ÉLECTROPHYSIOLOGIE

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Potentiel de repos

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Électrodes

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Cycle cardiaque d'électrogenèse

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Électrocardiographie

Principe

L'électrocardiographie explore l'activité électrique du cœur par enregistrement des électrocardiogrammes (en abrégé : E.C.G.), tracés scalaires bidimensionnels qui inscrivent en fonction du temps, les variations du potentiel électrique induites dans les différents points du corps (spécialement à la surface des téguments) par le cœur en activité. Les innombrables cellules musculaires qui le constituent sont dotées de propriétés spéciales dont les deux plus importantes sont le pouvoir mécanique de contraction et l'activité électrique rythmique, elle-même liée à des déplacements ioniques à travers la membrane des cellules (cf. chap. 1).

L'activation des fibres musculaires cardiaques parcourt deux phases : l'une de dépolarisation, l'autre de repolarisation.

La dépolarisation (ou potentiel d'action), très brusque, se maintient environ durant 0,3 seconde puis est suivie aussitôt de la repolarisation qui rétablira les charges électriques initiales. Elle se propage rapidement de proche en proche à toute la cellule musculaire, aux cellules voisines et finalement au cœur tout entier en 5 centièmes de seconde environ, 10 centièmes de seconde au plus. Cependant, comme la repolarisation est beaucoup plus lente, la durée totale de l'activation de la masse cardiaque (dépolarisation plus repolarisation) est de l'ordre de 30 centièmes de seconde. L'état de repos électrique avec polarisation cellulaire dure environ 60 centièmes de seconde. Au total, le rythme de l'activité électrique du cœur est de 60 à 80 activations par minute.

La variation globale de potentiel électrique induite par l'activité du cœur ne dépasse guère quelques millivolts. Elle est suffisante pour que l'on puisse déceler dans le corps humain (milieu conducteur relativement homogène) un champ électrique intermittent et perpétuellement variable (tout au moins pendant la période d'activation cardiaque) d'un instant à un autre, et d'un endroit à l'autre du corps. Il en résulte que deux électrodes convenablement placées en des points conventionnels du corps sont soumises à des différences de p [...]


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Écrit par :

  • : professeur de psychophysiologie à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : ancien professeur à la faculté de médecine de Paris.
  • : assistant des Hôpitaux de Paris, directeur adjoint à l'École pratique des hautes études
  • : professeur honoraire à la faculté des sciences de Paris
  • : professeur à la faculté libre de médecine de Lille

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John Eccles est décédé à Locarno, au Tessin, le 2 mai 1997. Dans les années récentes, il avait été contraint de réduire sa prodigieuse activité d'écrivain et de conférencier sur les mécanismes cérébraux, ce qui pour lui fut une épreuve difficile. John Carew Eccles a été une des figures les plus importantes de ce siècle dans le domaine des sciences du système nerveux. Au fil de sa longue carrière, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-carew-eccles/#i_16629

ÉLECTRO-ANALGÉSIE

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ERLANGER JOSEPH (1874-1965)

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EXCITABILITÉ

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Dans le chapitre « L'excitabilité et les systèmes excitables »  : […] L'excitabilité (ou l' irritabilité) est, au sens large, une propriété commune à tous les objets vivants. Dire que ceux-ci réagissent conformément à leur nature peut être pris pour l'énoncé d'une évidence, mais ce qu'on souligne ainsi est pourtant fondamental : les objets vivants (cellules, tissus, organes) réagissent autrement que la plupart des objets non vivants qui ne font que transmettre et t […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/excitabilite/#i_16629

EXTRASYSTOLE

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Contraction cardiaque, isolée ou en salves, survenant en dehors du rythme sinusal normal. Une extrasystole peut être découverte à l'auscultation et à la prise du pouls, mais l'analyse des extrasystoles par l'électrocardiogramme est toujours nécessaire. On peut schématiquement opposer les extrasystoles d'origine auriculaire ou nodale, habituellement sans signification pathologique, aux extrasystole […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/extrasystole/#i_16629

FESSARD ALFRED (1900-1982)

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  • Pierre BUSER, 
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Né à Paris en 1900, Alfred Fessard, que sa famille destinait à une carrière commerciale, fut remarqué, adolescent, par Jean-Maurice Lahy, directeur du laboratoire de psychologie appliquée de l’École pratique des hautes études, qui lui conseilla de passer par l'École normale d'instituteurs de la Seine, pour pouvoir s'inscrire ensuite à la Sorbonne, où il prépara, au début des années 1920, la licenc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alfred-fessard/#i_16629

