Bases physiologiques du système nerveux centrales PDF

UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Bases physiologiques du système nerveux centrales Plan : -intro -historique -zoom sur la structure du neurone -la neurotransmission -les cellules gliales...

UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Bases physiologiques du système nerveux centrales Plan : -intro -historique -zoom sur la structure du neurone -la neurotransmission -les cellules gliales -exemples de réseaux neuronaux -conclusion Perspective historique : Les connaissances actuelles sur le fonctionnement du cerveau et du SN sont assez récentes et liées à l’innovation technologique, particulièrement à l’imagerie médicale. Jusqu’à récemment la technique principale utilisée était la dissection et la coloration de tissus post mortem ; cela limitait la compréhension du SN. Il y avait des connaissances en anatomie, mais très peu en fonctionnement/physiologie. Ex : La phrénologie (anciennement "crânioscopie") est un courant ayant fortement marqué les neurosciences dans les années 1810. Par définition, c'est l'étude du caractère d'après la conformation de leur crâne. C’est l’un des premier courant s’intéressant au fonctionnement du cerveau. Il a été proposé par le professeur Gall (qui a travaillé à l’université de Strasbourg) et son associé le Dr. Spurzheim (qui a théorisé les travaux du Pr. Gall). Le principe de la phrénologie est d’admettre que le cerveau possède autant d’organes (+/- développement des sous parties) qu’il existe de penchants, sentiments ou qualités morales. On pensait que le crâne était moulé sur le cerveau et que sa forme reflétait les personnalités et facultés d'un sujet. On pensait que plus une aire avait un volume important, plus l’individu était doué dans la spécialité de cette aire. À partir de là, Gall et Spurzheim ont déduit que l’on pouvait étudier le fonctionnement cognitif et la psychologie d’une personne à partir de la forme de son crâne. Cela a donné des interprétations excentriques ex : la division du cerveau en organes (=structures cérébrales) —>un organe pour la convoitise, un pour l’approbation, pour la bienveillance... On allait déduire la personnalité d’un patient selon les mesures de son crâne et ainsi décider de son suivi en psychiatrie. Les connaissances étaient très imprégnées par l’éducation et la morale de l’époque. C’est l’une des premières théories qui fait le lien entre les fonctions mentales et l’anatomie du cerveau. Cette théorie finie par être invalidée par l’académie des sciences. N.B. Les premiers outils de la phrénologie et les maquettes du Dr. Gall sont visibles au musée de l’Homme à Paris. 1 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 I. Organisation du système nerveux : Rappel du dernier cours: Dans ce cours, nous nous intéresserons plutôt à l’échelle microscopique. 1. Organisation histologique L’histo-neurologie est l’étude de la structure microscopique des tissus biologiques et notamment des cellules qui composent les tissus nerveux. SNC : - Neurones - Cellules gliales : Il s’agit d’une famille de cellules qui assurent l'homéostasie et l'approvisionnement en nutriment des cellules du tissu nerveux (astrocytes, oligodendrocytes, microgliocytes). Elles vont avoir 3 rôles : 1- assurer l’homéostasie des neurones. Garder à l’équilibre, réguler le bon fonctionnement des neurones (en apportant du glucose par exemple). Mais aussi en débarrassant les cellules mortes, 2- régulation et stabilisation du milieu neuronal. Cela se fera avec modulation des concentrations en ion qui sont autour des neurones. Cela aura un impact sur la transmission du message nerveux d’un neurone à l’autre. 3- Rôle structurel. Elles vont former le tissu nerveux, dont elles vont approvisionner les cellules de nutriments. - Endothéliocytes Ce sont des cellules endothéliales qui tapissent les vaisseaux sanguins dans la paroi la plus interne. Elles servent à la vasoconstriction et/ou vasodilatation. Elles modifient le tonus des vaisseaux 2 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 sanguins pour se coordonner avec le débit sanguin cérébral, en fonction du besoin en sang. - Cellules épendymaires : servent à former des cloisons dans le système pour séparer les liquides et cellules. - Cellules choroïdiennes : se trouvent notamment au niveau du cerveau (ventricule, canal épendymaire, méninges...). Elles ressemblent à des petits bourgeons, permettent la production du liquide céphalo-rachidien (LCR). SNP : - Neurones afférents (= cellules en T) -> mènent l’information des organes des sens vers le cerveau. - Neurones efférents (motoneurones ou neurones multipolaires viscéraux ou neurones moteurs) -> mènent l’information du cerveau aux muscles. - Cellules de Schwann : équivalent des oligodendrocytes du SNC, forment la gaine de myéline le long de l’axone des neurones. Schéma de l’organisation dans le SNC. Il s’agit d’un schéma simplifié. Il faut imaginer que dans la réalité c’est plus compact, ainsi cela permet une transmission d'information et une réaction rapide. a. LE NEURONE : Le neurone est l’unité fonctionnelle et structurelle du SNC, il sert à véhiculer des messages électriques. Toute la forme et la physiologie du neurone est orientée vers un seul but : la réception et la transmission des informations. 3 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Jusqu’à la fin du 19ème siècle, la théorie réticulaire prédominait en Europe ; on ne connaissait pas la notion de neurone et on pensait que le SN était un maillage continu (filet) sans cellule ou unité individuelle. Pourtant, dès 1830 on avait mis en évidence la présence de cellules distinctes dans le reste du corps. Les scientifiques n’arrivaient pas à étendre cette observation au SN à cause des limitations techniques : l’instrumentation et les techniques de coloration de l’époque ne permettaient pas de visualiser de manière assez précise le SN et ainsi de distinguer les neurones. Révolution des neurosciences vers la fin des années 1880 : Camillo Golgi (anatomiste italien) met au point une technique de coloration au nitrate d’argent permettant de visualiser les différentes parties du SN. Cette coloration a été adaptée et modifiée par Santiago Ramon Y Cajal (anatomiste espagnol) qui fût le premier à formuler que le cerveau avait une organisation discontinue et qu’il était composé d’unités séparées. Il a pu observer des corps cellulaires, des filaments et des micro-séparations. En 1891, Wilhelm Waldeyer (anatomiste allemand) introduit le mot "neurone", formalise et théorise ("théorie neuronale") le point de vue de Ramon y Cajal. C’est le début de la vision moderne que l’on a du SN. -> En 1906, Golgi et Ramon y Cajar reçoivent un prix Nobel conjoint de médecine. b. RÉSEAUX NEURONAUX : Les neurones se transmettent l’information