Neurones du cerveau - Naissance et vie

Neurones du cerveau - terme utilisé à l'audition par tous ceux qui sont proches du sujet de la paralysie cérébrale, mais tout le monde ne sait pas ce qu'est un neurone, comment il fonctionne et comment il fonctionne.

Neurone, ou neurone en grec, est une fibre, un nerf.

Les neurones sont les cellules hautement spécialisées qui composent le système nerveux. La tâche des neurones est l'échange d'informations entre le corps et le cerveau.

Les neurones sont des cellules excitables électriquement qui traitent, stockent et transmettent des informations à l'aide de signaux électriques et chimiques.

Neurones du cerveau - Histoire de la découverte

Jusqu'à récemment, la plupart des neuroscientifiques croyaient que nous étions nés avec un ensemble spécifique de neurones et c'est le chiffre final. À l'avenir, les neurones ne peuvent que mourir, mais ne peuvent pas récupérer. Apparemment, c’est là que l’on a déclaré que "les cellules nerveuses ne sont pas restaurées".

En utilisant un ensemble de neurones donnés à la naissance, l'enfant, en grandissant, les construit en chaînes correspondant à des compétences et à une expérience spécifiques. Ainsi, ces chaînes sont des autoroutes de l'information entre le cerveau et différentes parties du corps. Les scientifiques pensaient qu'après la création d'un circuit par les neurones du cerveau, il était impossible d'y ajouter de nouveaux neurones. Cela perturbera le flux d'informations et désactivera le système de communication du cerveau.

En 1962, le concept de neurones a subi un changement important. Le neurobiologiste Joseph Altman a réussi à prouver la naissance de nouveaux neurones dans le cerveau d'un rat adulte. Et au cours des années suivantes, il a été démontré que de nouveaux neurones migraient de leur lieu de naissance vers d'autres régions du cerveau.

En 1983, le processus de naissance de nouveaux neurones a été enregistré dans le cerveau d'un singe adulte.

Cette découverte était si étonnante et incroyable, et l’opinion sur les neurones du cerveau est si bien établie que de nombreux scientifiques ont refusé de croire à la possibilité de tels processus dans le cerveau humain.

Cependant, les dernières décennies ont prouvé la naissance de neurones dans le cerveau d'un adulte.

À ce jour, pour certains neuroscientifiques, la neurosénèse dans le cerveau adulte est une théorie non prouvée. Mais la plupart des personnes pensent que la découverte de la neurogenèse ouvre des perspectives incroyables dans le domaine de la neurologie humaine.

Structure des neurones

Les principaux composants du neurone sont:

• corps cellulaire avec noyau
• Expansion cellulaire - Axone et Dentrite
• terminal (extrémité axonale)
• glia (cellules gliales)

Le système nerveux central (y compris le cerveau et la moelle épinière) comprend deux types principaux de cellules: les neurones et la glie. Glia quantitativement supérieur aux neurones, mais le neurone reste la cellule principale du système nerveux.

Les neurones utilisent des impulsions électriques et des signaux chimiques pour transmettre des informations entre différentes zones du cerveau, ainsi qu'entre le cerveau et le reste du système nerveux.

Tout ce que nous pensons, ressentons et faisons serait impossible sans le travail des neurones et de leurs cellules de soutien, les cellules gliales.

Les neurones ont trois parties principales: le corps cellulaire et deux extensions, appelées axones et dendrites. À l'intérieur du corps cellulaire se trouve le noyau, qui contrôle l'activité de la cellule et contient le matériel génétique de la cellule.

Axon ressemble à une longue queue, sa tâche est de transmettre des messages. Les dendrites ressemblent à des branches d'un arbre et remplissent les fonctions de réception de messages. Les neurones communiquent les uns avec les autres via un espace minuscule, appelé synapse, entre axones et dendrites des neurones voisins.

Il existe trois classes de neurones:

1. Les neurones sensoriels transmettent des informations des organes sensoriels (tels que les yeux, les oreilles, le nez) au cerveau.
2. Les neurones moteurs (moteurs) contrôlent l'activité musculaire volontaire, telle que la parole, et transmettent également des messages des cellules nerveuses aux muscles.
3. Tous les autres neurones sont appelés interneurones.

Les neurones sont les cellules les plus diverses du corps. À l'intérieur de ces trois classes de neurones, il y a des centaines de types différents, chacun ayant certaines capacités pour la transmission de données.

En communiquant les uns avec les autres, les neurones créent des connexions uniques, ce qui nous différencie des autres par la façon dont nous pensons, ressentons et agissons.

Neurones miroirs

Les fonctions des neurones miroirs sont très intéressantes. Les neurones miroirs sont un tel type de neurones cérébraux qui sont excités non seulement lorsqu'ils effectuent une action de leur propre chef, mais également lorsqu'ils observent la façon dont les autres effectuent cette action.

Ainsi, on peut dire que les neurones miroirs sont responsables de l'imitation ou de l'imitation.

L'étude des principes de fonctionnement des neurones miroirs est très prometteuse pour résoudre les problèmes de rééducation de la paralysie cérébrale.

La naissance des neurones

La naissance de nouveaux neurones est toujours un sujet sur lequel la controverse ne s'arrête pas. Bien que des preuves indéniables confirment que la neurogenèse (la naissance des neurones) est un processus qui ne s’arrête pas tout au long de la vie d’un individu.

Les neurones naissent dans des cellules spéciales appelées cellules souches. La science des cellules souches est assez récente et contient plus de questions que de réponses. Mais nous savons que la méthode de traitement de la paralysie cérébrale avec des cellules souches est déjà en place et utilisée avec beaucoup de succès.

Migration des neurones

Une question très intéressante - la migration des neurones! La naissance d'un neurone à la demande du système nerveux ne représente que la moitié du combat, car il reste à déterminer où la demande a été envoyée et où elle l'attend.

Comment un neurone comprend-il où aller et qu'est-ce qui l'aide à y parvenir? À l'heure actuelle, les scientifiques ont observé deux processus de délivrance de neurones du lieu de naissance à d'autres parties du cerveau.

1. Mouvement dans des cellules spéciales - glie radiale. Ces cellules étendent leurs fibres des couches internes du cerveau aux externes. Et les neurones glissent le long de ceux-ci jusqu'à leur destination.
2. Signaux chimiques. À la surface des neurones, des molécules d’adhésion spéciales se lient aux molécules similaires situées sur les cellules gliales adjacentes ou sur les axones du nerf. Et ainsi, se transmettre un signal les uns aux autres amène le neurone à son emplacement final.

Migration de neurones par glia radiale

Tous les neurones ne parviennent pas à surmonter ce chemin. Il existe une opinion selon laquelle les deux tiers des neurones meurent en cours de route. Et certains de ceux qui ont survécu s’égarent et s’enracinent plus tard dans la chaîne aux mauvais endroits.

Certains scientifiques soupçonnent que de telles erreurs conduisent à la schizophrénie, à la dyslexie et à l'épilepsie pédiatrique. Aucune preuve, juste une hypothèse.

Mort neuronale

Normalement, les neurones sont des cellules à vie longue dans le corps humain. Mais parfois, ils commencent à mourir massivement dans certaines structures du cerveau, entraînant diverses maladies du système nerveux. Parfois, les raisons de leur décès peuvent être établies, parfois non, la question reste ouverte.

Par exemple, il est connu que dans la maladie de Parkinson, les neurones producteurs de dopamine meurent dans la zone du cerveau qui contrôle les mouvements du corps. Cela entraîne des difficultés pour initier le mouvement. Ce qui déclenche ce processus n'est pas une réponse.

Dans la maladie d'Alzheimer, des protéines hostiles s'accumulent dans les neurones et autour des neurones du néocortex et de l'hippocampe (parties du cerveau) qui contrôlent la mémoire. Lorsque ces neurones meurent, les gens perdent la capacité de mémoriser et d'effectuer des tâches quotidiennes.

Hypoxie du cerveau - conduit à la privation d'oxygène des neurones et à l'avenir, si le processus n'est pas arrêté à temps, jusqu'à leur mort.

Lésions cérébrales physiques - conduisent à la rupture des connexions entre les neurones. Ainsi, les neurones sont vivants, mais ils n’ont pas la capacité d’interagir les uns avec les autres.

Neurone artificiel

Une étude plus approfondie des problèmes de vie et de mort des neurones donne l’espoir de développer de nouvelles méthodes de traitement du système nerveux.

Les recherches modernes montrent que les cellules nerveuses sont capables de récupérer. Les cellules souches peuvent générer tous les types de neurones. Peut-être que les cellules souches peuvent être manipulées et stimulées dans la naissance de nouveaux neurones du type requis.

