La conduction du message nerveux - Maxicours MAXICOURS

La conduction du message nerveux

Objectif(s)
Connaître les caractéristiques structurales du neurone.
Comprendre les propriétés particulières de cette cellule à l'origine de l’élaboration et de la propagation du message nerveux le long de la fibre nerveuse.

Un peu d’histoire


Dans l’histoire des neurosciences, comprendre que le système nerveux était constitué de cellules distinctes reliées entre elles fut une étape décisive dans la compréhension de son fonctionnement.
Un scientifique du 19e siècle, Ramon y Cajal montra l’existence des neurones et leur grande diversité dans l’organisme.
Pour cela, il utilisa une coloration particulière mise au point par Golgi (un médecin Italien), qui permit de colorer l’intérieur des cellules. Ces deux chercheurs ont été récompensés par le prix Nobel de physiologie en 1906.
1. Le neurone


Le neurone est constitué :

• d’un corps cellulaire où se trouve le noyau ;

de dendrites qui reçoivent des informations. Ce sont ces prolongements qui reçoivent les informations provenant d’autres neurones. En moyenne, on en compte plusieurs milliers par cellule nerveuse (les schémas de neurone sont donc très simplifiés par rapport à la réalité).

d’un axone appelé également fibre nerveuse qui est un prolongement unique de la cellule. Il peut être très long (de la taille de la jambe par exemple) et son rôle est de conduire le message nerveux.

• De plusieurs terminaisons se terminant chacune par un bouton synaptique. Selon le type de neurone, l’information est alors transmise soit à d’autres cellules nerveuses : par des synapses neuro-neuroniques, soit à des fibres musculaires : par des synapses neuromusculaires.
2. Enregistrer l'activité d'une fibre nerveuse
L’activité au niveau d’un neurone peut être étudiée à l’aide de micro-électrodes réceptrices. Le signal capté est amplifié et envoyé vers un oscilloscope.
Une des micro-électrodes est laissée dans le milieu extracellulaire, l’autre est plantée dans la fibre nerveuse.
Des expériences sont réalisées en utilisant des axones de calmar. Ce mollusque possède la particularité d’avoir des neurones géants dont les fibres nerveuses ont un diamètre pouvant mesurer 1 mm, faciles à utiliser en électrophysiologie.



Observation :
Tant que les deux électrodes se trouvent à l’extérieur de la fibre, la différence de potentiel (ddp) visualisée sur l’écran de l’oscilloscope est égale à 0 mV.
Planter une des micro-électrodes dans la fibre entraîne une modification de la ddp. On remarque qu’elle devient négative, environ - 70 mV.

Interprétation :
La membrane des cellules est polarisée
, sa face interne est électronégative par rapport à sa face externe. La différence de polarisation est de – 70 mV entre les deux faces.

Remarque : Toutes les cellules de l’organisme montrent une différence de potentiel membranaire. La spécificité des neurones vient de leur particularité à modifier cette ddp.
3. Le neurone, une cellule excitable
Au dispositif permettant de mettre en évidence le potentiel de repos (partie 2) est ajoutée une électrode excitatrice capable de stimuler électriquement l’axone de calmar à un point donné.
Une série de stimulations d’intensités croissantes est appliquée.
On constate que, si l’intensité de la stimulation est suffisante, un potentiel d’action se déclenche.


Il constitue le signal nerveux élémentaire de la fibre nerveuse. Il consiste en une dépolarisation transitoire de la différence de potentiel membranaire : la face interne de la membrane de l’axone devient positive. Puis la différence de potentiel retrouve la valeur qu’elle avait au repos : repolarisation.

4. Les propriétés de l’activité d’une fibre nerveuse
Quel que soit l’endroit de la fibre nerveuse où l'on enregistre un potentiel d’action, on constate que le signal est toujours le même. De plus, son intensité reste identique à partir du moment où la valeur du seuil de stimulation est franchie. C’est la loi du tout ou rien.
 
Or, la cellule nerveuse doit être capable de propager des messages nerveux d’intensités variables. On constate que plus l'information à transmettre est intense, plus le nombre de potentiels d'action dans un temps donné sera important.

Il s’agit donc d’un codage en fréquence de l’intensité du message nerveux.


L'essentiel
Le neurone reçoit des informations principalement au niveau de son corps cellulaire ou de ses dendrites.
Suite à une stimulation d'intensité suffisante (au-dessus du seuil), il peut transmettre un message nerveux à une autre cellule (neurone, muscle...).
L'activité élémentaire enregistrée au niveau de l'axone du neurone est appelée « potentiel d'action ». Il consiste à une dépolarisation brève du potentiel membranaire. Le potentiel d'action possède toujours les mêmes caractéristiques. L'intensité de la réponse à des stimulations d'intensités variables se fait donc grâce à un codage en fréquence des potentiels d'action.

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