Expérience: Activez votre Système Nerveux Sympathique

Contexte

La plupart de nos expériences de physiologie humaine ont porté sur le système nerveux volontaire (Neurosciences Neuromusculaires) ou la perception (Neurosciences sensorielles); mais nous parlerons ici de la partie « involontaire » du système nerveux, le système nerveux autonome. Le système nerveux autonome contrôle des choses dont nous sommes à la fois conscients et inconscients, mais n’ont généralement pas beaucoup de contrôle sur la digestion, l’homéostasie, la transpiration, la pression artérielle, la fréquence cardiaque et bien d’autres. Il est traditionnellement divisé en deux systèmes, la division sympathique (qui active la réponse « combat ou fuite » inventée) et la division parasympathique (qui active la réponse « repos et digestion » également inventée).

Nous pouvons étudier les effets de l’activation nerveuse sympathique en mesurant la fréquence cardiaque. Dans notre expérience cardiaque précédente, nous avons observé les impulsions électriques du cœur et l’augmentation de la fréquence cardiaque pendant l’exercice. Allons un peu plus loin dans la physiologie de la fréquence cardiaque et essayons d’activer spécifiquement la réponse « combat ou fuite » de votre système nerveux sympathique. Que se passe-t-il dans  » combat ou fuite? »Comme vous pouvez l’imaginer, face à une menace, disons, une grande ombre se déplaçant dans la nuit, la fréquence cardiaque augmente, la transpiration commence, la respiration augmente, la digestion est inhibée, les yeux se dilatent et bien d’autres choses.

Alternativement, le parasympathique active la réponse « repos et digestion », qui effectue le contraire de toutes les choses énumérées ci-dessus (la fréquence cardiaque diminue, la digestion s’active, la salivation augmente, etc.). Beaucoup de ces réactions dans les systèmes sympathique et parasympathique sont contrôlées par des hormones, qu’il peut être utile de considérer comme des « neurotransmetteurs », mais qui pénètrent dans la circulation sanguine au lieu de la fente synaptique pour trouver leurs cibles, et au lieu de temps de réponse de 1 ms dans le cerveau, les hormones ont des temps de réponse de l’ordre de quelques secondes à quelques minutes sur plusieurs structures du corps.

Par exemple, lorsque le système nerveux sympathique est activé, l’hypophyse, qui se ramifie anatomiquement de l’hypothalamus dans le cerveau, libère l’hormone adrénocorticotrope (ACTH) dans la circulation sanguine, augmente les niveaux de cortisol, provoquant divers changements physiologiques, y compris une augmentation de la fréquence cardiaque. Simultanément, la glande surrénale, un ganglion neural situé sur les reins, libère de la noradrénaline et a un effet similaire sur le cœur.

Pour activer votre système nerveux sympathique, nous utiliserons le fameux stimulus « eau glacée ». Ceci est souvent utilisé dans les études sur la douleur car les humains peuvent le tolérer, tout le monde a déjà eu des mains froides, ce n’est pas effrayant et n’entraîne pas de dommages psychologiques, et c’est un bon stimulus modèle facile à reproduire dans les laboratoires du monde entier. Plus vous gardez votre main dans de l’eau glacée, plus elle devient douloureuse, activant votre système nerveux sympathique, ce qui entraînera une augmentation de la fréquence cardiaque.

Voyons maintenant par nous-mêmes!

Téléchargements

Avant de commencer, assurez-vous que l’enregistreur Backyard Brains Spike est installé sur votre ordinateur. Le programme Backyard Brains Spike Recorder vous permet de visualiser et d’enregistrer les données sur votre ordinateur lors d’expériences. Nous avons également créé un document de laboratoire simple pour vous aider à tabuler vos données.

Vidéo

Documents d’impression

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Procédure

Expérience de l’eau glacée sur la fréquence cardiaque

Remarque si l’électrocardiogramme semble bizarre (à l’envers), échangez les deux pinces crocodiles rouges sur les avant-bras opposés.

Si vous répétez suffisamment d’observations, vous pouvez faire des tests d’hypothèses statistiques. Variante – La réponse de plongée

Pendant que nous sommes mis en place pour cette expérience, nous examinons également un autre effet sur la fréquence cardiaque, appelé réflexe de plongée. Lorsqu’un lion phoque ou un autre mammifère marin plonge, sa fréquence cardiaque diminue et les veines et les artères des tissus périphériques et des membres se contractent. Cela limite le flux sanguin vers les organes non liés à la plongée, réduit la consommation d’oxygène du cœur et maintient le flux sanguin vers le cerveau.

Mais saviez-vous que cette réponse existe chez tous les mammifères, y compris chez vous ? Lorsque l’eau froide entre en contact avec votre visage et que vous retenez votre souffle, nous pouvons voir le « réflexe de plongée » comme une diminution de la fréquence cardiaque. Nous pouvons faire des variations pour séparer les effets du contact de l’eau sur le visage par rapport au simple fait de retenir votre respiration.

Expérience de Réponse de plongée de Fréquence cardiaque

Note: La supervision de l’instructeur est conseillée lorsque vous faites cette expérience en classe

Notes