Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire la structure de l’arc réflexe et à expliquer les avantages d’avoir des actions réflexes.
L’une des fonctions essentielles de notre système nerveux est de répondre aux stimuli. Un stimulus est un changement dans l’environnement. Parfois, nous contrôlons ces réponses consciemment, par nos pensées. D’autres fois, elles se produisent automatiquement, ou sans y réfléchir. Une réponse à un stimulus qui se produit sans avoir besoin d’une pensée consciente est appelée un réflexe.
Définition: Réflexe
Un réflexe est une réponse à un stimulus qui se produit involontairement.
Définition: Stimulus
Un stimulus est tout changement dans le milieu interne ou externe d’un organisme vivant pouvant influencer son activité.
Imaginez que vous êtes assis dehors et que le vent souffle soudainement dans vos yeux. Votre organisme répondrait automatiquement en vous faisant cligner des yeux, comme la personne sur la photo ci-dessous. Ceci est un exemple de réflexe simple. Le stimulus est le vent soufflant dans vos yeux. Le clignement de vos yeux est ce que nous appelons la « réponse ». La réponse est le changement qui se produit en réaction à un stimulus.
Définition: Réponse
Une réponse est un changement dans l’organisme qui se produit en réaction à un stimulus.
L’un des principaux avantages de nos réflexes simples est de nous protéger et d’éviter les blessures. En réagissant à un stimulus potentiellement dangereux sans avoir à y penser, notre organisme gagne du temps précieux. Cela nous donne un avantage qui peut nous empêcher de nous blesser.
Par exemple, lorsque vous vous baissez automatiquement pour éviter un objet qui se dirige rapidement vers vous ou lorsque vous perdez l'équilibre et que votre organisme réagit pour vous empêcher de tomber. Si notre système nerveux attendait que nous contrôlions consciemment ces actions, nous ne réagirions pas avant d'avoir été frappés par la balle ou que notre corps ait douloureusement heurté le sol.
Étant donné que les réflexes se produisent automatiquement, sans que nous ayons à y penser, ou sans que nous puissions même les arrêter, ils sont décrits comme des réactions involontaires.
Définition: Involontaire
Involontaire désigne une réponse qui se produit automatiquement, sans contrôle conscient, et sans avoir le choix.
Lorsque l’arc réflexe implique les muscles squelettiques du corps, il est décrit comme « somatique ». Les arcs réflexes provoquent également une réponse dans nos organes internes, qui dans ce cas sont décrits comme « autonomes ».
Terme clé: Arc réflexe somatique
Un arc réflexe somatique est une réponse involontaire qui implique les muscles squelettiques du corps.
Terme clé: Arc réflexe autonome
Un arc réflexe autonome est une réponse involontaire qui implique les organes internes du corps.
Regardons de plus près le fonctionnement d’un arc réflexe somatique en examinant un enchaînement que nous appelons « arc réflexe ». L’arc réflexe est le cheminement d’un signal à partir d’un stimulus jusqu’à la réponse lors d’une action réflexe. L’arc réflexe typique d’un réflexe simple comporte sept composantes, illustrées dans la figure 2.
D’abord, il y a le stimulus. Nous avons mentionné plus tôt qu’un stimulus est tout changement dans l’environnement qui provoque une réponse de l’organisme.
Ensuite, notre organisme a besoin d'un moyen de détection du stimulus, c'est ce qu'on appelle le « récepteur ». Un récepteur est une partie du corps qui peut détecter le stimulus.
Le récepteur activera alors une série de neurones. Les neurones sont des cellules spécialisées du système nerveux qui transmettent des signaux d’un endroit à l’autre.
Premièrement, le signal provenant du récepteur active un neurone sensitif, qui transmet le signal à un interneurone, puis le transmet à un motoneurone.
Comme son nom l’indique, les neurones sensitifs, également appelés neurones afférents, sont spécialisés pour recevoir des signaux provenant de récepteurs sensoriels de l’organisme. Les interneurones, également appelés neurones connecteurs, transmettent ces signaux aux endroits adéquats. Les motoneurones, également appelés neurones efférents, sont spécialisés dans les mouvements ou autres réactions.
