L A NEUROBIOLOGIE Lycée-Collège de la Planta, Sion

Lycée-Collège de la Planta, Sion
Biologie
Option spécifique 4
ème
– 5
ème
année (programme maturité)
LA NEUROBIOLOGIE
Julien Dubuis

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1. INTRODUCTION
« L’homme naît avec des sens et des facultés ; mais il n’apporte avec lui en naissant aucune idée : son
cerveau est table rase qui n’a reçu aucune impression, mais qui est préparé pour en recevoir. »
Antoine-Laurent de Lavoisier, chimiste français (1743-1794)
Le système nerveux (SN) est le centre de régulation et de communication de l’organisme ; nos
pensées, nos actions, nos émotions attestent son activité. Ses cellules communiquent au moyen de
signaux électriques rapides et spécifiques qui entraînent des réponses presques immédiates.
Le SN remplit trois fonctions étroitement liées (figure 1).
- Premièrement, par l’intermédiaire de es millions de récepteurs sensoriels, il reçoit de
l’information sur les changements qui se produisent tant à l’intérieur qu’à l’extérieur de
l’organisme. Ces changements sont appelés stimulus, et l’information recueillie porte le nom
d’information sensorielle.
- Deuxièmement, il traite et interprète l’information sensorielle et détermine l’action à
entreprendre à tout moment, ce qui constitue le processus de l’intégration.
- Troisièmement, il fournit une réponse motrice qui active des muscles ou des glandes
(effecteurs).
Figure 1 : Les fonctions du système nerveux
Illustrons l’accomplissement de ces fonctions par un exemple.
Quand vous êtes au volant et que vous voyez un feu rouge devant vous (l’information sensorielle),
votre système nerveux assimile (intégration) cette information (le feu rouge signifie « arrêtez ») et
émet un influx moteur en direction des muscles de votre jambe droite, lesquels actionnent votre pied
pour qu’il enfonce la pédale de frein (réponse motrice).
Le SN n’est pas le seul à régir et à maintenir l’homéostasie. Il partage cette tâche avec le système
endocrinien. Alors que le SN émet des signaux électriques rapides, le système endocrinien sécrète des
hormones dans le sang. C’est ce qui explique que les commandes de ce dernier système soient
acheminées plus lentement.

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2. Organisation du SN
Nous possédons un seul système nerveux, mais sa complexité est telle qu’il est difficile d’en
considérer toutes les parties simultanément. Pour en faciliter l’étude, on le divise selon ses structures
(classification structurale) et selon ses activités (classification fonctionnelle). Nous décrivons ces deux
classifications ci-après et résumons leurs rapports à la figure 2.
Figure 2 : L’organisation du SN

