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Sauter à un chapitre clé
- Dans un premier temps, nous aborderons la classification structurelle et fonctionnelle des neurones, en nous plongeant dans le monde des neurones et en expliquant en quoi ils diffèrent.
- Nous aborderons la structure et la fonction des neurones en psychologie.
- En accordant une attention particulière à la structure et à la fonction des neurones moteurs, des neurones relais et des neurones sensoriels, nous explorerons leurs différences.
- Lastructure et la fonction des cellules neuronales seront abordées tout au long de l'explication pour illustrer nos propos, à côté de schémas.
Fig. 1 - La structure et la fonction des neurones peuvent être différentes.
Structure et fonction des neurones : Psychologie
Les neurones sont des cellules spécialisées du système nerveux qui se comptent par milliards. Le cerveau lui-même contient à lui seul environ 86 milliards de neurones, qui forment un réseau dense de communication, d'où leur appellation de cellules nerveuses ou de cellules cérébrales.
Lesneurones transmettent les impulsions nerveuses. Ce sont les cellules spécialisées du système nerveux, et les neurones envoient, intègrent et reçoivent des informations en provenance et à destination d'autres neurones ou de structures non neuronales (effecteurs).
Les neurones relaient les informations non seulement dans le cerveau mais aussi dans tout le corps. Les neurones absorbent les informations du monde extérieur par l'intermédiaire des sens et relaient les informations du cerveau aux muscles et aux organes effecteurs, ce qui rend possible tous les mouvements et la communication avec le monde extérieur.
Sans ton cerveau qui contrôle le mouvement des muscles de tes yeux, par exemple, tu ne pourrais pas lire ce texte.
Quelle est la structure et la fonction d'un neurone ?
Toutes les cellules commencent par être des cellules souches embryonnaires. Plus tard, elles commencent à se différencier, c'est-à-dire qu'elles développent différentes formes selon leur fonction dans le corps. Le neurone possède une membrane, un noyau et un cytoplasme comme les autres cellules animales. Cependant, la structure cellulaire d'un neurone diffère en ce sens que sa forme est spécialisée pour la transmission d'informations - il a généralement une entrée (les dendrites) et une sortie (l'axone et les terminaisons nerveuses, également appelées boutons terminaux).
Tous les neurones ont un corps cellulaire, un axone et des dendrites.
Fig. 2 - Un neurone est composé d'un corps cellulaire, d'un axone et de dendrites.
Structure et fonction neuronales : Dendrites
Les dendrites sont des structures ramifiées qui poussent à partir du corps cellulaire. Elles possèdent des synapses qui reçoivent des informations des cellules nerveuses voisines, et elles peuvent elles aussi être spécialisées dans leur fonction.
Le mot vient du grec "dendron", qui signifie arbre.
Structure et fonction des neurones : L'axone
L'axone est la longue partie d'un neurone le long de laquelle les impulsions se déplacent du corps cellulaire vers d'autres cellules. Chez l'homme, un axone peut mesurer de quelques micromètres à un mètre de long.
L'influx nerveux s'éloigne toujours du corps cellulaire en traversant l'axone jusqu'aux parties épaisses situées à l'extrémité de l'axone. On les appelle boutons terminaux ou terminaisons nerveuses. Il ne peut jamais aller du terminal de l'axone au corps de la cellule - l 'influx nerveux est unidirectionnel. Cela est dû à la façon dont les impulsions nerveuses se déplacent, appelée potentiel d'action.
Les axones peuvent également se ramifier, mais pas autant que les dendrites. Ces ramifications sont appelées collatérales. L'endroit où les terminaisons ou boutons de l'axone rencontrent une autre cellule s'appelle une synapse. À travers la synapse, l'influx nerveux est transmis d'un neurone à l'autre par la libération de neurotransmetteurs.
Fig. 3 - (a) La fente synaptique est l'espace entre le bouton terminal d'un neurone et la dendrite d'un autre neurone. (b) Sur cette image pseudo-colorée obtenue au microscope électronique à balayage, un bouton terminal (vert) a été ouvert pour révéler les vésicules synaptiques (orange et bleu) qui se trouvent à l'intérieur.
Structure et fonction des neurones : La gaine de myéline
Les axones sont souvent recouverts d'un composé gras appelé myéline.
Les gaines de myéline isolent l'activité électrique de l'axone pour éviter les interférences électriques avec d'autres impulsions nerveuses dans le réseau de neurones densément peuplé du système nerveux central.
Elle est semblable à l'isolant en caoutchouc qui entoure les fils du cordon de chargement de ton téléphone.