Enfin, le motoneurone active un effecteur. L’effecteur est la partie du corps qui effectue la dernière étape de l’arc réflexe, la réponse. Les effecteurs dans le corps humain sont le plus souvent des muscles ou des glandes.
Définition: Effecteur
Un effecteur est la partie d’un organisme qui effectue la réponse à un stimulus.
Exemple 1: Identifier le bon déroulement d’un arc réflexe
Laquelle des affirmations suivantes décrit le bon déroulement d’un arc réflexe ?
- stimulus, récepteur, motoneurone, interneurone, neurone sensitif, effecteur, réponse
- stimulus, récepteur, neurone sensitif, interneurone, motoneurone, effecteur, réponse
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Réponse
Un réflexe est une réponse involontaire à un stimulus. Chaque réflexe commence par un stimulus ou un changement dans l’environnement. Prenez par exemple le réflexe cornéen ou de clignement des yeux. Le stimulus dans cette action réflexe est une irritation ou un toucher de la surface de l’œil. Le stimulus est détecté par le récepteur. Le récepteur est une partie du corps qui détecte un stimulus, dans cet exemple, ce sont les récepteurs du toucher et de la pression de l’œil. Le récepteur active un signal dans un neurone sensitif, qui transmet le signal à un interneurone, qui le transmet à un motoneurone. Comme son nom l’indique, les neurones sensitifs sont spécialisés pour recevoir des signaux provenant de récepteurs sensoriels du corps. Les interneurones transmettent ces signaux aux endroits adéquats. Les interneurones sont situés dans le système nerveux central, le cerveau ou la moelle épinière. Les motoneurones sont spécialisés pour provoquer des mouvements ou d’autres réactions. Le motoneurone activera une réaction de l’effecteur. L’effecteur est la partie du corps qui effectue la réponse. Dans le cas de cet exemple, les effecteurs sont les muscles qui ferment et font cligner les yeux d’une personne. La réponse est l'action exécutée qui a été causée par le stimulus. Dans cet exemple, la réponse est le clignement.
Par conséquent, nous pouvons conclure que le bon déroulement d’un arc réflexe est B : stimulus, récepteur, neurone sensitif, interneurone, motoneurone, effecteur, réponse.
Exemple 2: Décrire le rôle des récepteurs dans le corps humain
Lequel des énoncés suivants décrit le mieux le rôle des récepteurs dans le corps humain ?
- Ils provoquent une réponse.
- Ils transmettent des signaux à travers le système nerveux central.
- Ils détectent les changements dans l’environnement externe.
- Ils transmettent l’influx nerveux à travers les synapses.
- Ils libèrent des hormones.
Réponse
Les récepteurs sont des parties du corps capables de détecter un stimulus. Les récepteurs se trouvent partout dans notre corps. Il y a des capteurs du toucher, de température et de pression dans notre peau. Les récepteurs de notre œil détectent la lumière, la couleur et le mouvement. Les récepteurs de nos oreilles sont spécialisés dans la détection des sons. Les récepteurs sur nos langues sont spécialisés dans la détection de différents goûts. Dans l’arc réflexe, des récepteurs spécifiques déclenchent une réponse qui se produit sans avoir besoin de pensée consciente. Le récepteur travaille avec le système nerveux, qui transmet le signal vers un effecteur. L’effecteur effectue la réponse au stimulus.
D’après cette information, nous pouvons conclure que l’affirmation qui décrit le mieux le rôle des récepteurs est qu’ils détectent les changements dans l’environnement externe.
Illustrons l’arc réflexe à l’aide d’un exemple.
Imaginez que votre main touche accidentellement quelque chose de très chaud. Sans réfléchir, votre bras éloigne la main de l’objet brûlant. À quoi ressemble notre arc réflexe ?
