Sommation spatiale et temporelle : chaque neurone additionne les messages excitateurs et inhibiteurs qu’il reçoit.
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L’intégration neuronale
Module I : Le monde vivantSéquence 7 : Fonctionnement des neuronesSéance 44 : L’intégration neuronale
💡 Idée principale : un neurone reçoit des milliers de synapses, excitatrices et inhibitrices. Les PPSE et PPSI qu’elles créent s’additionnent : c’est la sommation, temporelle (messages rapprochés d’une même synapse) ou spatiale (messages simultanés de synapses différentes). Si la somme atteint le seuil au segment initial, un PA naît : c’est l’intégration neuronale.
Étapes résumées
Un PPSE isolé est en général trop faible pour atteindre le seuil.
Sommation temporelle : deux PPSE rapprochés d’une même synapse s’additionnent.
Sommation spatiale : des PPSE de synapses différentes, simultanés, s’additionnent.
Les PPSI se soustraient : le neurone fait la somme algébrique ; PA si le seuil est atteint.
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Situation problème
Au marché Mokolo de Yaoundé, Ndzana entend son téléphone sonner dans un vacarme permanent. Il ne réagit pas au premier son, mais se retourne quand la sonnerie se répète et qu’en même temps son voisin lui tape sur l’épaule. Son ami, élève en Terminale D, dit : « tes neurones ont fait des additions ».
Consignes :
Relève le problème posé.
Pourquoi un message isolé ne suffit-il pas toujours à déclencher une réponse ?
Comment un neurone traite-t-il les nombreux messages qu’il reçoit ?
Compétence visée
Sensibiliser sur les effets de certaines substances sur la transmission synaptique.
Objectifs de la leçon
Définir la sommation temporelle et la sommation spatiale.
Expliquer le rôle des synapses inhibitrices.
Définir l’intégration neuronale.
Le neurone, un carrefour de messages
1. Un neurone reçoit plusieurs synapses
Document 1 : deux synapses excitatrices (E1, E2) et une inhibitrice (I) sur un même neurone.
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2. Des milliers de contacts
Un motoneurone de la moelle reçoit jusqu’à 10 000 synapses, venues de neurones sensitifs, d’interneurones et du cerveau. Les PPS qu’elles créent se propagent en s’atténuant vers le segment initial de l’axone, où se décide l’apparition ou non d’un PA.
La sommation des potentiels postsynaptiques
Activité 1 : additionner des messages
On enregistre le potentiel au segment initial du neurone du document 1 dans quatre situations.
Document 2 : enregistrements au segment initial.
Pourquoi E1 seul ne déclenche-t-il pas de PA ?
Compare les situations 2 et 3. Que montre la situation 4 ?
Ce qu’il faut comprendre : un PPSE isolé reste sous le seuil. Deux PPSE rapprochés dans le temps sur la même synapse s’additionnent : c’est la sommation temporelle (2). Deux PPSE simultanés de synapses différentes s’additionnent : sommation spatiale (3). Dans les deux cas, le seuil est atteint et un PA naît. En (4), le PPSI de la synapse I se soustrait : la somme reste sous le seuil.
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Deux formes de sommation
Sommation temporelle
Une même synapse, stimulations répétées à intervalle court : les PPS se chevauchent et s’ajoutent.
+
Sommation spatiale
Plusieurs synapses stimulées en même temps : leurs PPS s’ajoutent.
L’intégration neuronale
3. Définition
L’intégration neuronale est la capacité du neurone à faire, à chaque instant, la somme algébrique des PPSE (+) et des PPSI (−) qu’il reçoit. Si cette somme atteint le seuil au segment initial, il émet des PA dont la fréquence dépend de la valeur de la dépolarisation.
Exemples d’intégration
Réflexe myotatique
Le motoneurone des fléchisseurs reçoit un PPSI par l’interneurone : il est inhibé pendant que l’extenseur se contracte.
Volonté
Le cerveau peut inhiber un réflexe : on garde une casserole chaude pour ne pas la renverser.
Attention
Les messages faibles et isolés sont « filtrés » ; seuls les messages forts ou convergents passent.
Médicaments
Certains calmants renforcent l’inhibition (GABA) : somnolence, risques au volant.
le message nerveuxla cellule nerveusel’assiette équilibrée
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Trace écrite : ce que je retiens
À retenir
Un neurone reçoit de nombreuses synapses excitatrices (PPSE) et inhibitrices (PPSI).
La sommation temporelle additionne des PPS rapprochés d’une même synapse.
La sommation spatiale additionne des PPS simultanés de synapses différentes.
Le neurone fait la somme algébrique des PPSE et PPSI : c’est l’intégration neuronale.
Un PA naît au segment initial si la somme atteint le seuil.
Vocabulaire à connaître
Sommationaddition de potentiels postsynaptiques.Intégration neuronaletraitement de l’ensemble des messages reçus par un neurone.Segment initialdébut de l’axone, où naissent les PA.PPSIpotentiel postsynaptique inhibiteur.Convergencearrivée de plusieurs neurones sur un même neurone.
je retiensla synapsel’oscilloscope
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Je m’évalue
1. Qu’est-ce que la sommation spatiale ?
2. Qu’est-ce que la sommation temporelle ?
3. Quel est l’effet d’un PPSI sur la somme ?
4. Où se décide la naissance du PA ?
Réponses : addition de PPS de synapses différentes simultanées · addition de PPS rapprochés d’une même synapse · il la diminue (éloigne du seuil) · au segment initial de l’axone. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
Croire qu’un PPSE déclenche toujours un PA : il faut souvent une sommation.
Confondre sommation spatiale (plusieurs synapses) et temporelle (une seule synapse).
Oublier que les PPSI se soustraient.
je réfléchisla fibre nerveusel’énergie du vent
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Méthode
Pour interpréter des enregistrements de sommation, compare chaque situation à la situation témoin (une seule stimulation) : précise le nombre de synapses, l’intervalle de temps, la position par rapport au seuil, puis nomme le type de sommation.
Activité d’intégration
Un motoneurone de la moelle reçoit trois neurones : A et B excitateurs, C inhibiteur. Une stimulation de A crée un PPSE de 6 mV, de B un PPSE de 8 mV, de C un PPSI de 5 mV. Le seuil est atteint pour une dépolarisation de 12 mV.
Indique si un PA naît quand on stimule A seul, A et B ensemble, puis A, B et C ensemble.
Nomme les types de sommation mis en jeu.
Explique ce qui se passe si l’on stimule trois fois très rapidement A seul.