Le fonctionnement du cerveau
Objectif
Le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages
nerveux sensitifs (perception) et élabore en
réponse des messages nerveux moteurs.
Les organes du système nerveux sont reliés entre eux : il existe donc une communication entre les organes sensoriels (ou récepteurs) et les organes effecteurs des mouvements (muscles).
Comment un centre nerveux comme le cerveau peut-il mettre en relation les organes sensoriels et les muscles : quel est son rôle ?
Les organes du système nerveux sont reliés entre eux : il existe donc une communication entre les organes sensoriels (ou récepteurs) et les organes effecteurs des mouvements (muscles).
Comment un centre nerveux comme le cerveau peut-il mettre en relation les organes sensoriels et les muscles : quel est son rôle ?
1. Le cerveau, un organe complexe
Le cerveau est un organe
protégé par la boîte crânienne,
dont la masse est en moyenne de 1,5 kg.
Il est divisé en 2 parties symétriques que l’on appelle hémisphères.
Il est également appelé « encéphale ».
Il est divisé en 2 parties symétriques que l’on appelle hémisphères.
Il est également appelé « encéphale ».
a. Exemple des musiciens dans un orchestre
Un musicien dans un orchestre doit suivre le chef, les
autres musiciens mais également sa partition.
Il doit donc réaliser plusieurs actions en même temps pour pouvoir jouer de son instrument. Les organes sensoriels (ou récepteurs) mis en jeu sont donc :
- les yeux : le musicien doit pouvoir observer son chef d’orchestre et lire sa partition ;
- les oreilles : il doit être à l’écoute de ses collègues.
Le cerveau du musicien va donc recevoir des messages nerveux sensitifs venant de ses yeux et de ses oreilles. Ce centre nerveux doit alors analyser ces messages et envoyer un message nerveux différent vers les organes effecteurs. Ce message sera de type moteur.
C’est ainsi que l’on peut visualiser les zones du cerveau actives lors de la réception du message nerveux sensitif, de son analyse puis l’élaboration du message nerveux moteur. En voici les images :
Les deux premières images montrent que les zones actives du cerveau du musicien sont différentes selon la stimulation : les messages nerveux sensitifs ne sont donc pas reçus au même endroit du cerveau.
La troisième image montre que la partie du cerveau active lors de la réalisation d’un mouvement est encore différente des deux précédentes. Le mouvement du musicien (exemple : l’archet d’un violoniste) s’effectue en réponse aux informations visuelles et auditives : il y a donc communication entre ces différentes parties du cerveau.

Il doit donc réaliser plusieurs actions en même temps pour pouvoir jouer de son instrument. Les organes sensoriels (ou récepteurs) mis en jeu sont donc :
- les yeux : le musicien doit pouvoir observer son chef d’orchestre et lire sa partition ;
- les oreilles : il doit être à l’écoute de ses collègues.
Le cerveau du musicien va donc recevoir des messages nerveux sensitifs venant de ses yeux et de ses oreilles. Ce centre nerveux doit alors analyser ces messages et envoyer un message nerveux différent vers les organes effecteurs. Ce message sera de type moteur.
C’est ainsi que l’on peut visualiser les zones du cerveau actives lors de la réception du message nerveux sensitif, de son analyse puis l’élaboration du message nerveux moteur. En voici les images :
![]() |
||
Individu écoutant un bruit | ||
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Voir | ||
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Réaliser un mouvement | ||
Doc. 1 : Zones du cerveau impliquées dans différentes actions. « Réaliser un mouvement » est la dernière image d’un point de vue chronologique. Images du cerveau humain obtenues par imagerie fonctionnelle (voir partie 2) |
Les deux premières images montrent que les zones actives du cerveau du musicien sont différentes selon la stimulation : les messages nerveux sensitifs ne sont donc pas reçus au même endroit du cerveau.
La troisième image montre que la partie du cerveau active lors de la réalisation d’un mouvement est encore différente des deux précédentes. Le mouvement du musicien (exemple : l’archet d’un violoniste) s’effectue en réponse aux informations visuelles et auditives : il y a donc communication entre ces différentes parties du cerveau.
b. Autre exemple : sujet qui voit une balle qu'il va
attraper avec sa main
Expérience :
Le sujet est assis devant une table et doit attraper une balle qu’une personne lâche devant lui. Le chronomètre est déclenché quand la balle est lâchée.
Observations : description de l’activité du cerveau au cours du jeu.