Ainsi, le processus de restauration, de renouvellement du cerveau, de remplacement des neurones morts par les neurones d'une nouvelle génération ne semble pas aussi fantastique.

Peut-être que le terme - neurones artificiels du cerveau, ceci est notre avenir pas si lointain.

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Neurones - qu'est-ce que c'est? Types et fonctions des neurones du cerveau

Sur les possibilités inépuisables de notre cerveau écrit des montagnes de littérature. Il est capable de traiter une énorme quantité d'informations que même les ordinateurs modernes ne peuvent pas traiter. De plus, dans des conditions normales, le cerveau fonctionne sans interruption pendant 70 à 80 ans ou plus. Et chaque année, la durée de sa vie, et par conséquent la vie d'une personne, augmente.

Le travail efficace de cet organe le plus important et à bien des égards mystérieux est assuré principalement par deux types de cellules: les neurones et la glie. Ce sont les neurones qui sont responsables de la réception et du traitement de l'information, de la mémoire, de l'attention, de la réflexion, de l'imagination et de la créativité.

Neurone et sa structure

On entend souvent que les capacités mentales d’une personne garantissent la présence de matière grise. Quelle est cette substance et pourquoi est-il gris? Cette couleur a le cortex cérébral, constitué de cellules microscopiques. Ce sont des neurones ou des cellules nerveuses qui assurent le fonctionnement de notre cerveau et le contrôle de tout le corps humain.

Comment est la cellule nerveuse

Un neurone, comme toute cellule vivante, se compose d'un noyau et d'un corps cellulaire, appelé soma. La taille de la cellule elle-même est microscopique - de 3 à 100 microns. Cependant, cela n’empêche pas le neurone d’être un véritable référentiel d’informations diverses. Chaque cellule nerveuse contient un ensemble complet de gènes - instructions pour la production de protéines. Certaines des protéines sont impliquées dans la transmission d'informations, d'autres créent une coque protectrice autour de la cellule elle-même, d'autres sont impliquées dans des processus de mémoire, quatrièmement un changement d'humeur, etc.

Même un petit échec dans l’un des programmes de production de certaines protéines peut avoir des conséquences graves, une maladie, un trouble mental, une démence, etc.

Chaque neurone est entouré d'une gaine protectrice de cellules gliales, elles remplissent littéralement tout l'espace intercellulaire et constituent 40% de la substance du cerveau. Une glie ou une collection de cellules gliales remplit des fonctions très importantes: elle protège les neurones des influences extérieures défavorables, fournit des nutriments aux cellules nerveuses et supprime leurs produits métaboliques.

Les cellules gliales protègent la santé et l'intégrité des neurones et empêchent par conséquent beaucoup de substances chimiques étrangères de pénétrer dans les cellules nerveuses. Y compris les drogues. Par conséquent, l'efficacité de divers médicaments conçus pour renforcer l'activité du cerveau est complètement imprévisible et agit différemment sur chaque personne.

Dendrites et axones

Malgré la complexité du neurone, il ne joue pas en soi un rôle important dans le cerveau. Notre activité nerveuse, y compris l'activité mentale, résulte de l'interaction de nombreux neurones échangeant des signaux. À la réception et à la transmission de ces signaux, plus précisément, de faibles impulsions électriques se produisent à l'aide de fibres nerveuses.

Le neurone possède plusieurs fibres nerveuses ramifiées (environ 1 mm) - les dendrites, ainsi nommées en raison de leur similitude avec l'arbre. Les dendrites sont responsables de la réception des signaux d'autres cellules nerveuses. Et comme l'émetteur du signal agit axone. Cette fibre dans le neurone n’est qu’une fibre, mais elle peut atteindre une longueur maximale de 1,5 mètre. En se connectant à l'aide d'axones et de dendrites, les cellules nerveuses forment des réseaux neuronaux entiers. Et plus le système d'interrelations est complexe, plus notre activité mentale est difficile.

Travail des neurones

L’activité la plus complexe de notre système nerveux repose sur l’échange de faibles impulsions électriques entre neurones. Mais le problème est qu'initialement, l'axone d'une cellule nerveuse et les dendrites de l'autre ne sont pas reliés, il existe entre eux un espace rempli de substance intercellulaire. C'est ce qu'on appelle la fente synaptique, et ne peut pas vaincre son signal. Imaginez que deux personnes se croisent les bras et ne s’étendent pas vraiment.

Ce problème est résolu simplement par un neurone. Sous l'influence d'un faible courant électrique, une réaction électrochimique se produit et une molécule protéique - neurotransmetteur - se forme. Cette molécule recouvre ainsi l’écart synaptique, devenant une sorte de pont pour le signal. Les neurotransmetteurs remplissent une fonction supplémentaire: ils connectent des neurones et plus le signal voyage souvent dans ce circuit nerveux, plus cette connexion est solide. Imaginez un gué de l'autre côté de la rivière. En le traversant, une personne jette une pierre dans l’eau, puis chaque voyageur suivant fait de même. Le résultat est une transition solide et fiable.

Une telle connexion entre neurones est appelée synapse et joue un rôle important dans l'activité cérébrale. On pense que même notre mémoire est le résultat du travail des synapses. Ces connexions fournissent une plus grande vitesse de passage des impulsions nerveuses - le signal le long du circuit neuronal se déplace à une vitesse de 360 ​​km / h ou 100 m / s. Vous pouvez calculer combien de temps le doigt d'un doigt que vous avez piqué accidentellement avec une aiguille pénètre dans le cerveau. Il y a un vieux mystère: "Quelle est la chose la plus rapide au monde?" Réponse: "Pensée". Et cela a été très clairement remarqué.

Types de neurones

Les neurones ne sont pas seulement dans le cerveau, où, en interaction, ils forment le système nerveux central. Les neurones sont situés dans tous les organes de notre corps, dans les muscles et les ligaments à la surface de la peau. Surtout beaucoup d'entre eux dans les récepteurs, c'est-à-dire les sens. Le vaste réseau de cellules nerveuses qui imprègne tout le corps humain est un système nerveux périphérique qui remplit des fonctions aussi importantes que le système central. La variété de neurones est divisée en trois groupes principaux:

• Les neurones affecteurs reçoivent des informations des organes sensoriels et les transmettent au cerveau sous forme d'impulsions transmises le long des fibres nerveuses. Ces cellules nerveuses ont les axones les plus longs, leur corps étant situé dans la partie correspondante du cerveau. Il existe une stricte spécialisation et les signaux sonores vont exclusivement à la partie auditive du cerveau, aux odeurs - à l'olfactif, à la lumière - au visuel, etc.
• Les neurones intermédiaires ou intercalaires traitent les informations reçues des affecteurs. Une fois les informations évaluées, les neurones intermédiaires contrôlent les organes des sens et les muscles situés à la périphérie de notre corps.
• Les neurones efférents ou effecteurs transmettent cette commande à partir de l’intermédiaire sous la forme d’une impulsion nerveuse vers les organes, les muscles, etc.

Le plus difficile et le moins compris est le travail des neurones intermédiaires. Ils sont responsables non seulement des réactions réflexes, telles que, par exemple, le fait de retirer une main d'une poêle chaude ou de clignoter lorsqu'il y a un éclair. Ces cellules nerveuses fournissent des processus mentaux complexes tels que la pensée, l'imagination, la créativité. Et comment l'échange instantané d'influx nerveux entre neurones se transforme-t-il en images éclatantes, en intrigues fantastiques, en découvertes brillantes ou simplement en réflexions sur un lundi difficile? C'est le principal secret du cerveau, auquel les scientifiques ne se sont même pas approchés.

La seule chose qui ait permis de découvrir que différents types d'activité mentale sont associés à l'activité de différents groupes de neurones. Les rêves du futur, la mémorisation d'un poème, la perception d'un être cher, la réflexion sur les achats - tout cela se reflète dans notre cerveau sous forme d'éclairs d'activité des cellules nerveuses en différents points du cortex cérébral.

Fonctions de neurones

Étant donné que les neurones assurent le fonctionnement de tous les systèmes du corps, les fonctions des cellules nerveuses doivent être très diverses. De plus, ils ne sont toujours pas bien compris. Parmi les nombreuses classifications différentes de ces fonctions, nous choisirons celle qui est la plus compréhensible et la plus proche des problèmes de la science psychologique.

Fonction de transfert d'informations

C’est la fonction principale des neurones, auxquels sont connectés d’autres, tout en étant non moins significatifs. La même fonction est la plus étudiée. Tous les signaux externes aux organes entrent dans le cerveau, où ils sont traités. Et puis, à la suite de réactions, sous forme d’impulsions de commande, elles sont transférées via des fibres nerveuses efférentes vers les organes sensoriels, les muscles, etc.

