Motricité et plasticité cérébrale

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Annales corrigées
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : La communication nerveuse
Type : Pratique du raisonnement scientifique 2 | Année : 2015 | Académie : France métropolitaine


France métropolitaine • Septembre 2015

pratique du raisonnement scientifique

Exercice 2 • 3 points

Motricité et plasticité cérébrale

Le cortex, partie la plus externe du cerveau, se caractérise entre autres par sa plasticité. Certaines aires semblent dédiées à l’accomplissement de tâches définies. Dans le cas de la lecture, on parle des aires cérébrales de la lecture, visibles dans le document 1.

 À partir des informations issues des documents, montrez que, même si l’aire impliquée dans la reconnaissance des mots a toujours la même localisation, il existe une plasticité fonctionnelle.

DOCUMENT 1 Les aires impliquées dans la lecture

Lors de la lecture, certaines aires du cerveau sont spécifiquement activées. Le toucher en active d’autres.

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D’après Merabet et al., PLoS One, 2008.

DOCUMENT 2 Expérience de stimulation tactile

a. Protocole expérimental

Deux groupes de sujets ont été utilisés pour une expérience portant sur la lecture. Toutes les personnes participantes sont voyantes et savent lire. Un groupe a les yeux entièrement masqués durant les cinq jours de l’expérience (groupe A), l’autre non (groupe B). Les deux groupes de personnes sont immergés dans un programme de stimulation tactile, incluant une éducation intensive de la lecture en braille (lecture basée sur le toucher des doigts).

Des IRM fonctionnelles (IRMf) ont été réalisées au jour 1 et au jour 5 de cette expérience, pendant un exercice de lecture en braille pour les deux groupes.

b. Résultats des IRMf réalisées sur les deux groupes de sujets

Groupe A

Groupe B

Jour 1

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Jour 5

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D’après Merabet et al., PLoS One, 2008.

Les clés du sujet

Comprendre le sujet

Malgré le titre « Motricité et plasticité cérébrale », le sujet n’est pas en lien avec la motricité ; seule la plasticité du cortex cérébral, et plus précisément du cortex occipital dans le traitement des informations issues des organes des sens, est abordée.

Pour organiser le raisonnement, il faut utiliser la méthode comparative :

Comparer dans un premier temps l’activité du cortex chez le groupe rendu aveugle lors d’une même stimulation tactile, à deux moments différents (le premier et le cinquième jour de l’expérience) de façon à établir le changement intervenu dans le traitement des informations tactiles. De cette comparaison sera tirée la notion de plasticité.

Comparer à deux moments différents l’activité du cortex chez les deux groupes, celui rendu aveugle et celui ayant conservé une vue normale, pour en tirer une conclusion sur les conditions ayant permis de révéler la plasticité du cortex occipital.

Éventuellement, mais ce n’est pas exigible, vous pouvez proposer une hypothèse sur le mécanisme à l’origine de cette plasticité fonctionnelle.

Mobiliser ses connaissances

La plasticité cérébrale explique les capacités de récupération du cerveau.

Corrigé

Corrigé

I. Comparaison de l’activité cérébrale aux jours 1 et 5 dans le groupe A (individus aveuglés)

Info

Cette disparition totale de l’activité du cortex pariétal, alors qu’il reçoit des informations tactiles intenses et multiples, est étonnante. Vous pouvez le signaler, sans remettre en doute le document fourni.

Au jour 1, les informations tactiles issues des doigts sont traitées par le cortex pariétal. Au jour 5, suite à l’apprentissage intensif du braille, ces mêmes informations tactiles sont traitées par l’aire visuelle de la lecture du cortex cérébral. Cette aire, qui normalement traite des informations issues des yeux, traite maintenant celles issues des doigts. Ce changement de fonction d’une aire cérébrale traduit donc une plasticité cérébrale fonctionnelle.

Dans le cas de l’apprentissage du braille par les personnes rendues aveugles (groupe A), il semble y avoir eu transfert total du traitement des informations tactiles, du cortex pariétal au cortex occipital. Cela signifie une réorganisation fonctionnelle plus large, plus globale du cortex cérébral.

II. Comparaison des individus du groupe A (aveuglés) et du groupe B (non aveuglés)

Chez les individus du groupe B, au jour 1 comme au jour 5, c’est l’aire pariétale qui traite les informations tactiles au cours de l’exercice de lecture du braille. Le cortex occipital n’est pas impliqué ; il n’y a aucune manifestation de plasticité cérébrale.

Info

Conditions expérimentales : l’absence d’activation de l’aire occipitale durant la lecture du braille chez les individus du groupe B (traduite par les clichés IRM du doc. 2b) indique que les sujets B étaient rendus aveugles durant cette épreuve.

La différence fondamentale tient au fait que les individus du groupe A sont, durant les cinq jours et contrairement à ceux du groupe B, totalement et en permanence privés de vision.

La plasticité fonctionnelle du cortex cérébral n’apparaît que lorsque l’aire occipitale n’est pas sollicitée par des messages visuels (groupe A). Dans le cas du groupe B, l’aire visuelle sollicitée dans la vie courante n’est pas utilisée pour traiter les informations tactiles malgré le même entraînement intensif que les individus du groupe A.

Remarque : la rapidité de la mise en jeu (cinq jours) de la plasticité cérébrale dans le groupe A s’interprète plus logiquement par un démasquage de connexions préexistantes que par la création de nouvelles voies nerveuses, de nouvelles connexions entre les aires tactile et visuelle.