Système nerveux, motricité et plasticité

Arc réflexe, muscles antagonistes, plaque motrice, intégration par le motoneurone, plasticité et fragilité du cerveau.

SVT · fiche gratuite · 20 min de lecture

Ce qu'il faut savoir faire

Décrire le trajet d'un réflexe, expliquer comment le motoneurone intègre les messages qu'il reçoit, et expliquer la plasticité du cerveau comme sa fragilité.

Le réflexe myotatique

Réponse involontaire et stéréotypée à l'étirement d'un muscle. Son circuit, à restituer dans l'ordre :

Récepteur : fuseau neuromusculaire, sensible à l'étirement.
Fibre sensitive, qui entre par la racine dorsale de la moelle épinière.
Centre nerveux : la moelle épinière — c'est un réflexe médullaire, le cerveau n'intervient pas.
Motoneurone, sortant par la racine ventrale.
Effecteur : le muscle, qui se contracte.

La voie du muscle étiré est monosynaptique : une seule synapse entre le neurone sensitif et le motoneurone. C'est ce qui explique sa rapidité.

Les muscles antagonistes

Un mouvement n'existe que si le muscle opposé se relâche : autour d'une articulation, les muscles vont par paires antagonistes (biceps / triceps, par exemple).

La même fibre sensitive fait donc deux choses en même temps :

elle excite directement le motoneurone du muscle étiré, qui se contracte ;
elle excite un interneurone inhibiteur de la moelle, qui inhibe le motoneurone du muscle antagoniste, lequel se relâche.

C'est l'innervation réciproque. Attention au piège : cette seconde voie passe par un neurone de plus, elle est donc polysynaptique. « Le réflexe myotatique est monosynaptique » n'est vrai que de la voie du muscle étiré.

Message nerveux, synapse et plaque motrice

Le long d'un neurone, le message est électrique, codé en fréquence de potentiels d'action — jamais en amplitude, celle-ci étant constante (loi du tout ou rien). Au niveau d'une synapse, il devient chimique : il est alors codé en concentration de neurotransmetteur libérée dans la fente.

Deux synapses sont au programme, et il faut les distinguer :

la synapse neuro-neuronale, entre deux neurones : elle peut être excitatrice ou inhibitrice ;
la synapse neuromusculaire, ou plaque motrice, entre le motoneurone et la fibre musculaire : son neurotransmetteur est l'acétylcholine, et elle est toujours excitatrice. La dépolarisation de la fibre musculaire libère du calcium dans la cellule, ce qui déclenche la contraction.

L'intégration par le motoneurone

Le motoneurone est la voie finale commune : il reçoit à la fois les messages du réflexe médullaire et ceux qui descendent du cortex moteur, les uns excitateurs, les autres inhibiteurs. Il n'en émet qu'un seul message moteur. Cette mise en somme se fait de deux façons :

sommation temporelle : des potentiels d'action rapprochés dans le temps, arrivant par la même synapse, s'additionnent ;
sommation spatiale : des potentiels d'action arrivant en même temps par des synapses différentes s'additionnent.

Si le total dépasse le seuil, le motoneurone émet des potentiels d'action ; sinon, il n'émet rien. C'est ce mécanisme — et non un autre — qui permet au cerveau de retenir volontairement un réflexe.

Commande volontaire et plasticité

Le mouvement volontaire naît du cortex moteur. Chaque zone corticale commande une partie du corps, avec une surface proportionnelle à la finesse du contrôle — d'où l'homoncule moteur.

Plasticité cérébrale : les connexions se réorganisent avec l'apprentissage, l'expérience et après une lésion. Elle est maximale chez l'enfant mais persiste toute la vie — c'est ce qui rend possible la récupération après un AVC.

Le cerveau, un organe fragile à préserver

Les neurones ne se renouvellent quasiment pas : après une lésion, la récupération vient de la réorganisation des connexions restantes, jamais du remplacement des cellules perdues.

Les atteintes : l'AVC (irrigation interrompue, donc neurones privés d'oxygène), les traumatismes de la moelle épinière (paraplégie, tétraplégie selon le niveau de la lésion), les maladies neurodégénératives (Parkinson, Alzheimer).
Les molécules exogènes agissent parce qu'elles ressemblent aux neurotransmetteurs. Une molécule agoniste se fixe sur le récepteur et mime l'effet du neurotransmetteur (la nicotine sur les récepteurs à l'acétylcholine) ; une molécule antagoniste se fixe sur le récepteur sans l'activer et empêche le neurotransmetteur d'agir (le curare, à la plaque motrice, d'où la paralysie).
Le système de récompense est un circuit à dopamine (de l'aire tegmentale ventrale vers le noyau accumbens). Les drogues en augmentent artificiellement l'activité ; à force de répétition, le circuit répond moins (tolérance) et le besoin de consommer s'installe : c'est l'addiction.