Une telle circulation constante d'informations se produit non seulement au niveau du système nerveux périphérique, mais également dans le cerveau. Les connexions entre neurones qui échangent des informations forment des réseaux de neurones inhabituellement complexes. Imaginez: le cerveau contient au moins 30 milliards de neurones et chacun d’entre eux peut avoir jusqu’à 10 000 connexions. Au milieu du XXe siècle, la cybernétique a tenté de créer un ordinateur électronique fonctionnant sur le principe du cerveau humain. Mais ils n'ont pas réussi - les processus qui se déroulent dans le système nerveux central se sont avérés trop compliqués.

Fonction de préservation d'expérience

Les neurones sont responsables de ce que nous appelons la mémoire. Plus précisément, comme l'ont constaté des neurophysiologistes, la préservation des traces de signaux traversant des circuits neuronaux est un sous-produit particulier de l'activité cérébrale. La base de la mémoire repose sur les molécules de protéines, les neurotransmetteurs, qui constituent un pont entre les cellules nerveuses. Par conséquent, il n'y a pas de section spéciale du cerveau responsable du stockage des informations. Et si, à la suite d'une blessure ou d'une maladie, les connexions neuronales sont détruites, la personne peut perdre partiellement la mémoire.

Fonction intégrative

C'est l'interaction entre les différentes parties du cerveau. Des «éclairs» instantanés de signaux transmis et reçus, des points chauds dans le cortex du cerveau - c'est la naissance des images, des sentiments et des pensées. Des connexions neuronales complexes unissant entre elles les différentes parties du cortex cérébral et pénétrant dans la zone sous-corticale sont le produit de notre activité mentale. Et plus de telles connexions apparaissent, plus la mémoire est bonne et plus la pensée est productive. En fait, plus nous pensons, plus nous devenons intelligents.

Fonction de production de protéines

L'activité des cellules nerveuses ne se limite pas aux processus d'information. Les neurones sont de véritables fabriques de protéines. Ce sont les mêmes neurotransmetteurs qui fonctionnent non seulement comme un «pont» entre les neurones, mais jouent également un rôle énorme dans la régulation du travail de notre corps dans son ensemble. Il existe actuellement environ 80 espèces de ces composés protéiques qui remplissent diverses fonctions:

• La norépinéphrine, parfois appelée hormone de la colère ou du stress. Il tonifie le corps, améliore les performances, accélère le rythme cardiaque et prépare le corps à une action immédiate pour repousser les dangers.
• La dopamine est le tonique principal de notre corps. Il participe à la revitalisation de tous les systèmes, y compris au réveil, à l'effort physique et crée une attitude émotionnelle positive pouvant aller jusqu'à l'euphorie.
• La sérotonine est également une substance de "bonne humeur", même si elle n’affecte pas l’activité physique.
• Le glutamate est l'émetteur nécessaire au fonctionnement de la mémoire, sans quoi le stockage à long terme des informations est impossible.
• L'acétylcholine gère les processus du sommeil et de l'éveil et est également nécessaire pour activer l'attention.

Les neurotransmetteurs, ou plutôt leur nombre, affectent la santé du corps. Et si la production de ces molécules protéiques pose des problèmes, des maladies graves peuvent alors se développer. Par exemple, la carence en dopamine est l’une des causes de la maladie de Parkinson. Si cette substance est produite en excès, la schizophrénie peut se développer. Si l’acétylcholine n’est pas suffisamment produite, une maladie d’Alzheimer très désagréable peut survenir, accompagnée de démence.

La formation de neurones dans le cerveau commence même avant la naissance d'une personne et, pendant toute la période de maturation, se produit la formation active et la complication de connexions neuronales. Pendant longtemps, on a pensé que chez l'adulte, les nouvelles cellules nerveuses ne pourraient pas apparaître, mais le processus de leur extinction est inévitable. Par conséquent, le développement mental de la personnalité n'est possible qu'en raison de la complication des connexions nerveuses. Et puis, dans la vieillesse, tout le monde est condamné à un déclin des capacités mentales.

Mais des études récentes ont réfuté cette prévision pessimiste. Des scientifiques suisses ont prouvé qu’il existait une région cérébrale responsable de la naissance de nouveaux neurones. C'est l'hippocampe, il produit jusqu'à 1 400 nouvelles cellules nerveuses par jour. Et tout ce que vous avez à faire est de les inclure plus activement dans le travail du cerveau, de recevoir et de comprendre de nouvelles informations, en créant de nouvelles connexions neuronales et en compliquant le réseau de neurones.

Neurones du cerveau - la structure, la classification et les voies

Structure des neurones

Chaque structure du corps humain est constituée de tissus spécifiques inhérents à un organe ou à un système. Dans le tissu nerveux - un neurone (neurocyte, nerf, neurone, fibre nerveuse). Quels sont les neurones du cerveau? C'est une unité structurelle fonctionnelle du tissu nerveux qui fait partie du cerveau. Outre la définition anatomique du neurone, il existe une définition fonctionnelle: il s'agit d'une cellule excitée par des impulsions électriques, capable de traiter, de stocker et de transmettre des informations à d'autres neurones à l'aide de signaux chimiques et électriques.

La structure de la cellule nerveuse n’est pas si difficile; en comparaison des cellules spécifiques d’autres tissus, elle en détermine également la fonction. Un neurocyte consiste en un corps (un autre nom est soma), et les processus sont axone et dendrite. Chaque élément du neurone remplit sa fonction. Soma est entouré d'une couche de tissu adipeux ne laissant passer que les substances liposolubles. À l'intérieur du corps se trouvent le noyau et d'autres organites: les ribosomes, le réticulum endoplasmique et d'autres.

En plus des neurones proprement dits, les cellules suivantes prédominent dans le cerveau, à savoir les cellules gliales. On les appelle souvent «colle du cerveau» pour leur fonction: la glie remplit une fonction auxiliaire pour les neurones, leur fournissant un environnement. Le tissu glial fournit la régénération du tissu nerveux, la nutrition et aide à créer des impulsions nerveuses.

Le nombre de neurones dans le cerveau a toujours intéressé les chercheurs dans le domaine de la neurophysiologie. Ainsi, le nombre de cellules nerveuses variait de 14 milliards à 100. Les dernières recherches effectuées par des experts brésiliens ont révélé que le nombre de neurones était en moyenne de 86 milliards de cellules.

Pointes

Les outils entre les mains du neurone sont des processus grâce auxquels le neurone est capable de jouer son rôle d’émetteur et de gardien d’informations. Ce sont les processus qui forment un vaste réseau nerveux, qui permettent à la psyché humaine de se déployer dans toute sa splendeur. Il existe un mythe selon lequel les capacités mentales d'une personne dépendent du nombre de neurones ou du poids du cerveau, mais tel n'est pas le cas: les personnes dont les champs et sous-champs du cerveau sont très développés (plus de quelques fois) deviennent des génies. Grâce à ce champ, les responsables de certaines fonctions pourront les exécuter de manière plus créative et plus rapide.

Axon

Un axone est un long processus d'un neurone qui transmet l'influx nerveux du soma d'un nerf à d'autres cellules ou organes innervés par une partie spécifique du pilier nerveux. La nature a doté les vertébrés d'un bonus - la fibre de myéline, dans la structure de laquelle se trouvent des cellules de Schwann, entre lesquelles se trouvent de petites zones vides - les interceptions de Ranvier. Sur eux, comme sur une échelle, les impulsions nerveuses sautent d'un site à un autre. Cette structure vous permet d’accélérer le transfert d’informations (jusqu’à environ 100 mètres par seconde). La vitesse de déplacement d'une impulsion électrique dans une fibre dépourvue de myéline est en moyenne de 2 à 3 mètres par seconde.

Dendrites

Les dendrites sont un autre type de processus de cellules nerveuses. Contrairement à l'axone long et solide, la dendrite est une structure courte et ramifiée. Ce processus n'intervient pas dans la transmission d'informations, mais seulement dans leur réception. Ainsi, l'excitation pénètre dans le corps neuronal à l'aide de branches de dendrite courtes. La complexité de l'information qu'un dendrite peut recevoir est déterminée par ses synapses (récepteurs nerveux spécifiques), à savoir son diamètre de surface. Les dendrites, en raison du nombre important de leurs épines, peuvent établir des centaines de milliers de contacts avec d'autres cellules.

