Cours Neurobiologie et endocrinologie Partie Neurobiologie
La neurobiologie est l'étude des structures, fonctions et mécanismes biologiques du système nerveux, qui inclut le cerveau, la moelle épinière et les nerfs périphériques. Elle explore comment les cellules nerveuses (neurones) communiquent entre elles et avec d'autres systèmes du corps pour coordonner les fonctions corporelles. Voici un aperçu des concepts clés de la neurobiologie :
1. Les bases de la neurobiologie
- Neurones et glies : Les neurones sont les cellules spécialisées dans la transmission de signaux électriques, tandis que les cellules gliales (ou glies) soutiennent, nourrissent et protègent les neurones.
- Neurones : Constitués d'un corps cellulaire, de dendrites (qui reçoivent les signaux) et d'un axone (qui transmet les signaux).
- Glies : Comprennent des astrocytes (qui soutiennent les neurones et régulent l'environnement extracellulaire), des oligodendrocytes (qui forment la myéline dans le système nerveux central) et des cellules de Schwann (qui forment la myéline dans le système nerveux périphérique).
2. La transmission de l'influx nerveux
L'influx nerveux est un signal électrique qui se propage le long des neurones. Il est généré par des changements dans le potentiel électrique de la membrane cellulaire des neurones.
- Potentiel de repos : Le neurone au repos a un potentiel de membrane négatif, généralement autour de -70 mV, maintenu par des pompes ioniques (comme la pompe sodium-potassium).
- Potentiel d'action : Lorsque le neurone est stimulé, une dépolarisation rapide de la membrane se produit, suivie d'une repolarisation, ce qui génère un potentiel d'action. Ce signal est transmis le long de l'axone jusqu'aux synapses.
3. Les synapses et la transmission chimique
Les synapses sont les jonctions entre les neurones où se produit la transmission du signal d'un neurone à l'autre.
- Synapses chimiques : Les signaux électriques dans l'axone provoquent la libération de neurotransmetteurs (comme la dopamine, la sérotonine, ou le glutamate) dans la fente synaptique. Ces neurotransmetteurs se lient aux récepteurs sur le neurone postsynaptique, modifiant son potentiel de membrane.
- Neurotransmetteurs : Ils sont des messagers chimiques essentiels à la communication neuronale. Chaque neurotransmetteur a un rôle spécifique dans la régulation de diverses fonctions (comme le contrôle moteur, la mémoire, l'humeur).
4. Les principales régions du système nerveux
- Système nerveux central (SNC) : Comprend le cerveau et la moelle épinière. Il traite et intègre les informations reçues du corps.
- Cerveau : Divisé en plusieurs régions, telles que le cortex cérébral (responsable des fonctions cognitives complexes), les noyaux de la base (contrôle moteur), et le tronc cérébral (responsable des fonctions vitales).
- Moelle épinière : Transmet les signaux entre le cerveau et le reste du corps. Elle est également responsable de certaines réponses réflexes.
- Système nerveux périphérique (SNP) : Composé de nerfs qui relient le système nerveux central aux organes et aux muscles. Le SNP est subdivisé en :
- Système somatique : Contrôle les mouvements volontaires du corps.
- Système autonome : Gère les fonctions involontaires comme le rythme cardiaque, la digestion, et la respiration. Il se divise en deux parties :
- Sympathique : Active les réponses de "combat ou fuite".
- Parasympathique : Gère les fonctions de repos et de digestion.
5. Les mécanismes de plasticité neuronale
- Neuroplasticité : La capacité du cerveau à se réorganiser et à créer de nouvelles connexions neuronales en réponse à des stimuli ou à des lésions. Cela est essentiel pour l'apprentissage, la mémoire et la récupération après des blessures cérébrales.
- Plasticité synaptique : La force des synapses entre les neurones peut être modifiée, un phénomène qui sous-tend l'apprentissage et la mémoire. Par exemple, la potentialisation à long terme (LTP) renforce la communication entre les neurones après une stimulation répétée.
6. Les systèmes sensoriels
Les neurones sensoriels transmettent les informations provenant des sens (vue, ouïe, toucher, goût, odorat) vers le cerveau pour traitement.
- Vision : Les cellules photosensibles de la rétine (bâtonnets et cônes) captent la lumière et transmettent les signaux visuels via le nerf optique.
- Audition : Les cellules ciliées dans la cochlée de l'oreille interne transforment les vibrations sonores en signaux électriques.
- Somesthésie (toucher, température, douleur) : Les récepteurs sensoriels dans la peau et les tissus profonds détectent les stimuli physiques.
7. Les troubles neurobiologiques
Les dysfonctionnements dans le système nerveux peuvent entraîner une variété de troubles :
- Troubles neurodégénératifs : Comme la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson, qui sont caractérisés par la perte progressive des neurones.
- Troubles psychiatriques : Comme la dépression, la schizophrénie et les troubles bipolaires, souvent associés à des déséquilibres des neurotransmetteurs.
- Accidents vasculaires cérébraux (AVC) : Résultent de l'interruption du flux sanguin vers le cerveau, entraînant la mort des neurones.
8. Le système nerveux et le comportement
- Comportement et émotions : Le cerveau intègre les signaux sensoriels, les traite, puis génère des réponses motrices et émotionnelles. Des structures comme l'amygdale et l'hippocampe sont impliquées dans la gestion des émotions et de la mémoire.
- Cognition : Le cortex cérébral est impliqué dans des processus cognitifs complexes tels que la perception, la prise de décision, le raisonnement, et l'apprentissage.
Conclusion
La neurobiologie permet de comprendre comment les neurones et les différentes régions du système nerveux fonctionnent ensemble pour produire des comportements, des sensations, et des actions. Les avancées dans ce domaine ont des implications cruciales pour le traitement des maladies neurodégénératives, des troubles psychiatriques, et des blessures cérébrales.