« Représenter la commande motrice volontaire d’un mouvement »

Les éléments de programme (terminale S) :

L'exploration du cortex cérébral permet de découvrir les aires motrices spécialisées à l'origine des mouvements volontaires. Les messages nerveux moteurs qui partent du cerveau cheminent par des faisceaux de neurones qui descendent dans la moelle jusqu'aux motoneurones. C'est ce qui explique les effets paralysants des lésions médullaires. Le corps cellulaire du motoneurone reçoit des informations diverses qu'il intègre sous la forme d'un message moteur unique et chaque fibre musculaire reçoit le message d'un seul motoneurone.

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Mise en situation :- acquis de la classe de première sur les aires sensitives ;- vidéo sur une activité motrice spécifique (conduite automobile ou organiste,…) et expression d’un problème.

Présentation des fonctionnalités (techniques) du logiciel eduanatomist (prise en main)

Présentation succincte du protocole utilisé pour les enregistrements

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FICHE D’UTILISATION DE NEUROPEDA ET EDUANATOMIST POUR LA MOTRICITE VOLONTAIRELocalisation des aires motricesLe sujet 13112 a reçu une instruction visuelle ou auditive « cliquez trois fois sur le bouton droit » ou « cliquez

trois fois sur le bouton gauche », de façon aléatoire au cours du temps avec un intervalle moyen de 3 secondes entre les stimuli, avec cinq occurrences par évènement. Les stimuli sont donc soit visuels, soit auditifs. Les stimuli auditifs sont d’une durée d’environ une seconde et demi, et les phrases visuelles sont présentées sous la forme de 4 écrans visuels successif de 250 ms, afin d’éviter au sujet d’avoir à faire des saccades visuelles sur des stimuli trop étendus.

Le contraste clic gauche – clic droit (Resp. : versus clic droit – clic gauche) combine quatre conditions expérimentales : cliquer avec la main gauche ou avec la main droite après une consigne visuelle ou auditive et s’appuie sur 20 essais pendant le temps de la manipulation (Clic droit : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais et Clic gauche : 5 instructions vidéo, 5 instructions audio, soit 10 essais également).

Les images IRM permettent de localiser les régions corticales activées lors d’une tâche motrice. On utilise la comparaison de l’activation cérébrale correspondant au mouvement de la main droite avec celle d’un mouvement de la main gauche (Resp. de la main gauche avec celle de la main droite).

Utilisation du logiciel eduanatomist et de la banque d’IRM NeuropedaLancer le logiciel Eduanatomist puis choisir la banque Neuropeda locale. Dans le répertoire Neuropeda, choisir Neuropeda, 1IRM, 3fonc, 1sensorimoteur, 1motricité.Choisir ensuite successivement l’IRM anatomique et les deux IRM fonctionnelles du sujet étudié qui seront

superposées à l’écran.Pour l’image anatomique de la localisation des aires motrices, choisir comme palette d’affichage « B-W

LINEAR» et 0 pour le seuil inférieur et 45 pour le seuil supérieur. Pour les deux images fonctionnelles, respecter les indications de la banque : IRMsujet13112fonctionMotriciteMainGaucheVersusDroite, seuil bas à 80 et seuil haut à 100 ;IRMsujet13112fonctionMotriciteMainDroiteVersusGauche, seuil bas à 75 et seuil haut à 100.

Préparation de l’activité

- Présenter les domaines de compétences évalués• Recenser, extraire et organiser des informations• Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : écrit, numérique (le cas échéant), traduction schématique• Percevoir le lien entre sciences et techniques

- Indiquer sur quoi portera l’évaluation.

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REDIGER LA CONSIGNE DE TRAVAIL

Après avoir pris connaissance du protocole de stimulation utilisé pour obtenir des images d’IRM, suivez les consignes destinées à visualiser les images cérébrales du sujet 13112.

Vous devez, en prenant en compte les données du protocole, les images obtenues et vos connaissances sur les mouvements réflexes :- obtenir un schéma montrant l’origine du mouvement étudié ;- à côté du schéma, rédiger quelques lignes expliquant la représentation réalisée ;- expliquer le contrôle du mouvement en complétant le schéma.

Vous utiliserez comme support de ce schéma l’une ou l’autre des représentations de l’encéphale fournies.

L’évaluation portera sur la compétence « Communiquer scientifiquement»

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LOBE PARIETAL

LOBE OCCIPITAL

LOBE FRONTAL

LOBE TEMPORAL

Zone motrice de la main droite (hémisphère gauche)

Mouvements de la main droite

Moelle épinière

Contrôle des mouvements volontaires de la main droite

Trajet du message nerveux :

AVANT

CONSTRUIRE LE CURSEUREléments scientifiques le schéma légendé localise l’aire de la motricité principale du coté opposé à la main en mouvement ; l’explication indique comment on a localisé l’aire et qu’il y a inversion de la commande le schéma comporte une flèche qui va en direction de la moelle (motoneurone) pour actionner la mainEléments de présentation le schéma est réalisé soigneusement, utilise des couleurs ou des figurés, les légendes sont présentées clairementLe curseur :

Aire motrice localisée. Inversion figurée. Explication sur la localisation de l’aire Schéma complété : relation cerveau / main par la moelle (motoneurone médullaire)

Aire motrice figurée, inversion figuréePas de schématisation liant l’aire motrice au mouvement de la main par la moelle

Aire motrice figurée, pas d’inversion, pas d’ explication ou en contradiction avec connaissances

Schéma soigné légendé titré

Schéma peu soigné, lég. incomplètes

Schéma soigné légendé titré

Schéma peu soigné, lég. incomplètes

Schéma soigné légendé titré

Schéma peu soigné, lég. incomplètes

5 4 3 2 1 0

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A quel moment décide t on que l’élève a acquis cette compétence de communication par un schéma ?

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