MÉGA COURS LE SYSTÈME NERVEUX – STRUCTURE, FONCTIONS ET PLASTICITÉ

I. Introduction et Fonctions Générales
Le système nerveux, conjointement avec le système endocrinien, contrôle la majorité des
fonctions de l'organisme. Il assure spécifiquement le côté dynamique des fonctions, comme la
contraction musculaire ou les sécrétions glandulaires (endocrines et exocrines). Le système
endocrinien, quant à lui, gère principalement l'activité métabolique.
A. Le Cycle de l'Information Nerveuse
Le cycle de l'information nerveuse se déroule en quatre étapes principales :
1. Réception : Le système recueille les informations du corps et de l’environnement grâce à
des récepteurs spécialisés.
2. Transmission Afférente : Les informations sont transmises par des fibres afférentes («
qui vont vers ») en direction des centres nerveux supérieurs.
3. Traitement : Ces informations sont analysées, interprétées et stockées.
4. Transmission Efférente et Réponse : Le système répond par des fibres efférentes (« qui
partent de ») avec des réactions adaptées.
II. Organisation Générale du Système Nerveux
Le système nerveux est divisé selon des critères structurels (anatomiques) et fonctionnels.
A. Organisation Structurelle (Anatomique)
Le système nerveux se divise en deux parties principales :
1. Le Système Nerveux Central (SNC) : Il est composé du cerveau et de la moelle
épinière. L’Encéphale (situé dans la boîte crânienne) comprend le cerveau, le cervelet et
le tronc cérébral. La moelle épinière est localisée dans le canal rachidien (colonne
vertébrale). Ces organes servent de centres d’intégration pour analyser les informations
sensorielles et générer des commandes motrices.
2. Le Système Nerveux Périphérique (SNP) : Il est constitué des nerfs ou cellules
nerveuses qui ne font pas partie du SNC. Ces nerfs relient la périphérie au système
nerveux central. On distingue les nerfs crâniens (12 paires) rattachés au tronc cérébral,
et les nerfs rachidiens ou spinaux (31 paires) rattachés à la moelle épinière.
B. Organisation Fonctionnelle
Selon le mode de commande, on distingue :
1. Le Système Nerveux Volontaire (ou Somatique) : Il dirige tous les processus sous le
contrôle de la conscience et de la volonté, comme la contraction des muscles.
2. Le Système Nerveux Végétatif (ou Autonome) : Il dirige les fonctions des organes
internes et n'est que peu influencé par la volonté. Il régule l’homéostasie et est régulé par
l'hypothalamus. Il se divise en deux sous-systèmes :

o Le système sympathique (ou orthosympathique) : Souvent associé au stress et
à la mobilisation des réserves (ex. : augmentation du rythme cardiaque,
bronchodilatation). Son neurotransmetteur est la noradrénaline.
o Le système parasympathique : Souvent associé au retour au calme (ex. :
diminution du rythme cardiaque, bronchoconstriction). Son neurotransmetteur est
l'acétylcholine.
III. Le Tissu Nerveux (Histologie)
Le tissu nerveux est composé de deux types de cellules : les neurones et les cellules gliales.
A. Le Neurone
Les neurones sont les cellules nerveuses responsables de la genèse, du traitement et de la
propagation des informations. Ce sont des cellules communicantes qui reçoivent et envoient des
informations à un grand nombre d'autres neurones (environ 100 000). Le cerveau contient
environ 100 milliards de neurones.
1. Structure du Neurone :
 Corps cellulaire : De forme étoilée, il contient le noyau, le cytoplasme et la membrane,
et est le siège de la synthèse des neurotransmetteurs.
 Prolongements cellulaires :
o Dendrites : Courtes excroissances ramifiées qui sont des appendices récepteurs.
Elles reçoivent les stimuli des cellules adjacentes et les transmettent au corps
cellulaire.
o Axone : Excroissance longiligne et unique qui conduit l’influx nerveux du corps
neuronal vers la périphérie (vers les synapses). L'extrémité de l'axone se ramifie
en de nombreuses synapses.
B. Les Cellules Gliales (ou Neuroglie)
Elles sont dix fois plus nombreuses que les neurones. Elles n'ont pas la capacité de déclencher ou
de transmettre des influx nerveux, mais remplissent des fonctions essentielles comme la
protection, l'alimentation et l'immunologie du neurone. Les corps cellulaires des neurones sont
regroupés dans la substance grise du cortex cérébral et dans des centres nerveux profonds.
Types de cellules gliales et rôles spécifiques :
 Astrocytes : Assurent la protection, la nutrition et la régulation de l’activité neuronale.
 Oligodendrocytes : Forment la gaine de myéline autour des axones.
 Cellules de Schwann : Fabriquent la myéline dans le SNP.
 Microglie : Assurent la défense immunitaire du cerveau.
La myéline est une protéine qui entoure les neurones, formant la gaine de myéline, ce qui
augmente la vitesse de propagation de l’influx nerveux.

