Biophysique

En a, coupe de la cochlée suivant l'axe (modiolus). En b, coupe transversale du tube cochléaire. 

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En a, sur la cochlée déroulée, effet d'une vibration de fréquence élevée, représentée au moment où la plaque de l'étrier s'enfonce dans la fenêtre ovale. En b, figuration très amplifiée, pour une fréquence de stimulation de 200 Hz, de 4 positions successives (1, 2, 3, 4) de la... 

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En vert, réponse mécanique de la membrane basilaire : niveau de pression acoustique (en dB, par référence à 2.10-5 pascal) que l'on doit exercer sur le tympan pour produire, en un point de la base de la cochlée (chez le chat), une amplitude de vibration de la membrane basilaire de... 

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Concentrations de Na⁺ et de K⁺ (en mmoles par litre) dans les divers compartiments cochléaires et potentiels permanents mesurés par rapport au plasma de la strie vasculaire. 

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Potentiel de récepteur intracellulaire d'une cellule ciliée interne du tour basal de la cochlée du cobaye. A-D : en réponse à un son de 300 Hz à différents niveaux d'intensité (indiqués sur les tracés). E : en réponse à un son de 3 000 Hz. F : relation entre la pression au tympan... 

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Les vaisseaux sanguins sont des tubes qui transportent le sang dans tout l'organisme. On distingue généralement les veines qui transportent le sang des organes vers le cœur et les artères, du cœur vers les organes. Là, un échange a lieu entre l'oxygène qui est transféré vers les organes... 

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Coupe frontale de l'articulation du genou droit. 

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Courbes du seuil d'audition et du seuil intolérable du système auditif humain. 

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Sensibilité différentielle d'intensité du système auditif humain. 

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Sensibilité différentielle de fréquence du système auditif humain. 

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Courbes isosoniques normalisées. 

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Variation de la sensation sonore avec la durée de l'excitation. 

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Relation entre les niveaux sones/phones (recommandation ISO R. 131. 1959). 

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Localisation des maxima de déplacement de la membrane basilaire pour des sons purs dont la fréquence est portée sur le schéma (cochlée humaine). D'après Stuhlman. 

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Le canal de transduction laisse passer des ions lorsque l'inclinaison des cellules accolées a détendu le ressort qui les relie. Ensuite, un glissement des structures canalaires sous l'action du ressort expliquerait l'adaptation en refermant l'orifice du canal (d'après Lenzi et Roberts). 

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L'électrocochléogramme (ECG) est un potentiel d'action composite obtenu chez l'homme en réponse à une stimulation (St) brève (inférieure à 2 ms) de 6 kHz. L'ECG est la somme de trois composantes : le potentiel de sommation (S), le potentiel microphonique (M) et les potentiels d'action... 

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Courbe d'abord établie pour une cellule du colliculus inférieur chez le chat. Les zones vertes représentent les zones d'excitation de la cellule en réponse à une stimulation de fréquence f et les autres zones caractérisent les zones d'inhibition modérée, partielle ou totale. Des courbes... 

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Variation comparée des tensions d'oxygène et de dioxyde de carbone au cours de la respiration, chez un animal à vie aquatique et chez l'homme, lors de la ventilation pulmonaire (en millimètres de mercure). 

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L'air contenant beaucoup plus d'oxygène à l'état gazeux que l'eau à l'état dissous, le volume d'air respiré par la tortue est bien inférieur au volume d'eau respiré par la truite. Il s'ensuit que la concentration (ou la pression partielle) de gaz carbonique est beaucoup plus forte dans le... 

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Pourcentage pondéral du système de soutien chez différents animaux en fonction de leur poids total. Pour les Vertébrés (lamproies, poissons osseux, oiseaux et mammifères), il s'agit du squelette dans le sens ordinaire. Pour les Invertébrés (escargots et araignées), il s'agit... 

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Ce schéma réunit la Na/K ATPase, qui crée un déséquilibre de concentration en ions Na+ et K+ de part et d'autre de la membrane, un transporteur, l'échangeur Na+/H+, qui utilise le gradient de sodium pour expulser les ions H+ du cytoplasme, et un canal potassique intervenant dans le maintien... 

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Circuit électrique symbolisant la membrane cellulaire. L'action intégrée des canaux et transporteurs membranaires peut être analysée à partir de ce modèle. 

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Noter les différences entre les temps et les fréquences d'ouverture pour les trois types de canaux enregistrés sur la figure : exemple 1, canal à Po élevée passant beaucoup de temps à l'état ouvert ; exemple 2, canal à Po plus faible, passant beaucoup de temps à l'état fermé ; exemple... 

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En a, relation courant-potentiel linéaire, pour un canal dont la conductance reste constante. Le point où la courbe coupe l'axe des ordonnées correspond au potentiel d'équilibre de l'ion, c'est-à-dire à la valeur de potentiel membranaire où aucun mouvement ionique n'est observé. En b,... 

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Événements d'ouverture-fermeture, en haut, et basculement du canal, en bas. 

