SYNAPSES
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Neurochimie
Les jonctions neuromusculaires, dont le rôle est aussi de transmettre le potentiel d'action d'une cellule à une autre, en l'occurrence d'un neurone à une cellule musculaire, au moyen d'une substance chimique ou transmetteur, réalisent un modèle approché de la synapse : les conceptions sur le fonctionnement synaptique ont été largement influencées par cet exemple particulier. Historiquement, il semble que ce soit E. Du Bois-Reymond, en 1877, qui le premier ait formulé l'hypothèse selon laquelle un nerf peut agir sur un muscle en libérant une substance chimique capable de l'exciter. Cette théorie, fortement étayée par les expériences d'O. Loewi au niveau du muscle cardiaque, a trouvé une éclatante confirmation lors de la découverte par G. Brown et W. Feldberg que l'acétylcholine (ACh) reproduisait sur le muscle strié les effets de la stimulation électrique du nerf. Ces derniers auteurs montrèrent de plus que la stimulation du nerf entraînait la libération d'ACh qui pouvait être recueillie et dosée pourvu que sa destruction fût inhibée par une drogue, l'ésérine. Depuis lors, l'acétylcholine a été impliquée comme médiateur au niveau des ganglions sympathiques et de certaines synapses centrales. Le cerveau contient d'autres catégories de neurones fonctionnant en libérant des médiateurs différents de l'acétylcholine. La liste de ces divers postulants au titre de médiateur, qui n'est sans doute pas encore complète, renferme la noradrénaline (NA), la dopamine (DA), la sérotonine (5-HT), l'acide γ-aminobutyrique (GABA), différents acides aminés et des peptides (cf. système nerveux - Neurobiologie).
On abordera dans ce chapitre les différentes approches biochimiques du fonctionnement synaptique, et l'on verra quelles sont les substances que l'on peut considérer comme de véritables transmetteurs.
Critères qui permettent de définir un neuromédiateur
Pour établir une corrélation certaine entre une synapse donnée et un médiateur, il faut que celui-ci satisfasse à plusieurs critères d'ordr [...]
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Écrit par :
- Patrice GUYENET : agrégé de l'Université
- Alfred FESSARD : professeur honoraire à la faculté des sciences de Paris
- Michel HAMON : docteur ès sciences naturelles, agrégé de physiologie-biochimie, maître de recherche à l'I.N.S.E.R.M.
- Jacques TAXI : professeur honoraire à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
Classification
Autres références
« SYNAPSES » est également traité dans :
ACÉTYLCHOLINE
Dans le chapitre « Rôle de l'acétylcholine » : […] Chaque neurone libère, au niveau de toutes ses terminaisons synaptiques, une seule substance jouant le rôle de transmetteur ; ceux qui libèrent de l'ACh sont appelés cholinergiques ; on les distingue par exemple des neurones adrénergiques libérant de la noradrénaline. Selon la théorie classique, les médiateurs sécrétés au niveau de l'élément présynaptique diffusent vers l'élément postsynaptique e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acetylcholine/#i_4395
APPRENTISSAGE PROFOND ou DEEP LEARNING
Dans le chapitre « Réseaux de neurones formels » : […] L’histoire des réseaux de neurones formels remonte à 1943, avant même la construction des premiers ordinateurs électroniques, alors que l’on commence seulement à fabriquer des calculateurs électromécaniques au moyen de relais téléphoniques. L’idée de dresser un parallèle entre ces machines et le cerveau humain traverse les pensées du mathématicien américain Walter Pitts (1923-1969) qui, âgé d’à p […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/apprentissage-profond-deep-learning/#i_4395
AUDITION - Acoustique physiologique
Dans le chapitre « Les terminaisons afférentes » : […] Il est admis que le neuromédiateur des nombreuses synapses afférentes des c. c. int. est le l -glutamate (ou un dérivé voisin). Ce glutamate doit agir sur des récepteurs post-synaptiques qui, étant liés aux canaux ioniques, assurent une transmission rapide (récepteurs ionotropiques). Il existe trois types principaux de ces récepteurs du glutamate, NMDA (N-méthyl- […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/audition-acoustique-physiologique/#i_4395
CERVEAU HUMAIN
Dans le chapitre « Événements mesurables de l'activité cérébrale » : […] L'exécution d'une fonction cérébrale repose sur une séquence temporelle d'activités de cellules nerveuses, les neurones, agencées en réseau, dans lequel elles sont reliées par des jonctions appelées synapses. Schématiquement, des trains potentiels d'action parcourant des groupes de neurones entraînent la libération de médiateurs chimiques agissant au niveau des synapses comme neurotransmetteurs. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cerveau-humain/#i_4395
CERVELET
Dans le chapitre « Synapses excitatrices et inhibitrices » : […] L' analyse électrophysiologique conduite systématiquement par Eccles et son école (voir J. C. Eccles, M. Ito et J. Szentagothai, 1968) a permis de préciser la nature excitatrice ou inhibitrice des différentes synapses du cortex et des noyaux cérébelleux. Ito a montré le premier que les cellules de Purkinje sont toutes inhibitrices des noyaux cérébelleux (le transmetteur est le GABA, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cervelet/#i_4395
