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Quel est le but des neurones sans pointe et anaxoniques?

Quel est le but des neurones sans pointe et anaxoniques?

Quel est le but des neurones sans pointe et des neurones anaxoniques dans le tissu neural ?


Le neurone des manuels scolaires standard reçoit des entrées au niveau de son arbre dendritique, déclenche des potentiels d'action et possède un seul axone de sortie long pour envoyer le message à des emplacements distants.

Cependant, les neurones anaxoniques sans pointe ne sont pas rares; dans divers systèmes sensoriels, il existe des cellules bipolaires qui n'ont pas d'axone clairement défini et qui ne présentent pas de pics, telles que les cellules amacrines et les cellules horizontales de la rétine des vertébrés (Fig. 1.) et les cellules granulaires du bulbe olfactif des mammifères ( Hisada, 1989).

En général, les neurones sans pointe fonctionnent comme des intégrateurs analogiques. Là où un neurone à pic ne peut transmettre qu'un pic, ou aucun pic (signal binaire), un neurone sans pic peut à la place transmettre un nombre infinitésimal de tensions membranaires. Par conséquent, il est bien adapté pour intégrer l'entrée de divers autres neurones. Les cellules amacrines et les cellules horizontales manquent d'éléments axoniques clairement définis et sont donc des neurones anaxoniques sans pointe. Leurs dendrites, cependant, forment des synapses avec d'autres neurones, généralement sur leurs dendrites aussi, formant des connexions dendro-dendritiques. La fonction des cellules bipolaires de la rétine des vertébrés n'est pas claire.

Il existe d'autres neurones anaxoniques sans pic identifiés. Un exemple notable sont les interneurones observés dans les ganglions des systèmes moteurs de divers arthropodes, notamment les écrevisses, les criquets et les cafards. Ici, ils sont couplés à des neurones qui transmettent une sortie descendante aux motoneurones, et on pense qu'ils sont impliqués dans la sélection des informations adéquates à transmettre aux motoneurones (Takahata et al., 1981), ou être nécessaire pour générer des oscillations dans le système (Pearson & Fourtner, 1975). Mais encore une fois, leurs fonctions exactes ne sont pas claires. L'une des raisons peut être qu'il s'agit de neurones de circuits locaux. En d'autres termes, ils n'envoient pas leurs signaux loin vers des endroits éloignés car ils manquent d'axones clairs. Par exemple, le rôle des cellules ganglionnaires rétiniennes devient évident lorsque vous sectionnez leurs longs axones qui sont regroupés dans le nerf optique (on devient aveugle dans cet œil).


Fig. 1. Circuits rétiniens montrant les cellules horizontales anaxoniques et bipolaires sans pointes. Source : Eyeil, cerveau et vision de David Hubel

Les références
- Hisada, Arch Histol Cytol (1989); 52(Suppl): 139-46
- Pearson & Fourtner, J Neurophysiol (1975); 38(1): 33-52
- Takahata et al., Résolution du cerveau; 226: 309-14


Différence entre inhibiteur et excitateur

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi nous agissons et réagissons différemment à divers stimuli ? Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les drogues ont certains effets sur notre corps, certaines peuvent supprimer certaines émotions tandis que d'autres peuvent améliorer ou stimuler ?

Le corps humain est composé de divers éléments qui réagissent différemment aux divers stimuli du système nerveux. Le système nerveux est composé de la moelle épinière, du cerveau, des ganglions périphériques et des neurones.

Les neurones ou neurotransmetteurs sont des cellules nerveuses qui traitent et transmettent des informations par des signaux électriques et chimiques. Il existe plusieurs types de neurones, dont un type de neurones sensoriels qui répondent au toucher, à la lumière, au son et à d'autres stimuli et envoient des signaux à la moelle épinière et au cerveau. Les motoneurones reçoivent alors des signaux du cerveau et de la moelle épinière et provoquent la contraction des muscles et affectent les glandes. Ils se connectent les uns aux autres et forment des réseaux et communiquent à travers des synapses qui sont contenues dans le cerveau.

Les synapses sont des jonctions qui permettent à un neurone de transmettre électriquement ou chimiquement un signal à une autre cellule. Les synapses peuvent être excitatrices ou inhibitrices. Les synapses inhibitrices diminuent la probabilité du potentiel d'action de décharge d'une cellule tandis que les synapses excitatrices augmentent sa probabilité. Les synapses excitatrices provoquent un potentiel d'action positif dans les neurones et les cellules.

Par exemple, dans le neurotransmetteur acétylcholine (Ach), sa liaison aux récepteurs ouvre les canaux sodiques et permet un afflux d'ions Na + et réduit le potentiel membranaire appelé potentiel excitateur postsynaptique (EPSP). Un potentiel d'action est généré lorsque la polarisation de la membrane postsynaptique atteint un seuil.

L'ACh agit sur les récepteurs nicotiniques qui se trouvent à la jonction neuromusculaire des muscles squelettiques, du système nerveux parasympathique et du cerveau. Il agit également sur les récepteurs muscariniques situés aux jonctions neuromusculaires des muscles lisses, des glandes et du système nerveux sympathique.

Les synapses inhibitrices, quant à elles, provoquent la dépolarisation des neurotransmetteurs de la membrane postsynaptique. Un exemple est le neurotransmetteur Gamma Aminobutyric Acid (GABA). La liaison du GABA aux récepteurs augmente le flux d'ions chlorure (CI-) dans les cellules postsynaptiques en augmentant son potentiel membranaire et en l'inhibant. La liaison du GABA aux récepteurs active un second messager ouvrant les canaux potassiques.

Ces liaisons entraînent une augmentation du potentiel membranaire appelé potentiel post-synaptique inhibiteur (IPSP) qui contrecarre les signaux excitateurs. Des médicaments tels que le phénobarbital, le valium, le librium et d'autres sédatifs se lient aux récepteurs GABA et renforcent son effet inhibiteur sur le système nerveux central.

Les acides aminés tels que l'acide glutamique sont utilisés au niveau des synapses excitatrices du système nerveux central et sont utiles pour la potentialisation ou la mémoire à long terme. La sérotonine et l'histamine stimulent également le péristaltisme intestinal. Les neurotransmetteurs réagissent différemment aux récepteurs dans différentes zones du cerveau. Ainsi, alors qu'il peut provoquer un effet excitateur dans un domaine, il peut provoquer un effet inhibiteur dans un autre.

1. Les synapses inhibitrices diminuent la probabilité du potentiel d'action de tir d'une cellule tout en
les synapses excitatrices augmentent sa probabilité.
2. Les synapses excitatrices polarisent les neurotransmetteurs dans la membrane postsynaptique tout en
les synapses inhibitrices les dépolarisent.
3. Les synapses excitatrices stimulent les neurotransmetteurs tandis que les synapses inhibitrices les inhibent.


Un interneurone géant pour un codage clairsemé

Un seul interneurone GABAergique "géant", sans pics (à droite, marqué par injection intracellulaire de colorant fluorescent) forme une boucle de rétroaction négative avec une population d'environ 50 000 cellules de Kenyon, principaux neurones des corps des champignons, un structure impliquée dans la mémoire olfactive dans le cerveau des insectes. Cette boucle de rétroaction de normalisation sert à assurer une rareté relativement constante de la sortie du corps du champignon à travers différentes forces d'entrée. La rareté est une caractéristique importante des représentations sensorielles dans les zones impliquées dans la formation de la mémoire. Crédit : MPI pour la recherche sur le cerveau

Un seul interneurone contrôle l'activité de manière adaptative dans 50 000 neurones, permettant des codes systématiquement clairsemés pour les odeurs.