Métabolisme dans le neurone

Une caractéristique distinctive des cellules nerveuses est leur métabolisme. Le métabolisme dans le neurocyte se distingue par sa vitesse élevée et la prédominance des processus aérobies (à base d'oxygène). Cette caractéristique de la cellule s’explique par le fait que le cerveau consomme beaucoup d’énergie et que sa demande en oxygène est élevée. Bien que le poids du cerveau ne représente que 2% du poids de tout le corps, sa consommation d'oxygène est d'environ 46 ml / min, soit 25% de la consommation totale du corps.

La principale source d’énergie du tissu cérébral, en plus de l’oxygène, est le glucose, où il subit des transformations biochimiques complexes. En fin de compte, une grande quantité d'énergie est libérée par les composés du sucre. Ainsi, la question de savoir comment améliorer les connexions neuronales du cerveau peut être résolue: utilisez des produits contenant des composés de glucose.

Fonctions de neurones

Malgré sa structure relativement simple, le neurone a de nombreuses fonctions, dont les principales sont les suivantes:

• perception d'irritation;
• traitement de stimulation;
• transmission impulsionnelle;
• formation de la réponse.

Sur le plan fonctionnel, les neurones sont divisés en trois groupes:

De plus, dans le système nerveux, un autre groupe est fonctionnellement distingué - les nerfs inhibiteurs (responsables de l'inhibition de l'excitation des cellules). De telles cellules neutralisent la propagation du potentiel électrique.

Classification des neurones

Les cellules nerveuses étant diverses, les neurones peuvent être classés en fonction de leurs différents paramètres et attributs, à savoir:

• La forme du corps. Les neurocytes de différentes formes de soma sont situés dans différentes parties du cerveau:
  • étoilé;
  • en forme de fuseau;
  • pyramidal (cellules de Betz).
• Par nombre de pousses:
  • unipolaire: avoir un processus;
  • bipolaire: deux processus sont situés sur le corps;
  • multipolaire: sur le soma de ces cellules, il y a trois processus ou plus.
• Caractéristiques de contact de la surface des neurones:
  • axo-somatique. Dans ce cas, l'axone est en contact avec le soma de la cellule voisine du tissu nerveux;
  • axo-dendritique. Ce type de contact implique la connexion d'un axone et d'une dendrite;
  • axo-axonal. L'axone d'un neurone est connecté à l'axone d'une autre cellule nerveuse.

Types de neurones

Pour effectuer des mouvements conscients, il est nécessaire que l'impulsion formée dans le gyrus moteur du cerveau soit capable de produire les muscles nécessaires. Ainsi, on distingue les types de neurones suivants: le motoneurone central et le neurone périphérique.

Le premier type de cellules nerveuses provient du gyrus central antérieur, situé devant le plus grand sillon du cerveau - le sillon de Roland, à savoir les cellules pyramidales de Betz. Ensuite, les axones du neurone central pénètrent profondément dans les hémisphères et passent à travers la capsule interne du cerveau.

Les neurocytes moteurs périphériques sont formés par les neurones moteurs des cornes antérieures de la moelle épinière. Leurs axones atteignent diverses formations, telles que les plexus, les amas nerveux de la colonne vertébrale et, plus important encore, les muscles performants.

Le développement et la croissance des neurones

La cellule nerveuse provient de la cellule progénitrice. En développement, les premiers axones commencent à se développer, les dendrites mûrissent un peu plus tard. À la fin de l'évolution du processus neurocytaire, un petit joint de forme irrégulière se forme dans la cellule soma. Cette formation s'appelle un cône de croissance. Il contient des mitochondries, des neurofilaments et des tubules. Les systèmes récepteurs de la cellule mûrissent progressivement et les régions synaptiques du neurocyte se développent.

Les chemins

Le système nerveux a ses sphères d'influence dans tout le corps. Avec l'aide de fibres conductrices est la régulation nerveuse des systèmes, des organes et des tissus. Le cerveau, grâce à un large système de voies, contrôle complètement l'état anatomique et fonctionnel de chaque structure du corps. Reins, foie, estomac, muscles et autres - tout cela inspecte le cerveau, coordonne et régule soigneusement et minutieusement chaque millimètre de tissu. Et en cas d'échec, il corrige et sélectionne le modèle de comportement approprié. Ainsi, grâce aux voies empruntées, le corps humain se caractérise par son autonomie, sa maîtrise de soi et sa capacité d’adaptation à l’environnement extérieur.

Voies du cerveau

La voie est un groupe de cellules nerveuses dont la fonction est d'échanger des informations entre différentes parties du corps.

• Fibres nerveuses associatives. Ces cellules connectent différents centres nerveux situés dans le même hémisphère.
• Fibres de commissariat. Ce groupe est responsable de l'échange d'informations entre des centres similaires du cerveau.
• Projection des fibres nerveuses. Cette catégorie de fibres articule le cerveau avec la moelle épinière.
• Manières extra-perceptives. Ils transportent les impulsions électriques de la peau et d'autres organes sensoriels vers la moelle épinière.
• Proprioceptif. Un tel groupe de chemins conduit les signaux provenant des tendons, des muscles, des ligaments et des articulations.
• Voies interoceptives. Les fibres de ce tract proviennent des organes internes, des vaisseaux sanguins et des mésentères intestinaux.

Interaction avec les neurotransmetteurs

Des neurones de différents endroits communiquent les uns avec les autres en utilisant des impulsions électriques de nature chimique. Alors, quelle est la base de leur éducation? Il existe des neurotransmetteurs (neurotransmetteurs) - composés chimiques complexes. À la surface de l'axone se trouve la synapse nerveuse - la surface de contact. D'une part, il existe un écart présynaptique et, d'autre part, un écart postsynaptique. Entre eux, il y a un écart - c'est la synapse. Sur la partie présynaptique du récepteur, il existe des sacs (vésicules) contenant une certaine quantité de neurotransmetteurs (quantique).

Lorsque l'impulsion atteint la première partie de la synapse, un mécanisme complexe en cascade biochimique est initié, ce qui permet d'ouvrir les poches avec des médiateurs et de laisser les quantités de substances intermédiaires s'écouler en douceur dans la fente. A ce stade, l'impulsion disparaît et ne réapparaît que lorsque les neurotransmetteurs atteignent la fissure postsynaptique. Ensuite, les processus biochimiques sont à nouveau activés avec l'ouverture de la porte pour les médiateurs et ceux qui agissent sur les plus petits récepteurs sont convertis en une impulsion électrique qui pénètre plus profondément dans les fibres nerveuses.

En attendant, on distingue différents groupes de ces neurotransmetteurs, à savoir:

• Neurotransmetteurs de freinage - groupe de substances qui ont un effet inhibiteur sur l’excitation. Ceux-ci incluent:
  • acide gamma-aminobutyrique (GABA);
  • glycine.
• Médiateurs excitateurs:
  • acétylcholine;
  • la dopamine;
  • la sérotonine;
  • norépinéphrine;
  • adrénaline.

Les cellules nerveuses sont-elles réparées?

Pendant longtemps, on a pensé que les neurones ne sont pas capables de division. Cependant, selon les recherches modernes, cette affirmation s'est révélée fausse: dans certaines parties du cerveau, le processus de neurogenèse des précurseurs de neurocytes se produit. De plus, le tissu cérébral a une capacité exceptionnelle de neuroplasticité. Il existe de nombreux cas où une partie saine du cerveau reprend la fonction des personnes endommagées.

De nombreux experts en neurophysiologie se sont demandé comment restaurer les neurones du cerveau. Des recherches récentes menées par des scientifiques américains ont montré que, pour la régénération opportune et appropriée des neurocytes, il n’était pas nécessaire d’utiliser des médicaments coûteux. Pour ce faire, il vous suffit de bien dormir et de bien manger en incluant dans le régime des vitamines B et des aliments hypocaloriques.

S'il y a violation des connexions neuronales du cerveau, elles sont capables de récupérer. Cependant, il existe des pathologies graves des connexions et des voies neuronales, telles que la maladie du motoneurone. Ensuite, vous devez vous tourner vers des soins cliniques spécialisés, où les neurologues peuvent découvrir la cause de la pathologie et faire le bon traitement.

Les personnes qui ont déjà consommé ou bu de l'alcool se posent souvent des questions sur la restauration des neurones du cerveau après l'alcool. Le spécialiste répondrait que pour cela il est nécessaire de travailler systématiquement sur votre santé. Le complexe d'activités comprend une alimentation équilibrée, des exercices réguliers, des activités mentales, des marches et des voyages. Il a été prouvé que les connexions neuronales du cerveau se développent à travers l'étude et la contemplation d'informations totalement nouvelles pour l'homme.

