★ À maîtriser
📌 La fréquence, mesurée en hertz, détermine la hauteur du son, tandis que l’amplitude, mesurée en décibels, détermine son intensité.
L’être humain entend des sons de 20 à 20 000 Hz, et les fréquences du langage humain se situent particulièrement entre 2 et 5 kHz.
L’audition transmet les vibrations par l’oreille externe, le tympan et les osselets jusqu’à la fenêtre ovale, puis la cochlée transforme l’énergie mécanique en influx nerveux transmis au cerveau.
Dans la cochlée, le cisaillement entre les membranes basilaire et tectoriale incline les stéréocils, provoque l’entrée de K⁺ et dépolarise les cellules ciliées.
📌 La tonotopie cochléaire associe les sons graves à l’apex et les sons aigus à la base de la cochlée.
Compléments
La chaîne des osselets transmet les vibrations dans l’ordre suivant : marteau, enclume, étrier, puis fenêtre ovale, et peut amplifier les sons jusqu’à 100 fois.
Les cellules ciliées externes sont disposées en trois rangées et modulent l’amplification, tandis que les cellules ciliées internes sont des cellules sensorielles disposées en une seule rangée.
Les relais auditifs se succèdent dans cet ordre :
📌 Le cortex auditif secondaire droit traite notamment la mélodie, les voyelles et la reconnaissance des voix, tandis que le cortex secondaire gauche traite des discriminations temporelles fines comme les syllabes et le rythme musical.
Tympan → osselets → fenêtre ovale → cochlée → cortex
★ À maîtriser
📌 La voie pyramidale relie directement le cortex moteur à la moelle épinière, tandis que la voie extrapyramidale agit par des boucles polysynaptiques qui modulent le mouvement.
Compléments
Environ 80 % des fibres du faisceau corticospinal croisent et contrôlent le côté opposé du corps, surtout les extrémités, tandis qu’environ 20 % ne croisent pas et contribuent notamment à l’innervation bilatérale des muscles axiaux.
Le cortex moteur primaire présente une organisation somatotopique appelée homonculus de Penfield, où la représentation corticale d’une partie du corps n’est pas proportionnelle à sa taille.
Dans la moelle épinière, les motoneurones des muscles axiaux sont médiaux, ceux des muscles proximaux sont plus éloignés de la ligne médiane et ceux des muscles distaux sont les plus latéraux.
Le système pyramidal contribue à :
Pyramidale : commande directe ; extrapyramidale : modulation en boucles
★ À maîtriser
📌 Toutes les parties de la langue peuvent percevoir toutes les saveurs ; aucune région ne se limite à la discrimination privilégiée d’une saveur particulière.
📌 Les saveurs amère, umami et sucrée utilisent des récepteurs couplés aux protéines G, tandis que les saveurs acide et salée utilisent des canaux ioniques.
Compléments
L’umami est associé à l’acide glutamique, présent notamment dans le fromage et la viande.
La liaison d’un stimulus chimique à son récepteur ou canal dépolarise une cellule gustative, déclenche la libération de neurotransmetteurs et transmet le signal vers le système nerveux central avec un relais dans le bulbe.
L’innervation gustative comprend :
Le cortex gustatif primaire se situe au niveau de l’insula ventrale et de l’opercule frontal, et l’évaluation hédonique mobilise notamment le cortex orbitofrontal et le gyrus subcingulaire.
La saveur représente environ 10 % des informations véhiculées par la langue, les autres informations comprenant notamment la température, la texture, l’astringence et la rétro-olfaction.
★ À maîtriser
📌 Contrairement au goût, l’olfaction ne possède pas de catégories d’odeurs de base ; environ 350 récepteurs permettent de distinguer des millions de substances odorantes.
📌 Un même récepteur olfactif peut répondre à plusieurs odeurs et une même odeur peut activer plusieurs récepteurs ; la combinaison activée par un mélange ne correspond pas nécessairement à la somme des réponses aux odeurs isolées.
Compléments
L’olfaction intervient dans :
La fréquence de décharge des cellules olfactives augmente avec la concentration du stimulus odorant, en périphérie comme au niveau central.
🔄 La voie olfactive suit ces étapes :
Le cortex olfactif primaire comprend notamment le cortex piriforme, les amygdales et le cortex entorhinal dans les structures temporales internes ; le cortex orbitofrontal participe au jugement hédonique des odeurs et des goûts.
★ À maîtriser
📌 Le sommeil paradoxal associe une activité cérébrale ressemblant à celle de l’éveil, des mouvements oculaires rapides et une atonie musculaire, à l’exception du cœur, du diaphragme et des yeux.