IV. Physiologie du Neurone : L'Influx Nerveux (Message Électrique)
L’information dans le système nerveux est codée par des signaux électriques appelés potentiels
d'action répétés.
A. Le Potentiel de Repos et l'Excitabilité
Au repos, la membrane cellulaire est polarisée : électronégative à l’intérieur et électropositive à
l’extérieur. Ce déséquilibre est maintenu par une concentration ionique différente, avec une
prédominance de K+ à l'intérieur et de Na+ à l'extérieur. La valeur du potentiel de repos est de -
70 mV ou -90 mV selon les sources.
Le neurone possède la capacité d’inverser temporairement sa polarité (dépolarisation). Toute
stimulation dépassant un certain seuil d’excitation provoque l’inversion du potentiel et génère
un potentiel d’action.
B. Le Potentiel d'Action (Dépolarisation)
Le potentiel d’action est créé par une modification de la perméabilité membranaire, causant une
brusque entrée d’ions Na+ à l’intérieur de la cellule. La valeur de ce potentiel est comprise entre
0 et 35 millivolts. Après la dépolarisation, des ions K+ sortent (Repolarisation), puis la pompe
membranaire Na/K permet le retour au potentiel de repos (sortie de Na+ et entrée de K+). La
période réfractaire est le temps nécessaire à la reconstitution du potentiel de repos, pendant
lequel la cellule ne peut être excitée.
C. La Conduction de l'Influx
La conduction est la capacité du neurone à propager l’excitation de manière unidirectionnelle le
long de l’axone.
 Vitesse : La vitesse de conduction est proportionnelle au diamètre des fibres. Elle peut
atteindre environ 100 m/s.
 Conduction saltatoire : Pour les fibres myélinisées, la gaine de myéline agit comme un
isolant électrique. Le potentiel d’action saute de nœud en nœud (nœuds de Ranvier), ce
qui augmente la vitesse de conduction de 5 à 50 fois. Pour les fibres sans myéline
(amyélinisées), l’excitation est continue.
 Note pathologique : La sclérose en plaques est un processus auto-immun qui attaque les
gaines de myéline, ralentissant ou interrompant la transmission de l'excitation.
Le message nerveux se propage le long des fibres nerveuses (dendrites et axones) sans
atténuation. Il est constitué d’une succession de potentiels d’action, ayant une amplitude
constante et une durée très brève.
V. La Transmission de l’Influx Nerveux (Synapses et Neurotransmetteurs)