COUTEAUX RENÉ (1909-1999)
Né à Saint-Amand-les-Eaux (Nord), René Couteaux mena de front ses études de médecine et de sciences naturelles aux facultés de Lille, puis de Paris (1928-1933). Ayant toujours eu pour objectif la recherche scientifique, il entra dès 1932 au laboratoire de biologie expérimentale de la Sorbonne, dirigé par E. Rabaud. Très vite, il décida de se consacrer à l'étude de la zone de connexion entre la te […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/rene-couteaux/#i_4395
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement animal
Dans le chapitre « Migration des neuroblastes » : […] La multiplication des précurseurs, les neuroblastes, a été étudiée essentiellement grâce à la radioautographie. Cette technique permet, au moyen d'un traceur radioactif – en l'occurrence la thymidine incorporée lors des synthèses d'acide désoxyribonucléique ou ADN –, de marquer des cellules en divisions, et de suivre leur destinée (fig. 14). On a ainsi constaté que les cellules se divisent au vo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-biologie-le-developpement-animal/#i_4395
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement humain
Dans le chapitre « Les neurones » : […] Les neurones prennent leur forme définitive (pyramidale, sphérique, étoilée) et développent leurs prolongements, épines dendritiques et boutons axonaux semblant « explorer » leur environnement immédiat à la recherche de leurs voisins, pour établir avec eux les synapses. On pense qu'en général un neurone engendre au début beaucoup plus de liaisons (par ses dendrites) qu'il n'en aura l'usage plus […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-biologie-le-developpement-humain/#i_4395
DÉVELOPPEMENT DE LA COGNITION SPATIALE
Dans le chapitre « Quel développement ? » : […] Bien que les systèmes élémentaires de codage soient fonctionnels relativement tôt, les contextes d’application restent limités (déplacements simples, espaces de petites dimensions, etc.). Les compétences spatiales poursuivent leur développement pendant toute la période de l’enfance. À l’instar de l’apprentissage de lieux qui atteint sa maturité vers sept-huit ans, le codage métrique gagne en préc […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/developpement-de-la-cognition-spatiale/#i_4395
ECCLES JOHN CAREW (1903-1997)
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_4395
ÉLECTROPHYSIOLOGIE
Dans le chapitre « Potentiels synaptiques, potentiels de jonction » : […] L' importance fonctionnelle de ces biopotentiels graduables a suscité de nombreuses recherches. Parmi les cellules les plus utilement exploitées à ce sujet figure le neurone moteur des cornes antérieures de la moelle (J. C. Eccles, depuis 1951). Des circuits réflexes connus, les uns excitateurs, les autres inhibiteurs de la motricité, sont mis en jeu sur l'animal (ici le chat) et, si le neurone é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/electrophysiologie/#i_4395
ÉPIGÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Identité cellulaire et reprogrammation épigénétique des cellules souches » : […] Les mécanismes épigénétiques sont des acteurs importants de l’identité cellulaire qui contrôlent l’activité du génome tout au long de la vie et stabilisent les différents états de différenciation des cellules . Les cellules souches de l’embryon avant implantation dans la paroi utérine sont des cellules totipotentes, c’est-à-dire qu’elles sont capables de se différencier en l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/epigenetique/#i_4395
EXCITABILITÉ
Dans le chapitre « L'excitation nerveuse » : […] Les potentiels de réception nés dans les capteurs sensoriels deviennent des potentiels générateurs qui engendrent dans les nerfs, si le seuil est dépassé, des potentiels d'action. Ceux-ci se propagent parce que l'excitation se transmet de proche en proche en vertu de leur action stimulatrice sur les segments non encore excités : tel est le principe de la conduction de l' influx nerveux. Dans les g […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/excitabilite/#i_4395
GAMMA-AMINOBUTYRIQUE ACIDE (GABA)
En 1950, J. Awapara et ses collaborateurs, E. Roberts et S. Frankel, ont réussi à isoler du système nerveux central le GABA, un acide aminé Ils identifièrent aussi l'enzyme de synthèse : l'acide glutamique décarboxylase (AGD), enzyme particulièrement abondante au niveau des terminaisons nerveuses présynaptiques. Peu à peu, on démêlait l'ensemble du métabolisme de cet acide aminé, sans pourtant dét […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acide-gamma-aminobutyrique/#i_4395
INTELLIGENCE ARTIFICIELLE (IA)
Dans le chapitre « Connexionnisme et apprentissage machine » : […] Au début des années 1980, parallèlement à l’essor de l’intelligence artificielle, les techniques issues de la cybernétique se perfectionnent, s’affranchissent de leurs limitations initiales et font l’objet de multiples formalisations mathématiques. Cela donne naissance à de nombreux développements théoriques, en particulier à des algorithmes d’apprentissage machine pour les réseaux de neurones fo […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/intelligence-artificielle-ia/#i_4395