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En a, représentation schématique de l'insertion d'un segment transmembranaire dans une bicouche lipidique. Noter la structure hélicale, permettant un masquage des groupements C=O et N-H, et le contact des chaînes latérales hydrophobes, R avec les lipides membranaires. En b, représentation… 

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En a, représentation en coupe du canal KcsA. Seuls les deux monomères (à gauche et à droite) présents dans le plan de la figure sont représentés, chaque trait noir correspondant à une liaison entre deux atomes. Les atomes formant le pore ionique sont représentés par de petites sphères... 

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Exemple d'animaux dépourvus d'appareil circulatoire différencié. 

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Schéma de l'appareil circulatoire humain. 

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Situation schématique des éléments du tissu nodal sur un cœur dont on aurait enlevé la paroi antérodroite, ouvrant ainsi les cavités droites. 

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Les différents stades de la révolution cardiaque normale et les variations successives des pressions en présence. 

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Variations des pressions et du volume ventriculaires gauches comparées aux courbes de pression aortique et auriculaire gauches. 

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Vitesse du courant circulatoire. 

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Variations des pressions dans le système circulatoire. 

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Schéma d'un réseau capillaire avec son canal préférentiel. 

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Sens des échanges d'eau entre le plasma et les liquides interstitiels, en fonction de la pression hydrostatique dans les capillaires. 

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Limites théoriques et réelles de la circulation pulmonaire. 

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Régulation nerveuse de la circulation sanguine… 

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Coupe transversale d'une torpille au niveau des lobes électriques, centres bulbaires de la commande nerveuse des organes électriques.À droite, des électroplaques schématisées en détail avec leur polarisation au repos (en bas) et en activité (en haut). Les points noirs figurent les... 

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À droite, circuits électriques simulant les accroissements de la conductance intramembranaire (sodique puis potassique) qui sont à la base du P.A. (l'accroissement transitoire de conductance est grossièrement imité par une manœuvre d'interrupteur qui fait passer résistances de l'infini à... 

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Courbes des variations de conductance sodique et potassique (en siemens S) qui déterminent la genèse et la forme du potentiel d'action. La portion notée e est due à une dépolarisation passive (électrotonus) provoquée par l'activité du segment voisin (d'après Hodgkin et Huxley, 1952,... 

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Pour recueillir le potentiel d'action d'un nerf ou d'un axone isolé : dispositif d'électrodes stimulatrices (s1, s2) et de dérivation (d1, d2), v, voltage appliqué. En haut, d2 est sur une région rendue... 

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Diagramme figurant une micro-électrode de verre pénétrant dans une cellule nerveuse (1→ 2) et démasquant ainsi le potentiel de repos (PR). Un potentiel d'action (PA), engendré par une stimulation S, apparaît après une conduction, soit antidromique (3), soit orthodromique (4).La stimulation... 

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La variation de potentiel ▵V est imposée à l'axone (fibre géante de calmar) dans un sens qui devrait faire sortir le courant. Cependant celui-ci, I, commence par entrer (courbe du bas). Cet effet paradoxal disparaît lorsque le milieu extracellulaire est privé d'ions Na+. Le... 

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Deux séquences d'impulsions nerveuses provenant du même neurone de l'écorce cérébrale et ceptées extérieurement à la cellule. En haut, exemple d'activité spontanée. En bas, exemple d'une modulation de cadence, imputable à l'intervention d'une excitation sensorielle passagère (trait... 

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Impulsions nerveuses provenant d'un neurone ganglionnaire de Mollusque (Aplysia) et captées à l'intérieur de la cellule.a et b : même neurone, mais en b l'électrode est proche du pacemaker ; on observe une oscillation de relaxation. c : oscillations de type sinusoïdal au voisinage du... 

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Enregistrements intracellulaires d'impulsions nerveuses dans deus régions activées d'un cerveau de Mammifère : (a) : pacemaker du type « à relaxation » (D. Albe-Fessard, 1970) et (b) : pacemaker du type « à ondes lentes » (Lux et Klee, 1963). 

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Trois aspects caractéristiques dissociés de l'état électrique instantané d'une fibre nerveuse (représentée par un demi-cylindre) en train de propager l'influx : flux de courant, onde de potentiel, charges membranaires. Le trait tireté dans les figures du haut et du bas indique l'endroit... 

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L'axone isolé, dont on a figuré les manchons de myéline, ne conduit plus l'influx provoqué par le stimulateur S lorsque le pont conducteur amovible P est enlevé : aucun potentiel d'action n'est détecté par l'oscillographe relié à l'amplificateur A (expérience de Huxley et Stämpfli,... 

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Potentiels d'action globaux recueillis sur une racine dorsale de la moelle d'un chat à 5 cm du point de stimulation. A gauche : nerf d'origine musculaire, stimulation faible, seules les fibres du groupe I ont été excitées. A droite : nerf complexe, stimulation forte, dissociation des... 

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Caractères optiques de l'œil normal (en haut) et propagation des rayons lumineux (en bas). 

