Les neurones, également connus sous le nom de cellules nerveuses, sont essentiellement les cellules qui composent le cerveau et le système nerveux. Les neurones ne se touchent pas, mais lorsqu’un neurone s’approche d’un autre neurone, une synapse se forme entre les deux.
Selon de nouvelles recherches, le cerveau humain contient environ 86 milliards de neurones (Herculano-Houzel, 2009). Ces cellules se développent pleinement autour de la naissance mais, contrairement à d’autres cellules, elles ne peuvent pas se reproduire ou se régénérer une fois qu’elles sont mortes.
Comment fonctionnent les neurones ?
Les neurones sont adjacents les uns aux autres mais ne sont pas connectés. La fonction d’un neurone est de transmettre des impulsions nerveuses le long d’un neurone individuel et à travers la synapse dans le neurone suivant. Les signaux électriques transmis par les neurones sont appelés potentiels d’action.
Le signal électrique doit traverser la fente synaptique pour continuer son voyage vers ou depuis le SNC. Pour ce faire, il utilise des substances chimiques qui se diffusent à travers l’espace entre les deux neurones. Au cours de la transmission synaptique, le potentiel d’action (une impulsion électrique) déclenche la libération de neurotransmetteurs (un message chimique) par les vésicules synaptiques du neurone pré-synaptique.
Ces neurotransmetteurs se diffusent à travers la fente synaptique (l’espace entre les neurones pré et post-synaptiques) et se lient à des sites récepteurs spécialisés sur le neurone post-synaptique. Le système nerveux central, qui comprend le cerveau et la moelle épinière, et le système nerveux périphérique, qui comprend les cellules nerveuses sensorielles et motrices, contiennent tous ces neurones qui traitent l’information.
Quelles sont les parties d’un neurone ?
Le neurone contient le soma (corps cellulaire), qui prolonge l’axone (fibre nerveuse conduisant les impulsions électriques à partir du soma), et les dendrites (structures arborescentes recevant les signaux d’autres neurones). La gaine de myéline est une couche isolante qui se forme autour de l’axone et permet à l’influx nerveux de se transmettre plus rapidement le long de l’axone.
Les neurones ne se touchent pas et il existe un espace, appelé synapse, entre l’axone d’un neurone et la dendrite du neurone suivant.
La structure unique des neurones leur permet de recevoir et de transmettre des messages à d’autres neurones et dans tout le corps.
Dendrites
Les dendrites sont la partie du neurone en forme de racine d’arbre, généralement plus courte et plus nombreuse que les axones. Les dendrites sont recouvertes de synapses, ce qui leur permet de recevoir des signaux d’autres neurones. Dans le système nerveux central, les neurones sont longs et possèdent des branches complexes qui leur permettent de recevoir des signaux de nombreux autres neurones.
Par exemple, les cellules appelées cellules de Purkinje, que l’on trouve dans le cervelet, ont des dendrites très développées qui leur permettent de recevoir des signaux de milliers d’autres cellules.
Soma (corps cellulaire)
Le soma, ou corps cellulaire, est essentiellement le noyau du neurone. Le soma a pour fonction d’entretenir la cellule et d’assurer le bon fonctionnement du neurone (Luengo-Sanchez et al., 2015).
Le soma est entouré d’une membrane qui le protège mais lui permet aussi d’interagir avec son environnement immédiat.
Le soma contient un noyau cellulaire qui produit l’information génétique et dirige la synthèse des protéines. Ces protéines sont indispensables au fonctionnement des autres parties du neurone.
Axon
L’axone, également appelé fibre nerveuse, est une structure en forme de queue du neurone qui rejoint le corps cellulaire à un point de jonction appelé la butte axonique.
L’axone a pour fonction de transporter les signaux du corps cellulaire vers les boutons terminaux afin de transmettre des signaux électriques à d’autres neurones. Agissant comme un conduit, l’axone transporte ces signaux vers d’autres neurones, muscles ou glandes.
La plupart des neurones ont un axone, dont la taille peut varier de 0,1 millimètre à plus de 3 pieds (Miller & Zachary, 2017). Certains axones sont recouverts d’une substance grasse appelée myéline, qui isole l’axone et aide à transmettre les signaux plus rapidement.
L’axoplasme est le cytoplasme à l’intérieur d’un axone. Il est responsable du transport des protéines, des organites et d’autres composants cellulaires depuis le corps cellulaire du neurone jusqu’aux terminaisons synaptiques et vice versa. Ce transport est essentiel au maintien et au fonctionnement de l’axone.
A l’extrémité de l’axone, les terminaisons synaptiques libèrent des neurotransmetteurs, facilitant la communication avec les cellules cibles au niveau de jonctions spécialisées appelées synapses.
Gaine de myéline
La gaine de myéline est une couche de matière grasse qui recouvre l’axone des neurones. Elle a pour fonction d’isoler une cellule nerveuse d’une autre et d’empêcher l’influx d’un neurone d’interférer avec l’influx d’un autre.
La deuxième fonction de la gaine de myéline est d’accélérer la conduction de l’influx nerveux le long de l’axone.
Les axones, qui sont enveloppés dans des cellules appelées cellules gliales (également connues sous le nom d’oligodendrocytes et de cellules de Schwann), forment la gaine de myéline.