KANDEL ERIC (1929- )
Neurobiologiste américain d'origine autrichienne, Prix Nobel de pharmacologie ou médecine en 2000 (conjointement à Arvid Carlsson et Paul Greengard), pour la découverte du rôle central joué par les synapses dans la mémoire et l'apprentissage. Eric Kandel est né le 7 novembre 1929 à Vienne (Autriche). Il obtient son diplôme de médecine à la faculté de médecine de l'université de New York, en 1956. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eric-kandel/#i_4395
MEMBRANES CELLULAIRES (DYNAMIQUE DES)
Dans le chapitre « L'imperméabilité sélective de la membrane plasmique » : […] Le modèle de Danielli et Davson se révèle très vite insuffisant. En elle-même, dans les modèles in vitro, la bi-couche lipidique est en effet imperméable, elle ne laisse passer que les gaz et quelques substances hydrophobes. Or la cellule échange avec le milieu extérieur des centaines de molécules diverses nécessaires à la vie cellulaire. Comment le glucose traverse-t-il la membrane ? Comment la […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/membranes-cellulaires-dynamique-des/#i_4395
MÉMOIRE
Dans le chapitre « Les mécanismes de la plasticité » : […] Depuis Cajal, les histologistes avaient proposé que la plasticité cérébrale pouvait être liée à un changement des connexions neuronales. Mais c'est l'apport du neuropsychologue canadien Donald Hebb (1904-1985) qui peut être considéré comme le véritable point de départ théorique du mécanisme de la plasticité. Hebb propose que les modèles de comportement, comme la perception visuelle, se construise […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/memoire/#i_4395
NERVEUX (SYSTÈME) - Neurogenèse et évolution
Dans le chapitre « Conditions d'un « progrès » évolutif » : […] Les structures du névraxe étant plus particulièrement chargées de l'organisation des activités réactrices, activités phylogénétiquement plus anciennes, cela peut expliquer que pour une large part la comparaison des structures et des fonctions de la moelle, du bulbe, du pont, du cervelet, du mésencéphale dans les divers groupes de vertébrés fasse ressortir davantage les ressemblances que les diffé […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-neurogenese-et-evolution/#i_4395
NERVEUX (SYSTÈME) - Le neurone
Dans le chapitre « La plasticité synaptique, mémorisation et apprentissage » : […] La mémorisation et l'apprentissage sont des propriétés essentielles du système nerveux : elles permettent, d'une part, de distinguer les éléments nouveaux parmi les éléments familiers, et, d'autre part, d'intégrer les expériences passées à une prise de décision. La plasticité synaptique joue probablement un rôle fondamental dans les processus de mémorisation et d'apprentissage. Elle correspond à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-le-neurone/#i_4395
NERVEUX (SYSTÈME) - Agencement des réseaux et circuits neuronaux
Dans le chapitre « 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 siè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-agencement-des-reseaux-et-circuits-neuronaux/#i_4395
NERVEUX (SYSTÈME) - Neurobiologie
Dans le chapitre « Modulations de la neurotransmission chimique » : […] Le processus de la neurotransmission évolue au cours du temps, de sorte qu'un potentiel d'action bien défini au niveau présynaptique ne donne pas toujours la même réponse postsynaptique. En effet toutes les étapes biochimiques de la neurotransmission (entrée de calcium, libération du neurotransmetteur, liaison du neurotransmetteur à son récepteur, efficacité du récepteur et inactivation du neurot […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nerveux-systeme-neurobiologie/#i_4395
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NEUROVÉGÉTATIF SYSTÈME
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PLANTES
Dans le chapitre « Plantes médicinales et aromatiques » : […] De nombreuses plantes synthétisent des substances chimiquement actives (appelées métabolites secondaires) qui leur permettent notamment de se défendre contre leurs agresseurs. Ces molécules sont très exploitées par l’homme en médecine, en parfumerie et en cuisine. Les plantes vénéneuses sont sources de poisons, molécules à effets premiers toxiques ; mais ces dernières ont des propriétés pharmacol […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plantes/#i_4395
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SÉROTONINE
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VISION - Neurophysiologie visuelle
Dans le chapitre « Connexions cortico-corticales » : […] Alors que les neurones de la rétine contactent seulement quelques neurones ou dizaines de neurones dans des couches différentes (fig. 1), le neurone cortical est connecté avec plusieurs milliers d'autres neurones. C'est cette convergence importante, ce grand nombre de synapses et leur plasticité qui confèrent aux réseaux corticaux les capacités de traitement de l'information qui sont caractéristiq […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/vision-neurophysiologie-visuelle/#i_4395
Voir aussi
Pour citer l’article
Patrice GUYENET, Alfred FESSARD, Michel HAMON, Jacques TAXI, « SYNAPSES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 10 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/synapses/