NERVEUX (SYSTÈME)Agencement des réseaux et circuits neuronaux

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Propriétés fondamentales des ensembles polyneuronaux

On ne reviendra pas sur les propriétés élémentaires du tissu nerveux (excitabilité, électrogenèse, conduction de l'influx nerveux) qui ont été traitées ailleurs (cf. électrophysiologie, chap. 1 ; excitabilité) et notamment dans l'article système nerveux - L'Influx nerveux. Elles rendent compte des phénomènes qui siègent et évoluent à l'intérieur du neurone. Les propriétés de « système » d'un ensemble polyneuronique commencent, en revanche, à apparaître, au moment où l'on considère l'articulation de deux neurones (ou synapse) et les mécanismes de transmission de l'excitation qui s'y produisent.

Cette intervention de la synapse revêt deux aspects complémentaires. D'une part, la synapse impose à titre individuel une discontinuité dans les propriétés de base de la chaîne de transmission des influx. D'autre part, les arrangements topologiques précis que permet la discontinuité neuronale font bénéficier le transfert synaptique de certaines particularités.

La transmission de l'influx

On ne décrira pas ici les mécanismes physico-chimiques dont dépend l'aspect individuel de la transmission, mais seulement les caractères cinétiques de l'excitation transmise, plus ou moins fidèlement traduits par les phénomènes électrophysiologiques.

Contrairement à la conduction axonale, qui est bidirectionnelle, la transmission synaptique est polarisée, c'est-à-dire qu'elle ne permet le passage de l'influx que dans le sens axone → dendrite ou axone → soma.

Cette transmission suppose une chaîne causale qui, dans la grande majorité des cas (« synapses chimiques »), se déroule ainsi (fig. 3) : l'influx présynaptique (In) détermine, aux terminaisons, la libération d'un médiateur ou transmetteur (T) qui traverse l'espace synaptique et se fixe sur les récepteurs postsynaptiques R où se produit une dépolarisation plus ou moins prolongée, locale (c'est-à-dire à propagation restreinte), dite potentiel postsynaptique d'excitation (PPSE). La genèse de ce PPSE est liée à une modification de la conductance de la membrane postsynaptique à une espèce ionique au moins. Cette dépolarisation suscitée par le médiateur provoque à son tour la formation d'un ou de plusieurs influx postsynaptiques propagés (In + 1). Une telle transmission implique donc un ensemble complexe de mécanismes neurochimiques (synthèse, accumulation et sécrétion d'un médiateur au niveau présynaptique, action de ce transmetteur sur des récepteurs postsynaptiques, destruction ou recapture du transmetteur en excès, etc.), dont chaque chaînon est soit favorisé, soit inhibé par toute une série d'analogues structuraux, ou d'antagonistes du transmetteur, ou de poisons des systèmes enzymatiques mis en jeu.

Transmission de l'influx

Dessin : Transmission de l'influx

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

À côté de ces synapses « conventionnelles », articulations axosomatiques ou axodendritiques avec intervention d'un médiateur, existe une autre modalité fonctionnelle ainsi que d'autres types d'articulations. Ainsi sait-on maintenant que certaines jonctions sont à transmission purement électrique, sans intervention d'un médiateur (« synapses électriques »). D'autre part, des articulations ont été clairement caractérisées par la microscopie électronique, entre axones et, plus récemment, entre dendrites. Ces contacts axo-axonaux ou dendrodendritiques sont de plus en plus pris en compte dans l'interprétation de la mécanique nerveuse centrale.

La synapse introduit, en outre, des propriétés chronologiques telles que le transfert ne soit pas nécessairement du type 1 → 1 ; un influx dans le neurone présynaptique peut ainsi déterminer une succession d'influx postsynaptiques ou accélérer la fréquence d'une autorythmicité préexistante, ce qui révèle l'existence d'une facilitation de la transmission. À cette facilitation peut, dans d'autres cas, faire suite un blocage souvent prolongé de la transmission (période de subnormalité postréactionnelle), dont le substrat électrique est une hyperpolarisation neuronale, dite posthyperpolarisation.

Des propriétés de facilitation à long terme sont également observées. Elles représentent le phénomène qu'il est convenu d'appeler potentiation post-tétanique (PPT) : lorsqu'une voie présynaptique est « tétanisée » (tét., fig. 4), stimulée à haute fréquence, pendant un certain temps, le passage synaptique de l'excitation sera subséquemment facilité (fig. 4), cette facilitation pouvant subsister pendant plusieurs minutes. À tort ou à raison, il est fait grand cas, par les théoriciens de la mémoire, de cette possibilité offerte par une synapse de « conserver » la trace d'une excitation.