GALVANI LUIGI (1737-1798)

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  • Bern DIBNER, 
  • Universalis
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Physicien et médecin italien né le 9 septembre 1737 à Bologne (États pontificaux), mort le 4 décembre 1798 dans la même ville (République cisalpine). Luigi Galvani obtient un diplôme de médecine à l'université de Bologne en 1759, puis un doctorat en 1762, avec une thèse sur la formation et la croissance osseuses. Il enseigne alors l'anatomie à l'université de Bologne et l'obstétrique dans une autr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/luigi-galvani/#i_16629

GASSER HERBERT SPENCER (1888-1963)

  • Écrit par 
  • Samya OTHMAN
  •  • 204 mots

Physiologiste américain, né à Platteville (Wisconsin) en 1888, mort à New York en 1963, lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine en 1944, conjointement à son compatriote Joseph Erlanger, pour leurs travaux sur les fonctions et propriétés fondamentales des fibres nerveuses. Travaillant à l'université Washington de Saint Louis, il y devient professeur de pharmacologie (1921) et s'associe à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/herbert-spencer-gasser/#i_16629

GUSTATION

  • Écrit par 
  • Matty CHIVA
  •  • 4 811 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Données électrophysiologiques »  : […] L'exploration électrophysiologique des décharges nerveuses dans la corde du tympan ou le glossopharyngien a permis, mieux que la confrontation des propriétés chimiques des corps actifs et des réponses comportementales, de rechercher le mécanisme nerveux de la différenciation des corps sapides en quatre saveurs. Avant cette exploration électrophysiologique, on avait imaginé que chaque saveur était […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/gustation/#i_16629

HÉMISPHÈRES CÉRÉBRAUX

  • Écrit par 
  • Pierre BUSER, 
  • Paul LAGET
  •  • 12 320 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Aire motrice principale »  : […] On a pu délimiter, tant chez les Rongeurs que chez les Carnivores et les Primates (y compris l'Homme), une zone corticale dite aire motrice principale (ou « primaire », MI), dont les propriétés peuvent ainsi s'énoncer : sa stimulation par chocs électriques répétitifs suscite des contractions de groupes musculaires localisés de la face, des membres ou du tronc ; ces mouvements sont en règle généra […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hemispheres-cerebraux/#i_16629

IMAGERIE PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE DE DIFFUSION (IRMD)

  • Écrit par 
  • Jean-Gaël BARBARA
  •  • 2 860 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Principes de l’IRM de diffusion »  : […] L'imagerie par résonance magnétique de diffusion fait partie de la famille des techniques d’imagerie basées sur la résonance magnétique nucléaire (RMN). Dans un fort champ magnétique, les protons des atomes d’hydrogène des molécules d’eau, excités spécifiquement par une certaine fréquence d’un rayonnement électromagnétique, ont la propriété d’absorber ce rayonnement et d’en restituer un autre, lo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-par-resonance-magnetique-de-diffusion/#i_16629

LAPICQUE LOUIS (1866-1952)

  • Écrit par 
  • Jacqueline BROSSOLLET
  •  • 653 mots

Physiologiste français qui, par ses travaux sur le système nerveux, a largement contribué au développement de la neurologie. Fils d'un vétérinaire d'Épinal, il étudie au collège de cette ville, puis à Paris. Docteur en médecine (1895), docteur ès science (1897), il devient préparateur puis chef de clinique à la faculté de médecine de Paris et commence ses recherches sur le métabolisme du fer chez […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/louis-lapicque/#i_16629

LATENCE TEMPS DE

  • Écrit par 
  • Didier LAVERGNE
  •  • 79 mots

Dans un système biologique, le temps de latence constitue le délai d'inertie qui sépare l'application d'un stimulus supraliminaire et la manifestation réactionnelle qu'il a déclenchée. Les méthodes électrophysiologiques modernes permettent de mesurer avec précision les temps de latence sur les membranes excitables : sur la membrane nerveuse, il dure une milliseconde, mais il atteint une centisecon […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/temps-de-latence/#i_16629

MATTEUCCI CARLO (1811-1868)

  • Écrit par 
  • Jean-Gaël BARBARA
  •  • 882 mots
  •  • 1 média

Physicien et homme politique italien, Carlo Matteucci a surtout étudié l’électricité chez les animaux. Ses travaux font de lui l’un des fondateurs de l’électrophysiologie, science qui étudie les activités électriques chez les êtres vivants. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/carlo-matteucci/#i_16629

