Les SVT dans l’académie de Versailles
Versailles

Enregistrer le réflexe myotatique

dimanche 16 septembre 2012, par Olivier Avisseau, Thierry Coince

Ce document a été conçu, courant 2011/2012, par un groupe de formateurs en ExAO de l’académie de Versailles à destination des collègues qui recherchent des pratiques pédagogiques pour construire la notion de réflexe myotatique avec leurs élèves de Terminale S dans le cadre du nouveau programme. Nous présentons ici l’intégralité des manipulations réalisées avec les différents fournisseurs ExAO : Jeulin, Eurosmart et Sordalab. Vos remarques et questions éventuelles sont les bienvenues et seront prises en compte avec attention pour améliorer ce document. Le groupe ExAO : Yann BOURVEN, Rozenn CERCLE, Dominique CREVEUIL, Isabelle METEYER.

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné TS
Partie du programme : Thème 3-B Neurone et fibre musculaire : la communication nerveuse Thème 3-B-1 Le réflexe myotatique, un exemple de commande réflexe du muscle
NOTIONS, COMPETENCES
Notions Le réflexe myotatique est un réflexe monosynaptique. Il met en jeu différents éléments qui constituent l’arc-réflexe. Le neurone moteur conduit un message nerveux codé en fréquence de potentiels d’actions. La commande de la contraction met en jeu le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.
Compétences Mettre en évidence les éléments de l’arc-réflexe à partir de matériels variés (enregistrements, logiciels de simulation). Observer et comparer des lames histologiques de fibre et de nerf. Observer des lames histologiques pour comprendre l’organisation de la moelle épinière.

Présentation Avec Eurosmart Avec Jeulin Avec Sordalab

Présentation

SCENARIO PÉDAGOGIQUE

- Acquis  :

  • 4ème : Relations au sein de l’organisme : communication nerveuse. (Organes sensoriels, centres nerveux, message nerveux moteur, neurone).
  • Seconde : Corps humain et santé : l’exercice physique. (Boucle réflexe de contrôle).
  • Première : S : De l’œil au cerveau : quelques aspects de la vision. (Aires corticales) + L/ES : (Transmission synaptique).

- Matériel  :

  • Positionnement des électrodes

Représentation schématique des muscles de la jambe gauche : D’après Anatomie et physiologie humaines – Elaine N. MARIEB 6ème édition.

Quel que soit le matériel utilisé, les mesures réalisées sont plus probantes sur le soléaire que sur le jumeau = gastrocnémien

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    • Il peut être pertinent de mettre dès le début de la manipulation plusieurs électrodes sur le muscle pour pouvoir changer facilement les électrodes connectées au cours de la séance.
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    • Ne pas les placer trop bas afin de ne pas être sur le tendon.
    • A partir du moment où une activité musculaire est enregistrée par le dispositif ExAO, la chaine ExAO fonctionne. Le non enregistrement du réflexe ou le mauvais enregistrement du réflexe est à chercher au niveau du positionnement des électrodes sur les muscles :
Les électrodes ne sont pas toutes positionnées sur le même muscle : placer de nouvelles électrodes sur le muscle Les électrodes sont sur le même muscle : essayer de rajouter une électrode sur le muscle étudié et repositionner les fils.
  • Principe d’enregistrement des électrodes : Par rapport à cette remarque, nous avons testé la position des électrodes de mesure et la distance entre elles. Le travail a été réalisé sur le matériel Eurosmart, mais le principe reste le même quelque soit le matériel.

Enregistrement sur soléaire avec éloignement différent des électrodes dans la longueur du muscle

    • Enregistrement rouge : écart de 10 cm entre les électrodes
    • Enregistrement fuchsia : écart 4,5 cm
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Enregistrement sur jumeau avec éloignement différent des électrodes dans la longueur du muscle

    • Enregistrement vert : écart de 5 cm entre les électrodes
    • Enregistrement violet : même niveau sur le muscle
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Conclusion : Il faut donc placer les électrodes de mesure les plus éloignées l’une de l’autre, en veillant bien à rester sur le même muscle.