Le cerveau est une machine à coder : il traduit les entrées physiques du monde en perceptions visuelles, olfactives, auditives, tactiles via le langage mystérieux de ses cellules nerveuses et des réseaux qu'elles forment. Les codes neuronaux pourraient en principe prendre de nombreuses formes, mais dans les régions formant des goulots d'étranglement pour le flux d'informations (par exemple, le nerf optique) ou dans les zones importantes pour la mémoire, les codes clairsemés sont hautement souhaitables. Des scientifiques de l'Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau à Francfort ont maintenant découvert un seul neurone dans le cerveau des criquets qui permet la régulation adaptative de la rareté des codes olfactifs. Cet unique interneurone géant suit en temps réel l'activité de plusieurs dizaines de milliers de neurones dans un centre olfactif et réinjecte l'inhibition sur chacun d'entre eux, afin de maintenir leur production collective dans un régime convenablement clairsemé. De cette façon, la rareté de la représentation reste stable à mesure que l'intensité ou la complexité des entrées varie.

Les signaux du monde (ondes électromagnétiques, pression, produits chimiques, etc.) sont convertis en activité électrique dans les neurones sensoriels et traités par les réseaux neuronaux du cerveau. Les insectes perçoivent les odeurs via leurs antennes. Les odeurs y sont détectées par les neurones sensoriels, et les données olfactives sont ensuite envoyées et traitées par les lobes antennaires et une région du cerveau connue sous le nom de corps de champignon. Les neurones des lobes antennaires ont tendance à être « promiscuités » : les odeurs sont ainsi représentées par des combinaisons spécifiques d'activité neuronale. Les neurones dans les corps des champignons, appelés cellules de Kenyon, répondent cependant avec une grande spécificité et donc extrêmement rarement. De plus, ils répondent généralement avec moins de trois impulsions électriques lorsqu'ils sont stimulés avec la bonne odeur. Cette stratégie de « codage clairsemé » a l'avantage de simplifier la tâche de stockage des représentations d'odeurs en mémoire.

Étonnamment, chaque cellule de Kenyon est connectée en moyenne à la moitié de tous les neurones présynaptiques possibles dans les lobes antennaires. Alors, comment les cellules de Kenyon parviennent-elles à ne répondre qu'extrêmement rarement, et avec une rareté qui varie peu sur de larges plages de conditions de stimulation ? Gilles Laurent de l'Institut Max Planck de recherche sur le cerveau et son groupe ont découvert qu'un seul interneurone géant joue un rôle clé. Avec des collègues de son laboratoire (anciennement de Caltech) et de Grande-Bretagne, il a découvert que ce neurone, avec son axe étendu, est activé par l'ensemble de la population cellulaire de Kenyon et les inhibe à son tour. « L'interneurone géant et les cellules de Kenyon forment une simple boucle de rétroaction négative : plus il est activé fortement par la population cellulaire de Kenyon, plus il freine fortement leur activité en retour », explique Laurent. L'interneurone lui-même ne génère aucun potentiel d'action, mais inhibe les cellules de Kenyon via une libération progressive et sans pic du neurotransmetteur GABA (acide gamma aminobutyrique). Cette propriété lisse et graduée permet à cet interneurone géant de faire une sorte de moyenne de population en temps réel, effectuant ainsi une opération qui pourrait autrement nécessiter l'implication de centaines ou de milliers de neurones de pointe individuels.

L'efficacité de l'interneurone géant est telle qu'il peut en fait désactiver complètement la population cellulaire de Kenyon. Mais l'équipe de recherche a également découvert que l'interneurone géant est, à son tour, contrôlé par un autre neurone inhibiteur. « Cela permet de potentialiser ou d'atténuer l'activité du réseau, et d'ajuster la sensibilité de cette boucle de rétroaction », précise Gilles Laurent. C'est une caractéristique importante pour les régions du cerveau telles que les corps des champignons, qui sont responsables non seulement du traitement olfactif, mais aussi de l'apprentissage et de la mémoire. Les corps des champignons sont l'endroit où les odeurs peuvent être associées à d'autres modalités sensorielles, permettant la formation de représentations complexes.

Les résultats des scientifiques montrent comment des boucles de rétroaction négatives massives peuvent se former dans les réseaux neuronaux et quels rôles elles peuvent jouer. Chez les vertébrés, le cortex piriforme, qui fait partie du complexe cortical olfactif, occupe une position équivalente aux corps des champignons. "Il est très probable que les mammifères aient des mécanismes de contrôle similaires dans les circuits corticaux et autres. Cependant, ils pourraient ne pas consister en des interneurones uniques, mais plutôt en des populations de neurones inhibiteurs avec des moyens de coupler leurs réponses et leurs actions", présume Laurent. "Les cerveaux d'insectes ne cessent de nous donner des informations sur le calcul neuronal et de mettre des solutions élégantes sur nos genoux, si nous savons où chercher et avons un peu de chance."

ABSTRAIT
Le codage clairsemé présente des avantages pratiques pour les représentations sensorielles et le stockage en mémoire. Dans le système olfactif des insectes, la représentation des odeurs générales est dense dans les lobes antennaires mais clairsemée dans les corps des champignons, une seule synapse en aval. Chez les criquets, cette transformation repose sur la structure oscillatoire de la sortie du lobe antennaire, les circuits inhibiteurs à action directe, les propriétés intrinsèques des neurones du corps du champignon et la connectivité entre le lobe antennaire et les corps du champignon. Ici, nous montrons l'existence d'une boucle de rétroaction négative de normalisation dans le corps du champignon pour maintenir une sortie clairsemée sur une large gamme de conditions d'entrée. Cette boucle se compose d'un interneurone inhibiteur identifiable « géant » avec une connectivité omniprésente et des propriétés de libération progressive.


Lignées macrogliales

Introduction

La macroglie et les neurones constituent les deux classes de cellules neurales du système nerveux central (SNC). La macroglie et les neurones ont une origine embryonnaire neuroectodermique commune. Les trois principaux sous-types de macroglie sont les astrocytes, les oligodendrocytes et les cellules épendymaires. Le quatrième type majeur de cellules gliales dans le SNC est la microglie, qui sont des cellules non neuronales qui ont une origine mésodermique. La microglie provient de macrophages qui envahissent le cerveau au début du développement. Il existe également de nombreuses cellules gliales dans le système nerveux périphérique (SNP), principalement des cellules de Schwann, ainsi que des cellules satellites des ganglions sensoriels et sympathiques et des cellules gliales du système nerveux entérique du tractus gastro-intestinal. Les cellules neurales du SNC et du SNP ont des lignées clairement distinctes à partir d'un stade précoce du développement embryonnaire.

