NERVEUX (SYSTÈME)Le neurone

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Retouches structurales du système nerveux

Malgré l'extrême sophistication des procédés de routage des axones, une fraction significative des connexions initialement établies va disparaître peu après leur formation suivant un processus de sélection et d'élimination.

Le système nerveux va d'abord éliminer une fraction des neurones. Dans un grand nombre de cas, la survie des neurones va être suspendue à la présence de molécules dites neurotrophiques. En l'absence de telles molécules, les neurones déclenchent un programme de suicide cellulaire, l’apoptose (cf. infra). Ces signaux de survie permettent au système nerveux, d'une part, d'éliminer des cellules ayant établi des connexions aberrantes, d'autre part, de contrôler la taille des différentes populations de neurones. Ainsi, lorsque les molécules neurotrophiques ne sont présentes que dans la région cible d'une population de neurones, seuls les neurones dont l'axone est effectivement arrivé à destination vont survivre. Si, par ailleurs, l'abondance de molécules neurotrophiques est limitée, les neurones surnuméraires disparaîtront, faute d'arriver à collecter suffisamment de signaux de survie. Ainsi, à la fin de la vie embryonnaire chez les rongeurs, l'inactivation expérimentale de la première neurotrophine découverte, le NGF (nerve growth factor) fait disparaître pratiquement tous les neurones des ganglions sympathiques paravertébraux. Inversement, l'injection de NGF double le nombre de ces neurones.

Jusqu'à ce point, le développement et la connectivité des neurones sont entièrement déterminés par des programmes génétiques. Toutefois, à ce stade de leur constitution, les réseaux de neurones ne remplissent qu'imparfaitement leur fonction. Par exemple, l'acuité visuelle d'un mammifère nouveau-né est médiocre comparée à celle d'un sujet adulte. Le système nerveux va donc optimiser le fonctionnement des réseaux. C'est l'activité électrique (cf. infra) des neurones qui va le permettre car elle propage de l'information à travers le système nerveux. Par exemple, une stimulation lumineuse sur la rétine va provoquer la propagation d'une activité électrique jusqu'aux régions du cerveau spécialisées dans le traitement de l'information visuelle. Le système va exploiter ce transport d'information pour modifier les connexions entre neurones.

Le système visuel des vertébrés supérieurs fournit donc un exemple de l'effet de l'activité électrique sur les réseaux de neurones. Chez les mammifères, les informations provenant des neurones de la rétine sont transmises dans une région du cerveau appelée cortex visuel. Les mammifères ont une vision binoculaire qui leur permet d'évaluer les distances (par comparaison de la vision de l'œil droit et de celle de l'œil gauche). Pour que cette vision binoculaire soit performante, il est nécessaire que les informations provenant de chaque œil arrivent dans des régions distinctes du cortex visuel. À la naissance, les terminaisons des axones portant les informations des deux yeux se superposent largement. Peu à peu, le système va remodeler les connexions de sorte que les terminaisons activées simultanément se regroupent. Comme les terminaisons provenant d'un même œil sont plus souvent synchronisées entre elles qu'avec celles provenant de l'autre œil, elles tendent finalement à se regrouper dans des régions différentes du cortex visuel.

Cet exemple illustre l'un des principes fondamentaux d'optimisation qui guident la formation des synapses entre les neurones : la synchronisation de l'activité favorise l'établissement de connexions convergentes. Ce principe est mis en œuvre durant la phase de maturation du système nerveux, mais il est probable qu'il régit également l'évolution des connexions durant toute la vie des neurones.

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Neurone moteur d'un muscle strié

Neurone moteur d'un muscle strié
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Électroencéphalogramme

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Écrit par :

  • : docteur ès sciences naturelles, agrégé de physiologie-biochimie, maître de recherche à l'I.N.S.E.R.M.
  • : docteur en biologie, neurobiologiste

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Pour citer l’article

Michel HAMON, Clément LÉNA, « NERVEUX (SYSTÈME) - Le neurone », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-le-neurone/