Neurone

Définition

Le neurone est une cellule nerveuse spécialisée dans la transmission de l'influx nerveux, formée de dendrites liées au soma et d'un axone, de taille variable, ramifié ou non, reliant le neurone à une autre cellule, musculaire ou neurale. Les cellules neurales sont reliées par des synapses.

Un neurone en détails :

Un neurone est une cellule spécialisée transmettant l'influx nerveux. Cette cellule nerveuse est composée de plusieurs parties comme les dendrites et l'axone.

Explications

Cette cellule fibre du système nerveux est formée d'un corps cellulaire et de ses prolongements : dendrites et axone. Ils transmettent les influx nerveux par l'intermédiaire de jonctions appelées synapses. Les neurones sont caractérisés par une vie longue, par l'absence de divisions et par un métabolisme élevé.

Un être humain a environ 100 milliards de cellules nerveuses appelées neurones. La plus grande partie se trouve dans le système nerveux central (cerveau et moelle épinière).

Le neurone est l'unité structurelle et fonctionnelle du système nerveux. Il reçoit des stimuli de l'environnement, les convertit en impulsions nerveuses et les transmet à un autre neurone, à un muscle ou à une cellule glandulaire où ils vont produire une réponse.

Schéma d'un neurone :

Un neurone de nerf a un corps cellulaire ou soma, et un certain nombre de longs contreforts minces.

Selon le nombre de prolongements, on distingue des neurones unipolaires, bipolaires et multipolaires. Selon la direction de l'influx, on distingue des neurones moteurs et des neurones sensitifs.

Les interneurones ou neurones d'association existent entre deux neurones et sont des relais où s'effectue l'intégration des influx nerveux.

Les neurones sont un type de cellules du système nerveux dont la principale fonction est l'excitabilité électrique de leur membrane plasmique.

Ils sont spécialisés dans la réception des stimuli et la conduction de l'influx nerveux (sous la forme d'un potentiel d'action) entre eux ou avec d'autres types cellulaires tels que, par exemple, les fibres musculaires de la plaque motrice.

Très différenciés, la plupart des neurones ne se divisent pas une fois qu'ils atteignent la maturité; Cependant, une minorité le fait.

Les neurones ont des caractéristiques morphologiques typiques qui soutiennent leurs fonctions : un corps cellulaire, appelé soma ou "péricaryon" central.

Une ou plusieurs petites extensions qui transmettent généralement des impulsions vers le soma cellulaire, appelées dendrites; et une longue prolongation, appelée axone, qui conduit les impulsions du soma à un autre neurone ou organe cible.

Neurones et interneurones cortex cerebral :

Les neurones (en vert) et les interneurones (en rouge) du cortex cérébral d'une souris montrent la cellule pyramidale avec un grand arbre dendritique au milieu de l'image; elle exprime la protéine fluorescente verte. La couleur rouge montre des interneurones producteurs de GABA.

La neurogenèse chez les êtres adultes n'a été découverte que dans le dernier tiers du 20^ème siècle.

Jusqu'à il y a quelques décennies, on croyait que, contrairement à la plupart des autres cellules du corps, les neurones normaux chez l'individu mature ne se régénéraient pas, à l'exception des cellules olfactives.

Les nerfs myélinisés du système nerveux périphérique ont également la possibilité de se régénérer grâce à l'utilisation du neurolemme, une couche formée à partir des noyaux des cellules de Schwann.

Histoire

À la fin du 19^ème siècle, Santiago Ramón y Cajal a placé les neurones pour la première fois en tant qu'éléments fonctionnels du système nerveux. Cajal a proposé qu'ils agissent en tant qu'entités distinctes qui, par intercommunication, ont établi une sorte de réseau par des connexions ou des espaces spécialisés.

Cette idée est reconnue comme la doctrine du neurone, l'un des éléments centraux de la neuroscience moderne. Il est opposé à celui défendu par Camillo Golgi, qui a préconisé la continuité du réseau neuronal et a nié qu'il s'agissait d'entités interconnectées discrètes.

Afin d'observer l'histologie du système nerveux au microscope, Cajal a utilisé des colorations d'argent (avec des sels d'argent) de coupes histologiques pour la microscopie optique, développées par Golgi et améliorées par lui-même.

Cette technique permet une analyse cellulaire très précise, même d'un tissu aussi dense que le cerveau.

Morphologie

Un neurone typique consiste en : un noyau volumineux central, situé dans le soma; un péricaryon qui abrite les organites cellulaires typiques de toute cellule eucaryote; et les neurites (c'est-à-dire généralement un axone et plusieurs dendrites) qui émergent du péricaryon.

Le nucléus, ou noyau cellulaire, est situé dans le corps cellulaire, il occupe généralement une position centrale et est très visible, en particulier dans les petits neurones.

Il contient un ou deux nucléoles proéminents, ainsi qu'une chromatine dispersée, ce qui donne une idée de l'activité transcriptionnelle relativement élevée de ce type cellulaire. L'enveloppe nucléaire, avec une multitude de pores nucléaires, a une feuille nucléaire très développée.