La transmission de l'influx se fait principalement entre deux neurones (synapse) ou entre un
neurone et un muscle (plaque motrice).
A. La Synapse
La synapse est la zone d’échange essentielle entre deux cellules, qui sont séparées par un espace
appelé fente synaptique. La transmission du message nerveux au niveau de la synapse est
chimique et nécessite un neurotransmetteur.
 Membrane Présynaptique : L'arrivée du potentiel d'action provoque la fusion des
vésicules synaptiques (contenant les neurotransmetteurs) avec la membrane, libérant ces
molécules dans la fente (exocytose).
 Membrane Postsynaptique : Elle appartient au neurone récepteur et possède des
récepteurs protéiques spécifiques aux neurotransmetteurs.
 Action : La fixation des neurotransmetteurs provoque des modifications, soit une
dépolarisation (diminution du potentiel) pour les synapses excitatrices, soit une
hyperpolarisation (augmentation du potentiel) pour les synapses inhibitrices.
 Codage : Le message est codé par un codage biochimique en concentration : plus la
concentration en neurotransmetteur est élevée, plus la fréquence des potentiels d’action
post-synaptiques est élevée.
B. Les Neurotransmetteurs
Ce sont des substances messagères chimiques synthétisées dans le corps cellulaire et libérées par
le neurone présynaptique, exerçant une action excitatrice ou inhibitrice. L’acétylcholinestérase
détruit l’acétylcholine pour arrêter le message.
Neurotransmetteur
Rôle/Fonction principale
Type d'action
Glutamate
Apprentissage et mémorisation
Excitateur (le plus fréquent
dans le SNC)
Acétylcholine
Transmission vers les muscles (plaque
motrice)
Principalement excitateur
Noradrénaline
Éveil, contrôle de l'attention (SNC) et
système végétatif
Surtout excitant
Dopamine
Commande l’élaboration des
mouvements
Excitateur
GABA
Principal inhibiteur des cellules
postsynaptiques
Inhibiteur
Sérotonine
Température corporelle, sommeil
-
Note sur les molécules exogènes : Les molécules exogènes (drogues, nicotine, etc.) peuvent agir
comme agonistes (activant les récepteurs, ex. : nicotine) ou comme antagonistes (bloquant les
récepteurs). Elles peuvent perturber le système de récompense en augmentant la libération de
dopamine, déclenchant ainsi un comportement addictif.

C. La Plaque Motrice
C'est la jonction entre un nerf (neurone) et une fibre musculaire, agissant comme une synapse
modifiée. L'arrivée de l'influx nerveux y provoque la libération d’acétylcholine, qui se fixe sur
les récepteurs de la fibre musculaire, déclenchant sa contraction. Après cette synapse
neuromusculaire, les potentiels d’action se propagent le long de la membrane de la fibre
musculaire. Cela provoque la libération d'ions calcium dans le cytosol, ce qui déclenche le
mécanisme de contraction musculaire.
D. Intégration du Message Moteur
Le motoneurone reçoit de nombreuses informations, qu'elles soient excitatrices (du cortex
moteur, des réflexes) ou inhibitrices (des interneurones inhibiteurs). Il réalise une intégration
par le neurone moteur grâce à deux mécanismes :
1. Sommation spatiale : Addition des messages provenant de différents neurones
présynaptiques.
2. Sommation temporelle : Addition des messages provenant successivement d’un même
neurone. Si l’excitation totale est suffisante, le motoneurone émet un message nerveux
moteur codé en fréquence.
VI. Anatomie Détaillée du Système Nerveux Central (SNC)
A. Substance Grise et Substance Blanche
La Substance Grise est formée par les corps cellulaires des neurones. Dans le SNC, ces
regroupements forment des noyaux (à l'intérieur) ou le cortex (en surface). La Substance
Blanche est formée par les prolongements (axones et dendrites).
B. Protection du SNC
Le tissu nerveux est protégé par des structures osseuses (la boîte crânienne et le canal rachidien)
et par les Méninges, trois couches de tissu conjonctif :
1. La dure-mère (extérieur).
2. L’arachnoïde.
3. La pie-mère (intérieur). Le Liquide Cérébrospinal (LCS ou LCR) circule dans l’espace
sous-arachnoïdien et protège le cerveau des coups et des mouvements brusques.
C. L’Encéphale
L'encéphale est divisé en hémisphères cérébraux, diencéphale, tronc cérébral et cervelet.
1. Les Hémisphères Cérébraux (Télencéphale) : La surface est accidentée (scissures et
circonvolutions) et sépare les lobes frontal, pariétal, temporal et occipital.