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Enfin, la synapse est capable de phénomènes d'inhibition dont tous les mécanismes possibles ne sont pas actuellement cernés. On objective une inhibition lorsqu'un neurone, supposé activé d'une façon ou d'une autre par une voie (a), est arrêté dans son activité (fig. 5) par mise en jeu d'une voie inhibitrice (i). Dans certains cas, pour le moins, cette inhibition est sous-tendue par une hyperpolarisation locale de la membrane du neurone (potentiel postsynaptique d'inhibition, PPSI). Tout laisse à penser que là également intervient un transmetteur Ti agissant sur un récepteur particulier Ri du neurone. D'autres inhibitions sont expliquées par un tout autre mécanisme, celui d'une action de la voie (i) sur l'afférence présynaptique (a). On parle alors d'inhibition présynaptique (fig. 6). Dans ce cas, aucun phénomène électrique particulier n'est décelable au sein du soma du neurone postsynaptique.

Potentiel postsynaptique d'inhibition

Dessin : Potentiel postsynaptique d'inhibition

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Inhibition présynaptique

Dessin : Inhibition présynaptique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Les bases de l'intégration fonctionnelle

À un niveau plus « molaire » de l'échelle structure-fonction, on se propose de comprendre comment s'effectue le transfert dans un agrégat de neurones, qu'il est convenu de considérer comme centre nerveux, que ce centre se situe sur la voie afférente, ou sur le versant efférent, ou qu'il constitue le siège d'une « fermeture » entre afférent et efférent.

La convergence anatomique déjà décrite (cf. supra) permet à des incitations de sources différentes d'agir sur le même neurone. Sur le plan quantitatif, cette combinaison peut aboutir soit à une facilitation par sommation spatiale, telle que la décharge d'influx résultante soit supérieure à la somme des décharges partielles correspondant à chaque afférence agissant isolément, soit à une occlusion lorsque, au contraire, la décharge résultante est inférieure (fig. 7), et cela selon l'intensité relative des décharges partielles. Au point de vue qualitatif, la sommation spatiale réalise l'une des fonctions les plus importantes des centres, entendons la convergence d'informations d'origines et de modalités différentes en vue d'une « décision » ou d'une action commune.

Potentiation post-tétanique

Dessin : Potentiation post-tétanique

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Convergence, facilitation et occlusion

Diaporama : Convergence, facilitation et occlusion

 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

La portée fonctionnelle des inhibitions est multiple. On choisira un certain nombre d'exemples.

Au niveau des systèmes directement responsables des activités motrices, l'inhibition contribue à l'organisation des contractions musculaires, celle d'un muscle s'accompagnant de l'inhibition [...]

1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 10 pages


Médias de l’article

Neurones : modalités d'arrangement d'un système caténaire

Neurones : modalités d'arrangement d'un système caténaire
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Liaison sensorimotrice : hiérarchie

Liaison sensorimotrice : hiérarchie
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Transmission de l'influx

Transmission de l'influx
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Potentiation post-tétanique

Potentiation post-tétanique
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique

Afficher les 8 médias de l'article


Écrit par :

  • : membre de l'Académie des sciences, professeur émérite à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie

Classification

Autres références

«  NERVEUX SYSTÈME  » est également traité dans :

NERVEUX (SYSTÈME) - Neurogenèse et évolution

  • Écrit par 
  • Paul LAGET
  •  • 10 354 mots
  •  • 7 médias

L'évolution phylogénétique du système nerveux des métazoaires, évolution si remarquable par la croissante complexité d'organisation et de fonctionnement qui la caractérise, offre au naturaliste un champ d'étude à l'intérêt fascinant. Cependant, malgré l'emploi de techniques d'examen et d'expérimentation raffinées, faisant appel aux méthodes physico-chimiques, voire informatiques et statistiques, l […] Lire la suite

NERVEUX (SYSTÈME) - Le tissu nerveux

  • Écrit par 
  • Jacques TAXI
  •  • 3 863 mots
  •  • 7 médias

Detoutes les cellules formant chez les Vertébrés l'ébauche neurectoblastique du système nerveux (cf. développement [biologie]), une partie seulement donne des cellules nerveuses proprement dites, ou neurones. Les autres donneront les cellules de la névroglie, satellites des neurones. Il est év […] Lire la suite

NERVEUX (SYSTÈME) - Le neurone

  • Écrit par 
  • Michel HAMON, 
  • Clément LÉNA
  •  • 5 730 mots
  •  • 2 médias

