Structure
des neuronesOn pense que le système nerveux compte plus de 1000 milliards de neurones interconnectés. Bien que les neurones ne soient pas tous identiques, leur forme et certaines caractéristiques permettent de les répartir en quelques grandes classes. En effet, il est aussi important de savoir, que les neurones n'ont pas tous un comportement similaire en fonction de leur position dans le cerveau. Avant de rentrer plus en avant dans les détails, examinons un neurone. On peut le décomposer en trois régions principales:
Il contient le noyau du neurone ainsi que la machine biochimique nécessaire à la synthèse des enzymes. Ce corps cellulaire de forme sphérique ou pyramidale contient aussi les autres molécules essentielles à la vie de la cellule. Sa taille est de quelques microns de diamètre.
Ce sont de fines extensions tubulaires qui se ramifient autour du neurone et forment une sorte de vaste arborescence. Les signaux envoyés au neurone sont captés par les dendrites. Leur taille est de quelques dizaines de microns de longueur.
C'est le long de l'axone que les signaux partent du neurone. Contrairement aux dendrites qui se ramifient autour du neurone, l'axone est plus long et se ramifie à son extrémité ou il se connecte aux dendrites des autres neurones. Sa taille peut varier entre quelques millimètres à plusieurs mètres.
Fonctionnement
des neuronesChaque neurone est une cellule. Autour du noyau, on trouve le corps cellulaire (soma). Celui-ci se prolonge par un axone unique et comporte de nombreux dendrites qui constituent son organe "d'entrée". Chaque neurone est asservi au maintien d'un gradient électrique (potentiel membranaire) d'environ -70mV entre le milieu extérieur et le soma (intérieur du neurone).
L’'influx nerveux est assimilable à un signal électrique, se propageant dans les neurones de la manière suivante
L’'influx nerveux, ou potentiel d’'action, résulte d’'une activité électrochimique. Un transfert d’'ions sodium (Na+) de l'’extérieur à l'’intérieur de l'’axone ou d'’ions potassium (K-) de l'’intérieur vers l’'extérieur aux noeuds de Ranvier (un étranglement de l'’axone) permet de dépolariser localement la fibre nerveuse et ainsi de transmettre un potentiel d’'action.
L'’influx nerveux n’est pas atténué au cours de sa transmission et est invariant en forme et amplitude. Le seul paramètre variable est la fréquence de passage de l’'influx nerveux. Ce passage permet de modifier les deux premiers paramètres uniquement par effet de superposition ou addition au niveau des synapses. Ce train d'’ondes dont l'’amplitude électrique mesurable par électroencéphalogramme est de l’ordre de 50mV se déplace le long des fibres neuronales à une allure variant de 10 à 100 m/s.
La transmission du potentiel d’'action au travers des synapses n’'est pas similaire à une simple connexion électrique entre deux conducteurs. En effet, l'’arrivée d’'un potentiel d'’action à l’'extrémité d'’un axone entraîne le passage en plus ou moins grande quantité de neurotransmetteurs chimiques dans l'’intervalle synaptique.
Ces neurotransmetteurs dépolarisent alors la membrane post-synaptique d’'une dendrite ou les hyper-polarisent dans le cas des synapses inhibitrices. Ils permettent alors un passage pondéré de l'’influx nerveux. Cependant, ces modifications sont mineures et nécessitent donc pour déclencher l'’envoi d’'un potentiel d'’action de la part du neurone stimulé, soit un grand nombre de stimulations provenant de plusieurs neurones, soit des stimulations à hautes fréquences de la part d’'un plus petit nombre de neurones. C'est un effet d’intégration du signal.
Les neurotransmetteurs stockés dans la vésicule sont systématiquement re-synthétisés après le passage de l'’influx nerveux. Ainsi, il y a une « remise en état » très rapide.
Le
cerveauLe cerveau humain pèse environ 1,500Kg. Il est composé de trois couches successives :
Le cerveau peut aussi être décomposé en un certain nombre de régions, tant sur le plan morphologique que fonctionnel. Si la plupart des fonctions sont réparties de manière symétrique sur les deux hémisphères du cerveau, un certain nombre de fonctions « de haut niveau » ne sont en fait affectées qu’'à un seul hémisphère. Il est aussi important de noter que plusieurs types de neurones peuvent exister au niveau du cortex (pyramidaux, stellaires, en panier, ...) et sont structurés à la fois horizontalement et verticalement.
La notion de Population de Neurones définie par Hebb a permis de décrire une sorte de Coopération entre neurones. Chacun des neurones de cette population est nécessaire pour maintenir l’'activation des autres. On retrouve l'’opposé de cette notion pour décrire des neurones ayant un fonctionnement concurrentiel. Lorsque dans un ensemble de neurones concurrentiels seul un neurone reste actif, on dit qu’'il y a eu un choix ou un phénomène de type « winner takes all ». Le système nerveux est aussi capable de s'’adapter, c’'est à dire de modifier les efficacités synaptiques. La règle de Hebb qui renforce les corrélations les plus importantes est l'’une des premières à avoir été formalisée. Cette règle semble d’'ailleurs être utilisée dans le cerveau.
Le cerveau n’est donc pas composé d’'un seul type de neurones mais au contraire de plusieurs types de neurones avec des topologies et des ensembles de connexions variés en relation avec la fonction du neurone (ouïe, vue, mémoire, ...).
Retour
à la page principale.