Ce logiciel windows, conçu pour plusieurs niveaux, intègre des résultats expérimentaux, des expériences réalisables en direct sur certains de nos récepteurs sensoriels, sans interface, des modèles et des simulations. Il se présente sous forme de modules indépendants, accessibles par des onglets.

Il est en LIBRE ACCES, et demande à être validé. C'est à partir de vos remarques que l'auteur pourra apporter des améliorations.
Notez qu'il représente un travail énorme et que la documentation n'est donc pas encore intégrée à tous les modules.

Le fichier téléchargeable est compressé, et peut fonctionner en local ou en réseau ou à partir d'un CD-ROM en lançant le fichier RECEPT.EXE qui appelle d'autres modules etc...
Dans ce même fichier compressé un logiciel de traitement d'images d'électrophorèse (\electro\electro.exe); un logiciel de simulation d'arbres généalogiques (\genet\genet.exe); un logiciel de modélisation de régulation des taux d'hormones sexuelles (\reprod\testowin.exe) tous du même auteur. Merci de m'envoyer vos remarques à l'adresse suivante: ftilquin@ac-grenoble.fr

téléchargement par partie (décompressez ces fichiers dans le même répertoire)
cass1.zip(897 K)   cass2.zip (786K)   cass3.zip(966K)  docu.zip(507K)  logi1.zip( 651K)  logi2.zip(622K)

Expériences des contrastes successifs:

Ces expériences consistent à montrer l'adaptation d’une perception à une stimulation constante.

L'expérience: Le sujet fixe une image, sans bouger les yeux, pendant environ 30 secondes, puis apparaît un fond blanc. Il se concentre alors sur ses sensations colorées.

Les résultats: le sujet perçoit alors des couleurs différentes qui apparaissent à la place des couleurs observées en raison de l'adaptation de sa perception à la couleur observée. Le blanc étant fomé de la couleur observée et de sa couleur complémentaire, il aura donc la sensation de la couleur complémentaire.

Contrôle des observations: Le sujet doit indiquer les couleurs observées par contraste successif, et le logiciel contrôle la pertinence de ses réponses.

Simulation de l'adaptation: Dans la dernière partie de cette première activité, le sujet peut simuler le contraste successif en proposant une teinte observée puis en diminuant l'intensité de la perception de cette teinte. Il obtient ensuite la teinte perçue par contraste successif en complétant la sensation avec du blanc c'est à dire toutes les teintes auquelles il enlève une partie de la teinte à laquelle il est devenu moins sensible.

Expériences sur les champs récepteurs, et mécanismes inhibiteurs:

Champs récepteurs et mécanismes inhibiteurs: l'expérience consiste à observer ce qui se passe à l'intersection des lignes des deux figures du haut.

Dans la figure de gauche, une tache noire apparaît à l'intersection des lignes blanches. Les cellules rétiniennes stimulées par l'image de cette intersection sont inhibées par les cellules juxtaposées (4 travées) alors qu'elles mêmes ne le sont que par deux travées donc paraissent plus claires. L'effet est bien visible en rétine périphérique at augmente le contratse (inhibition latérale).

Dans la figure de droite, l'intersection des travées sombres paraît plus claire. Les cellules juxtaposées stimuleés, inhibent d’autant plus le centre que la surface éclairée est grande. A l’intersection des bandes sombres, l’inhibition est donc plus faible.

Logiciel synapse: (F.Tilquin 01/2000)

Le logiciel synapse simule la transmission synaptique, les sommations, spatiales, temporelles, les mécanismes inhibiteurs (hormis l'inhibition présynaptique) , et permet de voir les PPSE, et PPSI. Un récepteur est également disponible (soie sensorielle).

L' utilisateur choisit de stimuler une fibre quelconque en utilisant un bouton. La répétition d'une pression sur le même bouton simule une sommation temporelle. Certains boutons couvrent plusieurs fibres (sommation spatiale). Le logiciel met en évidence la polarisation de la synapse, et le fait que le neurone ou le nerf peuvent laisser circuler l'information dans les deux sens. La stimulation antidromique est possible et ne donne pas de réponse de l'autre côté de la synapse alors qu'un PA nait dans la fibre stimulée.

Des drogues stimulatrices ou inhibitrices sont également disponibles. Elles sont appliquées au niveau des synapses grâce à de petites seringues et donnent naissance à un PPSE ou un PPSI selon le type de synapse considéré.

L'utilisateur peut également mettre des bloquants dont l'action n'est visible que s'il y a stimulation de la fibre afférente.

Les actions de ces drogues sont temporaires.

Un contrôle des connaissances est éffectué, de même que la détermiation des seuils de réponse des axones.

L'aide est au format winhelp.

Mise en évidence de la loi de Fechner (Sensation=k*log(Intensité) par le seuil différentiel de Weber

L'expérience consiste à porter un poids différent à chaque bras (bouteilles d'eau portées par des ficelles derrière le dos par exemple) et à mesurer le seuil de discrimination des poids portés en fonction de la valeur absolue de ceux-ci. Le logiciel vient aider à collecter les résultats et à traiter les réponses.