au sein de chaînes fonctionnelles (= réseaux neuronaux, relais). Elles sont connectées pas des synapses. Elles permettent toutes les fonctions majeures du SNC (cognitives, motrices ou autonomes). Les réseaux sont très différents en fonction des structures anatomiques qu’ils impliquent et de la fonction qu’ils assurent (la forme est adaptée à la fonction). Ils évoluent avec le temps, on parle de plasticité (= capacité qu’ont les réseaux neuronaux à s’adapter et à évoluer au cours du temps en fonction des différentes contraintes). Il y aura des exemples de réseaux neuronaux à la fin du cours. II. Structure du neurone : Il est composé de 3 grades parties : - Noyau / corps cellulaire / soma : permet le fonctionnement et le maintien en vie du neurone. - Dendrites : prolongements du neurones (bcp plus courts que l’axone), il peut il n’y en avoir aucun, un ou plusieurs. Ils sont principalement récepteurs de l’information. - Axone : Long prolongement servant à véhiculer l’information. (Le début de l’axone se nomme « cône d’implantation », c’est-à-dire la partie qui s’affine ne partant du corps cellulaire pour aller vers l’axone) 4 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 - Terminaisons synaptiques : séparation en plusieurs prolongements au bout desquelles on aura des boutons synaptiques, ils permettent la connexion avec d’autres neurones et l’échange d’informations. Il existe différents types de neurones. Voici quelques sous-types : - Les neurones multipolaires : ont plusieurs dendrites assez fournies. Ces neurones sont souvent moteurs (motoneurones, qui amènent l’information de la moelle épinière vers les muscles effecteurs ou les neurones pyramidaux). - Les neurones bipolaires : ont une seule dendrite qui peut être ramifiée. Ce sont souvent des neurones sensitifs (rétine ou nerf olfactif par exemple). - Les neurones pseudo-unipolaire : Il n’y a pas réellement la structure de base (axone, dendrite et corps cellulaire), mais un long axone avec des prolongements sensitifs et reliés aux récepteurs sensoriels spécifiques (sensibles à la pression par exemple). A ne pas confondre avec des dendrites. a. L’AXONE : - Correspond au prolongement principal du neurone. - Parfois très long (+ de 1m) alors que le diamètre est minuscule (quelques microns). - 2 rôles fondamentaux : conduire le potentiel d’action (= de messages nerveux) et assurer le transport axonal (d’éléments chimiques par exemple). 5 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Transport de l’information : Possible grâce à la gaine de Myéline qui entoure l’axone. C’est une membrane composée à 80% de lipides (cholestérol, phospholipides, glycosphingolipides). Elle a pour but de protéger l’axone, de l’isoler et d’augmenter sa vitesse de conduction (= conduction saltatoire, la vitesse à laquelle le message nerveux va être transporté). Transport axonal : Transport par déplacement de vésicules qui contiennent des substances chimiques diverses (neurotransmetteurs, organites, molécules de signalisation...). Les dendrites et l’axone possèdent un cytosquelette, il peut être envisagé comme la charpente du neurone ; il maintient le volume et la forme général du neurone. On le retrouve sur le corps cellulaire, l’axone et les dendrites. Le cytosquelette : - Est composé de différentes sous unités, les microtubules : ils peuvent changer de longueur et de direction. - Sert de rampe pour le transport axonal. Les vésicules sont des capsules où sont renfermées certaines structures chimiques, comme des neurotransmetteurs, des organites… qui servent à la signalisation et au fonctionnement de la cellule. Elles sont donc transportées le long du cytosquelette. Elles sont accrochées à cette rampe est peuvent circuler : - Soit dans le sens antérograde (du corps cellulaire aux terminaisons synaptiques) comme pour la synthèse d’enzyme (pour créer des neurotransmetteurs par exemple). - Soit dans le sens rétrograde (inverse) notamment pour informer le corps cellulaire sur l’état et le bon fonctionnement des terminaisons axonales. Le transport se fait grâce à des protéines motrices capables d’utiliser l’énergie chimique produite par la cellule (notamment l’hydrolyse de l’ATP) pour générer un déplacement en changeant de conformation. Il en existe 2 types : - Les Kinésines : sens antérograde. - Les Dynéines : sens rétrograde. On parle presque de nano-machines car elles sont capables de produire un mouvement. Ex : Les mouvement de la kinésine font penser à un bonhomme qui marche : elle peut bouger la conformation des 2 hétéromères de façon alternée pour progresser le long du microtubule. 6 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Pour mieux comprendre : [https://www.youtube.com/watch?v=y-uuk4Pr2i8&t=2S] (lien proposé par Mme. Chabran). b. SYNAPSE : - C’est une zone spécialisée de contact qui permet la transmission à sens unique de l’influx nerveux entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice (muscle ou organe). - Elles sont généralement situées au bout des axones, au niveau des boutons synaptiques. Une synapse est donc un ensemble entre un bouton synaptique d’un neurone qui va connecter une partie d’un autre neurone/organe. La plupart du temps, les synapses sont axo-dendritiques : terminaison synaptique du neurone 1 avec les épines dendritiques du neurone 2. Mais d’autres synapses sont possibles : axo-somatique (entre l’axone et le soma d’un autre neurone), axo-axonale... Dans le langage courant, le neurone émetteur = élément pré-synaptiques et neurone récepteur = élément post-synaptique. La majorité des synapses sont de type chimique : quand l’information a été véhiculée, la transmission se fait sous la forme de sécrétion de neurotransmetteurs. Leur sécrétion se fait sous l’influence de potentiels d’actions (phénomène de "couplage ÉlectroChimique"). c. NEUROTRANSMETTEURS : Qu'est-ce qu'un neurotransmetteur ? Un neurotransmetteur est une substance qui est sécrétée à l'extrémité de l'axone (donc de la terminaison synaptique d'un neurone), grâce à un processus d'exocytose, c'est-à-dire de libération rapide, suite à une excitation électrique du neurone. Cette substance est capable d’agir sur d’autres neurones ou cellules. On a plusieurs critères pour définir un neurotransmetteur : C'est une substance qui est localisée dans les neurones du système nerveux central et qui a une distribution régionale spécifique selon la région cérébrale on va donc avoir plus de certains neurotransmetteurs parce qu'ils correspondent à des fonctions précises. 