📌 À l’éveil, les neurones thalamiques déchargent de façon continue et tonique pour laisser passer les informations, tandis que pendant le sommeil lent leur décharge devient discontinue et contribue aux fuseaux du sommeil.
Compléments
📌 Le stade N1 se caractérise par un ralentissement de l’activité électrique et parfois des pointes vertex, tandis que le stade N2 présente des fuseaux du sommeil de 0,5 à 2 secondes et des complexes K.
Le sommeil lent profond N3 présente surtout des ondes lentes d’environ 1 Hz.
Une nuit comprend généralement 4 à 6 cycles de sommeil, et les micro-éveils surviennent 5 à 10 fois par heure sans être généralement mémorisés.
Sommeil paradoxal : activité cérébrale proche de l’éveil, mais corps atone
★ À maîtriser
La durée de sommeil diminue avec l’âge, mais les besoins individuels, définis génétiquement, varient et le profil de long-dormeur ou de court-dormeur persiste.
La rétine transmet au noyau suprachiasmatique hypothalamique des signaux lumineux, notamment via les cellules ganglionnaires à mélanopsine, pour synchroniser l’horloge biologique avec l’alternance lumière-obscurité.
📌 La lumière inhibe la sécrétion de mélatonine et favorise un signal d’éveil, tandis que l’obscurité permet la sécrétion de mélatonine et favorise le signal de sommeil.
Compléments
La vigilance et la température corporelle culminent vers 18 h, diminuent durant la nuit jusqu’à un minimum au réveil et connaissent un creux en début d’après-midi.
Sans influence lumineuse, le rythme veille-sommeil se décale d’environ 20 minutes par jour.
📌 Les longues siestes diminuent la pression homéostatique et rendent l’endormissement plus difficile.
Veille prolongée → pression de sommeil accrue → endormissement facilité
★ À maîtriser
📌 La vigilance correspond à la capacité de rester éveillé, tandis que l’attention sélectionne et maintient une information et dépend de l’état de vigilance.
L’attention top-down est dirigée volontairement vers un objectif, tandis que l’attention bottom-up est captée par un stimulus de l’environnement.
Les quatre composantes de l’attention sont :
Compléments
L’attention sélective choisit une information parmi plusieurs stimuli simultanés et nécessite d’inhiber les stimuli non pertinents.
L’attention divisée porte simultanément sur plusieurs stimuli, mais sa capacité est limitée.
Top-down : l’objectif guide l’attention ; bottom-up : le stimulus la capte
★ À maîtriser
📌 Les poïkilothermes ou ectothermes ont une température centrale qui varie avec le milieu extérieur, tandis que les homéothermes ou endothermes régulent activement leur température malgré les changements environnementaux.
Compléments
📌 Chez les homéothermes, le noyau central comprend la tête et les organes profonds, dont la température varie peu, tandis que l’enveloppe périphérique varie avec la température extérieure et est le lieu des échanges thermiques.
📌 Les échanges thermiques suivent un gradient thermique, de l’objet le plus chaud vers l’objet le plus froid.
📐 Formule - Le transfert thermique par conduction est décrit par , où k est le coefficient de conduction et S la surface d’échange.
★ À maîtriser
La thermorégulation ajuste la thermogenèse et les échanges thermiques pour réguler la température centrale.
Les deux mécanismes essentiels de thermogenèse en réponse au froid sont le frisson thermique et la thermogenèse du tissu adipeux brun.
Le frisson thermique est une contraction rythmique involontaire des muscles squelettiques agonistes et antagonistes, avec des tremblements d’environ 10 à 12 Hz.
En ambiance froide, la vasoconstriction cutanée réduit le débit sanguin cutané, qui passe de 5 à 10 % du débit cardiaque en neutralité thermique à 0,3 % lors du refroidissement.
Compléments
La thermogenèse métabolique augmente en ambiance froide sous la température critique inférieure, mais ne diminue pas en ambiance chaude sous la température critique supérieure.
Lors du frisson, environ 75 % de l’énergie utilisée par la contraction musculaire est dissipée sous forme de chaleur.
La thermogénine UCP-1 du tissu adipeux brun dissipe le gradient de protons sans produire d’ATP, ce qui favorise la production de chaleur.
En ambiance chaude, le débit sanguin cutané peut augmenter jusqu’à 80 % du débit cardiaque par vasodilatation.