La myéline accélère également la transmission des impulsions nerveuses. Plus il y a de myéline autour d'un axone, plus l'impulsion électrique est envoyée rapidement à la cellule suivante. La myéline est constituée de cellules gliales qui s'enroulent autour de l'axone. Les parties de l'axone où il y a des lacunes dans les gaines de myéline sont appelées nœuds de Ranvier. Les potentiels d'action sautent d'un nœud à l'autre dans les neurones myélinisés , et la conduction est donc plus rapide que dans un neurone non myélinisé.
Classification structurelle et fonctionnelle des neurones
Il existe différents types de neurones dans l'organisme, qui peuvent être classés soit selon leur apparence (c'est-à-dire leur structure), soit selon leur fonction. Nous examinerons d'abord la classification structurelle des neurones, puis la classification fonctionnelle.
La classification structurelle classe les neurones en types en fonction du nombre d'axones et de dendrites qu'ils possèdent. Certains de ces neurones ne se trouvent que dans certains organismes ou dans certaines parties du corps.
Lesneurones unipolaires n'ont qu'un seul processus qui s'étend du corps de la cellule. On les trouve chez les invertébrés.
Les neuronesbipolaires ont un seul axone et une seule dendrite, et le corps cellulaire est placé au centre.
Les neuronesmultipolaires ont plusieurs dendrites, un corps cellulaire et un axone. Ce sont les neurones les plus courants dans l'organisme.
La classification fonctionnelle des neurones les classe en fonction de leur fonctionnement dans l'organisme. La fonction principale de tous les neurones est de transmettre des informations, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du corps. La fonction d'un neurone particulier dépend de son type et de son emplacement.
Structure et fonction des neurones moteurs, relais et sensoriels
Comme nous l'avons vu plus haut, les neurones peuvent différer structurellement, et donc, leur fonction peut également différer. Il existe trois classifications de neurones : les neurones moteurs, les neurones relais ou interneurones et les neurones sensoriels.
Fig. 4. Morphologie des différents types de neurones.
- Lesneurones sensoriels recueillent les informations provenant des récepteurs et les envoient au cerveau et à la moelle épinière (le système nerveux central, SNC).
- Les neuronesrelais(interneurones) relient les neurones sensoriels aux neurones moteurs, permettant aux impulsions de voyager entre les deux. Ils ont la particularité d'avoir des axones courts.
- Les neuronesmoteurs renvoient les informations du cerveau et de la moelle épinière (SNC) aux effecteurs (muscles et organes effecteurs).
Fig. 5 - Les neurones sensoriels enregistrent la chaleur et les neurones relais transmettent cette information aux neurones moteurs pour provoquer la contraction et l'écartement des muscles, l'arc réflexe.
Dans l'idéal, les trois types de neurones fonctionnent ensemble sans heurts. Si l'un d'entre eux est perturbé, cela entraînerait des maladies graves dans l'organisme. La transmission de l'influx nerveux par ces trois types de neurones est le processus impliqué dans toutes les actions, y compris les réflexes.
Imaginons un scénario :
- Tu sens quelque chose d'humide sur ta joue.
- Les neurones sensoriels envoient un influx nerveux dans ton corps, également appelé influx nerveux afférent.
- Ton cerveau décide de la réaction à adopter.
- Dans le système nerveux central, les neuronesrelais transmettent l'influx nerveux d'un neurone à l'autre. C'est là que les décisions conscientes et automatiques sont prises quant à l'action à entreprendre. Un ordre est envoyé à tes muscles. Ils se contractent pour éloigner ta tête de ton chien méchant/amical.
- Lesneurones moteurs envoient des impulsions nerveuses aux muscles pour qu'ils s'éloignent du stimulus surprenant, ce qui est également appelé une impulsion nerveuse efférente.
Les influx nerveux afférents se rendent au SNC et les influx nerveux efférents s'éloignent du SNC.
Quelle est la fonction des neurones sensoriels ?
Les neurones sensoriels du corps prennent des informations physiques telles que la lumière et la pression sous forme de son, de toucher, de température ou d'informations chimiques et les convertissent en informations que le cerveau peut traiter.
Cette conversion d'informations physiques ou chimiques en informations électrochimiques du cerveau est appelée transmutation en biologie. Tu peux l'assimiler à une sorte de conversion d'énergie.
Par exemple, la peau humaine possède différents récepteurs pour la chaleur, le froid, la douleur, la pression forte et la pression douce. Lorsque la peau est exposée à une température chaude soudaine (par exemple, un feu sur une cuisinière), l'information provenant d'un thermorécepteur ("chaud") est convertie en un signal électrique qui voyage le long du neurone sensoriel jusqu'au cerveau.
Les dommages causés aux neurones sensoriels peuvent être problématiques pour l'organisme, comme dans le cas des personnes atteintes d'insensibilité congénitale à la douleur avec anhidrose (CIPA), une maladie dans laquelle les personnes atteintes ne peuvent pas ressentir la douleur.