Dans les conditions de surabondance d'informations excessives, l'existence d'un marché de la restauration rapide et d'un mode de vie assis, le cerveau est qualitativement susceptible de subir divers dommages. L'athérosclérose, les formations thrombotiques sur les vaisseaux, le stress chronique, les infections - tout cela est une voie directe vers le colmatage du cerveau. Malgré cela, il existe des médicaments qui restaurent les cellules du cerveau. Le groupe principal et populaire est nootropics. Les préparations de cette catégorie stimulent le métabolisme des neurocytes, augmentent la résistance au manque d'oxygène et ont un effet positif sur divers processus mentaux (mémoire, attention, réflexion). Outre les médicaments nootropiques, le marché pharmaceutique propose des produits contenant de l’acide nicotinique, des agents de renforcement vasculaire, etc. Il faut se rappeler que la restauration des connexions neuronales du cerveau lors de la prise de divers médicaments est un long processus.

L'effet de l'alcool sur le cerveau

L'alcool a des effets négatifs sur tous les organes et systèmes, en particulier sur le cerveau. L'alcool éthylique pénètre facilement dans les barrières protectrices du cerveau. L’acétaldéhyde, un métabolite de l’alcool, constitue une menace sérieuse pour les neurones: l’alcool déshydrogénase (une enzyme qui transforme l’alcool dans le foie) aspire plus de liquide, y compris l’eau du cerveau, dans le corps pendant le traitement. Ainsi, les composés alcooliques sèchent simplement le cerveau, en tirant de l’eau, ce qui provoque l’atrophie des structures cérébrales et la mort des cellules. Dans le cas d’une consommation ponctuelle d’alcool, ces processus sont réversibles, ce qui n’est pas discutable en ce qui concerne la consommation chronique d’alcool lorsque, outre les modifications organiques, des caractéristiques patho-pathologiques stables de l’alcool se forment. Plus de détails sur la manière dont "l'effet de l'alcool sur le cerveau".

Neurones et tissus nerveux

Neurones et tissus nerveux

Le tissu nerveux est le principal élément structurel du système nerveux. La structure du tissu nerveux comprend des cellules nerveuses hautement spécialisées - des neurones et des cellules de la névroglie qui exercent des fonctions de soutien, de sécrétion et de protection.

Le neurone est la principale unité structurelle et fonctionnelle du tissu nerveux. Ces cellules peuvent recevoir, traiter, coder, transmettre et stocker des informations, établir des contacts avec d'autres cellules. Les caractéristiques uniques du neurone sont la capacité de générer des décharges bioélectriques (impulsions) et de transmettre des informations tout au long du processus d'une cellule à une autre à l'aide de terminaisons spécialisées - les synapses.

Les fonctions d'un neurone sont favorisées par la synthèse dans son axoplasme de substances transmissibles - neurotransmetteurs: acétylcholine, catécholamines, etc.

Le nombre de neurones du cerveau approche 10 11. Jusqu'à 10 000 synapses peuvent exister sur un seul neurone. Si ces éléments sont considérés comme des cellules de stockage d'informations, on peut alors en conclure que le système nerveux peut stocker 10 19 unités. informations, c'est-à-dire capable d'accueillir presque toutes les connaissances accumulées par l'humanité. Par conséquent, l’idée que le cerveau humain, au cours de la vie, se souvient de tout ce qui se passe dans le corps et lors de sa communication avec l’environnement est tout à fait raisonnable. Cependant, le cerveau ne peut pas extraire de la mémoire toutes les informations qui y sont stockées.

Certains types d'organisation neuronale sont caractéristiques de diverses structures cérébrales. Les neurones régulant une seule fonction forment ce qu'on appelle des groupes, ensembles, colonnes, noyaux.

Les neurones diffèrent par leur structure et leur fonction.

Selon la structure (en fonction du nombre de prolongements de la cellule, des processus), il existe des neurones unipolaires (avec un processus), bipolaires (avec deux processus) et multipolaires (avec une pluralité de processus).

Par propriétés fonctionnelles des afférences isolé (ou centripètes) neurones excitation de support de récepteurs dans le système nerveux central, efférente, moteur, motoneurones (ou centrifuge) transmettant l'excitation du système nerveux central à l'organe innervé et intercalaire, le contact ou les neurones intermédiaires interconnectant la afférentes et efférentes les neurones.

Les neurones afférents appartiennent à unipolaire, leurs corps sont situés dans les ganglions spinaux. L'excroissance du corps cellulaire en forme de T est divisée en deux branches, l'une qui va au système nerveux central et agit comme un axone, et l'autre qui se rapproche des récepteurs et est une longue dendrite.

La plupart des neurones efférents et intercalaires appartiennent au multipolaire (Fig. 1). Les neurones intercalaires multipolaires sont localisés en grand nombre dans les cornes postérieures de la moelle épinière, ainsi que dans toutes les autres parties du système nerveux central. Ils peuvent également être bipolaires, par exemple des neurones rétiniens avec une dendrite ramifiée courte et un axone long. Les motoneurones sont situés principalement dans les cornes antérieures de la moelle épinière.

Fig. 1. La structure de la cellule nerveuse:

1 - microtubules; 2 - le long processus de la cellule nerveuse (axone); 3 - réticulum endoplasmique; 4 - noyau; 5 - neuroplasme; 6 - dendrites; 7 - mitochondries; 8 - nucléole; 9 - gaine de myéline; 10 - Interception Ranvie; 11 - la fin de l'axone

Névroglie

La névroglie, ou glie, est une collection d'éléments cellulaires du tissu nerveux formés de cellules spécialisées de formes variées.

Il a été découvert par R. Virkhov et nommé par lui neuroglia, ce qui signifie «colle nerveuse». Les cellules de la névroglie remplissent l'espace entre les neurones et constituent 40% du volume du cerveau. Les cellules gliales sont 3 à 4 fois plus petites que les cellules nerveuses; leur nombre dans le système nerveux central des mammifères atteint 140 milliards.Avec l'âge, le nombre de neurones chez l'homme dans le cerveau diminue et le nombre de cellules gliales augmente.

Il est établi que la névroglie est liée au métabolisme dans les tissus nerveux. Certaines cellules de la neuroglie sécrètent des substances qui affectent l'état d'excitabilité des neurones. Il est à noter que dans différents états mentaux, la sécrétion de ces cellules change. Les processus de traçage à long terme dans le SNC sont associés à l'état fonctionnel de la névroglie.

Types de cellules gliales

Par la nature de la structure des cellules gliales et leur localisation dans le SNC, il existe:

• les astrocytes (astroglie);
• les oligodendrocytes (oligodendroglia);
• cellules microgliales (microglies);
• Cellules de Schwann.

Les cellules gliales remplissent des fonctions de soutien et de protection pour les neurones. Ils font partie de la structure de la barrière hémato-encéphalique. Les astrocytes sont les cellules gliales les plus abondantes qui remplissent les espaces entre les neurones et les synapses sus-jacentes. Ils empêchent la propagation des neurotransmetteurs se diffusant de la fente synaptique dans le SNC. Dans les membranes cytoplasmiques des astrocytes, il existe des récepteurs pour les neurotransmetteurs, dont l'activation peut entraîner des fluctuations des différences de potentiel membranaire et des modifications du métabolisme des astrocytes.

Les astrocytes entourent étroitement les capillaires des vaisseaux sanguins du cerveau, situés entre eux et les neurones. Sur cette base, les astrocytes sont supposés jouer un rôle important dans le métabolisme des neurones en régulant la perméabilité capillaire de certaines substances.

Une des fonctions importantes des astrocytes est leur capacité à absorber un excès d’ions K +, qui peuvent s’accumuler dans l’espace intercellulaire au cours d’une activité neuronale élevée. Dans les régions d'adhésion des astrocytes, des canaux de contacts de fentes se forment par lesquels les astrocytes peuvent échanger divers petits ions, et en particulier des ions K +, ce qui augmente leur absorption d'ions K +. Une accumulation non contrôlée d'ions K + dans l'espace interneuronal augmenterait l'excitabilité des neurones. Ainsi, les astrocytes, en absorbant un excès d’ions K + dans le liquide interstitiel, empêchent une augmentation de l’excitabilité des neurones et la formation de foyers d’activité neurale accrue. L’apparition de tels foyers dans le cerveau humain peut s’accompagner du fait que leurs neurones génèrent une série d’impulsions nerveuses, appelées décharges convulsives.

Les astrocytes sont impliqués dans l'élimination et la destruction des neurotransmetteurs entrant dans les espaces extrasynaptiques. Ainsi, ils empêchent l'accumulation de neurotransmetteurs dans les espaces neuronaux, ce qui pourrait conduire à un dysfonctionnement du cerveau.

