Lycée, prépa
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Chaos neuronal
Fiche élève (SVT, première S)
Objectif
Il s’agit de trouver la nature de la dynamique d’émission des potentiels d’action de neurones.
On va ici analyser des données réelles provenant de l'enregistrement de l'activité électrique de neurones isolés. Ces données sont obtenues par enregistrement de l'activité électrique de trois neurones différents. Elles donnent les instants successifs [ti,n], i (= 1,2,3, n = 1... 500) où ils émettent une décharge, autrement dit où ils présentent un pic d'activité ou potentiel d’action ; elles correspondent à une augmentation brutale et brève du potentiel de membrane, c'est-à-dire de la différence de potentiel entre les faces interne et externe de la membrane délimitant la cellule.
La suite ti,n (n = 1... 500) donne les instants successifs auxquels le neurone i émet une décharge. On notera bi,n = ti,n – ti,n-1 l'intervalle de temps entre deux décharges successives.
Les graphiques ci-dessous donnent bi,n+1 en fonction de bi,n.
Les données
Neurone n° 1
 Figure 1 |
Le graphe représente les intervalles successifs bn (en abscisse) et bn+1 (en ordonnée) pour n variant de 1 à 499. L'unité de temps est 1 milliseconde
Neurone n° 2
.jpg) Figure 2 |
Le graphe représente les intervalles successifs bn (en abscisse) et bn+1 (en ordonnée) pour n variant de 1 à 499. L'unité de temps est 1 milliseconde.
Neurone n° 3
.jpg) Figure 3 |
Le graphe représente les intervalles successifs bn (en abscisse) et bn+1 (en ordonnée) pour n variant de 1 à 499. L'unité de temps est 1 milliseconde. Les intervalles de temps successifs bn (en abscisse, en ms, pour n = 1... 500) et bn+1 (en ordonnées).
Question
Caractérisez la dynamique d’émission des potentiels d’action des trois neurones (figures 1 à 3) : s’agit-il d’un comportement périodique, d’une émission aléatoire de potentiels d’action ou d’un comportement chaotique (intermittent) de ces trois neurones ? Justifiez vos réponses par l’étude des graphes bn+1 en fonction de bn qui vous sont donnés.
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