Entre eux, le corps accessoire de Cajal peut apparaître, une structure sphérique d'environ 1 μm de diamètre qui correspond à une accumulation de protéines riches en acides aminés arginine et tyrosine.

Contreforts de neurone

Dans l'ensemble, il existe deux types de contreforts de neurone : les axones et les dendrites. Les axones conduisent de la cellule nerveuse aux dendrites.

L'axone est souvent très long (jusqu'à environ un mètre), beaucoup plus épais (environ 25 micromètres) que les dendrites et non ramifié, sauf à la fin.

Les dendrites sont minces et fortement ramifiés. Une cellule de Purkin dans le cortex cérébral peut être connectée à des milliers d'autres cellules au moyen de dendrites.

Fonction des neurones

Les neurones ont la capacité de communiquer avec précision, rapidement et à distance avec d'autres cellules, qu'elles soient nerveuses, musculaires ou glandulaires. Les signaux électriques appelés influx nerveux sont transmis par les neurones.

Ces impulsions nerveuses voyagent à travers le neurone, en commençant par les dendrites jusqu'à ce qu'elles atteignent les boutons terminaux, qui peuvent être connectés à un autre neurone, des fibres musculaires ou des glandes.

La connexion entre un neurone et un autre est appelée une synapse.

Les neurones se conforment et interconnectent les trois composantes du système nerveux : sensible, moteur et intégratif ou mixte; de cette façon, un stimulus qui est capturé dans une région sensorielle délivre certaines informations qui sont menées à travers les neurones et est analysée par le composant intégrateur, qui peut élaborer une réponse, dont le signal est conduit à travers les neurones.

Cette réponse est réalisée par une action motrice, telle qu'une contraction musculaire ou une sécrétion glandulaire.

Les neurones transmettent des ondes de nature électrique provenant d'une modification transitoire de la perméabilité dans la membrane plasmique.

La propagation de l'impulsion nerveuse est due à l'existence d'une différence de potentiel ou potentiel de membrane (qui résulte des différentes concentrations d'ions des deux côtés de la membrane, comme décrit par le potentiel de Nernst) entre la partie interne et externe de la cellule (habituellement -70 mV).

La charge d'une cellule inactive est maintenue à des valeurs négatives (l'intérieur par rapport à l'extérieur) et varie dans des marges étroites.

Lorsque le potentiel membranaire d'une cellule excitable est dépolarisé au-delà d'un certain seuil (de 65 mV à 55 mV), la cellule génère (ou déclenche) un potentiel d'action. Un potentiel d'action est un changement très rapide de la polarité de la membrane de négatif à positif et de retour à négatif, dans un cycle qui dure quelques millisecondes.

Les cellules neurosécrétoires sont des neurones spécialisés dans la sécrétion (neurosécrétion) de substances qui, au lieu d'être versées dans la fente synaptique, le font dans les capillaires sanguins, de sorte que leurs produits sont transportés par le sang vers les tissus cibles.

C'est-à-dire qu'ils agissent à travers une voie endocrinienne. Cette activité est représentée dans toute la diversité zoologique : on la trouve dans les crustacés, insectes, échinodermes, vertébrés, etc.

Interaction entre les neurones

Un système nerveux traite l'information suivant un circuit plus ou moins standard. Le signal commence lorsqu'un neurone sensoriel reçoit un stimulus externe. L'axone s'appelle la fibre afférente. Ce neurone sensoriel transmet un signal à un autre voisin, de sorte qu'il accède à un centre d'intégration du système nerveux de l'animal.

Les interneurones, localisés dans ledit système, transportent le signal à travers les synapses. Enfin, s'il doit y avoir une réponse, les neurones efférents qui contrôlent les muscles, les glandes ou d'autres structures anatomiques sont excités.

Les neurones afférents et efférents, avec les interneurones, constituent le circuit neuronal.

Les signaux électriques ne sont pas en eux-mêmes des informations, les neurosciences actuelles ont écarté le fait que les neurones sont fondamentalement quelque chose comme les lignes téléphoniques de transmission.

Ces signaux électriques, d'autre part, caractérisent l'état d'activation d'un neurone. Les neurones sont regroupés dans des circuits neuronaux, et le signal électrique, qui est un potentiel électrique, d'un neurone est affecté par les neurones du circuit auquel il est connecté.

L'état d'un neurone dans un circuit neuronal change avec le temps, et est affecté par trois types d'influences, les neurones qui excitent le circuit neuronal, les neurones qui inhibent le circuit neuronal et les potentiels externes qui proviennent des neurones sensoriels.

La fonction d'un certain groupe de neurones est d'atteindre un certain état final en fonction de stimuli externes. Par exemple, dans la perception de la couleur, un groupe de neurones peut se charger de terminer dans un certain état si le stimulus est "rouge" et un autre état déterminé si le stimulus est "vert".

Le nombre d'états "stables" possibles du circuit neuronal correspond au nombre de motifs (dans ce cas des couleurs différentes) que le circuit neuronal peut reconnaître.