Les neurones et les astrocytes sont séparés par des fentes intercellulaires de 15 à 20 microns, appelées espace interstitiel. Les espaces interstitiels occupent jusqu'à 12-14% du volume du cerveau. Une propriété importante des astrocytes est leur capacité à absorber le CO2 du fluide extracellulaire de ces espaces et à maintenir ainsi un pH cérébral stable.

Les astrocytes sont impliqués dans la formation des interfaces entre le tissu nerveux et les vaisseaux cérébraux, le tissu nerveux et les membranes du cerveau lors du processus de croissance et de développement du tissu nerveux.

Les oligodendrocytes sont caractérisés par la présence d'un petit nombre de processus courts. L'une de leurs fonctions principales est la formation de la gaine de myéline des fibres nerveuses au sein du système nerveux central. Ces cellules sont également situées à proximité du corps des neurones, mais la signification fonctionnelle de ce fait est inconnue.

Les cellules microgliales représentent 5 à 20% du nombre total de cellules gliales et sont dispersées dans le système nerveux central. Il est établi que les antigènes de leur surface sont identiques aux antigènes des monocytes sanguins. Cela indique leur origine dans le mésoderme, leur pénétration dans le tissu nerveux au cours du développement embryonnaire et leur transformation ultérieure en cellules microgliales morphologiquement reconnaissables. À cet égard, on considère que la fonction la plus importante de la microglie est la protection du cerveau. Il a été démontré que lorsque le tissu nerveux est endommagé, le nombre de cellules phagocytaires dans celui-ci augmente en raison des macrophages du sang et de l'activation des propriétés phagocytaires de la microglie. Ils éliminent les neurones morts, les cellules gliales et leurs éléments structurels, les particules étrangères phagocytaires.

Les cellules de Schwann forment la gaine de myéline des fibres nerveuses périphériques en dehors du SNC. La membrane de cette cellule est enroulée à plusieurs reprises autour de la fibre nerveuse et l'épaisseur de la gaine de myéline résultante peut dépasser le diamètre de la fibre nerveuse. La longueur des zones myélinisées de la fibre nerveuse est comprise entre 1 et 3 mm. Dans les intervalles qui les séparent (les interceptions de Ranvier), la fibre nerveuse reste recouverte uniquement par la membrane superficielle, qui présente une excitabilité.

Une des propriétés les plus importantes de la myéline est sa haute résistance au courant électrique. Cela est dû à la teneur élevée en sphingomyéline et en autres phospholipides dans la myéline, qui lui confère des propriétés isolantes. Dans les zones de la fibre nerveuse recouverte de myéline, il est impossible de générer des impulsions nerveuses. Les impulsions nerveuses ne sont générées que sur la membrane d’interception Ranvier, ce qui permet un taux de conduction plus élevé des fibres nerveuses mais myélinisées par rapport aux fibres non myélinisées.

On sait que la structure de la myéline peut facilement être perturbée par des lésions infectieuses, ischémiques, traumatiques, toxiques pour le système nerveux. Parallèlement, le processus de démyélinisation des fibres nerveuses se développe. Surtout souvent, la démyélinisation se développe dans la sclérose en plaques. Par suite de la démyélinisation, la vitesse des impulsions nerveuses le long des fibres nerveuses diminue, ainsi que la vitesse de transmission des informations au cerveau à partir des récepteurs et des neurones jusqu'aux organes exécutifs. Cela peut entraîner une altération de la sensibilité sensorielle, une altération des mouvements, une régulation du fonctionnement des organes internes et d'autres conséquences graves.

Structure et fonction des neurones

Le neurone (cellule nerveuse) est une unité structurelle et fonctionnelle du système nerveux central.

La structure et les propriétés anatomiques du neurone assurent la réalisation de ses fonctions principales: mise en œuvre du métabolisme, production d'énergie, perception de divers signaux et leur traitement, formation ou participation à des réactions de réponse, génération et conduction d'impulsions nerveuses, unification des neurones en circuits neuronaux fournissant les réactions de réflexe les plus simples et des fonctions cérébrales intégratives supérieures.

Les neurones comprennent le corps de la cellule nerveuse et les processus de l'axone et des dendrites.

Fig. 2. La structure du neurone

Cellule nerveuse du corps

Le corps (péricaryon, soma) du neurone et ses processus sont recouverts dans toute la membrane neuronale. La membrane du corps cellulaire diffère de la membrane de l'axone et des dendrites par le contenu de divers canaux ioniques, récepteurs, présence de synapses.

Dans le corps du neurone, il existe un neuroplasme et un noyau qui en est délimité par des membranes, un réticulum endoplasmique rugueux et lisse, l'appareil de Golgi et les mitochondries. Les chromosomes du noyau des neurones contiennent un ensemble de gènes codant pour la synthèse de protéines nécessaires à la formation de la structure et à la mise en oeuvre des fonctions du corps du neurone, de ses processus et des synapses. Ce sont des protéines qui remplissent les fonctions d'enzymes, de transporteurs, de canaux ioniques, de récepteurs, etc. Certaines protéines remplissent des fonctions lorsqu'elles se trouvent dans le neuroplasme, tandis que d'autres sont intégrées aux membranes des processus organites, soma et neuronaux. Certaines d’entre elles, par exemple les enzymes nécessaires à la synthèse des neurotransmetteurs, sont transportées via le transport axonal vers le terminal axonal. Dans le corps cellulaire, les peptides nécessaires à l'activité vitale des axones et des dendrites (facteurs de croissance, par exemple) sont synthétisés. Par conséquent, lorsque le corps d'un neurone est endommagé, ses processus dégénèrent et s'effondrent. Si le corps du neurone est préservé et que le processus est endommagé, il se produit alors une récupération lente (régénération) et la restauration de l'innervation des muscles ou des organes dénervés.

Le site de synthèse des protéines dans le corps des neurones est le réticulum endoplasmique rugueux (granules tigroïdes ou corps de Nissl) ou ribosomes libres. Leur contenu dans les neurones est plus élevé que dans les cellules gliales ou autres cellules du corps. Dans le réticulum endoplasmique lisse et dans l'appareil de Golgi, les protéines acquièrent une conformation spatiale intrinsèque, sont triées et envoyées dans des flux de transport vers les structures du corps cellulaire, des dendrites ou des axones.

Dans de nombreuses mitochondries neuronales, à la suite de processus de phosphorylation oxydative, se forme de l'ATP, dont l'énergie est utilisée pour maintenir l'activité vitale du neurone, le travail des pompes ioniques et le maintien de l'asymétrie des concentrations ioniques des deux côtés de la membrane. En conséquence, le neurone est constamment prêt non seulement à percevoir différents signaux, mais également à y répondre - la génération d’impulsions nerveuses et leur utilisation pour contrôler les fonctions d’autres cellules.

Les récepteurs moléculaires de la membrane cellulaire, les récepteurs sensoriels formés par les dendrites et les cellules sensorielles d'origine épithéliale participent aux mécanismes de perception des neurones de divers signaux. Les signaux provenant d'autres cellules nerveuses peuvent atteindre le neurone via de nombreuses synapses formées sur les dendrites ou sur le gel neuronal.

Dendrites de cellules nerveuses

Les dendrites d'un neurone forment un arbre dendritique, la nature de la ramification et la taille de celle-ci dépendent du nombre de contacts synaptiques avec d'autres neurones (Fig. 3). Sur les dendrites d'un neurone, il existe des milliers de synapses formées par des axones ou des dendrites d'autres neurones.

Fig. 3. Contacts synaptiques de l'interney. Les flèches à gauche indiquent l'arrivée des signaux afférents aux dendrites et au corps de l'interneuron, à droite le sens de propagation des signaux efférents de l'interneuron vers d'autres neurones.

Les synapses peuvent être hétérogènes à la fois en fonction (inhibiteur, excitateur) et en type de neurotransmetteur utilisé. La membrane dendritique impliquée dans la formation des synapses est leur membrane postsynaptique, qui contient des récepteurs (canaux ioniques dépendants du ligand) du neurotransmetteur utilisé dans cette synapse.