Le neurone étant la cellule élémentaire du système nerveux, l'étude de l'un est intimement liée à celle de l'autre. Les propriétés du neurone ont donc été, au moins pour partie, sélectionnées au long de l'histoire du monde animal par des contraintes évolutives s'exerçant sur les organismes entiers. Réciproquement, les possibilités fonctionnelles du système nerveux ont toujours été contraintes par […] Lire la suite

NERVEUX (SYSTÈME) - L'influx nerveux

  • Écrit par 
  • Alfred FESSARD
  •  • 4 995 mots
  •  • 15 médias

La vie du neurone adulte, comme celle de toute cellule, dépend d'un métabolisme d'entretien. Celui-ci, grand consommateur d'oxygène et de glucose, est à la base du maintien de concentrations constantes d'ions K+ et Na+ à l'intérieur du neurone, grâce à un mécanisme de transports actifs luttant contre la diffusion passive de ces ions […] Lire la suite

NERVEUX (SYSTÈME) - Neurobiologie

  • Écrit par 
  • Jean-Marc GOAILLARD, 
  • Michel HAMON, 
  • André NIEOULLON, 
  • Henri SCHMITT
  •  • 13 741 mots
  •  • 11 médias

Alors que l'on définissait un neurone exclusivement par ses caractéristiques morphologiques et électrophysiologiques, on peut maintenant y ajouter un caractère essentiel : la nature du neurorégulateur qu'il synthétise et qu'il libère. Le formidable développement de la biochimie et de la pharmacologie du système […] Lire la suite

ORGANISATION DISCONTINUE DU TISSU NERVEUX

  • Écrit par 
  • Pascal DURIS
  •  • 249 mots

Les éléments qui composent le tissu nerveux sont-ils en continuité ou seulement en contiguïté ? La question oppose, à la fin du xixe siècle, les « réticulistes », partisans d'un tissu nerveux constitué de cellules anastomosées par leurs dendrites et leurs axones en de véritables réseaux continus, et les « neuronistes », pour qui chaque cellule nerveus […] Lire la suite

ACARIENS

  • Écrit par 
  • Jean-Louis CONNAT, 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 6 635 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre «  Système nerveux »  : […] La plupart des acariens possèdent un système nerveux très condensé, limité à une masse ganglionnaire – appelée synganglion ou « cerveau » – entourant la partie antérieure du tube digestif. Le synganglion est inclus dans un sinus du système circulatoire recevant l'aorte dorsale. De nombreuses cellules neurosecrétrices y ont été mises en évidence chez différentes espèces de tiques et il existe des […] Lire la suite

ACÉTYLCHOLINE

  • Écrit par 
  • Paul MANDEL
  •  • 1 905 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Mise en évidence et localisation »  : […] La mise en évidence, voire le dosage de l'ACh dans les tissus, s'effectue essentiellement par des méthodes biologiques. Ces tests font appel à la contractilité du muscle abdominal droit de la grenouille ou du muscle dorsal de la sangsue. Les méthodes chimiques n'offrent généralement pas la spécificité ou la sensibilité désirée. Une congélation extrêmement rapide des tissus est indispensable pour s […] Lire la suite

ADRÉNALINE

  • Écrit par 
  • Jacques HANOUNE
  •  • 3 562 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Biosynthèse »  : […] La voie de synthèse des catécholamines à partir de la tyrosine, et accessoirement de la phénylalanine, est simple . Elle implique quatre étapes : hydroxylation du noyau phénolique ; décarboxylation de la chaîne latérale ; hydroxylation de la chaîne latérale ; N-méthylation. Les différentes enzymes impliquées ont été caractérisées et isolées. Toutes sont solubles et présentes dans le cytosol des c […] Lire la suite

AGRESSION (psychologie sociale)

  • Écrit par 
  • Laurent BÈGUE
  •  • 899 mots

L’agression est définie comme un comportement qui vise à blesser intentionnellement un individu motivé à se soustraire à ce traitement. Les recherches conduites sur les formes et fonctions du comportement agressif ont mobilisé des méthodologies extrêmement variées (statistiques publiques judiciaires et policières, enquêtes de victimation ou de délinquance autoreportée, observations, tests cogniti […] Lire la suite

Voir aussi

Pour citer l’article

Pierre BUSER, « NERVEUX (SYSTÈME) - Agencement des réseaux et circuits neuronaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 08 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-agencement-des-reseaux-et-circuits-neuronaux/