L'astroglie et l'oligodendroglie sont les types de cellules macrogliales les plus nombreux et les plus importants sur le plan fonctionnel. Les cellules épendymaires sont de simples cellules cuboïdes qui tapissent les ventricules du cerveau et le canal central de la moelle épinière. Les astrocytes sont morphologiquement et fonctionnellement divers et ont une distribution étendue dans tout le cerveau et la moelle épinière. Les astrocytes ont la caractéristique archétypale d'exprimer la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP). Les deux principales classes d'astrocytes sont les astrocytes protoplasmiques et les astrocytes fibreux, qui se trouvent respectivement dans la substance grise et blanche. De plus, il existe des cellules astrogliales spécialisées dans tout le SNC, par exemple, la glie radiale est des cellules astrogliales bipolaires qui prédominent dans le cerveau en développement, et la glie Müller et la glie Bergmann sont des astroglies spécialisées limitées à la rétine et au cervelet, respectivement. Contrairement aux astroglies, les oligodendroglies sont des cellules hautement spécialisées et ont par conséquent une distribution plus restreinte. Les oligodendrocytes forment les gaines de myéline qui isolent les axones du SNC et sont les plus nombreux dans la substance blanche. Jusqu'à récemment, le modèle accepté était que la macroglie et les neurones étaient dérivés de progéniteurs gliaux et neuraux distincts. Cependant, les lignées gliales et neuronales sont beaucoup plus étroitement liées qu'on ne le pensait auparavant. Les astrocytes et les oligodendrocytes se développent à partir de cellules souches neurales multipotentes qui génèrent également des neurones. En effet, les cellules souches astrogliales et les cellules progénitrices d'oligodendrocytes (OPC) persistent dans le cerveau mature et sont des sources potentielles de nouveaux neurones chez l'adulte.


Des neuroscientifiques découvrent un type de neurone qui agit comme le métronome du cerveau

Crédit : CC0 Domaine Public

En mesurant les pics électriques rapides de neurones individuels dans la région tactile du cerveau, les neuroscientifiques de l'Université Brown ont découvert un nouveau type de cellule qui garde l'heure si régulièrement qu'elle peut servir d'horloge ou de métronome à long terme du cerveau.

Ce type de neurone augmente de manière rythmique et synchronisée, indépendamment des sensations externes, a déclaré Chris Moore, professeur de neurosciences à Brown et directeur associé du Carney Institute for Brain Science. En « réglant le rythme », les neurones semblent améliorer la capacité des rongeurs à détecter lorsque leurs moustaches sont légèrement tapées.

Les ondes cérébrales avec environ 40 cycles par seconde, également connues sous le nom de rythmes gamma, ont été étudiées depuis le milieu des années 1930 chez les humains et les rongeurs, et des travaux antérieurs du laboratoire de Moore ont montré que l'augmentation des rythmes gamma naturels des rongeurs aidait les rongeurs à détecter des sensations de moustaches plus faibles. .

"Les rythmes gamma ont été un énorme sujet de débat", a déclaré Moore. "Certains neuroscientifiques très respectés considèrent les rythmes gamma comme l'horloge magique et unificatrice qui aligne les signaux à travers les zones du cerveau. Il existe d'autres neuroscientifiques tout aussi respectés qui, de manière colorée, considèrent les rythmes gamma comme les gaz d'échappement du calcul : ils ne sont absolument pas importants."

La fonction de métronome du rythme gamma a déjà fait l'objet d'hypothèses, mais a été largement annulée parce que les rythmes gamma changent en réponse aux sensations, a ajouté Moore. Ces neurones « métronome » nouvellement découverts, qui augmentent d'environ 40 cycles par seconde, ne le font pas.

Les résultats ont été publiés le jeudi 18 juillet dans la revue Neurone.

Hyeyoung Shin, doctorant en neurosciences de Moore et Brown, n'a pas cherché à trouver des neurones métronomes, que les chercheurs appellent des interneurones gamma réguliers non sensoriels à pic rapide. Au lieu de cela, au départ, ils voulaient étudier le rythme gamma piloté par la sensation.

Shin a utilisé une machine très précise pour déplacer légèrement les moustaches, juste à la limite de la capacité d'un rongeur à détecter le mouvement, tout en enregistrant l'activité des neurones dans la partie du cerveau sensible aux moustaches. Elle voulait voir ce qui était différent dans le cerveau quand le rongeur était capable de détecter le léger tapotement de ses moustaches par rapport à quand il ne l'était pas.

"Nous étions particulièrement intéressés par un sous-type d'interneurones inhibiteurs que ces cellules communiquent localement et leur fonction principale est d'inhiber les pointes d'autres cellules", a déclaré Shin. "Nous avons constaté qu'environ un tiers de ces interneurones à pic rapide" tic-tac "très régulièrement. Et un tic-tac plus régulier signifiait que le rongeur était mieux à même de percevoir des sensations subtiles."

Ce qui a rendu sa recherche distinctive, c'est qu'elle a examiné le comportement de neurones individuels au lieu de l'activité neuronale moyenne. En examinant des neurones individuels, elle a trouvé trois types distincts.

Certains de ces neurones ont augmenté indépendamment des sensations de moustache et auraient donc été généralement ignorés par les scientifiques. Ce groupe comprenait le sous-groupe des neurones métronomes régulièrement dopés. Les deux autres sous-types ont augmenté de manière aléatoire - certains n'ont pas changé avec les sensations de moustache, et d'autres l'ont fait. De plus, Shin a découvert que les neurones du métronome dans la région tactile du cerveau étaient synchronisés les uns avec les autres.

"Il y a cette chose amusante où les neuroscientifiques vont dans un cerveau, et une fois qu'ils trouvent une cellule qui répond au monde extérieur, ils l'étudient", a déclaré Moore. "S'il ne répond pas au monde extérieur, ils ne savent pas quoi en faire et l'ignorent. Avec une électrode dans le cerveau, vous entendez ceci et vous entendez cela - il est très facile de surinterpréter soit ou rater complètement des choses importantes parce que vous n'êtes pas prêt à les voir."

Cependant, Shin était prêt à voir ces neurones métronomes régulièrement en pic, a déclaré Moore. Avant de mener la recherche, Shin a effectué un examen approfondi de la littérature existante et a utilisé la modélisation informatique pour essayer de comprendre la logique des neurones à pic rapide, ce qui en fait un excellent exemple de chance favorisant l'esprit préparé.

Le cerveau humain a également des rythmes gamma, a déclaré Moore. Dans la prochaine étape, lui et Shin veulent déterminer si ces neurones métronomes existent chez les primates et les humains. Ils veulent également voir si des neurones métronomes existent dans d'autres régions du cerveau, ainsi que déterminer si l'amélioration spécifique de la synchronicité des neurones métronomes à l'aide du génie génétique et de la lumière a un impact sur la capacité des rongeurs à détecter les sensations faibles.

Bien que les neurones métronomes aient été récemment découverts, des perturbations au sein du groupe plus large - les interneurones à pic rapide - ont été impliquées dans un certain nombre de troubles neurologiques, notamment l'autisme, la schizophrénie et le trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité. Il est possible que certaines de ces conditions soient causées par des perturbations du sous-type de neurone métronome, mais des recherches beaucoup plus poussées sont nécessaires pour comprendre comment ce sous-type fonctionne généralement, sans parler des variations d'activité.


12.1 Structure et fonction de base du système nerveux

L'image que vous avez dans votre esprit du système nerveux comprend probablement le cerveau, le tissu nerveux contenu dans le crâne, et la moelle épinière, l'extension du tissu nerveux dans la colonne vertébrale. Cela suggère qu'il est composé de deux organes - et vous ne pensez peut-être même pas à la moelle épinière comme à un organe - mais le système nerveux est une structure très complexe. Dans le cerveau, de nombreuses régions différentes et séparées sont responsables de nombreuses fonctions différentes et séparées. C'est comme si le système nerveux était composé de nombreux organes qui se ressemblent tous et ne peuvent être différenciés qu'à l'aide d'outils tels que le microscope ou l'électrophysiologie. En comparaison, il est facile de voir que l'estomac est différent de l'œsophage ou du foie, vous pouvez donc imaginer le système digestif comme un ensemble d'organes spécifiques.