Les synapses excitatrices (glutamatergiques) sont localisées principalement à la surface des dendrites, où il y a des élévations, ou excroissances (1-2 μm), appelées épines. La membrane de la colonne vertébrale comporte des canaux dont la perméabilité dépend de la différence de potentiel transmembranaire. Dans le cytoplasme des dendrites au niveau des épines, on trouve des médiateurs secondaires de la transduction du signal intracellulaire, ainsi que des ribosomes, sur lesquels la protéine est synthétisée en réponse à l'arrivée des signaux synaptiques. Le rôle exact des épines reste inconnu, mais il est évident qu'elles augmentent la surface de l'arbre dendritique pour former des synapses. Les pointes sont également des structures neuronales permettant de recevoir et de traiter des signaux d'entrée. Les dendrites et les épines assurent le transfert d'informations de la périphérie vers le corps du neurone. La membrane de dendrite dans la zone de tonte est polarisée en raison de la distribution asymétrique des ions minéraux, du fonctionnement des pompes à ions et de la présence de canaux ioniques dans celle-ci. Ces propriétés sous-tendent le transfert d'informations le long de la membrane sous forme de courants circulaires locaux (électrotoniques) qui se produisent entre les membranes postsynaptiques et les zones de la membrane de dendrite qui leur sont adjacentes.

Lorsqu'ils se propagent à travers la membrane de dendrite, les courants locaux sont amortis, mais leur ampleur est suffisante pour transmettre des signaux aux entrées synaptiques dendritiques de la membrane du corps du neurone. Les canaux sodiques et potassiques dépendants du potentiel n’ont pas encore été identifiés dans la membrane de dendrite. Elle ne possède ni excitabilité ni capacité à générer des potentiels d'action. Cependant, il est connu que le potentiel d'action apparaissant sur la membrane du tertre axonal peut s'étendre le long de celle-ci. Le mécanisme de ce phénomène est inconnu.

On suppose que les dendrites et les épines font partie des structures neuronales impliquées dans les mécanismes de la mémoire. Le nombre d'épines est particulièrement élevé dans les dendrites des neurones du cortex cérébelleux, des noyaux gris centraux et du cortex cérébral. La superficie de l'arbre dendritique et le nombre de synapses diminuent dans certains champs du cortex cérébral des personnes âgées.

Neurone axonal

Un axone est un processus de cellules nerveuses non trouvé dans d'autres cellules. Contrairement aux dendrites, dont le nombre est différent pour un neurone, l'axone est le même pour tous les neurones. Sa longueur peut atteindre 1,5 m. Au point où l'axone quitte le neurone, il y a un épaississement - un monticule axonal, recouvert d'une membrane plasmique, qui est bientôt recouverte de myéline. Le site du monticule d'axones, découvert par la myéline, s'appelle le segment initial. Les axones des neurones, jusqu'à leurs dernières branches, sont recouverts de la gaine de myéline, interrompue par les interceptions de Ranvier - régions microscopiques non gélifiées (environ 1 micron).

Tout au long de l'axone (fibres myélinisées et non myélinisées) est recouverte d'une membrane phospholipidique bicouche avec des molécules de protéines intégrées servant de transport ionique, de canaux ioniques potentiellement dépendants, etc. principalement dans le domaine des interceptions Ranvier. Comme il n'y a pas de réticulum ni de ribosomes rugueux dans l'axoplasme, il est évident que ces protéines sont synthétisées dans le corps du neurone et sont acheminées vers la membrane axonale par transport axonal.

Les propriétés de la membrane recouvrant le corps et de l'axone du neurone sont différentes. Cette différence concerne principalement la perméabilité de la membrane aux ions minéraux et est due au contenu de divers types de canaux ioniques. Si le contenu des canaux ioniques dépendants du ligand (y compris les membranes postsynaptiques) prédomine dans la membrane du corps et des dendrites du neurone, puis dans la membrane axonale, en particulier dans la région de Interceptions de Ranvier, il existe une haute densité de canaux de sodium et de potassium dépendants de la tension.

La plus petite polarisation (environ 30 mV) a la membrane du segment axonal initial. Dans les zones de l'axone plus éloignées du corps de la cellule, l'amplitude du potentiel transmembranaire est d'environ 70 mV. La faible valeur de la polarisation de la membrane du segment initial de l'axone détermine que dans cette zone, la membrane du neurone a la plus grande excitabilité. C'est ici que les potentiels postsynaptiques apparaissant sur la membrane de dendrite et le corps cellulaire à la suite de la transformation de signaux d'information vers le neurone de la synapse se propagent à travers la membrane du corps du neurone à l'aide de courants électriques circulaires locaux. Si ces courants provoquent une dépolarisation de la membrane de la motte axonale à un niveau critique (E_à), le neurone répondra alors aux signaux entrants des autres cellules nerveuses en générant son potentiel d’action (impulsion nerveuse). L'influx nerveux résultant est ensuite effectué le long de l'axone vers d'autres cellules nerveuses, musculaires ou glandulaires.

Sur la membrane du segment axonal initial, il y a des épines sur lesquelles sont formées des synapses de frein GABA-ergiques. La réception de signaux le long de ces synapses par d'autres neurones peut empêcher la génération d'impulsions nerveuses.

Classification et types de neurones

La classification des neurones est effectuée à la fois par des caractéristiques morphologiques et fonctionnelles.

Par le nombre de processus, on distingue les neurones multipolaires, bipolaires et pseudounipolaires.

Par la nature des connexions avec d'autres cellules et la fonction qu'elles remplissent, on distingue les neurones sensoriels, les intercalations et les neurones moteurs. Les neurones sensoriels sont aussi appelés neurones afférents et leurs processus sont centripètes. Les neurones qui assurent la transmission du signal entre les cellules nerveuses sont appelés intercalés ou associatifs. Les neurones, dont les axones forment des synapses sur les cellules effectrices (muscle, glandulaire), sont appelés moteurs ou efférents, leurs axones sont appelés centrifuges.

Les neurones afférents (sensibles) perçoivent les informations par les récepteurs sensoriels, les transforment en impulsions nerveuses et mènent aux centres nerveux du cerveau et de la moelle épinière. Les corps des neurones sensibles sont situés dans les ganglions rachidiens et crâniens. Ce sont des neurones pseudo-unipolaires, dont l'axone et la dendrite partent du corps du neurone ensemble, puis se séparent. La dendrite se dirige vers la périphérie vers les organes et les tissus dans la composition des nerfs sensoriels ou mixtes, et l'axone dans la composition des racines postérieures est inclus dans les cornes dorsales de la moelle épinière ou dans la composition des nerfs crâniens dans le cerveau.

Les neurones insérés, ou associatifs, remplissent les fonctions de traitement des informations entrantes et, en particulier, assurent la fermeture des arcs réflexes. Les corps de ces neurones sont situés dans la matière grise du cerveau et de la moelle épinière.

Les neurones efférents remplissent également la fonction de traitement des informations entrantes et de transmission des impulsions nerveuses efférentes du cerveau et de la moelle épinière aux cellules des organes exécuteurs (effecteurs).

Activité intégrative des neurones

Chaque neurone reçoit un grand nombre de signaux par le biais de nombreuses synapses situées sur ses dendrites et son corps, ainsi que par les récepteurs moléculaires des membranes plasmiques, du cytoplasme et du noyau. La transmission du signal utilise de nombreux types de neurotransmetteurs, neuromodulateurs et autres molécules de signalisation. Bien entendu, pour pouvoir réagir à l’arrivée simultanée de plusieurs signaux, le neurone doit pouvoir les intégrer.

L'ensemble des processus qui assurent le traitement des signaux entrants et la formation d'une réponse neuronale à ceux-ci est inclus dans le concept d'activité intégrative d'un neurone.

La perception et le traitement des signaux qui arrivent au neurone sont réalisés avec la participation des dendrites, du corps cellulaire et de la motte axonale du neurone (Fig. 4).

Fig. 4. Intégration des signaux de neurones.

L'une des variantes de leur traitement et de leur intégration (sommation) est la transformation des synapses et la sommation des potentiels postsynaptiques sur la membrane du corps et les processus du neurone. Les signaux perçus sont convertis au niveau des synapses en oscillation de la différence de potentiel de la membrane postsynaptique (potentiels postsynaptiques). Selon le type de synapse, le signal reçu peut être converti en un petit changement dépolarisant (0,5-1,0 mV) de la différence de potentiel (EPSP - les synapses sont représentées par des cercles lumineux dans le diagramme) ou en hyperpolarisation (TPPS - les synapses sont représentées en noir sur le diagramme). cercles). Plusieurs signaux peuvent simultanément arriver à différents points du neurone, dont certains sont transformés en EPSP et d'autres en TPPS.