- Stimulus : l’objet brûlant
- Récepteur : des capteurs de chaleur et de douleur dans votre peau
- Neurone sensitif : transmet le signal à un interneurone
- Interneurone : transmet le signal à d’autres neurones, dont le motoneurone
- Motoneurone : transmet le signal aux muscles de votre bras
- Effecteur : les muscles de votre bras
- Réaction : les muscles du bras réagissent en retirant la main de l’objet brûlant
Cet exemple d’arc réflexe est illustré dans la figure 3.
Exemple 3: Identifier l’effecteur et la réponse d’une action réflexe
Une lumière éblouissante est orientée vers votre œil. Votre pupille se contracte pour limiter la quantité de lumière qui pénètre.
- Dans cette action réflexe, quel est l’effecteur ?
- l’oeil
- la lumière
- les muscles situés autour de la pupille
- vos paupières
- Dans cette action réflexe, quelle est la réponse ?
- les muscles situés autour de la pupille
- les récepteurs de lumière des yeux
- la pupille se contractant
- le clignement
Réponse
Cette question décrit une action réflexe d’une partie de l’œil et nous demande de déterminer à la fois l’effecteur et la réponse dans ce scénario. Tout d’abord, rappelons qu’une action réflexe est une réponse à un stimulus qui se produit involontairement. Le réflexe pupillaire décrit dans cette question est un exemple d’action réflexe. Lorsque l’œil est exposé à une lumière vive, la pupille se rétrécit et devient plus petite. De petits muscles situés dans l’iris se contractent, tirant sur la pupille ce qui diminue son ouverture. Cela permet de réduire la quantité de lumière pénétrant dans l’œil et d’éviter d’endommager les tissus fragiles situés à l’intérieur de l’œil. Dans un arc réflexe, la réponse est l’action qui se produit à cause du stimulus. La réponse est effectuée par l’effecteur. Dans ce cas, le stimulus est la lumière qui brille dans l’œil car c’est ce changement dans l’environnement qui active l’action réflexe.
Partie 1
À l’aide des informations ci-dessus, nous pouvons conclure que l’effecteur dans cette action réflexe est C : les muscles situés autour de la pupille.
Partie 2
À l’aide des informations ci-dessus, nous pouvons conclure que la réponse dans cette action réflexe est C : la contraction de la pupille.
Avant de donner un autre exemple, revoyons quelques informations sur le système nerveux. Notre système nerveux est composé de deux parties principales : le système nerveux périphérique et le système nerveux central. La figure 4 en donne un aperçu.
Le système nerveux central est constitué du cerveau et de la moelle épinière. Le système nerveux périphérique est constitué de tous les nerfs qui ne sont pas dans le cerveau ou la moelle épinière mais qui sont répartis dans tout le corps.
Les nerfs sont les principaux organes du système nerveux périphérique. Un nerf est un faisceau de nombreux neurones connexes. Il y a 12 paires de nerfs crâniens, qui proviennent directement du cerveau. Il y a 31 paires de nerfs rachidiens qui proviennent de la moelle épinière : 8 paires de nerfs cervicaux, 12 paires de nerfs thoraciques, cinq paires de nerfs lombaires, cinq paires de nerfs sacrés et une paire de nerfs coccygiens. Les nerfs crâniens sont généralement soit des nerfs sensitifs, soit des nerfs moteurs, mais les nerfs rachidiens sont généralement constitués d'un mélange de nerfs sensitifs et moteurs.
Dans l’arc réflexe, le neurone sensitif, le motoneurone et parfois le récepteur sont des composants du système nerveux périphérique. Cependant, les interneurones ne sont présents que dans le système nerveux central. L’interneurone d’un arc réflexe se trouve presque toujours dans la moelle épinière. En effet, vos réflexes n’ont pas besoin de l’intervention consciente du cerveau.
Puisque les réflexes sont traités au niveau de la moelle épinière, certains réflexes simples, comme le réflexe spontané du genou, sont utilisés pour vérifier la santé de la moelle épinière. Dans le réflexe spontané du genou, également appelé réflexe rotulien, un médecin frappe une partie de votre articulation du genou avec un petit marteau en caoutchouc, provoquant un coup de pied de la partie inférieure de la jambe. S’il n’y a pas de réponse lorsqu’un médecin effectue ce test, il peut en déduire qu’il y a un problème à un endroit particulier de la moelle épinière ! Vous pouvez voir un résumé simple de ce test dans la figure 5.