7 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Cette substance va être concentrée au niveau des terminaisons synaptiques du neurone. Le neurone doit être capable de fabriquer lui-même ce neurotransmetteur par biosynthèse Si on stimule le neurone électriquement ça va entraîner la libération de cette substance en quantité physiologiquement significative c'est-à-dire en quantité notable qui va avoir un effet sur la physiologie du système nerveux parce qu'il peut y avoir des substances qui vont être présentes dans les neurones et qui vont être sécrétées de façon moindre et qui n'auront pas d'impact sur les fonctions cognitives ou sur la circulation d'informations. Enfin, pour définir les neurotransmetteurs, on postule aussi qu'il faut qu'il existe des récepteurs spécifiques qui reconnaissent cette substance et qui vont pouvoir provoquer des modifications électriques chez le neurone qui reçoit l’information. Sans ces critères, on ne peut pas parler de neurotransmetteur ! C’est une convention internationale. Quelques autres exemples de neurotransmetteurs : a) Les neurotransmetteurs les plus connus dit « classiques » (les premiers découverts en neurosciences) : 1. L’acétylcholine (synthétisé à partir de composant lipidique) 2. La dopamine, noradrénaline, adrénaline, sérotonine, histamine (synthétisé à partir d'un acide aminé). La plupart du temps, on va classer les neurotransmetteurs par grande famille en se basant sur le type de composants à partir duquel sont formés ces neurotransmetteurs. Par exemple acétylcholine fait partie des neurotransmetteurs qui sont formés à partir d'un composant lipidique. On va trouver également la famille des monoamines qui sont formés à partir d'un acide aminé. b) D’autres neurotransmetteurs sont aussi directement des acides aminés. D’une part les neurotransmetteurs excitateurs, c'est-à-dire qu’ils ils vont permettre la diffusion d'un message nerveux dans le neurone. Par exemple, le glutamate et l’aspartate. D’autre part les neurotransmetteurs inhibiteurs, c'est-à-dire qui au contraire vont bloquer la circulation de l'information, comme le GABA ou la glycine. Quelques autres noms de neurotransmetteurs à retenir : Le glutamate : c'est le principal neurotransmetteur qui est excitateur dans le cerveau. 50 % des synapses du cerveau son glutamatergique, ils sont donc des glutamates qui produisent des véhicules de glutamate excitateur car cela va permettre de favoriser la circulation d'information. A l'inverse, un autre neurotransmetteur à connaître qui lui est inhibiteur et qui bloque les messages nerveux est le GABA. Il va être présent dans un tiers des synapses du système nerveux. 8 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 c) Les neuropeptides : Non opioïdes : comme la vasopressine, et l'ocytocine (que l’on appelle aussi parfois le neurotransmetteur de l'amour, qui va avoir un rôle important dans les relations interpersonnelles ainsi que dans l’empathie. Elle joue un rôle important dans le déclenchement de l'accouchement ou de l'allaitement et dont on pense qu'elle a une application dans les syndromes autistique). Les opioïdes : pro-opio-mélanocortine (POMC) et ses dérivés (dont B-endorphine) d) Les endocannabinoïdes : ils sont impliqués dans certains phénomènes d'addiction. e) Le monoxyde d'azote En dehors du monoxyde d'azote, chaque neurotransmetteur correspond à un récepteur membranaire spécifique présent à la surface des neurones et sur lequel il va se fixer pour l'activer. d. RECEPTEURS : Chaque neurotransmetteur correspond à un récepteur spécifique. Les récepteurs des neurotransmetteurs sont présents beaucoup au niveau des synapses mais on va les trouver aussi sur toute la membrane des neurones. Il existe deux types de récepteurs : Les récepteurs directs (ou ionotropique) : C’est une molécule neurotransmetteur qui va venir se fixer sur le récepteur qui est directement un canal. Lorsque la molécule se fixe on voit que le canal va s'ouvrir et cela va permettre à des ions ou des molécules présentes dans le liquide extracellulaire d’entrer à l'intérieur de la cellule. Cela se déroule en un temps. Ensuite il y a les récepteurs indirects (ou métabotropiques), pour lesquelles le principe va être le suivant : le neurotransmetteur va se fixer sur un récepteur qui va alors changer de conformation et va ensuite envoyer des messages chimiques (qui vont créer une cascade de signalisation cellulaire) a un canal situé à proximité qui lui va s'ouvrir et laisser entrer des ions présents dans le milieu extracellulaire. Cela se déroule en deux temps. En résumé, la synapse est une connexion entre deux neurones qui se fait grâce aux terminaisons synaptiques (qui possède des petits boutons) qui vont aller se connecter sur 9 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 un second neurone (la plupart du temps au niveau du dendrite ça peut être aussi l'axone ou le soma). Au niveau de ces terminaisons synaptiques, il va y avoir la production de substances chimiques permettant de véhiculer des messages qu'on appelle des neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs vont être d'abord contenus dans des petites vésicules qui vont fusionner avec la membrane et qui vont être libéré dans le petit espace qu'on va appeler ici la fente synaptique entre la terminaison synaptique et le neurone qui reçoit l'information. Du côté du neurone qui reçoit l'information, ces neurotransmetteurs vont aller se fixer sur des neurorécepteurs spécifiques qui vont s'ouvrir et vont laisser passer des ions et ainsi entrée des modifications chimiques et électriques à l'intérieur du second neurone et du récepteur. III. Neurotransmission (peut tomber en examen) : a. TRANSMISSION DES MESSAGES NERVEUX : Rappels : les neurones et leur fonction : Retenir le principe global de la fonction des neurones. La transmission d'informations se fait en plusieurs étapes : I. D'abord le neurone reçoit l’information sous forme chimique (donc au niveau de la dendrite le neurone va recevoir des neurotransmetteurs) II. Ensuite cette information chimique va être transmise au corps cellulaire du neurone et va entraîner des modifications électriques. Elle va être transportée sous forme électrique au niveau de l'axone (sous forme de potentiel d’action). III. Enfin au moment de la transmission au niveau des arborisations terminales (à un autre neurone), cette information est à nouveau sous forme de neurotransmetteur, soit sous format chimique. Ainsi, le signal est chimique => électrique => chimique 10 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Le neurone postsynaptique/récepteur : C’est le neurone qui reçoit les informations obtenues par la synapse. Ce neurone reçoit donc la terminaison axonale d'un autre neurone qui va faire des synapses et lui envoyer des informations. Potentiel de repos de la membrane : Le neurone, à l'état de repos, possède ce qu'on appelle un potentiel de repos membranaire. En effet, il existe une répartition inégale des ions entre l’intérieur et l’extérieur de la membrane du neurone. L’intérieur de la cellule est plus négatif en termes de charge électrique