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Schéma de l'E.R.G. en lumière rouge orangé d'un œil adapté à l'obscurité depuis environ 12 minutes. 

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Évolution de l'amplitude du potentiel de récepteur y = VIVmax en fonction du logarithme de l'intensité stimulatrice. Les points expérimentaux concernent 10 mesures. Le 0 de l'échelle Ig I correspond à 8,5 x 106 quantas absorbés (d'après : Baylor et Fuortes, 1970, modifié). On... 

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Réponse unitaire avec potentiel générateur et potentiels d'action (œil de Limulus). L'intensité relative de la stimulation lumineuse est indiquée pour chaque trace (d'après Fuortes, 1959). 

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Relation entre la fréquence (f) des potentiels d'action et le logarithme de l'intensité relative de la stimulation lumineuse (d'après : Hartline et Graham, 1932). 

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Potentiels de plaque motrice (P.P.M.) recueillis sur une seule fibre musculaire pendant la stimulation de son rameau nerveux : avant (a) et au cours d'une curarisation progressive (b et c) qui bloque l'action excitatrice de l'acétylcholine (d'après S. Kuffler, 1942). 

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Potentiels lents (P.R.D.) captés sur un filet de racine dorsale de moelle. Ils reflètent les activités synaptiques centrales produites par un, puis plusieurs (sommation) influx élémentaires naturels provenant d'une légère piqûre de la peau d'une grenouille (cliché original de A. Fessard et... 

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Potentiels postsynaptiques intracellulaires d'un neurone moteur, précédés (flèches) par les P.A. afférents captés, très déformés, par l'électrode intracellulaire. En haut : à gauche, effet dépolarisant ; à droite, effet hyperpolarisant. En bas : à gauche, la stimulation, plus... 

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Schéma de deux types de neurones empalés par une micro-électrode (m). Ils illustrent les types courants de contacts dans les organisations polysynaptiques. A gauche, soma d'un motoneurone de la moelle revêtu de boutons synaptiques, terminaisons de liaisons directes (1) ou indirectes (2 à... 

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Cas divers d'astigmatisme oculaire. 

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Variations du diamètre pupillaire ω pour l'œil moyen, en fonction de la luminance L du champ observé, un seul œil ouvert (a) ; les deux yeux ouverts (b). 

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Seuil de contraste C en fonction de la luminance L (coordonnées logarithmiques), lors de l'observation d'un disque d'angle apparent a (indiqué sur chaque courbe). 

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Limites de résolution s sur mires de Foucault en fonction de la luminance L pour trois valeurs du contraste C (coordonnées logarithmiques). 

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Limites de résolution s sur mires de Foucault, en fonction du diamètre utile de la pupille ω pour deux valeurs de la luminance et trois valeurs du contraste C (d'après A. Arnulf). 

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Courbe de sensibilité au contraste de l'œil pour différentes luminances (d'après Van Meeteren et Vos). 

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Exemple d'adaptation à la vision nocturne : seuil de luminance L (plus petite lumière visible) en fonction du temps t passé dans l'obscurité. 

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Vision binoculaire (angle de convergence f et dédoublements d'images). 

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Exemple de dédoublement du remotum (astigmatisme mixte). 

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Courbe d'absorption spectrale (densité) de la rhodopsine (d'après Wald). 

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Potentiel de récepteur d'une cellule photoréceptrice de Balanus : a, stimulation lumineuse faible (50 lux) ; b, stimulation plus intense (20 000 lux). 

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Potentiels de récepteur du cône de Tortue obtenus en réponse à quatre stimulations lumineuses (position du flash indiquée par la flèche), dont les intensités relatives sont indiquées sur les tracés. En ordonnées, la valeur du potentiel de membrane (d'après Baylor et Fuortes). 

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Réponses du segment externe d'un bâtonnet (de Crapaud) à une série de 40 flashes consécutifs (indiqués par les points) de très faible intensité et de longueur d'onde 500 nm. Intervalle entre les flashes : 8 s. La polarité a été inversée pour faciliter la lecture (d'après Baylor,... 

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Réponse d'un bâtonnet (B) et d'un cône (C) de Macaque à un flash lumineux (donné au temps 0). La polarité a été inversée pour faciliter la lecture. Abscisses : temps en secondes ; ordonnées : courant en picoampères (redessiné d'après Nunn et Baylor [B] et Nunn, Schnapf et... 

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Les trois types de cônes chez la Carpe. Réponses à des flashes d'égal flux quantique dont la longueur d'onde varie, de 20 en 20 nm, de 400 à 740 nm ; B, bleu ; V, vert ; R, rouge (d'après Tomita). 

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Courbes de densité spectrale des quatre photorécepteurs de la rétine humaine. Carrés : cônes « bleus » ; triangles : cônes « verts » ; cercles : cônes « rouges » ; cercles pleins : bâtonnets. Avec l'échelle d'abscisses utilisée (?1/4), les quatre courbes sont... 

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