Guides de l’enseignant
Tout ce qu’il vous faut pour mener chaque leçon sans formation préalable : un déroulé de 45 minutes, ce que les élèves doivent remarquer, les réponses à attendre et une fiche élève à imprimer.
Un cours complémentaire
En Israël, beaucoup d’élèves qui suivent la biologie en 5 unités suivent aussi le cours gratuit de l’université de Tel-Aviv, Le cerveau : la machine la plus merveilleuse de toutes (s’ouvre dans un nouvel onglet), sur Campus IL, donné par le Pr Yossi Yovel et le Pr Yaniv Assaf. Ce cours traite en profondeur des neurones, des potentiels d’action et des synapses, et ces leçons en sont un complément pratique. WiredMind est un projet indépendant. Il n’est affilié ni au cours, ni à l’université, ni à Campus IL.
Termes clés
Notions de base
- Neurone
- Une cellule nerveuse. Elle reçoit des signaux d’autres cellules et, quand ils sont assez nombreux à s’additionner, elle envoie son propre signal.
- Potentiel d’action (pic)
- Une brève impulsion électrique qu’un neurone actif envoie sur toute sa longueur, aussi appelée potentiel d’action. Dans les leçons, chaque éclair de lumière en marque une.
- Synapse
- La jonction où un neurone passe son signal au suivant. Plus deux cellules partagent de synapses, plus le lien entre elles est fort.
- Neurotransmetteur
- Une substance chimique qu’un neurone libère au niveau d’une synapse pour transmettre son signal. Certains neurotransmetteurs excitent la cellule suivante, d’autres l’inhibent.
- Excitation
- Un signal qui pousse le neurone suivant à s’activer.
- Inhibition
- Un signal qui retient le neurone suivant de s’activer. Un réseau en a besoin pour rester stable et précis.
- Acétylcholine
- Le principal neurotransmetteur excitateur du cerveau de la mouche. Dans les leçons, les cellules qui en libèrent excitent les cellules auxquelles elles sont connectées.
- GABA
- Un neurotransmetteur inhibiteur, chez la mouche comme chez l’humain. Dans les leçons, les cellules qui libèrent du GABA calment les cellules auxquelles elles sont connectées.
- Circuit neuronal
- Un groupe de neurones reliés entre eux pour accomplir une tâche, comme reconnaître une odeur ou déclencher un saut.
- Connectome
- Le schéma de câblage complet d’un système nerveux : chaque neurone et chaque synapse entre eux. Les leçons reposent sur le connectome d’une vraie drosophile.
- Stimuler
- Le bouton de la leçon qui fait s’activer un groupe de cellules un instant, un peu comme les scientifiques allument avec de la lumière des cellules choisies.
- Faire taire
- Le bouton de la leçon qui empêche un groupe de cellules de s’activer, pour montrer ce que fait le reste du circuit sans elles.
Leçon 1 · Comment une mouche se souvient d’une odeur
- Antennes
- Les deux petits capteurs sur la tête de la mouche. Elle sent avec ses antennes, comme tu sens avec ton nez.
- Récepteurs olfactifs
- Des cellules nerveuses des antennes qui s’activent quand une odeur se pose sur elles. Toute odeur commence ici.
- Lobe antennaire
- La première étape des odeurs dans le cerveau de la mouche : les récepteurs olfactifs y passent leur signal aux neurones de projection.
- Neurones de projection
- Des cellules nerveuses qui emportent le signal de l’odeur du lobe antennaire vers l’intérieur du cerveau, jusqu’au corps pédonculé.
- Corps pédonculé
- Une partie du cerveau des insectes, en forme de champignon, où les odeurs sont triées et où leurs souvenirs sont conservés.
- Cellules de Kenyon
- Les petites cellules nerveuses du corps pédonculé. Chaque odeur en active une poignée différente : chaque odeur a donc son propre motif.
- Neurones de sortie
- Des cellules nerveuses qui décodent le motif des cellules de Kenyon et le transmettent au reste du cerveau. Les scientifiques disent MBON : neurones de sortie du corps pédonculé.
Leçon 2 · Comment une mouche s’oriente
- Neurones de rotation
- Des cellules nerveuses qui s’activent quand la mouche tourne et poussent la bosse autour de la boussole. Les scientifiques les appellent neurones P-EN2.
- Neurones de la boussole
- Un anneau de cellules nerveuses qui garde en mémoire la direction vers laquelle la mouche est tournée. Les scientifiques les appellent neurones E-PG.
- Bosse d’activité
- La zone de neurones de la boussole qui sont actifs. Sa position sur l’anneau indique la direction vers laquelle la mouche est tournée.
- Neurones en anneau
- Des cellules nerveuses qui apportent à la boussole ce que la mouche voit, comme les repères. Elles calment les neurones de la boussole : la bosse reste en place.
- Repère
- Quelque chose que la mouche voit et qui ne bouge pas, comme le soleil ou un arbre. Il l’aide à garder un sens de l’orientation stable.
- Pont protocérébral
- Une partie du cerveau de la mouche en forme de barre, le pont protocérébral. Les neurones de la boussole et les neurones de rotation le traversent.
Leçon 3 · La fuite en 30 millisecondes
- Neurones d’approche
- Des cellules nerveuses, derrière les yeux, qui s’activent quand un objet grossit vite, comme un tue-mouches qui approche. Les scientifiques les appellent LC4 et LPLC2.
- Fibre géante
- Une cellule nerveuse très épaisse qui descend du cerveau jusque dans le cordon nerveux. Elle porte le signal de fuite le plus rapide de la mouche. Une mouche en a deux, une de chaque côté.
- Cordon nerveux
- La moelle épinière de la mouche, en quelque sorte : un faisceau de cellules nerveuses, dans son thorax, qui commande les pattes et les ailes.
- Neurones du saut
- Des motoneurones qui font se contracter les muscles du saut des pattes du milieu : la mouche bondit dans les airs.
- Arc réflexe
- Le trajet d’un réflexe : des neurones sensoriels, en passant par une ou plusieurs cellules relais, jusqu’aux motoneurones qui font bouger un muscle.
- Neurone sensoriel
- Un neurone qui capte quelque chose du monde, comme la lumière ou une odeur, et le signale au cerveau.
- Motoneurone
- Un neurone qui porte un ordre jusqu’à un muscle et le fait se contracter.
- Synapse électrique
- Un canal direct entre deux neurones, qui transmet un signal presque sans délai. La carte utilisée par les leçons n’enregistre que les synapses chimiques.