que l'extérieur du neurone. Cette différence de charge électrique entre l’intérieur et l’extérieur du neurone, que l’on appelle potentiel de repos membranaire, a une valeur comprise entre - 60 à - 100 mV. Au repos, il existe donc ce potentiel (par convetion) qui a une différence en moyenne d’environ - 70 mV (en termes de charge électrique entre l'intérieur et l'extérieur du neurone). D'où vient ce potentiel de repos ? Dans le milieu intracellulaire (à l’intérieur du neurone), on a naturellement plus d’ions potassium et peu d’ions sodium tandis que dans le milieu extracellulaire c'est-à-dire l'environnement de la cellule, on a un milieu qui est plus riche en sodium et il y a moins de potassium. (dans le cas idéal d’un neurone « neuf », qui n’aurait jamais servi, c’est théorique) Les concentrations de potassium se trouvent autour de 160 et le sodium 144. Évidemment il y a d’autres ions qui entrent en jeu mais pour simplifier le processus on s'intéressera surtout au sodium et au potassium. Donc à l'état de repos, on a beaucoup de potassium à l'intérieur de la cellule et beaucoup de sodium à l'extérieur. 11 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Ces ions répondent à des gradients de concentration, c'est-à-dire qu'ils ont tendance à vouloir aller là où les concentrations sont les plus faibles, donc les ions potassium vont avoir tendance à sortir de la cellule pour aller là où il y a moins de potassium (soit l’extérieur) et à l'inverse les ions sodium vont vouloir entrer dans la cellule afin de se retrouver où il y a moins de sodium (tout simplement pour s'équilibrer). Cette diffusion est possible car la cellule possède des canaux ioniques donc des canaux qui vont permettre la diffusion des molécules à travers la membrane cellulaire. Il y a des canaux spécifiques au potassium et des canaux spécifiques au sodium. On a ici deux types de canaux, mais en réalité la membrane est bien plus perméable au potassium qu’au sodium. Il y a très peu de sodium qui entre. Donc à l'état de repos on va avoir une fuite de l'intérieur de la cellule vers à l'extérieur des ions potassium et à l'inverse on va avoir aussi du sodium qui entre mais en plus petite quantité. On parle de canaux de fuite pour le potassium. Résultats : très rapidement, l'intérieur de la cellule va se retrouver avec peu de potassium et peu de sodium tandis qu’à l'extérieur de la cellule, il y aura beaucoup de potassium et de sodium. Ce qui explique qu'on observe à l'intérieur de la cellule une charge positive moins importante qu'à l'extérieur, on a donc plus d'ions positifs à l'intérieur qu’à l'extérieur ce qui explique la différence de potentiel qui est de - 70 mV. Ce potentiel doit rester autour de - 70 mV pour le bon fonctionnement du neurone. Mais si les canaux restent ouverts les ions potassium devrait continuer à sortir et donc la charge positive à l'intérieur de la cellule devrait continuer à baisser et ce potentiel devrait augmenter de plus en plus. C’est l’effet Gibbs-Donan, qui provoquerait un gonflement cellulaire par augmentation de concentration. Pour éviter cela et pour maintenir un potentiel de repos à - 70 mV, il existe un système qu'on appelle la pompe sodium-potassium (Na+K+ATPase). La Na+K+ATPase permet de contrer l'effet Gibbs-Donan. 12 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Il s'agit d'une pompe dynamique. Elle permet de compenser cette sortie massive de potassium et l’entrée de sodium. C'est une pompe qui va utiliser de l'énergie chimique produite dans la cellule à partir de l'ATP pour activement contrer ce mouvement de diffusion des ions, ainsi faire entrer du potassium dans la cellule et évacuer du sodium. C’est pour cela que l’on parle de pompe active. Grâce à cette pompe on va pouvoir maintenir un équilibre avec une concentration des ions qui sera constante pour avoir toujours un potentiel de repos à - 70 mV. A noter que lorsqu'il y a des dysfonctionnements de cette pompe sodium potassium et qu’il y a des problèmes de potentiel, cela peut créer des troubles très importants dans la circulation de l’information au niveau du système nerveux et notamment on sait que les dysfonctionnements de la pompe sont impliqués dans les phénomènes de syndromes migraineux chroniques et dans les épilepsies. b. RECEPTION DU MESSAGE NERVEUX : Au niveau de la synapse, des récepteurs situés sur la membrane du neurone postsynaptique vont recevoir des molécules de neurotransmetteurs qui sont envoyées par le neurone présynaptique. Il va y avoir une affinité spécifique : chaque neurotransmetteur va se réceptionner sur un récepteur qui lui est propre. Ensuite, 2eme étape, la fixation du neurotransmetteur va entraîner l'ouverture des canaux ioniques (pouvant être ionotropiques ou métabotropiques). 13 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Il va aussi y avoir une ouverture dans le même temps d'autres canaux qui ne sont pas situés au niveau de la synapse, mais situés plus loin, au niveau de la membrane du neurone. Cela est possible grâce à une cascade de messagers qui vont actionner les récepteurs à d’autres endroits de la cellule. Ils vont être ouvert à distance grâce à des mécanismes de signalisation cellulaire. Le résultat de ces différentes ouvertures de canaux va être une entrée des ions positifs à l'intérieur du neurone et cette entrée d'ions positifs va entraîner un bouleversement du potentiel de repos. Il va y avoir une entrée massive de sodium étant donné qu’il y en a beaucoup en dehors de la cellule. Auparavant ce potentiel était de - 70 mV, mais ce changement va produire une dépolarisation, c'est-à-dire que la charge positive va augmenter et on va passer à + x mV (au maximum 20 ou 30 mV). On parle de dépolarisation du neurone. Il perd sa charge négative. Pour résumer : le neurone récepteur reçoit des neurotransmetteurs, ouvre ses canaux, ce qui fait rentrer les ions sodium et le neurone perd son potentiel de repos et se dépolarise. Ce reversement temporaire du potentiel électrique (ou dépolarisation) peut éventuellement déclencher ce qu'on appelle un potentiel d'action (PA). Un PA est un message électrique qui va se créer à l’intérieur du neurone suite à ce changement de potentiel. Suite à ce changement de potentiel, cela peut ou non créer un PA. Ce bouleversement du potentiel électrique qui va se faire en plusieurs phases. Première phase : la dépolarisation (ouverture croissante de canaux Na+ voltage-dépendants) : On va passer du potentiel de repos - 70 mV à une ouverture croissante de canaux qui vont laisser rentrer du sodium. Lorsque l’on dit canaux voltage-dépendants c'est-à-dire des canaux qui sont sensibles aux potentiels de membrane. Le neurone reçoit la synapse et donc des ions positifs, cela change le potentiel de membrane et un certain nombre de protéines, sensible au potentiel de