Les systèmes nerveux central et périphérique

Le système nerveux peut être divisé en deux grandes régions : les systèmes nerveux central et périphérique. Le système nerveux central (SNC) est le cerveau et la moelle épinière, et le système nerveux périphérique (SNP) est tout le reste (Figure 12.2). Le cerveau est contenu dans la cavité crânienne du crâne et la moelle épinière est contenue dans la cavité vertébrale de la colonne vertébrale. C'est un peu simpliste de dire que le SNC est ce qui se trouve à l'intérieur de ces deux cavités et que le système nerveux périphérique est à l'extérieur, mais c'est une façon de commencer à y réfléchir. En réalité, certains éléments du système nerveux périphérique se trouvent dans les cavités crâniennes ou vertébrales. Le système nerveux périphérique est ainsi nommé parce qu'il se trouve à la périphérie, c'est-à-dire au-delà du cerveau et de la moelle épinière. Selon différents aspects du système nerveux, la ligne de démarcation entre central et périphérique n'est pas nécessairement universelle.

Le tissu nerveux, présent à la fois dans le SNC et le SNP, contient deux types de cellules de base : les neurones et les cellules gliales. Une cellule gliale fait partie d'une variété de cellules qui fournissent une structure de tissu qui soutient les neurones et leurs activités. Le neurone est le plus important des deux sur le plan fonctionnel, en termes de fonction de communication du système nerveux. Pour décrire les divisions fonctionnelles du système nerveux, il est important de comprendre la structure d'un neurone. Les neurones sont des cellules et ont donc un soma, ou corps cellulaire, mais ils ont également des extensions de la cellule, chaque extension est généralement appelée processus. Il existe un processus important que chaque neurone a appelé un axone, qui est la fibre qui relie un neurone à sa cible. Un autre type de processus dérivé du soma est la dendrite. Les dendrites sont responsables de recevoir la plupart des entrées des autres neurones. En ce qui concerne le tissu nerveux, il existe des régions qui contiennent principalement des corps cellulaires et des régions qui sont en grande partie composées uniquement d'axones. Ces deux régions au sein des structures du système nerveux sont souvent appelées matière grise (les régions avec de nombreux corps cellulaires et dendrites) ou matière blanche (les régions avec de nombreux axones). La figure 12.3 montre l'apparence de ces régions dans le cerveau et la moelle épinière. Les couleurs attribuées à ces régions sont celles que l'on verrait dans les tissus nerveux « frais » ou non tachés. La matière grise n'est pas nécessairement grise. Il peut être rosâtre à cause de la teneur en sang, voire légèrement bronzé, selon la durée de conservation du tissu. Mais la matière blanche est blanche car les axones sont isolés par une substance riche en lipides appelée myéline. Les lipides peuvent apparaître sous forme de matière blanche (« grasse »), un peu comme la graisse d'un morceau de poulet ou de bœuf cru. En fait, la matière grise peut se voir attribuer cette couleur parce qu'à côté de la matière blanche, elle est juste plus foncée, d'où le gris.

La distinction entre la matière grise et la matière blanche est le plus souvent appliquée au tissu nerveux central, qui a de grandes régions qui peuvent être vues à l'œil nu. Lorsqu'on regarde les structures périphériques, on utilise souvent un microscope et le tissu est coloré avec des couleurs artificielles. Cela ne veut pas dire que le tissu nerveux central ne peut pas être coloré et observé au microscope, mais le tissu non coloré provient très probablement du SNC, par exemple une section frontale du cerveau ou une section transversale de la moelle épinière.

Indépendamment de l'apparence des tissus colorés ou non colorés, les corps cellulaires des neurones ou des axones peuvent être situés dans des structures anatomiques discrètes qui doivent être nommées. Ces noms sont spécifiques selon que la structure est centrale ou périphérique. Une collection localisée de corps cellulaires neuronaux dans le SNC est appelée noyau. Dans le SNP, un groupe de corps cellulaires neuronaux est appelé ganglion. La figure 12.4 indique comment le terme noyau a quelques significations différentes au sein de l'anatomie et de la physiologie. C'est le centre d'un atome, où se trouvent les protons et les neutrons, c'est le centre d'une cellule, où se trouve l'ADN et c'est le centre d'une certaine fonction dans le SNC. Il existe également une utilisation potentiellement déroutante du mot ganglion (pluriel = ganglions) qui a une explication historique. Dans le système nerveux central, il existe un groupe de noyaux qui sont reliés entre eux et étaient autrefois appelés les noyaux gris centraux avant que le terme « ganglion » ne soit accepté comme description d'une structure périphérique. Certaines sources appellent ce groupe de noyaux les «noyaux basaux» pour éviter toute confusion.

La terminologie appliquée aux faisceaux d'axones diffère également selon l'emplacement. Un faisceau d'axones, ou de fibres, trouvé dans le SNC s'appelle un tractus alors que la même chose dans le SNP s'appellerait un nerf. Il y a un point important à faire à propos de ces termes, à savoir qu'ils peuvent tous deux être utilisés pour désigner le même faisceau d'axones. Lorsque ces axones sont dans le SNP, le terme est nerf, mais s'ils sont dans le SNC, le terme est tractus. L'exemple le plus évident est celui des axones qui se projettent de la rétine dans le cerveau. Ces axones sont appelés nerf optique lorsqu'ils quittent l'œil, mais lorsqu'ils se trouvent à l'intérieur du crâne, ils sont appelés tractus optique. Il y a un endroit précis où le nom change, qui est le chiasma optique, mais ce sont toujours les mêmes axones (Figure 12.5). Une situation similaire en dehors de la science peut être décrite pour certaines routes. Imaginez une route appelée « Broad Street » dans une ville appelée « Anyville ». La route quitte Anyville et se dirige vers la ville suivante, appelée « Ville natale ». Lorsque la route traverse la ligne entre les deux villes et se trouve dans la ville natale, son nom devient « rue principale ». C'est l'idée derrière la dénomination des axones rétiniens. Dans le SNP, ils sont appelés nerf optique et dans le SNC, ils sont le tractus optique. Le tableau 12.1 aide à clarifier lesquels de ces termes s'appliquent au système nerveux central ou périphérique.

Lien interactif

En 2003, le prix Nobel de physiologie ou médecine a été décerné à Paul C. Lauterbur et Sir Peter Mansfield pour des découvertes liées à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). C'est un outil pour voir les structures du corps (pas seulement le système nerveux) qui dépendent des champs magnétiques associés à certains noyaux atomiques. L'utilité de cette technique dans le système nerveux est que les tissus adipeux et l'eau apparaissent sous des nuances différentes entre le noir et le blanc. Étant donné que la matière blanche est grasse (provenant de la myéline) et que la matière grise ne l'est pas, elles peuvent être facilement distinguées sur les images IRM. Essayez cette simulation PhET qui démontre l'utilisation de cette technologie et la compare à d'autres types de technologies d'imagerie. De plus, les résultats d'une séance d'IRM sont comparés à des images obtenues à partir de rayons X ou de tomodensitométrie. Comment les techniques d'imagerie montrées dans ce jeu indiquent-elles la séparation de la matière blanche et grise par rapport au tissu fraîchement disséqué montré plus tôt ?