Un autre exemple de réflexe simple que vous connaissez peut-être est celui de la toux. Si vous buvez un verre d’eau et qu’une partie du liquide pénètre accidentellement dans la trachée, le tube allant de la gorge aux poumons, ce réflexe sera initié.
Dans cet exemple, le stimulus est l’eau entrant dans la trachée. Les récepteurs sont certaines cellules spéciales de la trachée qui reconnaissent des substances étrangères. Les récepteurs activent un neurone sensitif, qui passe le signal à un interneurone dans la moelle épinière de votre cou. L’interneurone active un ensemble de motoneurones, ce qui provoque une toux. Les effecteurs sont les muscles du diaphragme, du cou et du visage qui sont impliqués dans la toux, et la réponse est l’action de tousser.
Il est important de garder à l’esprit que chacun de nos réflexes simples est une adaptation spécialisée pour atteindre un objectif précis, en protégeant généralement le corps des blessures. Le réflexe de clignement que nous avons décrit au début a pour fonction d’empêcher les particules de toucher votre œil délicat. Le réflexe de réponse à la chaleur vous empêche de vous brûler la main. Le réflexe rotulien fait partie de l’ensemble complexe des réflexes d’équilibre qui vous empêchent de tomber. Le réflexe de toux protège vos poumons de substances étrangères qui pourraient provoquer un étouffement.
En réagissant presque instantanément à un stimulus potentiellement dangereux, nos réflexes font partie de la manière dont notre système nerveux réagit au monde qui nous entoure pour nous aider à rester en sécurité et en vie !
Exemple 4: Expliquer le bénéfice des actions réflexes
Pourquoi est-il avantageux que les actions réflexes ne nécessitent pas notre conscience ?
- Les signaux ne sont pas transmis au cerveau, ce qui permet à l’organisme de répondre plus rapidement.
- Les signaux ne passent pas par le système nerveux central, les réactions sont donc très lentes.
- Les signaux ne sont pas transmis au cerveau, ce qui permet au corps de répondre lentement.
- Les signaux sont transmis au cerveau, ce qui permet à l’organisme de répondre plus rapidement.
- Les signaux ne passent pas par le système nerveux central, les réactions sont donc très rapides.
Réponse
L’une des fonctions principales de nos actions réflexes est de prévenir les blessures corporelles. Prenez par exemple le réflexe de la douleur. Si vous deviez toucher quelque chose de chaud, votre main le lâcherait immédiatement sans même que vous y pensiez. En retirant la main de l’objet chaud aussi vite que possible, votre corps évite d’être gravement brûlé. Si ces types d’actions nécessitaient notre conscience, elles ne pourraient pas se produire aussi rapidement. Votre main serait toujours en contact avec la surface chaude le temps que votre cerveau traite l’information et prend une décision. C’est pour cela que la plupart des arcs réflexes ne passent initialement pas par le cerveau, mais sont plutôt rapidement traités par la moelle épinière dans le système nerveux central. En réagissant à un stimulus potentiellement dangereux sans avoir à y penser, notre corps gagne du temps précieux, qui pourrait faire la différence entre une blessure légère ou assez grave.
Il est bénéfique que les actions réflexes ne nécessitent pas la conscience, car les signaux ne sont pas transmis au cerveau, ce qui permet à l’organisme de répondre plus rapidement.
Passons en revue ce que nous avons appris sur les arcs réflexes dans cette fiche explicative.
Points clés
- Le système nerveux humain comprend le système nerveux central et le système nerveux périphérique.
- Un stimulus est un changement dans l’environnement d’un organisme qui provoque une réponse.
- Les actions réflexes impliquent en grande partie le système nerveux périphérique.
- Les 7 composantes d’un réflexe sont les suivantes : stimulus récepteur neurone sensitif interneurone motoneurone effecteur réponse.
- Les réflexes sont des réactions involontaires spécialisées pour protéger le corps des blessures.