MUSCLES

  • Écrit par 
  • Jean RAIMBAULT, 
  • Bernard SWYNGHEDAUW
  •  • 12 918 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Les changements de structure »  : […] On peut transformer un muscle squelettique rapide en muscle lent par innervation croisée, mais aussi en stimulant électriquement pendant un mois le muscle rapide à basse fréquence. L' entraînement sportif induit l'apparition progressive de fibres lentes dans des muscles à prédominance de fibres rapides. Cette transformation est bien due à un changement au niveau du génome musculaire, l'expression […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/muscles/#i_16629

MYOCARDE ou MUSCLE CARDIAQUE

  • Écrit par 
  • Édouard CORABOEUF, 
  • Didier GARNIER, 
  • Bernard SWYNGHEDAUW
  •  • 6 192 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Activité électrique cellulaire »  : […] La polarisation membranaire de repos (diastolique) varie selon les tissus : les régions nodales, et en particulier le centre d'automatisme, ont un potentiel diastolique maximal plus faible (de 60 à 70 mV) que le myocarde ou le tissu conducteur (de 70 à 90 mV). Le potentiel d'action des cellules cardiaques se caractérise par sa durée relativement longue, généralement comprise entre 100 et 500 ms  […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/myocarde/#i_16629

NEHER ERWIN (1944- )

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 338 mots

Physicien allemand, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1991, conjointement à Bert Sakmann, pour leurs travaux sur les fonctions de base de la cellule et pour le développement de la technique du patch-clamp , une méthode de laboratoire qui permet de détecter les courants électriques de très faible intensité produits par le passage d'ions à travers la membrane cellulaire. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/erwin-neher/#i_16629

NERVEUX (SYSTÈME) - Le neurone

  • Écrit par 
  • Michel HAMON, 
  • Clément LÉNA
  •  • 5 729 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Le neurone en fonction »  : […] Dès la constitution du système nerveux, les neurones effectuent le traitement et le transport d'informations variées. Ces opérations sont effectuées grâce à des flux ioniques au travers de leur membrane cellulaire. Les milieux intracellulaires et extracellulaires contiennent des ions en solution. Ces ions ne sont pas répartis de façon symétrique de part et d'autre de la membrane qui entoure la cel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-le-neurone/#i_16629

NERVEUX (SYSTÈME) - L'influx nerveux

  • Écrit par 
  • Alfred FESSARD
  •  • 4 987 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre «  Physico-chimie de l'excitation nerveuse »  : […] La propriété essentielle du neurone est d'être excitable. Les notions générales d'excitabilité et d'excitation ont déjà été exposées (cf.   excitabilité ), ainsi que les processus électrogénétiques qui sont les réponses spécifiques aux stimulations (cf.  électrophysiologie , chap. 1 et 4). On rappellera seulement ici que le neurophysiologiste pe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-l-influx-nerveux/#i_16629

NERVEUX (SYSTÈME) - Neurobiologie

  • Écrit par 
  • Jean-Marc GOAILLARD, 
  • Michel HAMON, 
  • André NIEOULLON, 
  • Henri SCHMITT
  •  • 13 735 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Propriétés électriques du neurone (rappel) »  : […] Une connaissance minimale de la morphologie du neurone ainsi que de ses propriétés électriques est nécessaire si on veut comprendre le mécanisme de la neurotransmission chimique. Morphologiquement, le neurone se distingue d'une cellule ordinaire par la présence de deux types de prolongements qui émanent généralement du corps cellulaire : – les dendrites qui sont des prolongements nombreux, courts […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-neurobiologie/#i_16629

NEUROBIOLOGIE (HISTOIRE DE LA)

  • Écrit par 
  • Jean-Gaël BARBARA
  •  • 3 877 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « La physique de l’influx nerveux »  : […] Toutes ces recherches reposent sur les acquis fondamentaux de l’ électrophysiologie du neurone des années 1920 aux années 1950 : le neurone possède une activité électrique dont les variations informent sur la fonction qu’il assure. E. D. Adrian découvre, à la fin des années 1920, que l’activité électrique d’un neurone (ou de sa fibre isolée, son axone) se caractérise par des pointes électriques br […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/neurobiologie-histoire-de-la/#i_16629

