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TPE – Physique Chimie / SVT

Albert de Mun Année scolaire 2009 / 2010

Thème : Avancées scientifiques et réalisations techniques.

Problématique: Comment le cerveau parvient-il à actionner une prothèse myoélectrique de la main?

Sommaire

I - LE PARCOURS DU MESSAGE DU
CERVEAU A LA PROTHESE.

1) Le message nerveux du cerveau au muscle.

2) Le signal myoélectrique transmis dumuscle à la prothèse.

II - REACTION DE LA PROTHESE APRES
LA TRANSMISSION DU MESSAGE.

1) Lecture du signal myoélectrique par la prothèse.

2) Mouvements et forces exercés par la prothèse suite à la lecture du message.

Introduction :

Une prothèse contrôlable par la pensée, cela semble relever de la fiction cependant de nouvelles prothèses ont un fonctionnement qui semble s’approcherde ce schéma. Mais qu’est ce qu’une prothèse ? Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer un membre, un organe ou une articulation.

On distingue alors deux types de prothèse : la prothèse esthétique qui permet de restaurer l'image symétrique des deux membres supérieurs ou inférieurs et favorise toutes les réactions de protection, d'équilibre, en recréant un schéma corporelnormal ; et la prothèse fonctionnelle qui a pour but d’effectuer les fonctions les plus basiques du membre manquant, offrant ainsi au patient une plus grande liberté d’action.

Depuis les années 80, une nouvelle gamme de prothèse fonctionnelle est proposée: les prothèses myoélectriques. Ces prothèses révolutionnaires semblent être contrôlées par la pensée des individus équipés. Nous nousintéresserons particulièrement à la prothèse myoélectrique de la main, étant l’un des organes le plus complexe mais aussi un des plus utiles du corps humain.

Mais comment le cerveau parvient-il à actionner une telle prothèse, comment cela fonctionne-t-il ? Afin de répondre à cette question notre étude suivra dans un premier temps le parcours du message nerveux du cerveau à la prothèse, puis nouscommenterons la réaction de la prothèse après la transmission de ce message à la prothèse.

I - LE PARCOURS DU MESSAGE DU
CERVEAU A LA PROTHESE.

1) Le message nerveux du cerveau au muscle.

a- Définitions des différents éléments du système nerveux

Pour comprendre comment la prothèse myoélectrique fonctionne, nous devons d’abord nous intéresser à l’acheminement du message nerveux aux muscles.Dans un premier temps, nous sommes dans l’obligation de définir quelques mots en rapport avec le système nerveux :

- Le système nerveux est un système en réseau formé des organes des sens, des nerfs, du cerveau, de la moelle épinière, etc. Il coordonne les mouvements musculaires, contrôle le fonctionnement des organes, véhicule les informations sensorielles et motrices vers les effecteurs(les muscles)…

- Un nerf est un cordon blanchâtre formé par des faisceaux de fibres nerveuses (axones ou dendrites), un nerf est en fait composé d’un grand nombre de neurones. Il conduit des messages nerveux et relie un centre nerveux à un organe.

On distingue deux types de nerfs : les nerfs sensitifs qui font remonter les informations depuis les récepteurs sensoriels (situés dans la peau, lesmuscles, etc.) Jusqu’au système nerveux central; et les nerfs moteurs qui transportent la commande motrice depuis le système nerveux central vers les effecteurs (principalement les muscles).

- Les centres nerveux sont les organes les plus importants dans le fonctionnement du système nerveux, il en existe de deux types pour les vertébrés : l’encéphale et la moelle épinière.

- L’encéphale estcomposé du cerveau, du cervelet et du tronc cérébral. Situés dans la boîte crânienne des vertébrés :

- Le cerveau est la partie de l’encéphale impliquée dans les actions volontaires de l’individu. Chez les mammifères, le cerveau est une masse repliée de cellules nerveuses, situées au-dessus du reste de l’encéphale.

Le cerveau est divisé en deux parties, les hémisphères cérébraux : chaque...
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