Transmission de l'influx nerveux

Le neurone est l'élément fonctionnel de base du système nerveux. Il peut être considéré à la fois comme un relais de transmission et une unité de traitement de l'information (capable de réagir sélectivement à ses entrées).

La cellule nerveuse est constitué de trois parties : le soma qui contient le noyau, les dendrites qui forment une arborisation autour du soma, et l'axone qui est un prolongement le plus souvent de grande taille au bout duquel on trouve une arborisation qui entre en contact avec les dendrites d'autres neurones via des boutons synaptiques. Sur un seul neurone, les terminaisons synaptiques afférentes peuvent être très nombreuses (jusqu'à 10000). L'ensemble de la cellule est chargé négativement sur sa paroi interne et positivement sur sa paroi externe.

La transmission d'un signal d'un neurone à l'autre implique à la fois des processus électriques et des processus chimiques. L'ensembles des phénomènes physiologiques mis en jeu est assez complexe.

Lorsqu'un potentiel d'action (spike) est émis par le neurone, il transite le long de l'axone sans perdre en intensité. Il peut ainsi avoir un effet à grande distance du neurone, d'un hémisphère à l'autre ou des centres moteurs aux muscles. La rapidité de l'influx nerveux dépend de la myélinisation de l'axone (un axone myélinisé transmet l'information environ 10 fois plus vite).

Il existe au niveau des synapses des canaux ioniques qui laissent transiter les ions, ce qui tend à dépolariser naturellement la membrane. Plus ces canaux sont ouverts, plus la tendance à la dépolarisation est forte. La transmission de l'influx nerveux s'effectue au sein du complexe synaptique : le bouton synaptique libère des neurotransmetteurs qui viennent se fixer sur des récepteurs. Ces récepteurs activent des canaux qui s'ouvrent et laissent circuler un plus grand nombre d'ions dans le cas d'une synapse excitatrice, ce qui tend à produire une dépolarisation, où au contraire ferment totalement le passage dans le cas d'une synapse inhibitrice, ce qui tend à produire une hyperpolarisation. Chaque synapse produit une modification locale et quantifiée du potentiel de membrane du neurone récepteur.

Plus la synapse est éloignée du soma, moins la dépolarisation locale tend à influencer le potentiel du soma : il y a déperdition. On voit donc que la prise en compte de l'influx afférent est pondéré par la distance au soma (les différentes entrées sont différenciées).

Lorsque la dépolarisation interne à la cellule atteint une valeur seuil, il y a émission d'un potentiel d'action dont l'intensité est fixe. On a donc une réponse de type binaire : c'est une réponse non-linéaire. Si la dépolarisation se maintient, des trains de potentiels d'action sont émis, dont la fréquence dépend de l'intensité de la dépolarisation.

Figure 1.3: Neurone et potentiel d'action. (Extrait de [11])