Le monde extérieur nous est rendu accessible par l'intermédiaire d'organes spécialisés dans la réception d'informations spécifiques de nature physique (lumière, vibrations sonores, pression, etc.) ou chimique (molécules : odeurs, saveurs). Ces organes récepteurs transforment les informations reçues en messages nerveux qui sont transmis par des nerfs sensitifs au système nerveux central. Dans chaque organe récepteur (oeil, oreille, peau, etc.), la réception des informations est réalisée par des cellules neurosensorielles spécialisées. On se propose d'en explorer quelques caractéristiques expérimentalement en utilisant des stimulus simples (substances chimiques pures, température).

I- MISE EN EVIDENCE ET LOCALISATION DE CHIMIORECEPTEURS

1. Localisation des récepteurs de la langue aux saveurs sucrées

Prélever dans un compte-gouttes de la solution de saccharose à 1% (le saccharose est le sucre alimentaire). Déposer une goutte sur la langue du sujet dans une des zones marquées 1 à 4 sur la carte et l'essuyer ensuite avec un papier filtre. Si votre sujet ressent une sensation sucrée, notez "S" sur la carte dans la zone correspondante et explorer les points voisins. S'il ne ressent pas de saveur sucrée, ne notez rien et explorer les régions voisines. Tester ainsi les différentes zones de la langue et noter les résultats sur le fond de carte fourni. De temps en temps, utiliser une goutte d'eau pour que le sujet ne s'habitue pas à un résultat positif.

2. Localisation des récepteurs aux saveurs salées

Refaire les mêmes expériences qu'au 1. en utilisant une solution de chlorure de sodium à 1% (le chlorure de sodium, NaCl, est le sel de notre alimentation). Noter "N" sur la carte de la langue chaque fois que votre voisin ressent une saveur salée.

3. Localisation des récepteurs à la saveur acide

Refaire les mêmes expériences que précédemment en utilisant de l'acide acétique à 1% (l'acide acétique, CH₃COOH,  est le principal constituant du vinaigre). Noter par un "A" sur la carte les zones sensibles à l'acide.

II- RECHERCHE DU SEUIL DE SENSIBILITE D'UN RECEPTEUR

Diluer 1 mL de la solution sucrée avec 1 mL d'eau distillée (dilution au 1/2). Tester si le sujet ressent une sensation sucrée sur la pointe de la langue. Reprendre 1 mL de la solution diluée et la diluer de nouveau avec 1 mL d'eau : on obtient une dilution au 1/4 (1/2x1/2). Tester de cette façon des dilutions de 1/2 en 1/2 jusqu'à ce que le sujet ne ressente plus aucune sensation sucrée : la dernière dilution pour laquelle il ressent une sensation sucrée est le seuil de sensibilité du récepteur.

Sachant que la concentration initiale du sucre était de 1 g/100 mL et que la masse moléculaire du saccharose est 342, calculer la concentration minimale de saccharose en mol/L qui peut être détectée par la langue.

III- LES RECEPTEURS THERMIQUES DE LA PEAU

1. Distribution

Tracer sur le dos de la main avec un stylo à bille un carré de 25 mm de côté divisé en 25 cases de 5 mm de côté.
Sur un papier calque, tracer 4 carrés de 10 cm de côté chacun et divisés en 25 cases de 2 cm de côté : ces grilles serviront à noter les résultats.
Appliquer sur la peau la tête d'un clou froid dans une des cases du carré. Si le sujet ressent une sensation de froid, noter F dans la case correspondante sur le calque. S'il ne ressent pas de sensation de froid, ne rien noter. Le sujet de l'expérience doit faire bien attention à ne pas confondre la sensation de contact du clou avec la sensation de froid.

Refaire la même expérience avec des clous chauds et noter les résultats sur la deuxième grille du calque.

Refaire la même série de deux expériences sur la paume de la main et noter les résultats sur les deux autres grilles du calque.

Pour l'analyse des résultats, penser à superposer les calques correspondant respectivement au chaud et au froid pour une même zone.

2. Sensibilité des récepteurs thermiques

Appliquer la main sur une plaque de marbre. Ressentez-vous une sensation de chaud ou de froid ?
Appliquer la main sur une pièce de lainage. Ressentez-vous une sensation de chaud ou de froid ?
Vérifier avec un thermomètre que ces deux objets sont à la température ambiante (autour de 20°C).
Sachant que la température du corps est de 37° environ, formuler une hypothèse sur la nature des stimulus auxquels sont sensibles les récepteurs thermiques de la peau.

I-

1. Coller sur la feuille de compte rendu la carte de la langue complétée avec les résultats.
2. Délimiter les zones où sont regroupés les récepteurs.

1. Donner le seuil de sensibilité que vous avez déterminé et le comparer à la moyenne de l'ensemble des mesures de la classe.
2. Déterminer la quantité de matière en moles et en grammes présente dans une goutte de la solution la moins concentrée détectée par le sujet (une goutte a un volume de 30 µL).

1. Coller les grilles de résultats sur la feuille de compte-rendu.
2. A partir de la comparaison de leur localisation, déterminer s'il s'agit des mêms récepteurs ou de récepteurs distincts.
3. Comparez leurs densités respectives sur le dos de la main et sur la paume de la main.
4. Donner votre hypothèse expliquant à quoi sont sensibles les récepteurs thermiques de la peau.