La première zone cérébrale qui
s'active est située vers l’arrière du
cerveau : c’est là que les messages nerveux
arrivent de l’œil (vision de la balle qui
tombe). Un message nerveux sensitif a donc circulé
entre l’œil et le cerveau.
Puis des zones situées dans la partie médiane du cerveau s’activent.
Enfin, une petite partie du cerveau reste active et élabore le message nerveux moteur : cela entraîne la fermeture de la main et la capture de la balle. Un message nerveux moteur a donc circulé entre le cerveau et la main.
Remarque : les temps indiqués en secondes montrent que la réception, l’analyse et l’élaboration des messages nerveux par le cerveau est très rapide.
Conclusion :
Le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages nerveux sensitifs venant des organes sensoriels, et élabore en réponse des messages nerveux moteurs qui sont transmis aux muscles.
Le sujet est assis devant une table et doit attraper une balle qu’une personne lâche devant lui. Le chronomètre est déclenché quand la balle est lâchée.
Observations : description de l’activité du cerveau au cours du jeu.

Puis des zones situées dans la partie médiane du cerveau s’activent.
Enfin, une petite partie du cerveau reste active et élabore le message nerveux moteur : cela entraîne la fermeture de la main et la capture de la balle. Un message nerveux moteur a donc circulé entre le cerveau et la main.
Remarque : les temps indiqués en secondes montrent que la réception, l’analyse et l’élaboration des messages nerveux par le cerveau est très rapide.
Conclusion :
Le cerveau est un centre nerveux qui analyse les messages nerveux sensitifs venant des organes sensoriels, et élabore en réponse des messages nerveux moteurs qui sont transmis aux muscles.
2. Des techniques d'exploration du cerveau
a. L'imagerie fonctionnelle
Cette technique permet d’observer le cerveau en
activité.
Le principe repose sur la détection dans le cerveau des variations de débit sanguin et de la quantité de dioxygène ou de glucose consommés, liées à l’activité du cerveau.

Les zones en rouge représentent une
augmentation de l’activité dans le cerveau
par rapport à l’état de repos.
Le principe repose sur la détection dans le cerveau des variations de débit sanguin et de la quantité de dioxygène ou de glucose consommés, liées à l’activité du cerveau.

b. L'IRM
L’IRM ou Imagerie par Résonance
Magnétique est une technique qui consiste à
placer le patient dans un champ magnétique. Les
données recueillies sont traitées par voie
informatique et donnent une image du cerveau. Cette
technique ne donne pas de renseignement sur le
fonctionnement cérébral.

c. La scintigraphie
Cette technique utilise des marqueurs radioactifs qui se
fixent dans le cerveau en fonction de son
activité. Toute zone marquée par le produit
radioactif correspond à une zone active dans
laquelle la circulation sanguine a été
accélérée.
d. L'EEG
L’Electro-EncéphaloGraphie enregistre,
à l’aide d’électrodes
placées sur la surface du cuir chevelu, des
variations de signaux électriques produits au
niveau du cortex cérébral.

e. Le Scanner
Le Scanner, appelé aussi tomodensitométrie,
est un examen qui utilise les rayons X.
Son principe consiste à réaliser des images en coupes fines du corps. Au lieu d'être fixe, le tube de rayons X va tourner autour du patient et grâce à un système informatique puissant, des images sont obtenues. Ensuite, elles sont imprimées sur un film pour être étudiées.

Dans la plupart des cas, un produit de contraste
à base d'iode est utilisé pour
améliorer leur qualité. Il peut être
injecté par voie intraveineuse, avalé ou
encore introduit par l'anus.
Son principe consiste à réaliser des images en coupes fines du corps. Au lieu d'être fixe, le tube de rayons X va tourner autour du patient et grâce à un système informatique puissant, des images sont obtenues. Ensuite, elles sont imprimées sur un film pour être étudiées.

3. Des aires spécialisées : schéma
des différentes zones du cerveau et leur rôle

L'essentiel
Les organes récepteurs ou sensoriels informent notre
organisme sur son environnement à l’aide de
messages nerveux sensitifs. Ces messages circulent par des
nerfs sensitifs jusqu’au cerveau, centre nerveux qui
les analyse alors. Le cerveau élabore, enfin, des
messages nerveux moteurs transmis par des nerfs moteurs aux
organes effecteurs que sont les muscles.
Le cerveau permet la perception de l’environnement et la commande du mouvement.
Le cerveau permet la perception de l’environnement et la commande du mouvement.

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