SNC SNP
Groupe de corps cellulaires neuronaux (c'est-à-dire la matière grise) Noyau Ganglion
Paquet d'Axones (c'est-à-dire, matière blanche) Tract Nerf

Divisions fonctionnelles du système nerveux

Le système nerveux peut également être divisé en fonction de ses fonctions, mais les divisions anatomiques et les divisions fonctionnelles sont différentes. Le SNC et le SNP contribuent tous deux aux mêmes fonctions, mais ces fonctions peuvent être attribuées à différentes régions du cerveau (telles que le cortex cérébral ou l'hypothalamus) ou à différents ganglions à la périphérie. Le problème d'essayer d'adapter les différences fonctionnelles dans les divisions anatomiques est que parfois la même structure peut faire partie de plusieurs fonctions. Par exemple, le nerf optique transporte des signaux de la rétine qui sont soit utilisés pour la perception consciente de stimuli visuels, qui ont lieu dans le cortex cérébral, soit pour les réponses réflexes du tissu musculaire lisse qui sont traitées par l'hypothalamus.

Il y a deux façons de considérer comment le système nerveux est divisé fonctionnellement. Premièrement, les fonctions de base du système nerveux sont la sensation, l'intégration et la réponse. Deuxièmement, le contrôle du corps peut être somatique ou autonome, des divisions largement définies par les structures impliquées dans la réponse. Il existe également une région du système nerveux périphérique appelée système nerveux entérique qui est responsable d'un ensemble spécifique de fonctions dans le domaine du contrôle autonome lié aux fonctions gastro-intestinales.

Les fonctions de base

Le système nerveux est impliqué dans la réception d'informations sur l'environnement qui nous entoure (sensation) et dans la génération de réponses à ces informations (réponses motrices). Le système nerveux peut être divisé en régions responsables de la sensation (fonctions sensorielles) et de la réponse (fonctions motrices). Mais il y a une troisième fonction qui doit être incluse. L'entrée sensorielle doit être intégrée à d'autres sensations, ainsi qu'aux souvenirs, à l'état émotionnel ou à l'apprentissage (cognition). Certaines régions du système nerveux sont appelées zones d'intégration ou d'association. Le processus d'intégration combine des perceptions sensorielles et des fonctions cognitives supérieures telles que les souvenirs, l'apprentissage et les émotions pour produire une réponse.

Sensation. La première fonction majeure du système nerveux est la sensation - recevoir des informations sur l'environnement pour obtenir des informations sur ce qui se passe à l'extérieur du corps (ou, parfois, à l'intérieur du corps). Les fonctions sensorielles du système nerveux enregistrent la présence d'un changement par rapport à l'homéostasie ou d'un événement particulier dans l'environnement, connu sous le nom de stimulus . Les sens auxquels nous pensons le plus sont les « cinq grands » : le goût, l'odorat, le toucher, la vue et l'ouïe. Les stimuli du goût et de l'odorat sont à la fois des substances chimiques (molécules, composés, ions, etc.), le toucher est des stimuli physiques ou mécaniques qui interagissent avec la peau, la vue est des stimuli lumineux et l'ouïe est la perception du son, qui est un stimulus similaire à certains aspects du toucher. Il y a en fait plus de sens que ceux-là, mais cette liste représente les sens principaux. Ces cinq sens sont tous des sens qui reçoivent des stimuli du monde extérieur et dont il existe une perception consciente. Des stimuli sensoriels supplémentaires peuvent provenir de l'environnement interne (à l'intérieur du corps), comme l'étirement d'une paroi d'un organe ou la concentration de certains ions dans le sang.

Réponse. Le système nerveux produit une réponse sur la base des stimuli perçus par les structures sensorielles. Une réponse évidente serait le mouvement des muscles, comme retirer une main d'un poêle chaud, mais il existe des utilisations plus larges du terme. Le système nerveux peut provoquer la contraction des trois types de tissus musculaires. Par exemple, le muscle squelettique se contracte pour déplacer le squelette, le muscle cardiaque est influencé par l'augmentation de la fréquence cardiaque pendant l'exercice et le muscle lisse se contracte lorsque le système digestif déplace les aliments le long du tube digestif. Les réponses incluent également le contrôle neural des glandes du corps, telles que la production et la sécrétion de sueur par les glandes sudoripares eccrines et mérocrines présentes dans la peau pour abaisser la température corporelle.

Les réponses peuvent être divisées entre celles qui sont volontaires ou conscientes (contraction du muscle squelettique) et celles qui sont involontaires (contraction des muscles lisses, régulation du muscle cardiaque, activation des glandes). Les réponses volontaires sont régies par le système nerveux somatique et les réponses involontaires sont régies par le système nerveux autonome, qui sont discutés dans la section suivante.

L'intégration. Les stimuli reçus par les structures sensorielles sont communiqués au système nerveux où ces informations sont traitées. C'est ce qu'on appelle l'intégration. Les stimuli sont comparés ou intégrés à d'autres stimuli, à des souvenirs de stimuli précédents ou à l'état d'une personne à un moment donné. Cela conduit à la réponse spécifique qui sera générée. Voir une balle de baseball lancée à un frappeur ne provoquera pas automatiquement le swing du frappeur. La trajectoire de la balle et sa vitesse devront être prises en compte. Peut-être que le compte est de trois balles et une prise, et le frappeur veut laisser passer ce lancer dans l'espoir d'obtenir un but sur balles jusqu'au premier but. Ou peut-être que l'équipe du frappeur est si loin devant, ce serait amusant de simplement s'éloigner.

Contrôler le corps

Le système nerveux peut être divisé en deux parties principalement sur la base d'une différence fonctionnelle dans les réponses. Le système nerveux somatique (SNS) est responsable de la perception consciente et des réponses motrices volontaires. La réponse motrice volontaire signifie la contraction du muscle squelettique, mais ces contractions ne sont pas toujours volontaires dans le sens où vous devez vouloir les exécuter. Certaines réponses motrices somatiques sont des réflexes et se produisent souvent sans une décision consciente de les exécuter. Si votre ami saute de derrière un coin et crie « Boo ! » vous serez surpris et vous pourriez crier ou sauter en arrière. Vous n'avez pas décidé de le faire et vous n'avez peut-être pas voulu donner à votre ami une raison de rire à vos dépens, mais c'est un réflexe impliquant des contractions des muscles squelettiques. D'autres réponses motrices deviennent automatiques (en d'autres termes, inconscientes) à mesure qu'une personne acquiert des habiletés motrices (appelées « apprentissage des habitudes » ou « mémoire procédurale »).

Le système nerveux autonome (SNA) est responsable du contrôle involontaire du corps, généralement pour des raisons d'homéostasie (régulation de l'environnement interne). Les entrées sensorielles pour les fonctions autonomes peuvent provenir de structures sensorielles adaptées à des stimuli environnementaux externes ou internes. La puissance motrice s'étend au muscle lisse et cardiaque ainsi qu'au tissu glandulaire. Le rôle du système autonome est de réguler les systèmes organiques du corps, ce qui signifie généralement de contrôler l'homéostasie. Les glandes sudoripares, par exemple, sont contrôlées par le système autonome. Lorsque vous avez chaud, la transpiration aide à refroidir votre corps. C'est un mécanisme homéostatique. Mais lorsque vous êtes nerveux, vous pouvez également commencer à transpirer. Ce n'est pas homéostatique, c'est la réponse physiologique à un état émotionnel.

Il existe une autre division du système nerveux qui décrit les réponses fonctionnelles. Le système nerveux entérique (ENS) est responsable du contrôle des muscles lisses et du tissu glandulaire de votre système digestif. C'est une grande partie du SNP et ne dépend pas du SNC. Il est parfois valable, cependant, de considérer le système entérique comme faisant partie du système autonome parce que les structures neurales qui composent le système entérique sont une composante de la production autonome qui régule la digestion. Il y a quelques différences entre les deux, mais pour nos besoins ici, il y aura un bon chevauchement. Voir la figure 12.6 pour des exemples d'endroits où ces divisions du système nerveux peuvent être trouvées.

