neurobiologie

Découverte de la Neurobiologie
Définition :
C'est l'étude du système nerveux et de son fonctionnement et reste une des grandes énigmes en
biologie. De grandes questions n'ont toujours pas de réponse.
I ] Présentation du système nerveux
1) Organisation générale du système nerveux
Dans le système nerveux, se trouvent :
- Les centres nerveux :
- L'encéphale constitué de :
- Deux hémisphères cérébraux
- Du cervelet
- Du bulbe rachidien
- La moelle épinière
- Les nerfs :
- Les nerfs crâniens
- Les nerfs rachidiens
La moelle épinière est protégée par la colonne vertébrale
L'encéphale est protégé par la boite crânienne
2) Fonctions du système nerveux
A l'extrémité d'un nerf se trouvent les récepteurs sensoriels :
- Yeux
- Oreilles
- Récepteurs cutanés
- Récepteurs articulaires
- Récepteurs musculaires
Une des fonctions du système nerveux est la réception d'une information qui vient soit de l'extérieur,
soit de l'intérieur
Les récepteurs sensoriels sont reliés aux nerfs sensoriel qui permettent la conduction de l'information
afférente vers les centres nerveux, ces derniers permettant le traitement de l'information.
Les centres nerveux renvoient l'information vers les nerfs moteurs qui ont pour rôle la conduction de
l'information efférente vers des effecteurs qui vont contrôler :
- Les muscles
- Les glandes
On obtient donc une réponse du système le plus souvent motrice mais qui peut aussi être une répons
hormonale.
Conclusion :
Le système nerveux reçoit l'information, la traite et répond de façon adaptée à cette information. Le
système nerveux contrôle et harmonise la réponse des différents effecteurs.

3) Les neurones, unités de base du système nerveux
Le système nerveux est constitué de 10% de neurones mais se sont eux qui assurent toutes les fonctions
du système nerveux. Les 90 % restants sont les cellules de la névroglie qui servent à soutenir et à
nourrir les neurones.
Un neurone est une cellule spécialisée dans la conduction de l'information nerveuse.
Un même neurone peut contenir des milliers de synapses (liaison entre terminaison et dendrite). Ainsi
les neurones forment un réseau très complexe et pas forcément linéaire
Le message nerveux est un message électrique qui se transmet le long des dendrites, du corps cellulaire
et de l'axone. Mais le neurone n'est pas un simple conducteur, le message électrique n'est pas atténué,
c'est une conduction active qui va mettre en jeu de l'énergie pour éviter l'atténuation.
Pour pouvoir transmettre son message, il doit avoir au repos une différente de potentiel
transmembranaire
La dépolarisation va :
- ouverture des canaux Na+ (passifs)
- augmente la dépolarisation
- ouverture des canaux K+
- nouvelle polarisation

Hyper polarisation = période réfractaire pendant laquelle pas de potentiel d'action possible (1 ms)
Grâce aux pompes la ddp est la même pour chaque potentiel d'action et partout dans le neurone. C'est la
loi du tout ou rien, soit il y a un potentiel d'action, soit il n'y en a pas.
L'information transmise par le neurone est une information électrique binaire :
- oui : potentiel d'action
- non : pas de potentiel d'action
Mais l'information est graduelle pour un neurone sur une période de temps donnée (variation de
fréquence)
Les neurones transmettent une information qui pour un neurone transmet une information binaire à un
moment donné, mais qui pour une période donnée et pour une multitude de neurones, l'information est
graduelle et peut être très complexe (chaque neurone reçoit les informations d'un millier d'autres
neurones).
Deux codages sont possibles :
- un codage fréquentiel : variation de fréquence
- un codage corrélationnel basé sur la corrélation des potentiels d'actions entre les différents neurones
La transmission d'une information d'un neurone à l'autre se fait au niveau de la synapse :
Il n'y a pas de continuité de la membrane entre les deux neurones, donc l'information électrique part de
la membrane de l'axone, se transforme en information chimique, traverse la synapse, et au contact de la
dendrite du neurone suivant, se retransforme en information électrique. Le messager chimique qui va
transmettre l'information est un neurotransmetteur.
A l'arrivée du PA (potentiel d'action) , il va y a voir entrée de Ca2+ et libération du contenu des
vésicules à neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Le neurotransmetteur se fixe sur les récepteurs
à neurotransmetteurs, ils vont s'ouvrir et permettre la rentrée de Na+ qui va engendrer la génération
d'une dépolarisation.

1 neurone a une grande fonction intégratrice, il reçoit les informations de millier de neurone et en fait
une sommation avec seuil qui va ou pas engendré un potentiel d'action. Il y a en tous 1010 unités.
4) Problématique
Comment les 1010 unités peuvent donner les réponses intégrés du système nerveux.
Comment se transfèrent les informations dans ce réseaux inter-connectés ?
Certains cas simples sont connus comme les réflexes.
II ] Le réflexe myotatique
Le réflexe myotatique est un exemple de fonctionnement du système nerveux où toutes les étapes sont
parfaitement connues, de la réception de l'information à l'action motrice.
Le réflexe myotatique est une contraction réflexe d'un muscle extenseur en réponse en réponse à un
allongement involontaire de ce muscle. Exemple connu : le réflexe rotulien, le réflexe achiléen
1) Voies nerveuses et centre nerveux
Stimulation : étirement du muscle
=> récepteur sensoriel
=> voie nerveuse sensorielle (nerf sciatique)
=> centre nerveux (moelle épinière)
=> voie nerveuse motrice (nerf
sciatique)
=> muscle :
contraction
D'après les données médicales, s'il y a lésion de la moelle épinière, il y a annulation du réflexe
myotatique donc la moelle épinière est impliquée dans ce réflexe. Une compression du nerf sciatique
va annuler le réflexe myotatique dans la jambe, il y a intervention du nerf sciatique
Les expériences de physiologie montrent des grenouilles décérébrées qui ont toujours des réflexes
myotatique
Une autre étude expérimentale a montré que si l'on fait une stimulation électrique du nerf sciatique, on
obtient deux contractions, une rapide (5 ms) et une lente (30 ms = temps pour une stimulation
mécanique) donc on a stimulé les voies nerveuses sensitives et les voies nerveuses motrices. Le même
nerf gère les informations afférentes et efférentes.
2) Les neurones impliqués

Voie nerveuse sensitive passent par la racine dorsale alors que les voies nerveux motrices passent par la
racine ventrale, c'est un réflexe monosynaptique
Ce réflexe s'accompagne d'une deuxième voie qui permet de décontracter le muscle fléchisseur. Ce
réflexe est disynaptique (il fait intervenir un deuxième neurone). Ce deuxième neurone moteur innerve
le muscle fléchisseur
Les récepteurs sensoriels se trouvent dans le muscle et se nomment fuseau neuromusculaire
3) Récepteurs sensoriels
Ce réflexe doit être valable quel que soit le degré de contraction du muscle
le système nerveux central va contracter les fibres du fuseau et les fibres du muscle pour capter les
changements de longueur du muscle