membrane, sentent ce changement et vont s’ouvrir et laisser entrer encore plus massivement des ions positifs. Il va donc y avoir une dépolarisation et la charge de la membrane va augmenter fortement vers le positif. Ensuite il va y avoir une repolarisation (ouverture de canaux K +) pour compenser cette dépolarisation. A un certain seuil (qui ne dépasse en général pas les 30 mV), 14 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 le neurone va essayer de s’équilibrer pour redescendre dans les négatifs. Des canaux sodium vont s'ouvrir et laisser sortir des ions positifs pour essayer de revenir au potentiel de repos. Cette repolarisation est en général assez forte ce qui va provoquer une petite étape où l’on va même passer en dessous du potentiel de repos car on va laisser sortir trop d’ions potassium. Il va donc y avoir une petite phase d’hyperpolarisation (+ de canaux K + ouverts // état de repos classique) pour revenir au potentiel de repos de -70mV. Donc un potentiel d'action se fait en 3 phases : dépolarisation, repolarisation et hyperpolarisation puis on revient ainsi au potentiel de repos. Ce renversement temporaire du potentiel électrique est l'unité fondamentale des informations du système nerveux. C’est la forme sous laquelle le message nerveux va être envoyé tout le long de l’axone. C'est-à-dire que le neurone va recevoir une information chimique via sa synapse, cette information chimique va modifier son potentiel de repos et peut entraîner ce phénomène électrique qu’on appelle un potentiel d’action (variation du potentiel de membrane). L’information dans le cerveau va être codée sous la forme de ces potentiels d'action c'est-à-dire que plus les potentiels d'actions sont nombreux et fréquents, plus l'information va être intense ou importante. Donc des potentiels d'actions peu nombreux envoyé à une fréquence faible vont être considérés comme une information « peu urgentes » et inversement, plus on va mettre de potentiels d'actions et plus la fréquence va être élevé, plus l’information va être importante et va circuler vite. Le nombre et la fréquence des potentiels d’action déterminent l’intensité de l’information. Si le neurone reçoit beaucoup de neurotransmetteurs, il va faire beaucoup de potentiels d’action, on considère l’information comme importante et elle va transiter plus rapidement. La production d'un potentiel d'action fonctionne selon "la règle du tout ou rien". La dépolarisation qui est entraînée par l'arrivée de neurotransmetteurs et l'ouverture des canaux ioniques dans la cellule s'appelle un potentiel post-synaptique excitateur (PPSE). On ne parle pas tout de suite de dépolarisation. C’est seulement si ce PPSE est assez important en intensité qu’il va dépasser un certain seuil et va se transformer en PA. Ensuite il va y avoir deux possibilités : 15 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Soit le potentiel post-synaptique excitateur est suffisamment important pour atteindre un seuil de sensibilité d'excitation du neurone et à ce moment-là il va se transformer en potentiel d'action qui va véhiculer le long de l'axone. Soit le PPSE n’est pas suffisamment important et ne dépasse pas le seuil d’excitation du neurone et va donc juste disparaître progressivement. On aura seulement un petit signal électrique mais cela n'entraînera pas de potentiel d'action et l’information ne sera pas transmise le long de l'axone. L’information issu de la synapse doit d'abord entraîner cette petite excitation qu'on appelle le PPSE. Il est beaucoup moins marqué que le potentiel d'action. S’il dépasse un certain seuil, donc si l’information est considérée comme assez importante, le message va donner un potentiel d'action et sera ensuite transmis aux axones. Pour ce faire, le potentiel d'action dépend de canaux sodiques voltage-dépendant, c'est-à-dire sensible au potentiel membranaire. Les potentiels post synaptiques qui sont excitateurs et issus des différentes synapses que reçoit le neurone vont se propager petit à petit du corps cellulaire vers l'axone. Ils ont une conduction passive et leur intensité est décroissante. Au fur et à mesure qu'ils se propagent ils vont s'affaiblir de plus en plus, car l’on a une production à la base d’énergie qui va devenir de plus en plus faible. Si une fois arrivé au bout du cône d'implantation le PPSE est toujours important pour dépasser le seuil d'excitation du neurone, cela va produire ce que l'on appelle le potentiel d'action et continuer de progresser le long de l'axone. Le PA aura quant à lui une conduction active et avec une intensité et une amplitude croissantes. Il crée sa propre énergie pour se déplacer. Comment cela va se produire ? La gaine de myéline qui entoure l’axone possède des petits segments qu’on appelle des nœuds de Ranvier. Chaque nœud de Ranvier est un "hot spot sodium", c’est à dire que c’est un endroit qui va présenter une forte densité de canaux capables de faire entrer du sodium et qui sont sensibles au potentiel membranaire. Ils peuvent faire des dépolarisations. Si un PPSE suffisamment fort arrive jusqu'au premier nœud de Ranvier il va provoquer dans ce nœud de Ranvier l'ouverture d'un grand nombre de canaux sodium. Cela va faire rentrer beaucoup d’ions positifs et cela va changer le potentiel de membrane et ainsi produire un potentiel d'action. Une fois que le potentiel d'action s’est produit, la dépolarisation va pouvoir circuler le long de l'axone. 16 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Les potentiels post-synaptiques excitateurs peuvent s’additionner. Les potentiels d'actions excitateurs sont pour des neurotransmetteurs excitateurs. C'est un neurotransmetteur de type glutamate qui excite. Mais il existe aussi des types de neurotransmetteurs qui sont inhibiteurs comme le GABA vu précédemment. Ces neurotransmetteurs inhibiteurs ne produisent pas de PPSE mais des PPSI potentiel post-synaptique inhibiteur. Les potentiels inhibiteurs contrent les PPSE. En effet, si un PPSI (inhibiteur), trop faible en termes d'intensité pour déclencher un potentiel d'action à lui seul, est reçu en grande quantité (venant éventuellement de plusieurs connections avec des neurones ou d’une même connexion), cela peut tout de même provoquer un PA. Ces potentiels post-synaptiques s’additionnent au niveau spatial et/ou dans le temps et ils vont pouvoir atteindre le seuil d'excitation du neurone et déclencher un potentiel d'action et ainsi une transmission de message. S’il y a un certain nombre de PPSE qui arrivent et qui devraient normalement créer un potentiel d'action mais dans un même temps certaines autres parties du neurone apportent des PPSI, ces dernières vont contrer les PPSE et donc finalement il n'y aura pas de production de potentiel d'action ni de transmission d'information. Dans certains réseaux neuronaux, il