Lien interactif

Visitez ce site pour en savoir plus sur une femme qui remarque que sa fille a du mal à monter les escaliers. Cela conduit à la découverte d'une maladie héréditaire qui affecte le cerveau et la moelle épinière. L'électromyographie et les tests IRM ont indiqué des déficiences dans la moelle épinière et le cervelet, qui sont tous deux responsables du contrôle des mouvements coordonnés. A quelle division fonctionnelle du système nerveux ces structures appartiendraient-elles ?

Connexion quotidienne

Quelle quantité de votre cerveau utilisez-vous ?

Avez-vous déjà entendu l'affirmation selon laquelle les humains n'utilisent que 10 % de leur cerveau ? Peut-être avez-vous vu une publicité sur un site Web disant qu'il existe un secret pour libérer le plein potentiel de votre esprit, comme si 90 % de votre cerveau restait inactif, attendant juste que vous l'utilisiez. Si vous voyez une annonce comme celle-là, ne cliquez pas. Ce n'est pas vrai.

Un moyen simple de voir quelle quantité de cerveau une personne utilise est de prendre des mesures de l'activité cérébrale pendant l'exécution d'une tâche. Un exemple de ce type de mesure est l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui génère une carte des zones les plus actives et peut être générée et présentée en trois dimensions (Figure 12.7). Cette procédure est différente de la technique d'IRM standard car elle mesure les changements dans le tissu dans le temps avec une condition ou un événement expérimental.

L'hypothèse sous-jacente est que le tissu nerveux actif aura un flux sanguin plus important. En demandant au sujet d'effectuer une tâche visuelle, l'activité dans tout le cerveau peut être mesurée. Considérez cette expérience possible : le sujet est invité à regarder un écran avec un point noir au milieu (un point de fixation). Une photographie d'un visage est projetée sur l'écran loin du centre. Le sujet doit regarder la photographie et déchiffrer ce que c'est. Le sujet a reçu l'ordre d'appuyer sur un bouton si la photographie est celle d'une personne qu'il reconnaît. La photographie pourrait être celle d'une célébrité, le sujet appuierait donc sur le bouton, ou il pourrait s'agir d'une personne inconnue du sujet, de sorte que le sujet n'appuierait pas sur le bouton.

Dans cette tâche, les zones sensorielles visuelles seraient actives, les zones d'intégration seraient actives, les zones motrices responsables du déplacement des yeux seraient actives et les zones motrices permettant d'appuyer sur le bouton avec un doigt seraient actives. Ces zones sont réparties tout autour du cerveau et les images d'IRMf montreraient une activité dans plus de 10 % du cerveau (certaines preuves suggèrent qu'environ 80 % du cerveau utilise de l'énergie - en fonction du flux sanguin vers les tissus - pendant le bon fonctionnement). tâches définies similaires à celle suggérée ci-dessus). Cette tâche n'inclut même pas toutes les fonctions que le cerveau exécute. Il n'y a pas de réponse du langage, le corps est en grande partie immobile dans l'appareil d'IRM et il ne prend pas en compte les fonctions autonomes qui seraient en cours en arrière-plan.


Astrocytes☆

Concept d'astrocytes (radial Glia) en tant que cellules souches

Les neurones et la macroglie (c'est-à-dire les astrocytes, les cellules NG2 et les oligodendrocytes) proviennent des cellules neuroépithéliales. Au début du développement, les cellules neuroépithéliales se transforment en cellules gliales radiales qui agissent comme des cellules précurseurs neurales pluripotentes. La division asymétrique de la glie radiale produit des précurseurs neuronaux qui migrent vers leurs destinations en utilisant les processus de la glie radiale comme éclaireur.Certains des astrocytes, localisés dans les niches neurogènes du cerveau adulte, conservent les propriétés des cellules souches tout au long de la vie et sont à l'origine de la neuro- et de la gliogenèse adulte. De plus, les cellules neurogliales contribuent à favoriser la survie neuronale à différents stades de développement grâce à la libération de nombreux facteurs neurotrophiques.


Chapitre 11 Quizlet Anatomie

Le système nerveux ________ contrôle les muscles squelettiques. autonome parasympathique afférent sympathique somatique somatique La partie du système nerveux périphérique qui transporte l'information sensorielle vers le SNC est désignée autonome. moteur. afférent. efférent. somatique. afférentes La division efférente du système nerveux périphérique innerve : les cellules glandulaires les cellules du muscle cardiaque les cellules des muscles lisses les cellules des muscles squelettiques Toutes les réponses sont correctes. tous La classe de neurones la plus abondante dans le système nerveux central est bipolaire. unipolaire. multipolaire. seudopolaire. anaxoniquemultipolaire Le cytoplasme qui entoure le noyau d'un neurone est appelé neuroplasme.

sarcoplasme. nucléoplasme. péricaryon. protoplasme. péricaryon Les amas de RER et de ribosomes libres dans les neurones sont appelés péricaryon. neurofilaments. microglie. neurofibrilles. Corps nissl corps nissl vL'axone est connecté au soma au niveau de la télodendrie. terminal synaptique. monticule d'axone. synapse. colline collatérale d'axone Les branches qui peuvent apparaître le long d'un axone sont appelées synapses. monticules. télodendrie. terminaux synaptiques. Collateralscollaterals Les axones se terminent par une série d'extensions fines appelées endrites. bornes. synapses. collatéraux. telodendriatelodendria Le site de communication intercellulaire entre un neurone et une autre cellule est le collatéral.

télodendrie. synapse. butte. terminaux synaptiques. synapse Les neurotransmetteurs prêts à être libérés sont stockés dans des télodendries synaptiques. bornes. mitochondries. neurosomes. vésicules. vésicules La plupart des neurones du SNC sont dépourvus de centrioles. Cette observation explique la capacité des neurones à produire un potentiel de repos. la capacité des neurones à communiquer entre eux. pourquoi les neurones du SNC développent des axones si longs. la capacité des neurones à générer un potentiel d'action. Les neurones du SNC ne peuvent pas se diviser pour régénérer les tissus endommagés. pourquoi les neurones du SNC ne peuvent pas se diviser pour régénérer les tissus endommagés L'unité fonctionnelle de base du système nerveux est le ________. neurone

Lequel des éléments suivants est un type de cellule gliale présent dans le système nerveux périphérique ? astrocytes cellules épendymaires microglie oligodendrocytes cellules satellitescellules satellites Les fonctions des astrocytes comprennent toutes les fonctions suivantes, à l'exception de la formation d'un cadre tridimensionnel pour le SNC. guider le développement des neurones. réponse aux lésions du tissu neural. conduire des potentiels d'action. maintien de la barrière hémato-encéphalique. les potentiels d'action conducteurs ________ représentent environ la moitié du volume du système nerveux. Dendrites Fibres efférentes Axones Synapses Neuroglianeuroglie La fonction des astrocytes dans le SNC comprend laquelle des fonctions suivantes ? guider le développement des neurones ajuster la composition du liquide interstitiel maintenir la barrière hémato-encéphalique réparer le tissu neural endommagé Toutes les réponses sont correctes. toutes Les cellules neurogliales qui participent au maintien de la barrière hémato-encéphalique sont les astrocytes. oligodendrocytes. microglie. cellules épendymaires. cellules de Schwann. astrocytes La gaine de myéline qui recouvre de nombreux axones du SNC est formée d'oligodendrocytes. astrocytes. cellules épendymaires. cellules satellites. microglie. oligodentrocytes Les petites cellules errantes qui engloutissent les débris cellulaires et les agents pathogènes dans le SNC sont appelées cellules satellites. cellules épendymaires. oligodendrocytes. microglie. astrocytesmicroglie Le neurilemme des axones du système nerveux périphérique est formé par les oligodendrocytes. astrocytes. microglie.

