Notre expérience de modélisation de la transmission de l’information

Problématique : « La transmission de l’information peut-elle s’arrêter ou se perdre ? » (4)

Afin de bien comprendre le fonctionnement de la transmission de l’information dans le cerveau, nous avons réalisé une expérimentation de modélisation en EPS.

Nous avons modélisé six situations avec trois variables différentes :

Variable 1 : Fréquence des potentiels d’action pré-synaptiques

Situation 1 A : Lors d’une succession lente de potentiels d’action, nous observons une transmission de l’information assez faible, tout dépend du nombre de récepteurs activés (2/5 en moyenne). Laurent Groc, notre parrain, nous a appris que dans le cerveau, près de un potentiel d’action sur deux s’éteint sans activer de récepteur.

Situation 1B : Lors d’une succession rapide de potentiels d’action, nous observons une transmission de l’information plus forte car il y a plus de récepteurs activés (2.75/5 en moyenne). Laurent nous a précisé que c’est le nombre de potentiels d’action qui renforce l’action : plus l’information est importante, plus le nombre de potentiels d’action est important.

Variable 2 : Effets de l’éthanol sur la transmission de l’information

Situation 2 : Nous observons que la transmission de l’information est plus faible (2.25 en moyenne) : tout dépend du nombre de récepteurs activés malgré la gêne de l’éthanol sur les récepteurs à GABA. Nous avons appris que l’éthanol (alcool) accentue l’effet ralentisseur du GABA.

Variable 3 : Synchronisation des potentiels d’action et du GABA

Dans la situation 3A, les potentiels d’action post-synatiques sont en avance sur le GABA. Nous observons une transmission de l’information quasiment nulle (0.5/5 en moyenne).

Dans la situation 3B, les potentiels d’action post-synaptiques apparaissent en retard par rapport au GABA. Nous observons une transmission de l’information inexistante (0/5).

Dans la situation 3C, le GABA et les potentiels d’action sont en phase, l’activation se fait au bon moment. Nous observons que la transmission de l’information est plus forte (2.25/5 en moyenne) même si notre résultat est inférieur à l’efficacité réelle du cerveau.

Nous avons compris que dans le cerveau, la synchronisation du récepteur activé et de la formation du potentiel d’action est essentielle pour la transmission de l’information.

Difficultés rencontrées lors de notre modélisation :

Les résultats de notre expérience sont normalement conformes à ce que notre parrain nous a expliqué du fonctionnement cérébral. Cependant, pendant notre expérience, nous avons rencontré des soucis : de précision de lancer, d’habileté dans la réception, de précipitation ou d’écoute de consigne parfois. Nos moyennes sont donc à relativiser.

CONCLUSION et réponse à notre problématique :

Oui, la transmission de l’information peut s’arrêter ou se perdre :

  • si les potentiels d’action ne sont pas assez nombreux (nous n’avons pas étudié la notion d’intensité)
  • si nous buvons de l’alcool, la transmission de l’information est fortement ralentie
  • si l’activation des récepteurs post-synaptiques et la formation des potentiels d’actions post-synaptiques ne se font pas au bon moment.

CONCLUSION de notre parrain de projet, Laurent Groc :

Il y a deux  scénarios :

  • pas d’information, pas d’encodage, le potentiel d’action s’éteint donc pas de neurotransmetteur libéré(courbe de 0 à 1)
  • quand ce n’est pas la bonne sortie activée, ce n’est pas le bon neurone activé : le neurone d’en face n’est pas réceptif à l’information

Dans le cerveau, il y a beaucoup d’essais-erreurs, ce n’est pas un câblage d’ordinateur, c’est comme ça que le cerveau et le système nerveux fonctionnent.

Une synapse est efficace à 90% dans les oreilles, à 20% dans le cortex, en moyenne 50% (une chance sur deux) dans le cerveau. D’où l’importance d’essayer plusieurs fois et de procéder par “filtrage” : si c’est vraiment important, il faut répéter plusieurs fois, comme pour l’apprentissage et essayer différentes stratégies. Le cerveau apprend de ses essais et de ses erreurs.

Même le CERVEAU APPREND A APPRENDRE !

Ressource à disposition pour les enseignants (co-construction Amélie Vacher / Laurent Groc)  :

modélisation du jeu de la synapse doc enseignant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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