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2.1. La classification structurale
Cette classification, qui englobe tous les organes du SN, comprend deux subdivisions (figure 2) :
- Le SN central (SNC) est formé de l’encéphale et de la moelle épinière. Centre de régulation
et d’intégration du SN, il interprète l’information sensorielle qui lui parvient et produit au
besoin des réponses motrices.
- Le SN périphique (SNP) est la partie du SN située à l’extérieur du SNC ; il est principalement
formé des nerfs issus de l’encéphale et de la moelle épinière. Les nerfs spinaux transmettent
l’influx entre certaines parties du corps et la moelle épinière, et inversement. Les nerfs
crâniens acheminent les influx entre certaines autres parties du corps et l’encéphale, et
inversement. Les nerfs du SNP sont donc de véritables lignes de communication qui relient
toutes les parties du corps en transmettant les influx des récepteurs sensoriels au SNC, et du
SNC aux glandes et aux muscles appropriés.
2.2. La classification fonctionnelle
Cette classification s’applique uniquement aux structures du SNP. Elle comprend deux subdivisions
(figure 2) :
- La voie sensitive, ou voie afférente, est formée des neurofibres qui transportent vers le SNC
les influx provenant des récepteurs sensoriels disséminés dans l’organisme.
La voie sensitive renseigne constamment le SNC sur les événements qui se déroulent tant à
l’intérieur qu’à l’extérieur de l’organisme.
- La voie motrice, ou voie efférente, est constituée des neurofibres qui transmettent aux
organes effecteurs, c’est-à-dire les muscles et les glandes, les influx provenant du SNC. Ces
influx nerveux activent les muscles et les glandes ; autrement dit, ils déclenchent une réponse
motrice
La voie motrice comprend elle aussi deux subdivisions (figure 2) :
1. Le système nerveux somatique nous permet d’exercer une maîtrise consciente sur
nos muscles squelettiques. C’est pourquoi on l’appelle système nerveux volontaire.
Cependant, l’activité des muscles squelettiques n’est pas toujours volontaire. Dans le
cas des réflexes, comme le réflexe d’étirement, les mouvements sont involontaires,
mais déclenchés par les neurofibres du système nerveux somatique.
2. Le système nerveux autonome (SNA) régit les activités automatiques, ou
involontaires, comme celles des muscles lisses, du muscle cardiaque et des glandes.
Communément appelé système nerveux involontaire ou encore système nerveux
végétatif, il comprend deux subdivisions fonctionnelles :
• La partie sympathique
• La partie parasympathique
Ces deux subdivisions produisent en général des effets contraires. Ce que l’un stimule,
l’autre l’inhibe.

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3. La structure et la fonction du tissu
nerveux
En dépit de sa complexité, le tissu nerveux est composé de deux principaux types de cellules
seulement et de capillaires sanguins :
• Les gliocytes ou cellules gliales
• Les neurones
L'encéphale humain est extrêmement complexe. On y trouve environ 100 milliards de
neurones, chacun relié aux autres par, en moyenne, 10’000 contacts.
Le neurone dérive d'une cellule souche embryonnaire appelée neuroblaste. On pensait que le
capital de neurones était fixé dès la naissance, et qu’aucune autre division de la cellule souche
ne pouvait donner de nouveaux neurones. Toute destruction de neurones après la naissance
était définitive. De nouveaux travaux ont montré qu’il existerait des cellules souches adultes,
capables de régénération.
3.1 Les gliocytes
Neuf fois plus nombreux que les neurones, les gliocytes forment dans le SNC la névroglie (signifiant
littéralement « colle nerveuse »). Les différents types de gliocytes soutiennent, isolent et protègent
les fragiles neurones (figure 3), et remplit des fonctions particulières. La névroglie est composée des
cellules suivantes :
- Les astrocytes : les plus abondants sont les astrocytes en forme d’étoile. Leurs nombreux
prolongements ont des extrémités renflées qui s’attachent aux neurones et les ancrent à leur
source d’approvisionnement en nutriments, les capillaires sanguins (figure 3a). Les astrocytes
interviennent dans les échanges entre les capillaires et les neurones, et forment entre ces deux
types de structures une barrière vivante. Ils protègent ainsi les neurones contre les substances
nocives qui pourraient se trouver dans le sang. Les astrocytes participent aussi à la régulation
du milieu chimique cérébral en récupérant les ions en excès et en effectuant le recaptage des
neurotransmetteurs libérés.
- Les microglies : en forme d’araignée, sont des macrophagocytes qui éliminent les débris tels
que les cellules mortes de l’encéphale et les bactéries (figure 3b).
- Les épendymocytes : sont des cellules de type épithélial tapissant les cavités de l’encéphale et
de la moelle épinière (figure 3c). Le battement de leur cils facilite la circulation du liquide
cérébrospinal qui remplit ces cavités et forme un coussin protecteur autour du SNC.
- Les oligodendrocytes : sont pourvus de prolongements aplatis qui s’enroulent fermement
autour des neurofibres du SNC. Ils constituent ainsi des enveloppes lipidiques isolantes
appelées gaines de myéline (figure 3d).