La sueur sécrétée par les glandes eccrines contient :
Froid : vasoconstriction ; chaud : vasodilatation et sudation
★ À maîtriser
📌 La valence indique si une émotion est positive ou négative, tandis que l’activation indique son intensité, du calme à l’excitation.
Le cortex préfrontal ventromédian régule les structures effectrices des émotions, notamment le système nerveux autonome, l’hypothalamus et les noyaux amygdaliens.
L’amygdale intervient dans la détection du danger, la peur consciente, l’apprentissage de la peur et la reconnaissance faciale des émotions.
Dans le conditionnement de la peur, des présentations répétées et simultanées d’un stimulus neutre et d’un stimulus aversif associent le stimulus neutre à la décharge électrique, de sorte que le stimulus neutre seul déclenche ensuite la peur.
Compléments
Les émotions primaires ont des expressions et une reconnaissance universelles, sont présentes chez d’autres primates que l’humain et sont rapidement déclenchées et de courte durée.
Une émotion négative est associée à la contraction du muscle corrugateur, tandis qu’une émotion positive est associée à la contraction des muscles zygomatiques et périoculaires.
La destruction bilatérale de la partie antérieure des lobes temporaux dans les expériences de Kluver et Bucy (1938) entraîne notamment une perte des réactions de peur ou de colère et une docilité excessive.
★ À maîtriser
Après plusieurs associations simultanées d’un son neutre et d’une décharge électrique, le son seul déclenche chez le rat d’importantes réactions végétatives et un freezing.
L’amygdale joue un rôle central dans le conditionnement de la peur.
L’imagerie fonctionnelle montre que l’amygdale s’active lors de la reconnaissance de visages exprimant la peur et que son activation est proportionnelle au niveau de peur exprimée.
Compléments
Stimulus neutre associé au stimulus aversif → peur conditionnée
★ À maîtriser
Compléments
Amygdale effectrice, cortex préfrontal inhibiteur
★ À maîtriser
📌 La nociception est le processus sensoriel qui détecte des stimulations menaçant l’intégrité de l’organisme, tandis que la douleur est la sensation ou perception qui peut en résulter.
Compléments
La nociception peut déclencher :
La densité des mécanorécepteurs varie selon les régions cutanées : elle est élevée à la bouche et aux doigts et faible au dos.
Les terminaisons nerveuses libres détectent la douleur, la température et le tact grossier, les thermorécepteurs détectent le chaud ou le froid, et les récepteurs des follicules pileux détectent le mouvement des poils.
★ À maîtriser
📌 La voie lemniscale transmet rapidement la sensibilité tactile fine, épicritique et proprioceptive, tandis que la voie spino-thalamique transmet lentement la sensibilité tactile protopathique et thermo-algique.
La somatotopie corticale représente les parties du corps de manière non homogène, comme l’illustre l’homonculus établi à partir des observations de Wilder Penfield.
Dans la théorie du système porte, l’activation des mécanorécepteurs stimule un interneurone inhibiteur qui diminue la transmission du message douloureux; cette inhibition explique pourquoi masser une zone après un choc peut atténuer la douleur.
Compléments
La voie lemniscale comporte trois neurones, deux synapses et une décussation au niveau du bulbe rachidien.
La voie lemniscale est une voie directe, rapide et pauci-synaptique, dont la transmission est indiquée à 2 millisecondes.
La voie spino-thalamique est indirecte, lente et pluri-synaptique, et décusse au niveau segmentaire plutôt qu’au niveau bulbaire.
Le cortex somatosensoriel primaire S1 se situe en arrière du sillon de Rolando, tandis que le cortex moteur primaire se trouve en avant de ce sillon.
Lemniscale rapide et fine, spino-thalamique lente et thermo-douloureuse
★ À maîtriser
📌 La mémoire déclarative peut être verbalisée, tandis que la mémoire procédurale correspond au savoir-faire et se verbalise difficilement.
📌 La mémoire épisodique conserve des souvenirs personnels situés dans un contexte vécu, tandis que la mémoire sémantique conserve des savoirs et des informations appris.
Compléments
L’hippocampe est fortement sollicité pour la mémoire et la consolidation des informations.
Le circuit de Papez relie les structures hippocampiques, mamillaires, thalamiques et cingulaires et participe à la mémoire et aux émotions.
Déclarative verbalisable, procédurale savoir-faire
★ À maîtriser
Le système visuel comprend la rétine comme récepteur, des voies visuelles transmettant l’information et un traitement cortical; il permet notamment l’identification des objets et l’appréciation de leur vitesse, de leurs mouvements et de leur localisation.