NEUROLOGIE

  • Écrit par 
  • Raymond HOUDART, 
  • Hubert MAMO, 
  • Jean MÉTELLUS
  • , Universalis
  •  • 30 238 mots
  •  • 9 médias

Dans le chapitre « Les examens électrophysiologiques »  : […] L' éventail des examens électrophysiologiques est assez étendu puisqu'il comprend l'enregistrement des activités spontanées du cerveau, c'est-à-dire l'électro-encéphalogramme (E.E.G.), l'enregistrement des activités provoquées (potentiels évoqués) et celui des activités des voies nerveuses périphériques et des muscles (électrodiagnostic). L' E.E.G. consiste à recueillir sur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/neurologie/#i_16629

ŒIL HUMAIN

  • Écrit par 
  • Jean-Antoine BERNARD, 
  • Guy OFFRET
  •  • 11 131 mots
  •  • 13 médias

Dans le chapitre « Phénomènes électrophysiologiques »  : […] La réponse de la rétine à la lumière peut être enregistrée électrophysiologiquement. C'est l'électrorétinogramme (E.R.G.), traduction globale du potentiel d'action de la rétine que l'on étudie après un flash aux paramètres déterminés (durée, couleur, brillance). Cet électrorétinogramme est fait de la succession d'ondes a , b 1 et b […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/oeil-humain/#i_16629

OLFACTION ou ODORAT

  • Écrit par 
  • André HOLLEY, 
  • Jacques LE MAGNEN
  •  • 3 993 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Données électrophysiologiques »  : […] Une électrode posée à la surface du neuroépithélium permet d'enregistrer, lorsque des molécules actives stimulent l'organe, un potentiel négatif lent, au décours temporel caractéristique, appelé « électro-olfactogramme » (EOG) . Cette réponse électrique superficielle est la sommation des potentiels de dépolarisation des membranes, ou potentiel générateur qui résulte de l'impact des molécules stimu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/olfaction-odorat/#i_16629

POISSONS

  • Écrit par 
  • Yves FRANÇOIS, 
  • Pierre-Antoine SAINT-ANDRÉ
  •  • 10 059 mots
  •  • 15 médias

Dans le chapitre « Les Poissons électriques »  : […] Plusieurs espèces de Poissons sont pourvues d'« organes électriques » grâce auxquels ils peuvent envoyer, dans le milieu environnant, des décharges brèves de courants électriques. Ces Poissons appartiennent à des groupes systématiques divers ; il y a parmi eux des Sélaciens, les Raies et les Torpilles, Poissons marins à large répartition, et des Téléostéens surtout d'eau douce appartenant à plus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/poissons/#i_16629

POMPES MÉTABOLIQUES

  • Écrit par 
  • René HELLER
  •  • 794 mots

Les pompes métaboliques assurent le transport des molécules et des ions au travers des membranes biologiques. Il peut s'agir d'un transport actif, c'est-à-dire contre le gradient électrochimique (lequel est fonction de la concentration et du potentiel électrique) : les cations remontent le champ électrique, les anions le descendent ; les molécules neutres, elles, accumulent dans le compartiment où […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pompes-metaboliques/#i_16629

PROPAGATION DE L'INFLUX NERVEUX : UN PHÉNOMÈNE IONIQUE

  • Écrit par 
  • Laurent COUNILLON
  •  • 268 mots

Alan Hodgkin et Andrew Huxley partagèrent avec John Eccles le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1963, pour l'élucidation des mécanismes électriques responsables de la propagation des signaux nerveux. Leur travail commun, utilisant l'axone géant de calmar comme système modèle, débuta en 1939. L'ampleur des changements de potentiel survenant lors de la stimulation de ces axones les amena à c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/propagation-de-l-influx-nerveux-un-phenomene-ionique/#i_16629

RÉFLEXES

  • Écrit par 
  • Paul LAGET
  •  • 3 419 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Méthodes utilisées »  : […] L'étude des propriétés d'un arc réflexe débute par l'observation et l'enregistrement des réponses musculaires à la stimulation d'afférences diverses, celles des fibres de la sensibilité cutanée par exemple. On procède de la sorte, lorsqu'on utilise une grenouille décapitée dont on stimule une patte postérieure par un pincement ou une goutte d'acide. L'étude des mouvements ainsi produits en fonctio […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reflexes/#i_16629

RÉSEAUX DE NEURONES (biologie)