La gaine de myéline qui entoure ces neurones a pour fonction d’isoler et de protéger l’axone. Grâce à cette protection, la vitesse de transmission vers d’autres neurones est beaucoup plus rapide que pour les neurones non myélinisés.
La gaine de myéline est constituée de lacunes fragmentées appelées nœuds de Ranvier. Les signaux électriques peuvent sauter entre les nœuds de Ranvier, ce qui contribue à accélérer la transmission des signaux.
Les terminaisons axonales
Situées à l’extrémité du neurone, les terminaisons axonales (boutons terminaux) sont responsables de la transmission des signaux à d’autres neurones.
A l’extrémité du bouton terminal se trouve un espace, connu sous le nom de synapse. Les boutons terminaux contiennent des vaisseaux qui renferment des neurotransmetteurs.
Les neurotransmetteurs sont libérés par les boutons terminaux dans la synapse et transportent les signaux à travers la synapse vers d’autres neurones. Les signaux électriques se transforment en signaux chimiques au cours de ce processus.
Il incombe alors aux boutons terminaux de recapturer les neurotransmetteurs excédentaires qui n’ont pas été transmis au neurone suivant.
Types de neurones
Bien qu’il existe des milliards de neurones et de vastes variations, les neurones peuvent être classés en trois groupes de base selon leur fonction : les neurones sensoriels (dendrites longues et axones courts), les neurones moteurs (dendrites courtes et axones longs) et les neurones relais (dendrites courtes et axones courts ou longs).
Neurones sensoriels
Les neurones sensoriels (parfois appelés neurones afférents) sont des cellules nerveuses qui transportent les impulsions nerveuses des récepteurs sensoriels vers le système nerveux central et le cerveau.
Lorsque ces impulsions nerveuses atteignent le cerveau, elles sont traduites en « sensations », telles que la vision, l’audition, le goût et le toucher.
Ces informations sensorielles peuvent être physiques – par le biais du son, de la chaleur, du toucher et de la lumière – ou chimiques – par le biais du goût ou de l’odorat. Le contact avec une surface extrêmement chaude en est un exemple. Les neurones sensoriels envoient alors des signaux au système nerveux central à propos de l’information qu’ils ont reçue.
La plupart des neurones sensoriels sont caractérisés comme étant pseudo-nipolaires. Cela signifie qu’ils possèdent un axone qui se divise en deux branches.
Neurones moteurs
Les neurones moteurs (également appelés neurones efférents) sont les cellules nerveuses chargées d’acheminer les signaux du système nerveux central vers les muscles pour provoquer le mouvement. Ils libèrent des neurotransmetteurs pour déclencher des réponses conduisant au mouvement musculaire.
Les neurones moteurs sont situés dans le tronc cérébral ou la moelle épinière (parties du système nerveux central) et se connectent aux muscles, aux glandes et aux organes dans tout le corps.
Ces neurones transmettent des signaux de la moelle épinière et du tronc cérébral aux muscles squelettiques et lisses pour contrôler directement ou indirectement les mouvements musculaires.
Par exemple, après avoir touché une surface chaude avec votre main, les neurones sensoriels reçoivent le message. Il existe deux types de motoneurones:
- Les motoneurones inférieurs – ce sont les neurones qui vont de la moelle épinière aux muscles du corps.
- Les motoneurones supérieurs – ce sont les neurones qui vont du cerveau à la moelle épinière.
Les motoneurones sont caractérisés comme étant multipolaires. Cela signifie qu’ils ont un axone et plusieurs dendrites qui partent du corps cellulaire.
Neurones relais
Un neurone relais (également appelé interneurone) permet aux neurones sensoriels et moteurs de communiquer entre eux. Les neurones relais connectent plusieurs neurones dans le cerveau et la moelle épinière et sont faciles à reconnaître en raison de leurs courts axones.
Comme les motoneurones, les interneurones sont multipolaires. Cela signifie qu’ils possèdent un axone et plusieurs dendrites.
En plus de servir de connexion entre les neurones, les interneurones peuvent également communiquer entre eux en formant des circuits de différentes complexités.
La communication entre interneurones aide le cerveau à accomplir des fonctions complexes telles que l’apprentissage et la prise de décision, et joue un rôle essentiel dans les réflexes et la neurogenèse, c’est-à-dire la régénération de nouveaux neurones.
Références
Herculano-Houzel, S. (2009). Le cerveau humain en chiffres : un cerveau de primate à échelle linéaire. Frontiers in human neuroscience, 3, 31.
Luengo-Sanchez, S., Bielza, C., Benavides-Piccione, R., Fernaud-Espinosa, I., DeFelipe, J., & Larrañaga, P. (2015). Une définition univoque de la morphologie du soma neuronal en utilisant des modèles de mélange gaussien. Frontiers in neuroanatomy, 9, 137.
Miller, M. A., & Zachary, J. F. (2017). Mécanismes et morphologie des lésions, de l’adaptation et de la mort cellulaires. Base pathologique des maladies vétérinaires, 2.
Informations complémentaires
- Nicholls, J. G., Martin, A. R., Wallace, B. G., & Fuchs, P. A. (2001). Du neurone au cerveau (Vol. 271). Sunderland, MA : Sinauer Associates.
- Pereda, A. E. (2014). Les synapses électriques et leurs interactions fonctionnelles avec les synapses chimiques. Nature Reviews Neuroscience, 15(4), 250-263.
