1S-tp-p3C-20 Chapitre 2 : cerveau et vision Objectif : la plasticité cérébrale et la santé - mise en relation de données Observation : la vision est nécessaire pour certains apprentissages comme la lecture ou la mémorisation. Problème : comment la perception est-elle élaborée ou modifiée ? Matériel : livre p. 356, Eduanatomist, 1S-tp-p3C-20-cerveau-LSD, 1S-tp-p3C-20-cerveau-serotonine. Capacités et attitudes Recenser des informations Réaliser un schéma Activités expérimentales 1 - La perception visuelle Exo 1 p. 356. Exo 2 p. 356. Utiliser un logiciel de données Mettre en relation des données Exo 3 p. 356 réaliser une ECE p. 2 et 3. Mettre en relation des données Exo 1, 2 et 3 p. 358. Exo 4 et 5 p. 358, comparer la sérotonine et le LSD avec Rastop p. 4. Mettre en relation des données Extraire des informations 2 - La plasticité cérébrale Exo 1, 2 et 3 p. 360. Exo 5 p. 360. Exo 6 p. 360. Communiquer des résultats Bilan dans un langage Expliquer ce qu'est la plasticité cérébrale. scientifiquement approprié Rédaction d’un compte-rendu sur feuille double faisant apparaître la démarche expérimentale. Compétences Exploiter des données notamment expérimentales pour comprendre qu’une image naît des interactions entre différentes aires du cortex cérébral. Recenser, extraire et organiser des informations pour comprendre le phénomène de plasticité cérébrale et son importance dans l’établissement de différentes fonctions cognitives. Interpréter des expériences sur la maturation du cortex visuel chez l’animal. Interpréter des observations médicales et/ou des imageries cérébrales chez l’Homme. 1 1S-tp-p3C-20 Chapitre 2 : cerveau et vision Fiche sujet – candidat (1/2) Mise en situation et recherche à mener Chez tous les individus, on observe une organisation particulière du cortex cérébral, en aires, celles-ci participent à l'exécution de certaines tâches. Dans le cas de la perception visuelle, c'est la zone occipitale de l'encéphale qui est active. On cherche à déterminer si les aires visuelles impliquées dans la vision sont les mêmes pour un objet en mouvement ou en couleur. Ressources Document 1 : Vue latéro-occipitale des aires visuelles V1, V2, V3.... chez l’Homme. Matériel : IRM anatomiques et fonctionnelles. V7 V3a (motion) V3 (form) V2 (relays signals) V1 (catalogs input) V5 (motion) VP (relays signals) V4 (color and form) V8 Vue ¾ arrière Document 2 : principe de l’IRM fonctionnelle (IRMf) Pendant que l’individu accomplit une tâche simple, on mesure des variations de l'oxygénation du sang et des débits sanguins, les zones activées sont ainsi localisées. L’image représente les zones du cerveau statistiquement plus actives pour une fonction. Étape 1 : Concevoir une stratégie pour résoudre une situation problème (durée maximale : 10 minutes) Proposer une stratégie de résolution réaliste permettant de déterminer si les aires visuelles impliquées dans la vision sont les mêmes pour un objet en mouvement ou en couleur. Appeler l’examinateur et présenter oralement votre proposition et obtenir la suite du sujet. 2 1S-tp-p3C-20 Chapitre 2 : cerveau et vision Fiche sujet – candidat (2/2) Étape 2 : Mettre en œuvre un protocole de résolution pour obtenir des résultats exploitables Mettre en œuvre le protocole de visualisation des IRM anatomiques et fonctionnelles afin de déterminer si les aires visuelles impliquées dans la vision sont les mêmes pour un objet en mouvement ou en couleur. Appeler l’examinateur pour vérifier le résultat et éventuellement obtenir une aide. Étape 3 : Présenter les résultats pour les communiquer Sous la forme de votre choix, présenter et traiter les données brutes pour qu'elles apportent les informations nécessaires à la résolution du problème. Répondre sur la fiche-réponse candidat, appeler l'examinateur pour vérification de votre production. Étape 4 : Exploiter les résultats obtenus pour répondre au problème Exploiter les résultats pour déterminer si l'entraînement peut modifier l'organisation des aires motrices d'un individu adulte. Répondre sur la fiche-réponse candidat. Fiche-protocole - candidat Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel Ressource complémentaire : Description du protocole d’acquisition des IRMf : pour le sujet 131 321 on présente une spirale blanche en rotation, pour le sujet 131331 on présente des formes et des couleurs, mais sans aucun mouvement. Afin de déterminer si les aires visuelles impliquées dans la vision sont les mêmes pour un objet en mouvement ou en couleur. Matériel : - Charger avec EduAnatomist les images d’IRM anatomique et - Logiciel EduAnatomist et sa fiche technique fonctionnelle d’encéphale du sujet 131321. - Images d'IRM anatomiques et fonctionnelles IRM sujet 131321 anat IRM sujet 131211 vision mouvements IRM sujet 131331 vision couleurs - Choisir le canal de couleurs - Régler les seuils de visualisation - Régler les plans de coupe afin de localiser la zone cérébrale la plus active - Recommencer ces étapes pour le sujet 131331. 3 1S-tp-p3C-20 Chapitre 2 : cerveau et vision Fiche-protocole - candidat Matériel disponible et protocole d'utilisation du matériel Ressource complémentaire : Document n°1: Un neuromédiateur: la sérotonine. Document n°2: Le LSD et ses effets. La sérotonine est un neurotransmetteur intervenant dans de nombreuses fonctions cérébrales (perception sensorielle, émotivité, humeur, sommeil ...). Les récepteurs à la sérotonine sont largement répartis dans le cerveau. L'acide lysergique diéthylamide (=LSD) est une molécule connue pour ses effets psychotropes. Elle provoque des hallucinations qui peuvent être visuelles ou auditives. Les premiers consommateurs de LSD croyaient qu'il s'agissait d'un état de conscience modifié, alors qu'il expérimentaient en fait un dysfonctionnement cérébral. La consommation de LSD peut aussi entrainer: - à court terme: vertiges, vomissements, troubles respiratoires et locomoteurs. Cela peut générer dès la première prise des phobies, angoisses et tentatives de suicide. - à long terme: un état dépressif peut s'installer, ainsi que des troubles psychiques. Document n°3: Le mode d'action de certaines drogues sur le S.N. expliqué sur le site internet d'une université New-Yorkaise. Vous pourrez trouver une animation en anglais vous montrant l'effet de différentes drogues à l'adresse suivante: http://faculty.plattsburgh.edu/donald.slish/DA.html Matériel : - fichiers de molécules - Rastop Afin de déterminer le mode d'action du LSD comparer les deux molécules - afficher en parallèles le LSD et la sérotonie - les présenter pour une comparaison Appeler l’examinateur pour vérifier les résultats 4
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