  • Écrit par 
  • Jean-Gaël BARBARA
  •  • 2 493 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Objectivation des réseaux de neurones »  : […] Au cours du xx e  siècle, la spéculation cède progressivement le pas sur l’objectivation physiologique et fonctionnelle, qu’on illustrera ici par quelques exemples de concepts de réseaux de neurones dominants, appartenant à différentes périodes historiques, en précisant leurs techniques d’investigation associées. Dans les années 1930, le jeune phy […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/reseaux-de-neurones-biologie/#i_16629

SAKMANN BERT (1942- )

  • Écrit par 
  • Universalis
  •  • 402 mots

Médecin et chercheur allemand, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1991, conjointement au physicien allemand Erwin Neher, pour leurs recherches sur les fonctions de base de la cellule et pour le développement de la technique du patch-clamp , une méthode de laboratoire très largement utilisée en biologie cellulaire et en neurosciences, qui permet de déceler des courants é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bert-sakmann/#i_16629

SENSIBILITÉ

  • Écrit par 
  • Yves GALIFRET
  •  • 8 919 mots
  •  • 12 médias

Dans le chapitre « Les méthodes expérimentales »  : […] Chez l'Homme, cette tâche est facilitée par l'utilisation du langage, car le sujet témoigne : « je vois une lueur », « j'entends un sifflement », « je sens l'odeur de camphre »... Chez l'animal, dans certains cas, l'entrée peut être objectivée par une sortie réflexe facile à observer (contraction pupillaire, réflexe de grattage, réflexe optomoteur de nombreux Vertébrés et Arthropodes, réflexe de d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sensibilite/#i_16629

SOMMEIL

  • Écrit par 
  • Patrice FORT, 
  • Michel JOUVET, 
  • Patrick LÉVY, 
  • Véronique VIOT-BLANC
  •  • 18 052 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Chez l'homme »  : […] Chez l'homme, du fait de la complexité plus grande de l'organisation du télencéphale, les aspects électroencéphalographiques du sommeil diffèrent notablement de ceux du chat. On distingue ainsi quatre stades au cours du sommeil . Le stade I ( descending stage one ) correspond à l'endormissement ; il ne dure que quelques minutes et se traduit par la disparition du rythme alpha […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sommeil/#i_16629

SYNAPSES

  • Écrit par 
  • Alfred FESSARD, 
  • Patrice GUYENET, 
  • Michel HAMON, 
  • Jacques TAXI
  •  • 7 872 mots
  •  • 11 médias

Dans le chapitre « Électrophysiologie »  : […] L' excitabilité du neurone par un courant électrique dépolarisant, son aptitude à engendrer et à propager des signaux électriques, ou «   potentiels d'action » (P.A.), sont les deux propriétés qui ont donné à l'électrophysiologie une place prépondérante en neurophysiologie, notamment pour approfondir le mécanisme de la transmission synaptique de l'excitation. Le schéma général de ce mécanisme éta […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/synapses/#i_16629

VISION - Photoréception rétinienne

  • Écrit par 
  • Yves GALIFRET
  •  • 5 924 mots
  •  • 14 médias

Dans le chapitre « La photostimulation »  : […] Nous prendrons d'abord comme exemple une structure qui a fait l'objet d'études approfondies, la cellule de l' ocelle latéral de la Balane (Crustacé Cirripède). L'ocelle étant à l'obscurité, on mesure avec une microélectrode intracellulaire un potentiel de repos transmembranaire de l'ordre de 40 millivolts, l'intérieur de la cellule étant négatif par rapport à l'extérieur. La lumière provoque une […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vision-photoreception-retinienne/#i_16629

VISION - Perception visuelle et conscience

  • Écrit par 
  • Sylvie CHOKRON, 
  • Christian MARENDAZ
  •  • 4 532 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « La synchronie transitoire des décharges comme mode de communication de l'activité intracérébrale conditionnant l'accès à la conscience »  : […] Dans un article princeps de 1990, Crick et Koch suggèrent qu'une autre caractéristique du dialogue intracérébral est susceptible de médiatiser la conscience visuelle : la synchronisation d'activation. Selon les auteurs, l'accès à la conscience nécessiterait que, à un certain moment et pour un court laps de temps, les cellules des différentes composantes du réseau neuronal impliqué dans le traiteme […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vision-perception-visuelle-et-conscience/#i_16629

Voir aussi

Pour citer l’article

Paul LAGET, Jean LENÈGRE, Max DONDEY, Alfred FESSARD, Jean DUMOULIN, « ÉLECTROPHYSIOLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/electrophysiologie/