Les erreurs qui coûtent le plus

Faire passer le réflexe myotatique par le cerveau : il est médullaire.
Coder le message nerveux en amplitude : c'est la fréquence qui varie le long de l'axone, la concentration à la synapse.
Inverser racine dorsale (sensitive) et ventrale (motrice).
Dire que tout le réflexe est monosynaptique : la voie qui relâche l'antagoniste passe par un interneurone.
Confondre les deux sens d'« antagoniste » : un muscle antagoniste tire dans l'autre sens, une molécule antagoniste bloque un récepteur.
Croire que la plasticité cesse à l'âge adulte, ou que la récupération après un AVC vient de neurones neufs.

Vérifié le 13/10/2026 : ce chapitre figure au programme officiel de l'enseignement de spécialité de sciences de la vie et de la Terre de terminale (arrêté du 19-7-2019, NOR MENE1921252A, BO spécial n° 8 du 25 juillet 2019), thème « Corps humain et santé », partie « Comportements, mouvement et système nerveux » — son annexe porte « Les réflexes », « Cerveau et mouvement volontaire » et « Le cerveau, un organe fragile à préserver ». L’épreuve, elle, est régie à compter de la session 2027 par la note de service du 11-9-2026 (NOR MENE2622653N, BO spécial n° 4 du 17 septembre 2026), qui porte sur « le programme de l’enseignement de spécialité de la classe de terminale en vigueur ».

Teste-toi — 9 questions corrigées

Réponds sans regarder la fiche : la correction et l'explication s'affichent après chaque réponse.

La plasticité cérébrale :

Réponse : persiste toute la vie. Maximale chez l'enfant, elle persiste ensuite — c'est ce qui rend possible la récupération de fonctions après un AVC.
Le message nerveux le long d'un axone est codé en :

Réponse : fréquence des potentiels d'action. L'amplitude du potentiel d'action est constante : c'est la fréquence qui porte l'information sur l'intensité du stimulus.
Le réflexe myotatique a pour centre nerveux :

Réponse : la moelle épinière. C'est un réflexe médullaire et monosynaptique, ce qui explique sa rapidité. Le faire passer par le cerveau est l'erreur classique.
Au niveau d'une synapse, le message nerveux est codé :

Réponse : par la quantité de neurotransmetteur libérée dans la fente synaptique. Le codage est en fréquence le long de l'axone, en concentration à la synapse : c'est le seul endroit du trajet où la nature du message change. Confondre les deux codages est l'erreur classique du chapitre.
Pendant un réflexe myotatique, le muscle antagoniste :

Réponse : est inhibé, via un interneurone inhibiteur de la moelle. C'est l'innervation réciproque : la fibre sensitive excite le motoneurone du muscle étiré ET un interneurone qui inhibe celui de l'antagoniste. Cette seconde voie compte un neurone de plus : elle est polysynaptique. Seule la voie du muscle étiré est monosynaptique.
La sommation spatiale, au niveau du motoneurone, désigne l'addition de messages :

Réponse : arrivant en même temps par des synapses différentes. Spatiale = plusieurs endroits à la fois ; temporelle = plusieurs fois de suite au même endroit. Le motoneurone additionne excitations et inhibitions, puis émet un message unique si le seuil est franchi : c'est la voie finale commune.
À la plaque motrice (synapse entre le motoneurone et la fibre musculaire), le neurotransmetteur est :

Réponse : l'acétylcholine, et la synapse est toujours excitatrice. La synapse neuromusculaire libère de l'acétylcholine et n'est jamais inhibitrice : la dépolarisation de la fibre libère du calcium, donc la contraction. Ce sont les synapses entre neurones qui peuvent, elles, être excitatrices ou inhibitrices.
Une molécule exogène dite « antagoniste » d'un neurotransmetteur :

Réponse : se fixe sur le récepteur sans l'activer et empêche le neurotransmetteur d'agir. Agoniste = se fixe et mime (la nicotine sur les récepteurs à l'acétylcholine) ; antagoniste = se fixe et bloque (le curare à la plaque motrice, d'où la paralysie). Ne pas confondre avec le muscle antagoniste, qui n'a rien à voir.
Le système de récompense, que les drogues détournent, repose sur un circuit à :

Réponse : dopamine, de l'aire tegmentale ventrale vers le noyau accumbens. Les drogues augmentent artificiellement la dopamine de ce circuit. À force de répétition il répond moins (tolérance) et le besoin de consommer s'installe : c'est l'addiction. Le cerveau, lui, ne remplace pas les neurones perdus — d'où sa fragilité.

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