va y avoir des structures, si on prend l'exemple du mouvement, qui vont planifier et exécuter le mouvement mais aussi des structures de contrôle qui peuvent ajuster ou ralentir ce mouvement. A ce moment-là, on va freiner la circulation du message nerveux et des structures excitatrices de production du mouvement via des PPSI. Une fois que les PPSE ont réussi à passer le seuil d'excitation du neurone et aussi à produire un potentiel d'action, ce dernier va se propager le long de l'axone grâce aux nœuds de Ranvier. On a vu avec les PPSE que si on laisse juste cette dépolarisation électrique se déplacer toute seule le long de l'axone, elle va progressivement perdre en intensité jusqu'à s'éteindre. On peut donc imaginer que le potentiel d'action circulant le long de l'axone, qui peut faire jusqu'à 1m, va lui aussi s’atténuer. La solution qui existe au niveau du neurone sont les nœuds de Ranvier. À chaque nœud il va y avoir une ouverture massive de canaux voltage-dépendants, ce qui va renouveler le potentiel d'action. Au lieu de circuler tout le long de l'axone le potentiel d’action va sauter de nœud de Ranvier en nœud de Ranvier en se régénérant de proche en proche. C'est-à-dire qu'à partir du moment où le potentiel d'action est sur l'axone et circule sur les nœuds de Ranvier, ce dernier ne va jamais perdre en intensité. C’est le principe de la conduction saltatoire. Il se reproduit à l'identique tout le long de l'axone en sautant très rapidement d'un à l'autre et cela est possible grâce à la myéline. A savoir : une information ne peut circuler que dans un sens. Elle va partir du corps cellulaire du neurone vers la terminaison synaptique au bout de l'axone. Elle ne peut pas revenir en arrière car il existe ce que l'on appelle une période réfractaire qui dure 1 à 15 millisecondes. Une fois que le potentiel d'action est passé par un nœud de Ranvier, les canaux vont être saturés et ne pourront pas tout de suite se rouvrir, donc il va falloir un moment pour retrouver le potentiel de repos de la cellule pour qu'elle soit prête à subir une 17 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 nouvelle dépolarisation. Ainsi, ces zones du neurone ne sont plus excitables et le PA ne peut pas revenir en arrière, il ne peut que continuer dans un sens. Le neurone a reçu une information chimique issu d'une synapse, cela crée des modifications sur son potentiel électrique de membrane qui ont d'abord été des PPSE qui se sont accumulés pour dépasser le seuil excitation, ce qui a donné un potentiel d'action qui s'est ensuite transmis très rapidement le long de l’axone. Arrivé au bout de l'axone, donc au niveau de la terminaison synaptique du neurone, le neurone va faire synapse à son tour sur le neurone suivant. Et l'arrivée du potentiel d'action au niveau de la synapse va déclencher localement l'ouverture de canaux cette fois calcium (canaux calciques) qui sont eux aussi voltage-dépendants. Donc le potentiel d'action arrive puis change la polarisation de la membrane au niveau de la synapse. Cela va ouvrir des canaux qui vont faire entrer beaucoup de calcium. Ce dernier va provoquer la migration puis la fusion des vésicules synaptiques avec la membrane pour qu’elles puissent libérer les neurotransmetteurs qu’elles contiennent vers un neurone suivant. Lors du transport axonal, on a vu que le neurone transporte en permanence des substances chimiques depuis son corps cellulaire jusqu'au niveau des terminaisons synaptique. Notamment au niveau de ces terminaisons, il va y avoir des stocks de vésicules (des petits sacs qui contiennent des neurotransmetteurs) qui sont prêts à être expulsé au moment où il faut transmettre le message à un autre neurone. Les vésicules ont été fabriquées dans le corps cellulaire du neurone et ont été transportées le long de l’axone et stockées dans les boutons synaptiques en s’agrippant et se déplaçant le long du cytosquelette par l’intermédiaire des protéines motrices (kinésines et dynéines). Lorsqu’un potentiel d'action arrive et ouvre les canaux calciques, cela va donner le signal à ces vésicules de migrer vers le bord de la synapse et de fusionner avec la membrane afin de libérer leur contenu dans l'espace que l'on appelle la fente synaptique pour libérer les neurotransmetteurs. On a donc 2 choses qui se passent le long de l’axone : un transport de molécules chimiques et un transport du message électrique. Ces deux transports n’interfèrent pas entre eux Puis le neurone va à son tour passer le message à un autre neurone. Ensuite on recommence le cycle, donc le neurone suivant va recevoir ses neurotransmetteurs sur ses canaux, afin de subir une dépolarisation etc… Évidemment, ceci est une version simplifiée, mais dans la réalité, tout ceci est bien plus complexe. Notamment pour les mécanismes au niveau des canaux sodiques et à la fusion des vésicules puis la libération des neurotransmetteurs. (Ne pas retenir ce schéma) 18 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Schéma récapitulatif : IV. Cellules du SNC = les cellules gliales : a. PRÉSENTATION GÉNÉRALE : 19 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Il existe d’autres cellules dans le système nerveux central comme les cellules gliales elles aussi très importantes, ou encore les cellules lymphoïdes. Présentation générale : Les cellules gliales sont des cellules qui ne sont pas des neurones mais qui sont présentes également à proximité des neurones dans le système nerveux et qui assurent l'homéostasie donc la régulation et le maintien de l'équilibre du milieu neuronal. Elles ont des rôles multiples : Selon le type de cellule cela peut être simplement un rôle de support structurale, donc de maintenir la structure de la cellule et ses différents compartiments (cellule de support). Moduler la transmission synaptique (influence sur comment se propage un message d’un neurone à l’autre). Créer des gaines de myéline Entretenir les neurones Participer à l’immunité du système nerveux Ces cellules vont être très étroitement connectées entre elles et avec les neurones. En termes de proportion pendant longtemps on s'intéressait uniquement aux neurones et on avait peu ou pas de connaissances sur les cellules gliales à l'intérieur du cerveau. Puis, à une certaine période, on avait tendance à dire qu'il y avait plus de cellules gliales dans le cerveau que de neurones. Aujourd'hui on a une vision un peu plus mitigée c'est-à-dire qu'à l'échelle globale au niveau du système nerveux central, il y a environ autant de neurones que de cellules gliales (mais cela peut varier selon la région cérébrale). Il va y avoir des zones spécifiques où il y aura beaucoup plus de cellules gliales et inversement. C’est finalement assez faux de dire que le neurone est la cellule principale, car sans les cellules gliales, il ne peut rien faire. De