.
L'influx nerveux s'éloigne toujours du corps cellulaire via l'axone jusqu'aux bouts épais situés à l'extrémité de l'axone. On les appelle boutons terminaux ou terminaisons de l'axone. Les impulsions nerveuses sont unidirectionnelles en raison de leur mode de déplacement, appelé potentiel d'action.
Les axones peuvent également se ramifier, mais pas autant que les dendrites. Ces ramifications sont appelées collatérales. L'endroit où les terminaisons ou boutons de l'axone rencontrent une autre cellule est une synapse. Les impulsions nerveuses sont transmises d'un neurone à l'autre par l'intermédiaire de la synapse.
Gaines de myéline
Souvent, les axones sont enveloppés d'un composé de protéines et de graisses appelé myéline. Les gaines de myéline isolent l'activité électrique de l'axone pour éviter les interférences électriques avec les autres impulsions nerveuses dans le réseau de neurones très serré du système nerveux central. C'est un peu comme l'isolant en caoutchouc qui entoure les fils du câble de ton chargeur de téléphone.
La myéline accélère également la transmission des impulsions nerveuses, donc plus la myéline est enroulée autour d'un axone, plus l'impulsion électrique est envoyée rapidement à la cellule suivante. Elle fournit une plus grande isolation. La myéline est constituée de cellules gliales qui s'enroulent autour de l'axone. Les parties de l'axone où il n'y a pas de gaine de myéline sont appelées les nœuds de Ranvier.
Types de neurones
Il existe trois catégories de neurones :
Lesneurones sensoriels recueillent des informations et les envoient au cerveau et à la moelle épinière.
Lesinterneurones (neurones relais) relient un neurone à un autre dans le cerveau et la moelle épinière.
Les neuronesmoteurs renvoient les informations du cerveau et de la moelle épinière aux muscles.
Dans l'idéal, les trois types de neurones fonctionnent ensemble sans heurts. Si l'un des éléments est affecté, cela entraînera des maladies graves dans l'organisme. La conduction de l'influx nerveux à travers ces trois types de neurones est le processus qui se déroule dans toutes les actions, y compris les réflexes.
Voyons un scénario.
- Tu sens quelque chose d'humide sur ta joue. Les neurones sensoriels envoient un influx nerveux dans le corps. Cet influx est également appelé influx nerveux afférent (vers le SNC).
- Ton cerveau décide comment réagir. Les neurones relais transmettent les impulsions nerveuses d'un neurone à l'autre dans le système nerveux central. C'est ici que sont prises les décisions conscientes et automatiques concernant l'action à entreprendre.
- Un ordre est envoyé à tes muscles. Ils se contractent pour que ta tête s'éloigne de ton chien. Les neurones moteurs envoient des impulsions nerveuses aux muscles pour qu'ils s'éloignent du stimulus surprenant. C'est ce qu'on appelle un influx nerveux efférent.
Les neurones afférents acceptent les impulsions nerveuses (AA), les neurones efférents sortent du centre de contrôle (EE).
Quelle est la fonction des neurones moteurs ?
Les neurones moteurs font bouger le corps (les muscles) - comme un moteur fait bouger une machine. Ils transmettent les impulsions nerveuses du cerveau ou de la moelle épinière à un muscle ou à une glande. Ils envoient des impulsions aux muscles et les font se contracter. Toute vie est mouvement - depuis les battements du cœur, le diaphragme qui monte et descend pour créer la respiration dans les poumons, jusqu'au mouvement conscient des muscles de tes jambes lorsque tu te rends à la cuisine le matin.
Le cerveau envoie constamment des impulsions nerveuses au corps par l'intermédiaire des neurones moteurs. Ces neurones ont des axones parmi les plus longs du corps humain, certains d'entre eux s'étendant de la colonne vertébrale au pied. Des gaines de myéline spécialisées, appelées cellules de Schwann , entourent les axones. Les cellules de Schwann permettent à l'impulsion électrique de voyager plus rapidement, elles sont donc idéales pour transmettre des signaux sur de longues distances (du cerveau au gros orteil) sans perte de charge. Elles peuvent également réparer les cellules endommagées, ce que ne peuvent pas faire leurs homologues du système nerveux central, les oligodendrocytes.
Les motoneurones endommagés
Lorsque les motoneurones sont endommagés, les individus ont des problèmes pour bouger ou contrôler des fonctions vitales telles que la respiration, la mastication et la déglutition. Le mouvement et la coordination des muscles peuvent être altérés, et les individus peuvent avoir des contractions des membres ou être paralysés. C'est le cas de la SLA et d'autres maladies du motoneurone telles que la sclérose en plaques.
Quelle est la différence entre le système endocrinien et le système nerveux ?
Les systèmes nerveux et endocrinien sont responsables de la transmission des informations, de la réponse aux stimuli et de la création de l'homéostasie (équilibre biologique) dans le corps.
Tableau 1. Exemples de comparaison entre les systèmes nerveux et endocrinien.
| Système nerveux | Système endocrinien |
| Les impulsions électriques transmettent des informations. | Les hormones transfèrent des ordres sous forme de signaux chimiques. |
| Par l'intermédiaire des neurones. | Par la circulation sanguine. |
| Le cerveau et la moelle épinière régulent le système nerveux. | De nombreux organes tels que les testicules, et des glandes telles que la thyroïde. |
| Les actions volontaires et involontaires sont contrôlées. | Contrôle involontaire. |
| La transmission des signaux est rapide. | La transmission des signaux est relativement lente. |
| Les cellules sont interconnectées. | Les hormones sont transférées dans la circulation sanguine. |
| Les signaux électriques pénètrent dans les cellules par la synapse à l'aide de neurotransmetteurs. | Les hormones se lient à des récepteurs cibles et pénètrent dans des cellules spécifiques. |
Coordination nerveuse - Principaux enseignements
- On parle de coordination nerveuse lorsque toutes les parties d'un organisme, y compris les cellules et les organes, fonctionnent ensemble sans heurts. Le système nerveux est un système de l'organisme chargé de la communication.
- Le système nerveux comprend deux divisions principales : le système nerveux central (cerveau et moelle épinière) et le système nerveux périphérique (autres parties excluant le cerveau et la moelle épinière).
- Les nerfs sont un groupe de neurones. Un groupe de corps cellulaires de neurones est un ganglion. Comme les autres cellules, les neurones ont une membrane cellulaire, un corps cellulaire et un noyau. Contrairement aux autres cellules, les neurones ont des dendrites et un axone. Il existe trois types de neurones : les neurones sensoriels, les neurones relais et les neurones moteurs.
Le système périphérique peut avoir des réponses volontaires et involontaires.
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