Dans la rétine, les photorécepteurs captent la lumière, les cellules bipolaires transmettent l’information aux cellules ganglionnaires et les axones de ces dernières forment le nerf optique.
📌 Les bâtonnets sont plus sensibles à la lumière et contribuent à la vision nocturne, tandis que les cônes codent la couleur et favorisent la vision détaillée en conditions diurnes.
Compléments
📌 Les cellules M traitent surtout les mouvements et les faibles contrastes, les cellules P les détails et la forme, et les cellules non-M/non-P la couleur.
Cônes au centre pour les détails, bâtonnets en périphérie pour la nuit
★ À maîtriser
Les axones des hémi-rétines nasales décussent au chiasma optique, tandis que ceux des hémi-rétines temporales ne décussent pas.
L’hémichamp visuel droit est traité par le cortex visuel gauche, tandis que l’hémichamp visuel gauche est traité par le cortex visuel droit.
Le cortex visuel primaire V1, ou aire de Brodmann 17, se situe de part et d’autre du sillon calcarin et traite les informations de l’hémichamp controlatéral.
📌 La voie ventrale, associée au canal P, identifie les objets et traite leur forme et leur couleur, tandis que la voie dorsale, associée au canal M, traite leur localisation et leurs mouvements. - Mishkin et Ungerleider
Compléments
Une section du nerf optique gauche entraîne une cécité monoculaire gauche, tandis qu’une lésion du chiasma optique peut provoquer une hémianopsie bitemporale.
Une lésion des voies visuelles rétrochiasmatiques peut provoquer une hémianopsie latérale homonyme, et une lésion des radiations optiques peut provoquer une quadranopsie supérieure ou inférieure.
Voie du QUOI identifie, voie du OÙ localise
★ À maîtriser
La compréhension de la parole passe du décodage des indices acoustiques à la reconnaissance des phonèmes, puis à la récupération des mots et de leur contenu sémantique.
Le langage mobilise un réseau étendu de régions corticales primaires et associatives autour de la vallée sylvienne, préférentiellement à gauche.
📌 La voie ventrale du langage relie les mots aux concepts par un traitement lexico-sémantique, tandis que la voie dorsale traite les relations acoustico-phonologiques et la production de la parole.
Compléments
📌 La parole est une forme audible de communication entre les individus, tandis que le langage est un système plus général de représentation et de communication.
Sons → phonèmes → mots → sens
★ À maîtriser
Chez 95 % des droitiers sans pathologie, le langage est préférentiellement traité dans l’hémisphère gauche.
Une lésion de l’hémisphère gauche peut provoquer une aphasie, c’est-à-dire un trouble acquis de l’expression ou de la compréhension du langage parlé ou écrit, sans déficit sensoriel ni dysfonctionnement de l’appareil concerné.
Compléments
L’aire de Broca correspond à la partie postérieure du gyrus frontal inférieur gauche et une lésion de cette région peut perturber la production du langage. - Paul Broca
L’aire de Wernicke correspond à la partie postérieure du gyrus temporal supérieur gauche. - Carl Wernicke
Le test de Wada consiste à injecter un anesthésiant dans une carotide pour déterminer la latéralisation du langage avant une opération.
L’injection d’un anesthésiant dans la carotide gauche lors du test de Wada entraîne transitoirement une anesthésie, une aphasie, une hémiplégie droite et une hémianopsie latérale homonyme.
| Caractéristique | Lieu ou effet |
|---|---|
| Fréquence basse | Apex : sons graves |
| Fréquence élevée | Base : sons aigus |
| Amplitude plus grande | Inclinaison des cils et décharge accrue |
| État | EEG ou neurones | Autre marqueur |
|---|---|---|
| Éveil | Activité alpha postérieure ; décharge thalamique tonique | — |
| Sommeil lent N1 | Activité ralentie, parfois pointes vertex | Mouvements oculaires lents |
| Sommeil lent N2 | Fuseaux et complexes K | Mouvements oculaires lents |
| Sommeil lent N3 | Ondes lentes d’environ 1 Hz | Tonus musculaire persistant |
| Sommeil paradoxal | Activité proche de l’éveil | Mouvements oculaires rapides et atonie |
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1. Quelle définition décrit le son dans un milieu matériel ?
2. Une onde sonore passe de l’air à l’eau. Quelle comparaison de sa vitesse est correcte ?
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Qu’est-ce que le son ?
La partie audible d’une onde acoustique produite par des variations de compression dans un milieu.
À quelle vitesse le son se propage-t-il dans l’air ?
À 343 m/s.
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La hauteur.
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