On constate que le pouvoir discriminateur est d'autant plus grand que la stimulation est faible:

pour de faibles poids, l'utilisateur parvient à faire des différences de seulement quelques grammes entre le bras gauche et le bras droit. Lorsque les poids augmentent, il faut ajouter à l'un des deux bras des poids plus importants pour que l'utilisateur fasse la différence: delta(Intensité) / Intensité =constante (on distingue mieux deux gris que deux blancs)

Delta(I)/I est la variation minimale de l’intensité de stimulation qui correspond à une variation minimale de sensation delta(S). En cherchant à connaitre la valeur absolue de la sensation S, il faut intégrer A*dS=dI/I.

S=K*somme(dI/I) d’où S=K*log(I) formule de la sensation de Fechner.
 
 

Cette expérience peut aider à faire comprendre que la musique ne s'écoute pas à pleine puissance, car la sensibilité de l'oreille est moins bonne à la perception des nuances, mais peut être est-ce celà que le jeune recherche lorsqu'il pousse le volume sonore de sa chaîne ou de son auto-radio.

Physiologie de l'axone et du nerf:

Cette partie du logiciel exploite des résultats ExAO (logiciel DOS et enregistrements CASSYBIO fournis) et simule une stimulation d'un nerf ou d'un axone.

Les résultats ExAO permettent de mesurer la période réfractaire relative, et absolue et conduit à la détermination de la fréquence maximale des potentiels d'action qui peuvent transiter sur un nerf ou un axone.

Simulations des stimulations nerveuses:

L'utilisateur peut placer les électrodes où il veut sauf en alternance stimulation, réception.

L'interversion cathode-anode des électrodes stimulatrices est prévues, de même que l'interversion des électrodes réceptrices, et les enregistrements à une seule électrode réceptrice (monophasiques).

Les périodes réfractaire absolues et relatives sont également prévues, de même que la sommation de deux stimulations sous-maximales et sous-liminaires.

Activité volontaire, activité réflexe.

Des fichiers ExAO permettent de mesurer le délais d'apparition entre le réflexe achilléen et le mouvement volontaire en réponse à la perception du choc du marteau (réponse électrique stéréotypée à 30 ms pour le réflexe et 150 à 250 ms pour la réponse volontaire)

Ces résultats sont à comparer avec ceux obtenus grâce au logiciel réaction (ci-dessous). Celui-ci permet la mesure du temps de réaction à l'apparition d'une figure simple, ou complexe parmi d'autres, ou à la comparaison entre plusieurs figures qui apparaissent dans deux fenêtres.

Logiciel réaction: les temps de réponse sont variables en fonction de la difficulté de l'exercice demandé. Il est possible de programmer le type d'exercice, et d'inclure ses propres figures. La réponse de l'utilisateur consiste à appuyer sur <espace> lorsque les figures satisfont au test demandé. Le logiciel mesure son temps de réponse, les erreurs, les oublis et traite graphiquement ces résultats.

Equilibres ioniques, potentiel électrochimique:

Cette dernière partie est une modélisation des équilibres ioniques. Il comprend deux modules dont une simulation dans laquelle on voit les forces de diffusion et les forces électriques apparaître et se contrarier jusqu'au potentiel d'équilibre. L'utilisateur choisit les concentrations de part et d'autre de la membrane de même que les perméabilités et obtient des réponses sous forme de variations du potentiel membranaire.

Les variations des perméabilités en fonction du temps peuvent être programmées et stockées dans un fichier. Le logiciel calcul alors les variations du potentiel membranaire résultant de ces variations.

Cet exemple montre que lorsque l'on part avec des concentrations ioniques biologiques de part et d'autre de la membrane et maintenues constantes de part et d'autre par le transport actif, avec une perméabilité faible mais constante au potassium, la membrane se polarise vers le potentiel d'équilibre du potassium (potentiel de repos). Un potentiel d'action long est obtenu à l'ouverture des canaux sodium puis à leur fermeture, mais la repolarisation est très longue du fait de la faible perméabilité au potassium. La repolarisation est alors activée par l'ouverture des canaux potassium.

L'hyperpolarisation post réactionnelle n'est pas possible dans ce genre de modélisation, car le potentiel de repos n'est définit que par la perméabilité au potassium. Le chlore n'est pas prévu dans la constitution du potentiel de repos, aussi une forte ouverture des canaux potassium ne provoque pas une hyperpolarisation .

Le potentiel d'équilibre:

La simulation ne laisse passer qu'une espèce ionique, et il existe l'électroneutralité dans chaque compartiment au début. A mesure que se déroule le temps, les cations de la seule espèce ionique qui franchit la membrane sont séparés de leurs anions,ce qui crée de part et d'autre de cette membrane un champ électrique qui a tendance à les ramener dans l'autre sens. Les mouvements de diffusion sont alors compensés par les mouvements résultants du champ électrique. Très peu d'ions ont alors franchi la membrane ce qui n'a rien changé dans les concentrations initiales.

Après quelques instants, le compartiment de droite s'est enrichit de quelques cations y créant un excès de charges positives (extérieur positif au repos) alors que le compartiment de gauche s'en est appauvrit de la même quantité, créant un excès de charges négatives (intérieur négatif au repos).

Enfin l'équilibre est obtenu lorsque l'espèce ionique satisfait au même potentiel électrochimique de part et d'autre de la membrane, c'est à dire lorsque les forces électriques et les forces de diffusion sont les mêmes.