Remarque  : Le soléaire est un muscle plus fusiforme que le jumeau, ce qui explique des résultats plus nets avec ce muscle. L’électrode correspondant à la masse doit être le plus éloigné possible des électrodes de mesures, par exemple en bas du muscle.

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Avec le matériel Eurosmart

- Matériel testé : Eurosmart, boitier V6, électrodes avec capteur ECGPHY-V6, marteau réflexe, LatisBio, Vista.

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3 montage eurosmart 1
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- Montage  :

  • Placer les électrodes légèrement sur le côté du mollet afin de les placer sur le jumeau externe (gastrocnémien), ne pas les placer trop bas afin de ne pas les placer sur le tendon.
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Remarque  : plusieurs patchs peuvent être placés afin de tester les meilleures positions des électrodes.

  • L’électrode verte se place en haut, la noire (masse) toujours en bas.
  • Décaler les électrodes verte et rouge afin de ne pas les laisser alignées.
  • Ne pas hésiter à regrouper les électrodes le plus haut possible, notamment chez les sujets ayant des muscles peu visibles.

- Réglage du logiciel  :

  • Tester en acquisition permanente si au cours de flexion-extension sur la pointe des pieds, on enregistre bien une ddp et régler le gain en actionnant le bouton du capteur.
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  • Dans acquisition rentrer les paramètres suivants :
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7 acquisitions
• Total = 100 ms

• Nombre de points = 1001

• Te = 1

• puis placer le curseur sur temps et appuyer sur entrée afin que le logiciel calcule Te (Intervalle de temps entre 2 points).

• Déclenchement : Source = externe (Pré-Trig se place par défaut à 0 %, laisser ainsi).

Appuyer sur F10 : Le logiciel attend le lancement de l’acquisition par la frappe du marteau.

- Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique : Electrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien)

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Autres résultats avec contraction volontaire du jumeau (extension du pied) :

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Enregistrement du réflexe myotatique sans contraction volontaire du jumeau
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Enregistrement de la contraction volontaire du jumeau (sans frappe)
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Enregistrement du réflexe myotatique avec contraction volontaire du jumeau

Autre mesure sur le soléaire externe


- Montage  :

  • Place des électrodes : afin de bien placer les électrodes, mettre le pied au sol posé sur la pointe et contracter les muscles du mollet pour faire saillir le soléaire. Placer les électrodes en ligne le long de ce muscle.
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  • Placer l’électrode verte en haut et la noire toujours en bas.
  • Régler de nouveau le gain par des flexions-extension du pied en enregistrant sur plusieurs secondes.

- Résultats  :

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AUTRES RÉSULTATS :

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Enregistrement soléaire cobaye 1
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Enregistrements soléaire cobaye 2
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Enregistrement jumeau cobaye 2

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refmyo eurosmart

Avec le matériel Jeulin

- Matériel testé  : Jeulin, Visio, Electrophy + ampli Electrophy avec pile 9V neuve, marteau réflexe (nouvelle version), ECG Electrodes, Atelier scientifique (version Bêta), Généraliste, Vista.

- Montage  :

  • Placer les électrodes légèrement sur le côté du mollet afin de les placer sur le jumeau externe (discussion sur la position des électrodes ci-dessus)
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  • Les capteurs jaune et rouge peuvent être inversés (en fonction du sens du signal) mais le violet est toujours en position basse.
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4 matériel
  • Tester en acquisition continue sur 200s des séries de contraction/relâchement du muscle du mollet (monter, descendre sur pointe des pieds) afin de vérifier le montage.
Test relâché contracté lors d’un enregistrement en continu (en non-filtré) Test relâché contracté lors d’un enregistrement en continu (en filtré)
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6 test relaché contracté
  • Ne pas hésiter à mettre d’autres électrodes placées différemment et refaire un test.
  • Tester le marteau (le logiciel dédié est parfait pour ça), celui-ci se branche sur le dessus de la Visio.
  • Régler le gain si l’acquisition sature.

- Réglage du logiciel  :

  • Utiliser le capteur filtré. Malgré les tests réalisés ensuite, il est recommandé d’utiliser le capteur filtré.
  • Temps : 150 à 200 ms
  • 5001 points.
  • Cocher la synchronisation.
  • Lancer l’acquisition.

- Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique : Electrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien)

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5 résultats 1

-  Trucs et astuces : Si vous obtenez un résultat comme ci-dessous :

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7 résultats inverses

Inverser alors les électrodes rouge et jaune.

Manipulation sur jumeau externe sans synchro

Objectif  : Mettre en évidence l’influence de l’environnement (électrique) lors de la manipulation (sans synchro).

- Montage

  • Placer les électrodes sur le muscle jumeau externe comme précédemment.
  • Réaliser les mêmes tests pour le marteau et le gain.
  • Brancher le marteau en position 2 sur l’interface pour travailler sans synchro.

- Réglage du logiciel :

  • Utiliser le capteur non filtré.
  • Temps : 5 secondes
  • 5001 points.
  • Lancer l’acquisition. Vous pouvez taper 2 à 3 fois.

- Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en plaçant l’interface près des appareils électriques et les électrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien)

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8 résultats sans synchro 1

Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en éloignant l’interface des appareils électriques et les électrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien)

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9 résultats sans synchro2

Manipulation sur jumeau externe avec synchro

Objectif  : Mettre en évidence l’influence de l’environnement (électrique) lors de la manipulation (avec synchro).

Même matériel

- Montage

  • Placer les électrodes sur le muscle jumeau externe comme précédemment.
  • Réaliser les mêmes tests pour le marteau et le gain.
  • Brancher le marteau en position synchro.

- Réglage du logiciel :

  • Utiliser le capteur non filtré.
  • Temps : 150 à 200 ms
  • 5001 points.
  • Cocher la synchronisation.
  • Lancer l’acquisition.

- Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en éloignant l’interface des appareils électriques et les électrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien)

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10 resultats avec synchro 1

Remarque  : il apparaît que la synchro ne fournit pas le meilleur résultat aujourd’hui !!!

Manipulation sur soléaire externe sans synchro

Objectif  : Réalisation de manipulations sur un autre muscle sans synchro : le soléaire externe.

Même matériel

- Montage

  • Placer les électrodes sur le muscle soléaire externe (voir paragraphe Eurosmart).
  • Réaliser les mêmes tests pour le marteau et le gain.
  • Brancher le marteau en position 2 sur l’interface pour travailler sans synchro.

- Réglage du logiciel :

  • Utiliser le capteur non filtré.
  • Temps : 10 secondes
  • 5001 points.
  • Lancer l’acquisition. Vous pouvez taper 2 à 3 fois.

- Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en éloignant l’interface des appareils électriques et les électrodes placées sur le soléaire externe

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11 résultats sans synchro soleaire

Manipulations sur soléaire externe

Objectif  : Réalisation de manipulations sur un autre muscle avec et sans synchro : le soléaire externe.

Même matériel

- Montage

Avec synchro Sans synchro

-  Placer les électrodes sur le muscle soléaire externe comme précédemment.
-  Réaliser les mêmes tests pour le marteau et le gain.
-  Brancher le marteau en position synchro

-  Placer les électrodes sur le muscle soléaire externe.
-  Réaliser les mêmes tests pour le marteau et le gain.
-  Brancher le marteau en position 2 sur l’interface pour travailler sans synchro

- Réglage du logiciel :

Avec synchro Sans synchro
  • Utiliser le capteur non filtré.
  • Temps : 150 à 200 ms
  • 5001 points.
  • Cocher la synchronisation.
  • Lancer l’acquisition.
  • Utiliser le capteur non filtré.
  • Temps : 10 secondes
  • 5001 points.
  • Lancer l’acquisition. Vous pouvez taper 2 à 3 fois.
  • - Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en éloignant l’interface des appareils électriques et les électrodes placées sur le soléaire externe

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    12 résultats soleaires avec et sans synchro

    Remarque  : VRAIMENT !!! Il apparaît que la synchro ne fournit pas le meilleur résultat aujourd’hui !!!

    L’adaptateur Electrophy 2 ESAO

    Pour terminer nous avons testé le nouvel adaptateur Electrophy 2 ESAO qui ne comporte pas d’ampli (avec pile) pour minimiser l’impact du matériel électrique pouvant être source de parasites.