cellules de Schwann. cellules satellites. cellules de schwann Les cellules gliales qui entourent les neurones dans les ganglions sont des cellules épendymaires. cellules satellites. astrocytes. oligodendrocytes. cellules icroglisatellites De nombreux médicaments introduits dans la circulation sanguine ne peuvent pas affecter directement les neurones du SNC car le neurolemme est imperméable à la plupart des molécules. les astrocytes forment une capsule autour des neurones. les cellules épendymaires restreignent le flux de liquide interstitiel entre les capillaires et les neurones. les oligodendrocytes forment une gaine de myéline continue autour des axones. l'endothélium des capillaires du SNC forme une barrière hémato-encéphalique. l'endothélium des capillaires CNH forme une barrière hémato-encéphalique Des dommages importants aux oligodendrocytes dans le SNC pourraient entraîner une perte de sensation et de contrôle moteur. oss du cadre structurel du cerveau. incapacité à produire du tissu cicatriciel sur le site d'une blessure. diminution de la production de liquide céphalorachidien. une rupture de la barrière hémato-encéphalique. perte de sensation et de contrôle moteur Les dommages aux cellules épendymaires affecteraient très probablement la formation des gaines de myéline. formation de liquide céphalo-rachidien. transport des neurotransmetteurs dans les axones. formation de ganglions. réparation des axones. formation de liquide céphalo-rachidien Les minuscules espaces entre les cellules de Schwann adjacentes sont appelés ________noeuds de ranvier Les régions du SNC avec une abondance d'axones myélinisés constituent la matière ________. frapper

Après un accident vasculaire cérébral, quel type de cellule gliale s'accumule dans la région cérébrale affectée ? cellules satellites oligodendrocytes microglie cellules épendymaires Cellules de Schwannmicroglie Les membranes des neurones au repos sont très perméables à _____ mais peu perméables à _____. Na+ K+ Na+ Cl- K+ Na+ K+ Clk, na Lors de la dépolarisation, quel(s) gradient(s) déplace(nt) Na+ dans la cellule ? Na+ ne se déplace pas dans la cellule. Na+ sort de la cellule. uniquement le gradient électrique les gradients électriques et chimiques uniquement le gradient chimique les gradients électriques et chimiques Quelle est la valeur du potentiel membranaire au repos pour la plupart des neurones ? +30 mV 90 mV -70 mV-70 La pompe Na+-K+ transporte activement les ions sodium et potassium à travers la membrane pour compenser leurs fuites constantes. Dans quelle direction chaque ion est-il pompé ? Na+ et K+ sont pompés hors de la cellule. Na+ et K+ sont pompés dans la cellule. K+ est pompé hors de la cellule et Na+ est pompé dans la cellule. Na+ est pompé hors de la cellule et K+ est pompé dans la cellulena hors k dans Les concentrations dont deux ions sont les plus élevées à l'extérieur de la cellule. Na+ et A- (protéines négativement chargées) K+ et Cl- K+ et A- (protéines négativement chargées) Na+ et Cl-na et cl Les canaux ioniques toujours ouverts sont appelés canaux ________. fuite active gatedleak locale régulée Des canaux voltage-dépendants sont présents le long du péricaryon des neurones. à la surface des dendrites. sur le soma des neurones. à la plaque d'extrémité du moteur. dans la membrane qui recouvre les axonesdans la membrane qui recouvre les axones ________ les canaux s'ouvrent ou se ferment en réponse à une distorsion physique de la surface de la membrane. Fuite à déclenchement actif à déclenchement mécanique Séparé chimiquement à déclenchement mécanique ________ ouvert ou fermé en réponse à la liaison de molécules spécifiques. Canaux voltage-dépendants et chimiques Canaux activés Canaux chimiquement déclenchés Canaux voltage-dépendants Canaux de fuite chimiquement déclenchés

Si la perméabilité au potassium d'un neurone au repos augmente au-dessus de la perméabilité au repos, quel effet cela aura-t-il sur le potentiel transmembranaire ? Il n'y aura presque aucun effet sur le potentiel transmembranaire. La membrane se dépolarise jusqu'au seuil. L'intérieur de la membrane deviendra plus négatif. L'intérieur de la membrane deviendra plus positif. La membrane va se dépolariser. l'intérieur de la membrane deviendra plus négatif Un stimulus qui fait passer la membrane d'un neurone postsynaptique du potentiel de repos à -85 mV est : un stimulus temporel un stimulus excitateur un stimulus saltatoire un stimulus inhibiteur un stimulus dépolarisant un stimulus inhibiteur Si l'acétylcholine (ACh) provoque une inhibition d'un neurone postsynaptique, à quel type de canal membranaire l'ACh s'est-elle liée ? canal sodique régulé en tension canal sodique régulé chimiquement canal régulé mécaniquement canal calcique régulé en tension potassique régulé chimiquement canal potassique régulé chimiquement Un déplacement du potentiel transmembranaire au repos vers 0 mV est appelé ________dépolarisation La somme des forces électriques et chimiques agissant sur un ion est connu comme son ________. gradient électrochimique

Où dans le neurone un potentiel d'action est-il initialement généré ? n'importe où sur l'axone soma et les dendrites axone hillock axon hillock La phase de dépolarisation d'un potentiel d'action résulte de l'ouverture de quels canaux ? canaux Na+ dépendants chimiquement canaux K+ dépendants chimiquement canaux K+ dépendants du voltage canaux Na+ dépendants du voltagecanaux na dépendants du voltage La phase de repolarisation d'un potentiel d'action résulte de __________. l'ouverture de canaux K+ voltage-dépendants l'ouverture de canaux Na+ voltage-dépendants la fermeture de canaux Na+ voltage-dépendants la fermeture de canaux K+ voltage-dépendantsouverture de canaux k voltage-dépendants L'hyperpolarisation résulte de __________. fermeture faible des canaux Na+ voltage-dépendants fermeture rapide des canaux K+ voltage-dépendants fermeture lente des canaux K+ voltage-dépendantsfermeture lente des canaux k voltage-dépendants Quelle est la grandeur (amplitude) d'un potentiel d'action ? 70 mV 30 mV 100 mV100 mv Comment se propage un potentiel d'action le long d'un axone ? Les stimuli des potentiels (locaux) gradués du soma et des dendrites dépolarisent l'ensemble de l'axone. Un efflux de potassium du potentiel d'action actuel dépolarise la zone adjacente. Un afflux d'ions sodium provenant du potentiel d'action actuel dépolarise la zone adjacente. a b ou cc

Pourquoi le potentiel d'action ne s'éloigne-t-il que du corps cellulaire ? Les zones qui ont eu le potentiel d'action sont réfractaires à un nouveau potentiel d'action. Le flux des ions sodium ne va que dans une seule direction, loin du corps cellulaire a ou ba La vitesse du potentiel d'action est la plus rapide dans lequel des axones suivants ? un gros axone non myélinisé un petit axone non myélinisé un petit axone myélinisé a b ou cc Au cours de la repolarisation d'un neurone, les ions potassium sortent de la cellule. les ions potassium pénètrent dans la cellule. les ions sodium sortent de la cellule. les ions sodium pénètrent dans la cellule. les ions sodium et potassium se déplacent dans la cellule b c ou da Un stimulus seuil est le pic d'un potentiel d'action. hyperpolarisation d'un axone. potentiel de repos. dépolarisation nécessaire pour provoquer un potentiel d'action. le courant électrique qui traverse la fente synaptique a b c ou dd Le poison de poisson-globe bloque les canaux sodiques voltage-dépendants comme un bouchon de liège. Quel effet cette neurotoxine aurait-elle sur le fonctionnement des neurones ? Les neurones se dépolariseraient plus rapidement. Aucun, car les canaux sodiques à déclenchement chimique fonctionneraient toujours. L'axone serait incapable de générer des potentiels d'action. Les potentiels d'action n'auraient pas de phase de repolarisation.

