Neurosciences : Neurones, Synapses et Réflexes

IRMF (Imagerie par résonance magnétique fonctionnelle) est une méthode qui permet de localiser les aires cérébrales actives lors de mouvements volontaires. Ces aires sont principalement le cortex moteur ou l'aire motrice.

1. Le Cerveau et le Système Nerveux

1.1. Constitution du Cerveau

Le cerveau est un organe complexe composé de plusieurs types de cellules:

• Neurones: Forment la matière grise (corps cellulaires) et la matière blanche (fibres nerveuses).

• Cellules gliales: Accompagnent et soutiennent les neurones.

  • Astrocytes: Alimentent les neurones.

  • Oligodendrocytes: Produisent la gaine de myéline.

  • Microglies: Assurent la défense immunitaire.

1.2. La Gaine de Myéline

La gaine de myéline est cruciale pour la transmission rapide des messages nerveux.

• En cas de dysfonctionnement des oligodendrocytes, comme dans la sclérose en plaques, la gaine de myéline se dégrade.

• Cette dégradation entraîne une baisse de vitesse des messages nerveux, provoquant des symptômes tels que des vertiges et des handicaps.

1.3. La Moelle Épinière (M.E.)

La moelle épinière est un centre nerveux essentiel.

• Elle est constituée de deux substances:

  • Matière grise: Composée des corps cellulaires des neurones.

  • Matière blanche: Composée de fibres nerveuses (axones).

• Elle possède deux racines:

  • Racine dorsale: Transmet les messages nerveux sensitifs (de Magendie en 1822).

  • Racine ventrale: Transmet les messages nerveux moteurs (de Magendie en 1822).

2. Le Message Nerveux

2.1. Nature du Message Nerveux

Le message nerveux est de nature électrique, comme l'a démontré Luigi Galvani au XVIIIe siècle.

• Les fibres nerveuses sont électronégatives à l'intérieur et électropositives à l'extérieur au potentiel de repos.

• La stimulation d'une fibre entraîne une inversion du potentiel, déclenchant un potentiel d'action (PA).

• Le message nerveux est codé en potentiels d'action.

2.2. Neurones

Un neurone est composé de plusieurs parties:

• Dendrite

• Noyau

• C.cell (corps cellulaire): Partie du neurone en forme de triangle.

• Axone: Se prolonge du cerveau jusqu'à la moelle épinière.

• Terminaisons nerveuses

• Synapses

2.3. La Synapse

Une synapse est une zone de contact entre deux neurones ou entre un neurone et une cellule effectrice.

• Deux types de synapses:

  • Neuro-neuronale: Entre deux neurones.

  • Neuro-musculaire: Entre un neurone et un muscle.

• Les synapses peuvent être:

  • Excitatrice: Libère des neurotransmetteurs qui déclenchent une réponse.

  • Inhibitrice: Libère des neurotransmetteurs qui empêchent une réponse.

2.4. Le Neurotransmetteur (Nt)

Un neurotransmetteur est une molécule produite par un neurone qui permet la transmission du message nerveux au niveau de la synapse.

• La fixation du neurotransmetteur sur les récepteurs du neurone post-synaptique déclenche l'émission de potentiels d'action qui se propagent.

• Le codage en concentration des neurotransmetteurs dépend du codage en fréquence des potentiels d'action.

3. Mouvements et Réflexes

3.1. Types de Mouvements

Nous avons la capacité de nous déplacer grâce à deux types de mouvements:

• Volontaires: Contrôlés consciemment.

• Involontaires (réflexes): Réponses automatiques du corps.

3.2. Le Motoneurone (M.N)

Le motoneurone est responsable de la transmission des ordres moteurs aux muscles.

• Il reçoit des messages nerveux de plusieurs neurones.

• Il réalise une sommation spatiale ou temporelle des messages reçus pour générer un message nerveux unique.

• Le motoneurone forme une synapse neuromusculaire avec les fibres musculaires au niveau de la plaque motrice.

• L'arrivée d'un train de PA au niveau de la synapse neuromusculaire provoque:

  1. Libération d'acétylcholine.

  2. Déclenchement d'un PA musculaire.

  3. Le PA est à l'origine de la libération de calcium.

  4. Contraction de la cellule musculaire.

3.3. Le Réflexe Myotatique

Un réflexe involontaire caractérisé par la contraction d'un muscle suite à son étirement.

• Il est rapide et peut être répété de nombreuses fois. L'intensité dépend de la stimulation.

• Le fuseau neuromusculaire (FNM) est le récepteur sensoriel qui capte l'étirement du muscle.

• Processus d'un réflexe (myotatique):

  1. Stimulus: Reçu par un récepteur sensitif (comme le FNM).

  2. Neurone sensitif afférent: Transmet le message nerveux au centre nerveux (moelle épinière).

  3. Synapse sur neurone moteur: Le message est relayé.

  4. Conduction du message nerveux par le motoneurone.

  5. Synapse neuromusculaire.

  6. Libération d'acétylcholine.

  7. Déclenchement d'un PA sur la membrane du muscle.

  8. Contraction musculaire.

• Le réflexe myotatique implique également une coordination entre muscles antagonistes:

  • Le neurone sensitif afférent stimule un interneurone inhibiteur.

  • Cet interneurone inhibe le motoneurone relié au muscle antagoniste, ce qui l'empêche de se contracter et permet son relâchement.

  • Cela assure une réponse coordonnée pour empêcher la contraction simultanée de deux muscles opposés.

• La manœuvre de Jendrassik peut augmenter l'intensité du réflexe en favorisant le relâchement des muscles.

4. Aperçu du Chemin du Message Nerveux

5. Points Clés à Retenir

• L'IRMF permet de visualiser les aires cérébrales actives pendant les mouvements volontaires, notamment le cortex moteur.

• Le cerveau est composé de neurones (matière grise et blanche) et de cellules gliales (astrocytes, oligodendrocytes, microglies).

• La dégradation de la gaine de myéline (sclérose en plaques) ralentit la transmission nerveuse.

• Le message nerveux est une impulsion électrique (potentiel d'action) initiée par l'inversion du potentiel membranaire.

• Les synapses sont des zones de contact où les neurotransmetteurs transmettent le message, soit de manière excitatrice, soit inhibitrice.

• Le motoneurone intègre les informations et déclenche la contraction musculaire via l'acétylcholine et le calcium.

• Le réflexe myotatique est une contraction musculaire rapide à la suite d'un étirement, coordonnée par l'inhibition du muscle antagoniste.