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    13 adaptateur élecrophy2

    Enregistrement du réflexe myotatique obtenu en éloignant l’interface des appareils électriques et les électrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien) avec capteur Esao electrophy sans ampli

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    14 résultats avec électrophy2

    Autres résultats

    |Réflexe sur le soléaire en non-filtré, console isolée par du carton.| Réflexe sur le jumeau en non-filtré, console isolée par du carton.| |

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    15 résultats isolant et non filtré

    Même expérience que précédemment mais avec changement de « cobaye » : |Réflexe sur le soléaire en non-filtré, console isolée par du carton.| Réflexe sur le jumeau en non-filtré, console isolée par du carton.| |

    JPEG - 20.2 ko
    16 résultats isolant et non filtré cobaye 2

    Les expériences sur le soléaire permettent d’obtenir de meilleurs résultats.

    En cas de mauvaises mesures, vérifier régulièrement la réponse obtenue lors d’un enregistrement en continu en réalisant, sur la pointe des pieds, des séries contraction/relâchement du muscle du mollet en douceur.

    Enregistrements sur le soléaire sans et avec contraction volontaire des membres supérieurs en filtré

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    17 résultats autres

    - Télécharger le document

    Word - 1.8 Mo
    refmyo Jeulin

    Avec le matériel Sordalab (Pasco)

    - Matériel testé : Console GLX, USB Link, Electrocardiogram (EKG Sensor) avec analog adapter Pasport, Marteau Pasport, Data studio, W. 7.

    - Montage  :

    • Commencer par relier la console à l’ordinateur et charger l’activité sur Data Studio avant de brancher le capteur à l’USB link et le marteau sur la console.
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    1 montage reflexe myotatique sordalab
    • Configurer les capteurs : Tension en mV, fréquence de lecture : 1000 Hz, décocher fréquence cardiaque. La fréquence des points du marteau : Fréquence de lecture : 1000 Hz, cocher force compressive
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      2 reglages capteurs
    • Option d’échantillonnage : Onglet départ retardé : Valeur mesurée : Force, est supérieur à, 0,5 N
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      3 départ retardé
    • Arrêt automatique : Temps : 0,1 secondes
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      4 arrêt automatique
    • Placer les électrodes :
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      5 position électrodes

    Remarque  : Les enregistrements obtenus sont aussi bons en en utilisant les deux types d’électrodes.

    • Préparation du marteau : appuyer 3 secondes sur le bouton Zéro du marteau. Cette opération est à renouveler dès que le marteau ne déclenche plus l’enregistrement.
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      6 zéro marteau

    - Tester le montage

    • Réaliser des flexions extensions sur la pointe des pieds. On doit obtenir un enregistrement tel que celui situé ci-dessous. (enlever le départ retardé et arrêt automatique.) Test relâché contracté
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      7 test relaché contracté
    • Tester le marteau en tapant sur la table, l’enregistrement doit débuter.
    • Pour supprimer un essai : Onglet expérience(s) -> supprimer le dernier essai.

    - Résultats  : Enregistrement du réflexe myotatique : Electrodes placées sur le jumeau externe (=gastrocnémien) Graphique haut : enregistrement de la force (marteau réflexe) Graphique bas : enregistrement de la tension (électromyogramme)

    La fonction outil d’analyse du logiciel datastudio permet de déterminer le Δt entre le coup de marteau et la réponse du muscle.

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    12 résultats 4

    - Remarque générale :

    Le logiciel a tendance à interrompre régulièrement son activité lorsque les manipulations sont réalisées avec un adaptateur analogique branché à une GLX. Ce problème ne se pose plus si l’adaptateur analogique est connecté à l’ordinateur via un USB link ou via une console fixe.

    AUTRES RESULTATS

    Enregistrement jumeau

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    Enregistrement soléaire avec force de frappe différente

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    11 résultats 3

    Le matériel permet l’obtention d’un enregistrement pour le marteau réflexe. Il est donc possible de comparer la réponse musculaire en fonction de l’intensité de la stimulation (coup de marteau).

    - Télécharger le document

    Word - 1.4 Mo
    refmyo sordalab

    Le groupe ExAO : Yann BOURVEN, Rozenn CERCLE, Dominique CREVEUIL, Isabelle METEYER.


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