Plasticité neuronale chez l'aplysie

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Exercices
Classe(s) : 1re S | Thème(s) : De l’œil au cerveau


La plasticité neuronale est un phénomène qui a depuis longtemps été démontré chez l’Aplysie, le « lièvre de mer ». Cet animal possède un siphon qui fait circuler l’eau au niveau de ses branchies. Lorsqu’on stimule une partie de son corps, elle rétracte ses branchies par voie réflexe, ce qui les protège. Rappelons que les branchies permettent à l’organisme de prélever le dioxygène dissous dans l’eau, elles sont donc vitales. Lorsqu’on réalise différentes expériences de stimulation, on peut enregistrer les messages nerveux au niveau des circuits de neurones schématisés dans le document suivant (un type de neurone dessiné représente une population de neurones ayant la même fonction, par exemple, la population des motoneurones).

Doc. 7 Circuit des neurones mis en jeu lors du retrait des branchies
suite à un apprentissage conditionné chez l’Aplysie


Doc. 8 Expérience

On fait suivre par intervalle de 0,5 seconde une stimulation faible du siphon par une stimulation électrique appliquée sur la queue. On renouvelle cette manipulation une dizaine de fois, puis on stimule le siphon seul, sans choc électrique associé. On observe que les branchies se contractent aussi fortement que si la stimulation avait été suivie d’un choc électrique, cet effet est conservé pendant plusieurs jours.

Les chercheurs ont mis en évidence que lors de cette manipulation, les neurones sensoriels innervant le siphon sont stimulés à la fois par le stimulus mais aussi par les interneurones liés aux neurones sensoriels de la queue. Les synapses des neurones sensoriels du siphon avec les motoneurones des branchies deviennent plus alors efficaces sous l’effet de la double stimulation.

Proposez une interprétation en termes de plasticité neuronale du conditionnement de l’Aplysie.

Il ne s’agit pas de répéter un élément du texte, votre réponse doit être complète : utilisez l’ensemble des données proposées pour expliquer comment les stimulations répétées du siphon immédiatement suivies par celles de la queue ont provoqué un apprentissage (non conscient) chez l’Aplysie. Qu’a « appris » l’Aplysie ? Quel circuit est mis en jeu lorsque le siphon est faiblement stimulé ? Comment se traduit le conditionnement au niveau de ce circuit neuronal ?