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Le codage des messages nerveux

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Objectif : Lors du réflexe myotatique, l'amplitude de la réponse augmente quand l'intensité de l'étirement du muscle extenseur augmente. Cependant le message nerveux est constitué de potentiels d'action ayant toujours la même amplitude. Comment le message nerveux traduit-il alors les caractéristiques de la stimulation ?
1. Le codage des messages nerveux dans une fibre nerveuse
On enregistre le message nerveux de 2 fibres afférentes issues de 2 fuseaux neuromusculaires d'un muscle soumis à des étirements d'intensités différentes.

 

  • Pour la fibre du fuseau 1, aucun message afférent n'est déclenché pour l'étirement d'intensité I1 ; pour l'intensité I2 plus importante, un message est déclenché, constitué d'une succession ou train de potentiels d'action d'amplitude constante. Un message nerveux ne naît et ne se propage dans une fibre que lorsque l'intensité de la stimulation atteint le seuil de dépolarisation de cette fibre.
  • Pour la fibre du fuseau 2, un message afférent est déclenché dès l'intensité de stimulation I1 : toutes les fibres nerveuses n'ont pas le même seuil de dépolarisation. Pour l'intensité I2, l'amplitude des potentiels d'action reste toujours la même, mais leur fréquence est plus importante.

Une fibre ne répond pas si l'intensité de la stimulation est trop faible. En revanche dès que le seuil de dépolarisation est atteint, elle répond par des potentiels d'action d'amplitude constante quelle que soit l'intensité de la stimulation : c'est la loi du tout ou rien.

Le message nerveux est alors codé en fréquence de potentiels d'action, qui est le reflet de l'intensité de la stimulation. Les messages efférents fonctionnent de la même manière.

Le message nerveux.
Le message nerveux est codé en fréquence de potentiels d'action. 2 stimulations d'intensité différentes sont applicables au neurone pré-synaptique.


2. Le codage des messages nerveux dans un nerf
Expérience : Le nerf de la dernière patte d'un crabe est isolé et est posé sur des électrodes, stimulatrices et réceptrices externes, dans une cuve à nerf reliée à un système d'enregistrement EXAO. On envoie des stimulations d'intensité croissante (I1 à I5) et on enregistre la réponse du nerf. Les différentes réponses obtenues, R1 à R5, appelées potentiels globaux, sont superposées.

 

  • Lors de la faible stimulation I1, aucun potentiel global n'est enregistré en R1 ; aucune fibre du nerf n'a été stimulée, leur seuil de dépolarisation n'est pas atteint.
  • Pour la stimulation I2, on obtient le potentiel global R2 : le seuil de dépolarisation de quelques fibres est atteint. La somme des potentiels d'actions émis donne le potentiel global R2.
  • Pour des stimulations plus importantes I3 et I4 , l'amplitude du potentiel global R3 et R4 augmente. En effet de plus en plus de fibres sont recrutées (ou stimulées), la somme de leurs potentiels d'action est donc de plus en plus importante.
  • Lors de la stimulation plus forte I5, le potentiel global R5 est égal à R4. En effet, toutes les fibres du nerf sont recrutées et répondent au maximum (loi du tout ou rien). La somme de leurs réponses a atteint leur apogée en dépit de l'augmentation de la stimulation.

 Quand on augmente l'intensité de la stimulation, l'augmentation de l'amplitude du potentiel global obtenue est due à un recrutement progressif des fibres nerveuses du nerf, ayant des seuils de dépolarisation différents.

Le nombre de fibres nerveuses stimulées est aussi un codage du message nerveux.

 

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