Voici un article sur le cerveau, cet organe si fascinant à mes yeux. En effet, le cerveau humain pèse en moyenne 1,3 – 1,4 Kg et régule nos mouvements, nos apprentissages, nos souvenirs, notre appétit,… c’est plutôt impressionnant non?! Mais quelles sont les cellules responsables de ces fonctions et comment fonctionnent-elles? Un livre entier ne serait pas suffisant pour expliquer de façon approfondie les connaissances actuelles, mais voici quelques informations qui pourraient vous aider à y voir un peu plus clair.
Comme tout organe de notre corps, le cerveau se compose de milliards de cellules. La cellule étant l’unité fonctionnelle de base de notre organisme. Il y a deux grandes familles de cellules au sein de notre cerveau: les neurones et les cellules gliales. Pour cet article, focalisons nous sur les neurones.
Les neurones sont spécialisés dans le convoi d’un potentiel d’action afin de transmettre des « messages ». Tout comme les autres cellules de notre organisme, les neurones sont composés d’un corps cellulaire contenant un noyau (où se situe l’information génétique de la cellule) et différents organites (mitochondrie, réticulum endoplasmique, appareil de Golgi,…). Toutefois, une particularité des neurones réside dans la présence de deux types de prolongements: un axone et des dendrites (Fig. 1). L’axone est le prolongement spécialisé dans la transmission d’un signal depuis le corps cellulaire vers d’autres neurones. Les dendrites sont beaucoup plus ramifiées, plus nombreuses et sont spécialisées dans la réception des informations venant d’autres neurones afin de les transmettre au corps cellulaire.
Comment les neurones communiquent-ils entre eux?
Afin de communiquer, deux neurones doivent former une zone de connexion appelée synapse. Le neurone situé en amont du point de connexion, le neurone présynaptique, transmet un message au neurone en aval, le neurone postsynaptique (Fig. 1). Ce dernier va intégrer l’information qu’il reçoit du neurone présynaptique et, si nécessaire, la communiquer à d’autres neurones. Il devient alors l’élément présynaptique communiquant avec un/des neurone(s) postsynaptique(s). En réalité les neurones forment des circuits complexes où un neurone peut recevoir simultanément des informations venant de nombreux neurones, intégrer ces informations et décider du message à transmettre aux prochains neurones. Cependant dans un soucis de clarté, focalisons nous sur deux neurones.
Figure 1: Neurone présynaptique et postsynaptique.
La majorité des synapses au sein de notre cerveau sont dites chimiques. Un messager chimique transmet l’information de la cellule présynaptique à la cellule postsynaptique. L’information est tout d’abord véhiculée au sein du neurone présynaptique sous la forme d’un potentiel d’action (influx nerveux) (Fig. 2). Cet influx nerveux induit l’ouverture de canaux calciques dépendants du voltage au niveau de la membrane du neurone présynaptique (imaginez l’ouverture de petites portes dans la membrane, qui ne laisseraient passer que les ions calcium). Des ions calcium entrent alors dans la cellule présynaptique (en passant par ces canaux) et déclenchent la fusion de vésicules synaptiques contenant les neurotransmetteurs avec la membrane du neurone présynaptique. Les neurotransmetteurs alors libérés dans la fente synaptique (l’espace entre le neurone pré et postsynaptique) sont les messagers chimiques qui transmettent l’information d’un neurone à l’autre. Ils se fixent à des récepteurs qui leur sont spécifiques au niveau de la membrane du neurone postsynaptique et déclenchent une réponse au sein du neurone postsynaptique (Fig. 2). Il existe différents types de neurotransmetteurs qui activent chacun des récepteurs spécifiques, un peu comme chaque clé ouvre une serrure différente.
Figure 2: la transmission synaptique
Par exemple une libération du neurotransmetteur glutamate et sa liaison au récepteur NMDA va induire l’entrée de calcium (ion chargé positivement) dans le neurone postsynaptique et en quelque sorte son activation. Par contre une libération de GABA et sa fixation sur le récepteur GABA A va entrainer une entrée de l’ion chlore (chargé négativement) dans la cellule, ce qui peut dans ce cas être assimilé à une inhibition. Le neurotransmetteur libéré dans la fente synaptique et le récepteur sur lequel il se lie déterminent donc la nature de la réponse postsynaptique. Les neurotransmetteurs sont ensuite recapturés par le neurone présynaptique via des transporteurs afin d’être recyclés et/ou diffusent dans le fente synaptique (Fig. 2). la recapture et/ou diffusion sont des mécanismes importants afin de stopper la réponse au signal préalablement transmis
Ces mécanismes sont à la base du fonctionnement du cerveau et sont utilisés par vos neurones pour communiquer et réagir à toutes les stimulations. Pour écouter, regarder, bouger, parler, rire, penser,… des réseaux de neurones particulièrement complexes doivent communiquer. C’est notamment le cas à cet instant précis, alors que vous lisez cette phrase. Pour mieux vous représenter cette conversation incessante, imaginez que la planète Terre est votre cerveau et que les humains sont les neurones. A tout instant T, de nombreux humains communiquent entre eux et font passer un message. Si par exemple vous parlez avec de multiples personnes, vous allez intégrer ces données et transmette le résumé à vos amis situés à proximité ou à distance via téléphone (pour les neurones un point de contact est nécessaire afin de transmettre un signal mais les neurones peuvent communiquer avec des neurones situés à distance grâce à un long prolongement axonal).
Vous voici maintenant experts du fonctionnement neuronal!
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Lilielogie 