plus, selon les régions du cerveaux, les neurones ne sont pas toujours les plus importants en termes de quantité. b. ASTROCYTES (= 1er type de cellule gliale) : Un premier type cellulaire très important, ce sont les astrocytes : 20 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Sur ces images au microscope avec des marquages, on peut observer les axones des neurones en jaune et en vert ce sont des astrocytes qui sont vraiment partout autour des neurones. En jaune et rouges se sont des vaisseaux et et artères sanguins. On observe donc une proximité entre les astrocytes et le système sanguin. Les astrocytes, de forme étoilée, ont 2 rôles principaux : La stabilité du milieu extracellulaire (vont avoir une activité d’échange d’ions qui va changer la concentration du milieu extracellulaire et donc sur la dépolarisation) Apporter des éléments nutritifs au neurone depuis le système vasculaire (surtout O2 et glucose pour l’énergie) Attention, le sang n’est jamais en contact avec les neurones car il toxique (cas de certains AVC) d’où l’importance des astrocyte de faire l’intermédiaire entre capillaire et neurones. Les astrocytes sont donc présents au niveau synaptique et au niveau du système vasculaire (veines et/ou artères). Elles font le lien entre ces 2 milieux. Les substrats énergétiques qui sont pompés dans la vascularisation vont être apportés à la fois aux structures présynaptiques et postsynaptiques. Lorsqu'il y a une synapse qui se crée entre deux neurones, il va y avoir un halo d’astrocyte qui va se créer autour permettant le bon fonctionnement en apportant tous les éléments nutritifs nécessaires. 21 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 L'apport va être adapté en fonction du besoin énergétique en lien avec la transmission synaptique. C'est-à-dire qu'il y a un couplage ("couplage neuro-vasculaire") entre l'activité des astrocytes et la vascularisation. Quand on aura besoin de beaucoup d'apport de nutriments, il va y avoir augmentation de la vascularisation et les astrocytes vont pomper plus et donc apporter plus de nutriments à la synapse. Les astrocytes vont aussi participer à la régulation dans le milieu extracellulaire (à l'extérieur des neurones) de la concentration de potassium (K+) et de sodium (Na+) ce qui va participer au bon maintien du potentiel de repos vu précédemment dans la membrane des neurones. Si jamais l'environnement extérieur des neurones est modifié et qu'il n'y a pas une concentration normale d’ions et bien la pompe de sodium potassium ne pourra pas fonctionner normalement et apporter de bonnes concentrations d’ions pour avoir le potentiel de repos de -70mV. Les astrocytes vont jouer un rôle très important car c'est eux qui vont permettre d'apporter le bon potentiel de repos des neurones mais aussi le bon fonctionnement des synapses. c. OLIGODENDROCYTES (2ème type de cellule gliale) : Deuxième type de cellule, ce sont les oligodendrocytes : Elles vont être connectées aux nœuds de Ranvier de la gaine de myéline qui passe sur les axones des neurones. Leur travail est de créer et d'entretenir la gaine de myéline. Ce qui va permettre la connexion rapide du message neuronal et notamment des potentiels d’action. 22 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Ils jouent également un rôle de nourricier. Ils vont participer à la nutrition des neurones. Dans le système nerveux central, ce sont les oligodendrocytes mais dans le système nerveux périphérique donc dans les nerfs crâniens, les nerfs spinaux et les ganglions on ne va pas parler d'oligodendrocytes mais il va y avoir des cellules un peu jumelles qui vont s'appeler les cellules de Schwann. Le nom est différent mais la fonction est la même qui est donc de créer des gaines de myéline. d. CELLULES MICROGLIALES ou MICROGLIE (3ème type de cellule gliale) : Autre type de cellule importante, ce sont les cellules microgliales ou microglie. Elles vont avoir de nombreuses fonctions différentes dont notamment la protection du système nerveux, immunité. Fonction similaire au macrophage. La microglie est une découverte plutôt récente et un domaine très dynamique des neurosciences actuel. Il y a beaucoup de choses que l'on ne connaît pas à leurs propos. On sait qu'elles participent à la barrière hémato méningé, c'est-à-dire d’isoler le tissu cérébral de la vascularisation et de l'extérieur du cerveau. Le sang et sa composition est "toxique" pour les tissus nerveux. On sait qu’elles interagissent de façon très riche avec les neurones pour des phénomènes immunitaire. Pendant longtemps, ces différentes cellules ont été interprétées comme mineures et on ne pensait pas qu'elles jouaient un rôle important dans la transmission du message nerveux et dans la survie du neurone. Exemple de différent réseaux neuronaux : Actuellement, on leur restitue de plus en plus d’importances, des cellules qui sont très étudiées et on commence à s'apercevoir qu'il y a de nombreuses pathologies et contrairement à ce que l'on pensait ne vont pas être dû à des perturbations au niveau du neurone mais plutôt à des perturbations au niveau de la glie. 23 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 On peut voir ces différentes cellules comme des chaperons des neurones. Cela reste des éléments de structure cruciaux et sans lesquels il ne pourrait pas y avoir de système nerveux et de circulation d'information. conception commune de tous les réseaux neuronaux : Organe récepteur -> voies périphériques (SNP, nerfs...) -> structures centrales segmentaires (moelle épinière) -> structures supra-segmentaires (tronc cérébral) -> structures sous corticales (noyaux gris centraux) -> structure corticale (cerveau) Les réseaux complexes sont ceux qui regroupent des neurones du SNC et du SNP. La plupart des grandes fonctions somatiques sont concernées par ce genre de réseaux complexes. Voies auditives : La cochlée (transforme les signaux acoustiques en message électrique) -> nerfs auditif -> moelle épinière -> tronc cérébral -> thalamus -> régions cérébrales spécialisées dans le traitement des informations auditives. Voie sensitive / Voie lemniscale : Véhicule les informations de sensibilité tactile (elle passe par le lemnisque médian, d’où son nom). 