Le cerveau est l'organe qui régule le bon fonctionnement de tout le corps humain, ainsi que des organes indépendemment. Mais comment fontionne donc cette partie si importante de notre organisme?
Le fonctionnement du cerveau
Les synapses et la propagation
Les neurones sont les cellules responsables de la transmission de l'information dans le système nerveux. Les connexions qu'ils étalissent entre eux se font sans contact : on parle de synapse chimique. Pour combler cet espace entre les dentrites, qui reçoivent l'information, et les axones, qui la transmettent, les neurones ont recours à des échanges moléculaires. Cependant, un potentiel électrique est créé, mais ne dépend pas d'un mouvement d'électrons.
Au extrémités de chaque prolongement d'un neurone, on trouve des boutons terminaux, qui terminent chaque ramification des axones ou dendrites. On différencie plusieurs structures dans un bouton terminal d'axone : les mitochondries, qui apportent l'énergie nécessaires aux activités de la cellule, des vésicules synaptiques, contenant les neurotransmetteurs, et des microtubules, permettant l'acheminement des autres structures du corps cellulaire d'où elles proviennent jusqu'au bouton terminal.
Sur la membrane des boutons terminaux des dendrites, on trouve des récepteurs, sensibles à certains types de neurotransmetteurs, ainsi que des canaux ioniques.
Entre ces deux parties, il y a un espace appelé fente synaptique.
La propagation de l'influx nerveux peut se faire de deux manières différentes. Dans une première figure, il s'agit d'un neurone possédant un axone myélinisé, les canaux ioniques ne pouvant pas se situer sous la gaine de myéline, ils ont concentrés sur les noeuds de Ranvier, zones exposées de l'axone : leur activité est donc si intense qu'ils peuvent influencer directement ceux qui se situent au prochain noeud, en sautant presque instantannément la partie myélinisée. On parle alors de propagation saltatoire, rapide, pouvant atteindre les 120m/sec.
Dans le cas d'un axone amyélinisé, la propagation est continue et régulière, cependant beaucoup plus lente, n'atteignant pas beaucoup plus de 0,5m/sec en moyenne.
On note aussi que plus le diamètre de l'axone est gros, plus la propagation se fait rapidement.
?Transmettre des informations c'est bien, mais d'où viennent-elles et que veulent-elles dire
Lorsqu'un neurone, dit pré-synaptique, reçoit un influx nerveux, le potentiel électrique qu'il transmet permet d'ouvrir des canaux ioniques à ions Ca2+ : un mécanisme de dépolarisation est alors enclenché. En effet, comme dans toutes les cellules, le milieu intracellulaire est chargé négativement par rapport au milieu extracellulaire, qui est donc positivement chargé. L'ouverture du canal ionique permet donc l'entrée en masse de cations dans le milieu intracellulaires, ce qui inverse la polarité et qui permet le déplacement des vésicules synaptiques vers la membrane de la cellule. La cellules procède alors à une exocytose, mécanisme par lequel la membrane "englobe" la vésicule et rejette son contenu. Ainsi, les neurotransmetteurs sont envoyés vers la membrane d'un autre neurone, dit post-synaptique. Là, ils se fixent sur les récepteurs, ou ils sont identifiés, ce qui ouvre les canaux ioniques à sodium de la dendrite.
L'ouverture de ces canaux ioniques à Na+ provoquent à leur tour une entrée en masse de cations dans le milieu intracellulaire, ce qui cause une nouvelle dépolarisation. La membrane cellulaire des neurones est tapissée tout du long de canaux à sodium que l'on dit voltage-dépendants : ils ne s'ouvrent que si le potentiel électrique du milieu intracellulaire dépasse un certain seuil. Si le seuil est dépassé, il s'en suit une réaction en chaîne sur toute la longueur du neurone, jusqu'aux boutons terminaux, où les canaux à Ca2+ sont ouverts, et le phénomène recommence en boucle jusqu'à l'organe cible. Cette réaction en chaîne est alors appelée influx nerveux. Les canaux sodium ont une période réfractaire, c'est à dire qu'ils ne peuvent pas s'ouvrir avant un certain temps après la dernière ouverture : l'influx ne peut donc aller que dans un unique sens, des dendrites jusqu'au bout de l'axone.
Si le potentiel est inférieur au seuil requis, il est alors ignoré et l'influx n'est pas propagé.
