Neurophysiologie
Neurone : vue d'ensemble

Le tissu nerveux, d'origine ectodermique, se compose :

• de neurones,
• de cellules gliales.

Les vaisseaux et les méninges ne font pas partie du tissu nerveux et dérivent du mésoderme.

C'est Heinrich Wilhem Waldeyer (1836-1921) qui créa le mot " neurone " pour appeler la cellule nerveuse, unité structurelle fondamentale du système nerveux. La " théorie neuronale " avait été d'abord formulée par Santiago Ramón y Cajal à la fin des années 1880 avec la mise au point de la coloration argentique par Camillo Golgi ( un peu d'histoire et the discovery of the neuron 2006)

Propriétés neuronales

Le neurone est doté de propriétés spécifiques.

1. Les neurones sont excitables, i.e. ils peuvent créer des potentiels d'action (PA).

2. Lse neurones sont stimulables, i.e. ils peuvent développer ces PA suite à différentes stimulations :

• externes, i.e. par des récepteurs sensoriels,
• internes, i.e. par des modifications de l'homéostasie, par la nociception, ou les phénomènes cognitifs en général, apprentissage, pensée…

3. Les neurones sont conducteurs, i.e. capables de propager les PA le long de ces neurites (propagation de l'influx nerveux).

4. Les neurones ne peuvent plus se diviser à cause de leur spécialisation très poussée, i.e. leur destruction est irréversible, i.e. par exemple dans le cas des maladies neurodégénératives…

Lors de la neurogenèse, sous l'influence d'un programme génétique de prolifération, les neurones se multiplient de façon intense et envoient de très nombreux prolongements dendritiques ( théorie de Changeux).

Toutefois, dans le cerveau adulte, on trouve quelques exceptions :

• les cellules de l'aire subventriculaire (SVZ), partie du cerveau situé près des ventricules latéraux, qui produit
• 10 000 nouveaux neurones, chez la souris adulte dont la moitié est intégrés dans les cellules granulaires du bulbe olfactif ( neurogenèese olfactive),
• les cellules hippocampiques du gyrus denté (environ 1 400 neurones/jour chez l'homme).

Il semblerait que d'autres régions puissent produirent des cellules souches neuronales, comme le cerveau antérieur, le cervelet, le mésencéphale et la moelle épinière.

Par contre, corrolaire à cette non division, la vie des neurones, dans de bonnes conditions, est extrêmement longue, jusqu'à la durée maximale de vie de l'organisme, i.e. il n'y a pas d'horloge génétique prédéterminée pour leur destruction (Lifespan of neurons is uncoupled from organismal lifespan 2013).

5. Les neurones ne peuvent fonctionner qu'avec le glucose comme carburant et nécessite un apport important d'oxygène, i.e. une baisse de la concentration de ces deux moléculles (hypoglycémie et hypoxie) peut provoquer des troubles graves qui peuvent entraîner la mort.

Fonctions neuronales

Les neurones sont des cellules stimulables et excitables qui transmettent et modulent les signaux.

1. Les neurones recueillent des signaux provenant de plusieurs sources.

Les neurones sont en contact avec des boutons synaptiques et grâce aux chémorécepteurs présents sur leur membrane, ils collectent des informations en provenance d'autres neurones.

2. Les neurones intègrent l'information.

Tous les potentiels gradués, dendritiques et somatiques, sont additionnés par sommations spatiale et temporelle pour produire un potentiel synaptique global ( sommations neuronales).

3. Les neurones transforment l'information en signal électrique.

Le signal électrique, le potentiel d'action, est déclenché quant le potentiel synaptique global atteint un certain seuil : les électrorécepteurs sodium et potassium sont alors à la manœuvre ( mouvements ioniques lors du potentiel d'action).

Le signal éléctrique peut être transmis :

• directement par les synapses électriques,
• indirectement par les synapses chimiques, très majoritaires (environ 99 % des synapses), par la libération d'un neurotransmetteur chimique

4. Les neurones codent la fréquence des PA, i.e. l'intensité de la stimulation est reliée la fréquence des potentiels d'action générés ( codage en fréquence).

5. Les neurones s'adaptent, i.e. l'adaptation neuronale est une perte progressive de sensibilité présentée par de nombreux récepteurs, lorsque le stimulus est maintenu ( adaptation neuronale), est due aux :

• électrorécepteurs calcium,
• canaux potassium activés par le calcium.

6. Les neurones distribuent l'information à de nombreuses autres cellules et cette transmission peut être effective entre :

• deux neurones (synapses neuro-neuronales), le premier étant qualifié de présynaptique et le second de postsynaptique, et les neurones forment de vértables réseaux ( circuits neuronaux),
• un neurone et une autre cellule, musculaire ou glandulaire (synapses neuro-effectrices).

• à la diversité de la morphologie neuronale, environ au moins 200 types de cellules nerveuses distinctes ( classification des neurones),
• à la vitesse du métabolisme neuronal très élevée.

Structure neuronale