2 types d’information sont relayés au cerveau : 24 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Sensibilité épicritique : sensations tactiles fines au niveau de la peau. Sensibilité proprioceptive : informations envoyées via les ligaments et les articulations, elles renseignent sur la localisation du corps dans l’espace. Récepteur au touché (situés dans la peau) -> neurone sensoriel -> moelle épinière (corne dorsale) -> tronc cérébral (mésencéphale) -> thalamus -> cortex somato sensoriel primaire Dans la moelle épinière, les différents réseaux sont ordonnés : il y a des réseaux et des couches séparées pour traiter des informations de différentes modalités. Voies visuelles : Récepteur de la rétine -> tractus optique -> corps genouillés -> régions cérébrales. Réseau extrapyramidal ou parkinsonien : Constitué exclusivement de noyaux centraux et du cervelet. Sert à la motricité réflexe et le contrôle de la posture. Il sert à moduler la motricité. Quand il est atteint cela donne lieux à des syndromes parkinsonniens ou autres types de démences. C’est une atteinte de ces neurones qui crée ce syndrôme. Certains réseaux sont sous corticaux : ils restent dans les noyaux gris et ne vont pas jusque dans le cortex. Ils entretiennent généralement des connexions avec les neurones situés dans le cortex : ce sont les réseaux corticaux sous cortical. 25 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Il existe aussi des réseaux qui sont plus locaux et qui restent que dans le SNC ou que dans le SNP par exemple : Réseau du cortex cérébelleux (cervelet) : Le cervelet sert à la coordination temporale et spatiale du mouvement. Il y a différents types de cellules dans le cervelet, elles sont connectées et permettent un transfert rapide de l’information. Réseau hippocampique : L’hippocampe se trouve dans le cortex temporal interne, il est responsable de la mémoire antérograde (moments de notre vie, informations sémantiques générales, mémoire verbale et visio spatiale). C’est une toute petite structure enroulée ; elle contient un réseau très complexe de neurones. C’est un réseau très important mais aussi l’un des premier atteint, notamment dans la maladie d’Alzheimer. Circuits du cortex cérébral : On retrouve plusieurs couches de cellule au sein de la matière grise, le nombre de couche diffère en fonction du type de cortex. Les parties plus sensorielles ont des couches plus épaisses alors que celles du cortex associatif (qui soutient les fonctions cognitives) sont plus fines. L’information peut circuler d’une région à l’autre mais aussi en profondeur à l’intérieur d’une région (entre les couches). Ici, le réseaux s’établit localement entre les différentes couches en horizontalement. C’est ce qu’on appelle aussi les réseaux cortico-corticaux (liaisons à l’intérieur du cerveau) : Sous-tendent les fonctions intellectuelles et les aptitudes cognitives les plus complexes. Ce sont des réseaux entre différentes régions du cerveau. Ex : réseau du language : Il associe l’air de Broca (gyrus frontal inférieur) à des régions motrices, pariétales, temporales supérieures (Air de Wernicke) et au cortex auditif primaire. Dans le cadre du langage, de nombreuses régions cérébrales doivent travailler ensemble, les informations circulent en faisant une bouche. Réseau de la cognition sociale : Dans des travaux de 2008, on a mis en évidence un ensemble de régions cérébrales permettent la cognition sociale (compréhension des émotion fines, des attitudes, intentions, du ton de la voix...) ; elles s’activent également quand on effectue un jugement moral (quand on essaye de donner une valence positive ou négative à des actions). 26 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Ce réseau regroupe des régions très éparses à l’intérieur du cerveau. Réseau de l’expérience religieuse mystique : Mis en évidence par Beauregard et Paquette en 2006. Historique : Une équipe de Montréal a fait passer des IRM à des sœurs Carmélites pratiquant la prière contemplative (proche de la méditation, d’un état de trans). Ils se sont aperçus que certaines régions très précises s’activaient lorsque les sœurs décrivaient « un sentiment de plénitude et de paix intérieure ». Il a ensuite été proposé à des personnes souffrant de dépressions chroniques et d’angoisses sévères de suivre un entrainement pour activer les régions en question. 2 méthodes d’entrainement : Neuro-feedback : quand la région cérébrale ciblée est en action, il y a une réaction de l’animation sur écran. On peut ainsi travailler l’activation ou l’inhibition de certaines régions. TMS : envoi d’énergie par onde magnétique à l’intérieur du cerveau et activation de façon passive des région cérébrales ciblées. 30 patients ont suivi cet entraînement pendant plusieurs mois. → 80% des patients ont eu une diminution de leur syndrome dépressif et de la fréquence des crises d’angoisse. Les réseaux « émotionnels » : Ce sont probablement les plus complexes, ils associent un très grand nombre de structures au sein du cerveau, avec des possibilités de modulation. Ex : réseau de la peur : les circuits sont extrêmement complexes -> ils font intervenir de nombreuses régions cérébrales, corticales, sous-corticales, des réseaux hormonaux et le système autonome (cœur, respiration...). CONCLUSION Pour conclure, le système nerveux répond à des règles physiologiques qui sont complexes. Il y a de nombreuses fonctions du système nerveux qui dépendent des réseaux cérébraux et des régions impliquées. La notion de réseau est fondamentale car elle sous-tend toute l'approche fonctionnelle et elle rend indispensable la connaissance de l’anatomie. À retenir que le système nerveux fonctionne en réseau, c'est-à-dire que la base du système nerveux est la transmission d'information (donc transmission de neurones un neurone). L'unité constitutive de tous les réseaux est le neurone et pour son fonctionnement efficace il faut une coopération avec les cellules gliales. Les potentiels de repos de la membrane et le bon fonctionnement synaptique serait impossible sans cellules gliales opérationnelles. La physiologie du neurone repose sur trois aspects indissociables : cyto-histologique, électrique et chimique. Il faut : Une forme de neurone qui soit adaptée à sa fonction Une cellule qui soit excitable d’un point de vue électrique, Une cellule qui soit équipée d’un point de vue neurochimique pour produire ou recevoir des neurotransmetteurs. 27 sur 28 UE4 - Neurophysiologie 12/09/2023 Il y a une jonction entre une information chimique et une information électrique, les neurotransmetteurs vont activer des canaux voltage-dépendants qui vont créer des modifications électriques dans la cellule. Pour finir, les cellules gliales jouent un rôle primordial dans le système nerveux. Ce qu'il faut retenir : 1. Le principe de réseaux cérébraux 2. La structure du neurone 3. Le fonctionnement d'un neurotransmetteur 4. Savoir expliquer les grandes étapes de la neurotransmission avec ses différentes étapes (de la réception du neurotransmetteur/les potentiels synaptique/le potentiel d'action/la libération des neurotransmetteurs) 5. Les différents types de cellules gliales et à quoi servent-elles ? Exemple de question typique à l'examen : Expliquer comment la forme et la physiologie du neurone est dédié à la transmission d'information Expliquer les grandes parties du neurone et comment est véhiculée l’information. 28 sur 28