Ces fluctuations de la différence de potentiel sont propagées par des courants circulaires locaux à travers la membrane du neurone dans la direction du nodule sous forme d'ondes de dépolarisation (dans le schéma blanc) et d'hyperpolarisation (dans le schéma noir), superposées les unes aux autres (zones grises). Dans cette superposition, les amplitudes des ondes dans une direction sont additionnées, tandis que les opposées sont réduites (lissées). Une telle sommation algébrique de la différence de potentiel sur une membrane est appelée sommation spatiale (Fig. 4 et 5). Le résultat de cette sommation peut être soit la dépolarisation de la membrane du monticule axonale et la génération d’impulsions nerveuses (cas 1 et 2 de la figure 4), soit son hyperpolarisation et la prévention de l’apparition d’impulsions nerveuses (cas 3 et 4 de la figure 4).

Afin de décaler la différence de potentiel de la membrane du monticule d'axones (environ 30 mV) vers E_à, il doit être dépolarisé à 10-20 mV. Cela conduira à la découverte des canaux sodiques potentiellement dépendants présents dans celui-ci et à la génération d'influx nerveux. Depuis que le PD arrive et se transforme en EPSP, la dépolarisation membranaire peut atteindre 1 mV et la propagation vers la butte axonale s'accompagne d'une atténuation permettant de générer une impulsion nerveuse, un afflux simultané vers le neurone via des synapses excitatrices de 40 à 80 impulsions nerveuses d'autres neurones et une sommation. le même nombre d'ipsp.

Fig. 5. sommation spatiale et temporelle d'un neurone EPSP; a - BSPP par stimulus unique; et - VPSP pour la stimulation multiple de différents afférents; c - I-VPSP pour stimulation fréquente à travers une seule fibre nerveuse

Si à ce moment-là une certaine quantité d'impulsions nerveuses parvient au neurone via les synapses inhibitrices, son activation et la génération d'une réponse nerveuse seront possibles tout en augmentant simultanément le flux de signaux à travers les synapses excitatrices. Dans des conditions où les signaux provenant des synapses inhibitrices provoquent une hyperpolarisation de la membrane du neurone, égale ou supérieure à la dépolarisation provoquée par les signaux provenant des synapses excitatrices, la dépolarisation de la membrane de la motte axonale ne pourra pas générer d'impulsions nerveuses ni devenir inactive.

Le neurone effectue également une sommation temporaire des signaux d'EPSP et de TPPS qui lui parviennent presque simultanément (voir Fig. 5). Les changements de différence de potentiel causés par ceux-ci dans les zones quasi synaptiques peuvent également être résumés algébriquement, appelé sommation temporaire.

Ainsi, chaque impulsion nerveuse générée par un neurone, ainsi que la période de silence du neurone, contiennent des informations provenant de nombreuses autres cellules nerveuses. Généralement, plus la fréquence des signaux provenant d'autres cellules est élevée vers un neurone, plus il génère fréquemment des réponses nerveuses envoyées par l'axone à d'autres cellules nerveuses ou effectrices.

Du fait que des canaux sodiques existent dans la membrane du corps du neurone et même dans ses dendrites (même s'ils sont peu nombreux), le potentiel d'action qui est apparu sur la membrane du monticule d'axones peut s'étendre au corps et à une partie des dendrites de neurones. L’importance de ce phénomène n’est pas assez claire, mais on suppose que le potentiel d’action en expansion lisse momentanément tous les courants locaux sur la membrane, annule les potentiels et contribue à une perception plus efficace par le neurone des nouvelles informations.

Les récepteurs moléculaires sont impliqués dans la transformation et l'intégration des signaux arrivant à un neurone. Dans le même temps, leur stimulation par les molécules de signalisation peut, par initiation (par les protéines G, deuxièmes médiateurs), initier des modifications de l'état des canaux ioniques, la transformation des signaux perçus en oscillations des différences potentielles dans la membrane du neurone, la sommation et la formation d'une réponse neuronale sous la forme de génération d'inhibition nerveuse ou d'inhibition.

La transformation des signaux par les récepteurs moléculaires métabotropes d'un neurone est accompagnée de sa réponse sous la forme de déclenchement d'une cascade de transformations intracellulaires. La réponse du neurone dans ce cas peut être l'accélération du métabolisme général, une augmentation de la formation d'ATP, sans laquelle il est impossible d'augmenter son activité fonctionnelle. En utilisant ces mécanismes, le neurone intègre les signaux reçus pour améliorer l'efficacité de sa propre activité.

Les transformations intracellulaires dans un neurone, initiées par les signaux reçus, conduisent souvent à une augmentation de la synthèse de molécules protéiques, qui agissent comme récepteurs, canaux ioniques et transporteurs. En augmentant leur nombre, le neurone s'adapte à la nature des signaux entrants, en augmentant la sensibilité aux plus importants et en affaiblissant - aux moins importants.

L'obtention d'un certain nombre de signaux par un neurone peut être accompagnée par l'expression ou la répression de certains gènes, par exemple en contrôlant la synthèse de neuromodulateurs peptidiques. Puisqu'ils sont délivrés aux terminaisons axonales du neurone et utilisés dans ceux-ci pour renforcer ou affaiblir l'effet de ses neurotransmetteurs sur d'autres neurones, le neurone, en réponse aux signaux qu'il reçoit, peut avoir un effet plus fort ou plus faible sur les autres cellules nerveuses qu'il contrôle. Étant donné que l'effet modulateur des neuropeptides peut durer longtemps, l'influence d'un neurone sur d'autres cellules nerveuses peut également durer longtemps.

Ainsi, grâce à sa capacité à intégrer divers signaux, un neurone peut réagir de manière subtile à ceux-ci par un large éventail de réponses, ce qui lui permet de s’adapter efficacement à la nature des signaux entrants et de les utiliser pour réguler les fonctions d’autres cellules.

Circuits neuronaux

Les neurones du SNC interagissent les uns avec les autres, formant différentes synapses au niveau du site de contact. Les pensions neuronales qui en résultent augmentent de manière répétée la fonctionnalité du système nerveux. Les circuits neuronaux les plus courants comprennent les circuits neuronaux locaux, hiérarchiques, convergents et divergents avec une entrée (Fig. 6).

Les circuits neuronaux locaux sont formés par deux neurones ou plus. Dans ce cas, l'un des neurones (1) donnera son axone collatéral au neurone (2), en formant une synapse axosomatique sur son corps, et le second - en formant une synapse sur le corps du premier neurone avec un axone. Les réseaux de neurones locaux peuvent fonctionner comme des pièges dans lesquels les impulsions nerveuses peuvent circuler pendant longtemps dans un cercle formé de plusieurs neurones.

La possibilité de circulation à long terme d'une onde d'excitation (impulsion nerveuse) apparue une fois du fait d'une transmission à une structure en anneau, a montré expérimentalement le professeur I.A. Vetokhin dans des expériences sur l'anneau neural des méduses.

La circulation circulaire des impulsions nerveuses le long des circuits neuronaux locaux remplit la fonction de transformation du rythme des excitations, offre la possibilité d'excitation prolongée des centres nerveux après la cessation des signaux et participe aux mécanismes de stockage des informations entrantes.

Les chaînes locales peuvent également effectuer une fonction de freinage. Un exemple de cela est l'inhibition récurrente, qui est réalisée dans la chaîne neuronale locale la plus simple de la moelle épinière, formée par l'a-motoneuron et la cellule de Renshaw.

Fig. 6. Les circuits neuronaux les plus simples du système nerveux central. Description dans le texte

Dans ce cas, l'excitation apparue dans le motoneurone, se propage le long de la branche axonale, active la cellule de Renshaw qui inhibe le motoneurone.

Les chaînes convergentes sont formées de plusieurs neurones, dont l'un (généralement efférent) converge ou converge les axones d'un certain nombre d'autres cellules. Ces chaînes sont largement distribuées dans le système nerveux central. Par exemple, les neurones pyramidaux du cortex moteur primaire convergent les axones de nombreux neurones dans les champs sensibles du cortex. Sur les motoneurones des cornes ventrales de la moelle épinière, des axones de milliers de neurones sensibles et intercalés de différents niveaux du système nerveux central convergent. Les chaînes convergentes jouent un rôle important dans l’intégration des signaux avec les neurones efférents et la coordination des processus physiologiques.

Les chaînes divergentes à une entrée sont formées par un neurone à axone ramifié, dont chacune des branches forme une synapse avec une cellule nerveuse différente. Ces circuits remplissent les fonctions de transmission simultanée des signaux d’un neurone à de nombreux autres neurones. Ceci est réalisé par une forte ramification (formation de plusieurs milliers de rameaux) de l'axone. Ces neurones se trouvent souvent dans les noyaux de la formation réticulaire du tronc cérébral. Ils fournissent une augmentation rapide de l'excitabilité de nombreuses parties du cerveau et la mobilisation de ses réserves fonctionnelles.