L'apprentissage intervient lorsque, en raison des schémas d'activation répétés, les connexions neuronales subissent une restructuration : certaines connexions synaptiques sont renforcées alors que d'autres connexions synaptiques s'affaiblissent.

Les connaissances qu'un individu a du monde se reflètent dans la structure de ces connexions. À son tour, le nombre et le type de connexion détermine le nombre d'attracteurs disponibles de la neurodynamique d'un circuit et donc le nombre de modèles différents que le circuit peut identifier.

De même, l'oubli et la perte de capacité ont aussi une base physiologique dans l'affaiblissement des synapses rarement utilisées. Quand un certain circuit neuronal est activé, ses synapses diminuent et ils peuvent se perdre, ainsi la reconnaissance d'un certain modèle peut être perdue.

Cerveau et neurones

Le nombre de neurones dans le cerveau varie considérablement selon les espèces étudiées. On estime que chaque cerveau humain possède environ 86 × 10⁹ neurones, soit environ cent milliards.

Cependant, Caenorhabditis elegans, un ver nématode de 1 mm de long, largement utilisé comme animal modèle, n'a que 302 neurones; et la drosophile Drosophila melanogaster, quelque 300 000, suffisent à lui permettre de manifester des comportements complexes.

La manipulation facile en laboratoire de ces espèces, dont le cycle de vie est très court et dont les conditions de culture ne sont pas exigeantes, permet aux chercheurs scientifiques de les utiliser pour élucider le fonctionnement neuronal, puisque le mécanisme de base de l'activité neuronale. C'est commun à notre espèce.

Classification et types

Bien que la taille du corps cellulaire puisse être de 5 à 135 micromètres, les extensions ou dendrites peuvent s'étendre sur une distance de plus d'un mètre. Le nombre, la longueur et la ramification des dendrites fournissent une méthode morphologique pour la classification des neurones.

Selon la taille des extensions, les neurones sont classés comme :

• Polyédriques : comme les motoneurones de la corne antérieure de la moelle.
• fusiformes : ceux trouvés dans le double corsage du cortex cérébral.
• Étoilés : comme les neurones arachnoïdiens et étoilés du cortex cérébral et les étoiles, dans le panier et le Golgi du cervelet.
• Sphériques : dans les ganglions spinaux, sympathiques et parasympathiques
• Pyramidaux : présent dans le cortex cérébral.

Selon le nombre et l'anatomie de leurs extensions (polarité), les neurones sont classés comme :

• unipolaires : sont ceux dont naît une seule bifurcation et se comporte fonctionnellement comme un axone sauf à ses extrémités ramifiées où la branche périphérique reçoit des signaux et fonctionne comme des dendrites et transmet l'impulsion sans qu'elle ne traverse le soma neuronal. Ils sont typiques des ganglions d'invertébrés et de la rétine.
• bipolaires : ils ont un corps cellulaire allongé et d'une part une dendrite et d'autre part l'axone (il ne peut y en avoir qu'un par neurone). Le noyau de ce type de neurone est situé au centre de celui-ci, de sorte qu'il peut envoyer des signaux aux deux pôles de celui-ci. Des exemples de ces neurones se trouvent dans les cellules bipolaires de la rétine (cônes et bâtonnets), le ganglion cochléaire et les ganglions vestibulaires, ces ganglions sont spécialisés dans la réception des ondes auditives et de l'équilibre.
• multipolaires : avoir un grand nombre de dendrites qui naissent du corps cellulaire. Ces types de cellules sont le neurone classique avec de petites extensions (dendrites) et un prolongement long ou axonale. Ils représentent la majorité des neurones. Au sein du multipolaire, nous distinguons ceux qui sont de type Golgi I, de type long axone, et de type Golgi II, de type axone court. Les neurones de projection sont du premier type, et les neurones locaux ou interneurones de la seconde.
• pseudo-bipolaires (monopolaires) : sont ceux dans lesquels le corps cellulaire a une seule dendrite ou neurite, qui est divisée à une courte distance du corps cellulaire en deux branches, ce qui explique pourquoi ils sont aussi appelés pseudo-unipolares, celui qui va à une structure périphérique et un autre qui pénètre dans le système nerveux central. Des exemples de cette forme de neurone se trouvent dans le ganglion de la racine postérieure.
• anaxoniques : ils sont petits. Les dendrites des axones ne sont pas distingués. Ils se trouvent dans le cerveau et les organes spéciaux des sens.

En rapport avec "neurone"

• axone

  

  Un axone est le long filament, pouvant atteindre plusieurs dizaines de centimètres, de la fibre nerveuse d'un neurone qui conduit les impulsions nerveuses...

• cellule pyramidale

  

  Une cellule pyramidale est un grand corps cellulaire en forme de pyramide allant de 20 à 120 µm de diamètre.

• dendrite

  

  En physiologie, une dendrite est une structure de type ramifié, avec une région périphérique de l'axone responsable de la connexion avec les neurones...

• neurogenèse

  

  La neurogenèse est le processus par lequel de nouveaux neurones se forment dans le cerveau.