Les personnes atteintes de CIPA ne peuvent pas éviter les stimuli dangereux dans l'environnement, car elles ne peuvent pas sentir si quelque chose leur cause de la douleur. La plupart du temps, ces personnes doivent mener une vie consciencieuse.
La perte des récepteurs sensoriels est également à l'origine de nombreux types de handicaps - cécité , surdité et anosmie (incapacité de sentir). Les personnes atteintes de ces handicaps doivent naviguer dans leur environnement différemment de la plupart des autres.
Le terme "récepteurs" est un terme qui prête à confusion en biopsychologie car il est utilisé pour décrire les cellules des neurones sensoriels et les petites structures de la membrane cellulaire qui réagissent à certains types de molécules de neurotransmetteurs.
Quelle est la fonction des neurones relais ?
Les neurones relais sont situés dans le cerveau et la moelle épinière. Ils ont pour fonction de relier les neurones sensoriels aux neurones moteurs. Leurs dendrites et leurs axones sont généralement relativement courts car ils n'ont pas à parcourir de longues distances, et ils ne sont pas myélinisés.
Les décisions prises consciemment et inconsciemment sont relayées aux neurones moteurs pour être exécutées. Considère cela comme un ordre aux muscles qui est transmis par l'intermédiaire des neurones relais.
Dans le système nerveux central, différentes façons de relayer les impulsions nerveuses peuvent être présentes simultanément.
- Lorsque tu as peur, il peut y avoir un relais qui te fait reculer rapidement et inconsciemment (c'est un réflexe), mais un autre qui te dit consciemment que tu n'es pas en danger immédiat lorsque ton chien te lèche le visage.
La plupart des maladies qui affectent les neurones relais, comme la maladie d'Alzheimer, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington, font l'objet de recherches approfondies et sont pour l'instant incurables. Les neurones relais sont si vitaux qu'une atteinte peut altérer de façon irréversible la personnalité d'une personne (comme dans le cas d'un accident vasculaire cérébral ou d'une hémorragie cérébrale) ou même entraîner la mort.
Quelle est la fonction des neurones moteurs ?
Les neurones moteurs mettent le corps en mouvement, , tout comme un moteur fait avancer une machine.
- Ils transmettent les impulsions nerveuses du cerveau ou de la moelle épinière à un muscle ou à une glande.
- Ils envoient des impulsions aux muscles, provoquant leur contraction ou leur relâchement.
Toute la vie est un mouvement - les battements du cœur, le diaphragme qui monte et descend pour créer la respiration dans les poumons, le mouvement musculaire conscient des muscles de tes jambes lorsque tu marches vers la cuisine le matin.
Le cerveau envoie constamment des impulsions nerveuses au corps par l'intermédiaire des neurones moteurs. Ces neurones possèdent certains des plus longs axones du corps humain, qui s'étendent de la colonne vertébrale au pied.
Lorsque les neurones moteurs sont endommagés, les gens ont du mal à bouger ou à contrôler des fonctions vitales telles que la respiration, la mastication et la déglutition. Le mouvement et la coordination des muscles peuvent être altérés, et les personnes atteintes peuvent avoir des contractions des membres ou être paralysées. C'est le cas de la SLA et d'autres maladies du motoneurone telles que la sclérose en plaques.
Structure et fonction des neurones - Principaux enseignements
- Les neurones transmettent les impulsions nerveuses. Ce sont les cellules spécialisées du système nerveux, et les neurones envoient, intègrent et reçoivent des informations en provenance et à destination d'autres neurones ou de structures non neuronales (effecteurs).
- Comme les autres cellules, les neurones ont une membrane cellulaire, un corps cellulaire et un noyau.
- Contrairement aux autres cellules, les neurones ont des dendrites et un axone. Les dendrites sont des structures ramifiées qui servent d'entrée au neurone. L'axone est la sortie longue et fine du neurone.
- Il existe trois types de neurones : les neurones sensoriels, les neurones relais et les neurones moteurs. Les neurones sensoriels relaient les informations au système nerveux central. Les neurones relais relient les cellules des neurones sensoriels et des neurones moteurs dans le système nerveux central. Les neurones moteurs relaient les informations du système nerveux central vers la périphérie.
- Dans l'ensemble, les neurones peuvent différer à la fois par leur structure et par leur fonction.
Références
- Fig. 5 : Schéma explicatif de l'arc réflexe par MartaAguayo, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0, via Wikimedia Commons
- Fig. 3 : Schéma de la transmission synaptique par Spielman, R. M., Jenkins, W. J., & Lovett, M. D. (2020). 3.2 Les cellules du système nerveux. In Psychologie 2e. OpenStax. https://openstax.org/books/psychology-2e/pages/3-2-cells-of-the-nervous-system est sous licence https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ (CC By 4.0) (crédit b : modification du travail de Tina Carvalho, NIH-NIGMS ; les données sur les barres d'échelle proviennent de Matt Russell).
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