La période réfractaire absolue serait plus courte que la normale. a b c d ec Dans une synapse, les neurotransmetteurs sont stockés dans des vésicules situées dans le __________. neurone présynaptique fente synaptique neurone postsynaptique a b ou ca La liaison d'un neurotransmetteur à ses récepteurs ouvre les canaux __________ sur la membrane __________. postsynaptique voltage-dépendant présynaptique voltage-dépendant postsynaptique chimiquement déclenché présynaptique chimiquement déclenché a b c ou dc Un potentiel d'action libère un neurotransmetteur d'un neurone en ouvrant lequel des canaux suivants ? canaux Ca2+ dépendants chimiquement canaux Na+ voltage-dépendants canaux Ca2+ dépendants de la tension canaux K+ voltage-dépendants a b c ou dc La liaison du neurotransmetteur à son récepteur provoque la membrane __________. dépolariser ou hyperpolariser dépolariser hyperpolariser a b ou ca Le mécanisme par lequel le neurotransmetteur est renvoyé à la terminaison axonale d'un neurone présynaptique est spécifique à chaque neurotransmetteur. Lequel des neurotransmetteurs suivants est décomposé par une enzyme avant d'être renvoyé ? glutamate acétylcholine a ou bb Lorsque les récepteurs cholinergiques sont stimulés, la noradrénaline désactive l'acétylcholine. les ions chlorure quittent le neurone postsynaptique. les ions ode pénètrent dans le neurone postsynaptique. les ions chlorure pénètrent dans le neurone postsynaptique. les ions sodium quittent le neuronesynaptique a b c d ec Les opioïdes soulagent la douleur en bloquant la libération de la substance X. substance P. substance Q. substance O. Aucune des réponses n'est correcte. a b c d eb Après l'action de l'acétylcholinestérase, la terminaison synaptique réabsorbe l'axoplasme. pince et un nouveau terminal se développe. réabsorbe la choline. réabsorbe l'acétylcholine. réabsorbe l'acétate. a b c d ou ec La facilitation présynaptique par la sérotonine est causée par la sommation temporelle. augmentation de la concentration extracellulaire d'ions potassium. canaux alciaux de la membrane présynaptique restant ouverts plus longtemps. augmentation de la concentration extracellulaire d'ions sodium. blocage des canaux calciques dans la membrane présynaptique. a-ec L'accumulation de dépolarisation lorsque les EPSP arrivent en succession rapide est appelée sommation ________. temporel Lorsqu'un potentiel d'action arrive à la borne axonale d'un motoneurone, quels canaux ioniques s'ouvrent ? canaux sodiques dépendants du potentiel canaux calciques dépendants chimiquement canaux calciques dépendants du potentiel canaux potassiques dépendants du potentiel a-dc La liaison du neurotransmetteur aux récepteurs de la plaque d'extrémité motrice provoque lequel des événements suivants ?

La liaison du neurotransmetteur provoque l'ouverture de canaux sodiques chimiquement contrôlés dans la plaque d'extrémité motrice. La liaison provoque l'ouverture de canaux potassium voltage-dépendants dans la plaque d'extrémité du moteur. La liaison provoque l'ouverture de canaux potassiques à ouverture chimique dans la plaque d'extrémité du moteur. La liaison provoque l'ouverture de canaux sodium voltage-dépendants dans la plaque d'extrémité du moteur. a-da Le potentiel d'action sur la cellule musculaire entraîne une contraction due à la libération d'ions calcium. Où sont stockés les ions calcium dans la cellule musculaire ? T tubule cytosol sarcolemme citernes terminales du réticulum sarcoplasmique a-dd

Les tubules T et les citernes terminales sont regroupés en structures appelées __________. myofibrilles fascicules sarcomères triade a -dd A quelle protéine régulatrice le calcium se lie-t-il lors de l'initiation du cycle de contraction dans les fibres musculaires squelettiques ? actine tropomyosine troponine myosine a-dc Laquelle des causes suivantes provoque l'exposition ou la découverte du site actif de l'actine ? formation de ponts croisés position de déplacement de la tropomyosine calcium entrant dans le réticulum sarcoplasmique calcium libérant de la troponine a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l'excitation dans le contexte du couplage excitation-contraction dans le muscle squelettique ? a formation de ponts croisés la liaison du calcium à la troponine la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique la génération d'un potentiel d'action dans le sarcolemme a-dd Laquelle des phrases suivantes décrit le mieux comment l'excitation est couplée à la contraction des fibres musculaires squelettiques ? par les tubules T par la formation de ponts par la libération de calcium du réticulum sarcoplasmique par des impulsions électriques se déplaçant le long du sarcolemm .

Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment l'anesthésie affecterait les muscles squelettiques d'un patient atteint d'HM ? Les muscles se contracteraient à cause de la liaison du calcium à la troponine. Les muscles se contracteraient en raison de la génération de potentiel d'action accru dans le sarcolemme. Les muscles se contracteraient en raison d'une stimulation nerveuse accrue. Les muscles se détendraient à cause du retour du calcium dans le réticulum sarcoplasmique a-da Quelles sont les causes de la libération de calcium des citernes terminales du réticulum sarcoplasmique dans une cellule musculaire ? Pompe à ions calcium ATP rivation d'un potentiel d'action troponine a-dc La liaison du calcium à quelle molécule provoque l'exposition des sites de liaison de la myosine ? actine troponine tropomyosine a-cb Une tête de myosine se lie à quelle molécule pour former un pont croisé ? troponine actine tropomyosine a-cb Qu'est-ce qui dynamise le coup de force ? hydrolyse de l'ATP liaison calcique de l'ATP a-ca Qu'est-ce qui provoque la déconnexion de la tête de myosine de l'actine ? liaison du calcium hydrolyse de l'ATP liaison de l'ATP liaison de troponi a=dc Dans quelle partie du neurone le potentiel d'action initie-t-il généralement ? terminaisons axonales dendrites oma (corps cellulaire) segment initial de l'axone a-dd Lors d'un potentiel d'action d'un neurone, qu'est-ce qui provoque directement l'ouverture et la fermeture des différents canaux ? neurotransmetteur se liant aux canaux chimiquement déclenchés ions calcium ions sodium et potassium potentiel transmembranaire (tension) a-dd Quelle est la durée typique d'un potentiel d'action nerveux ? 20 ms 2 ms 200 ms 0. 2 ms a-db Autour de quel potentiel transmembranaire le seuil se produit-il couramment ? -60 mV -60 V -70 mV +60 mV a-da Quel ion est responsable de la dépolarisation du neurone lors d'un potentiel d'action ? K+ (potassium)

Cl- (chlorure) Na+ (sodium) Ca2+ (calcium) a-dc Quel type de transport membranaire provoque la phase de dépolarisation du potentiel d'action dans les neurones ? transport actif facilité diffusion filtration diffusion a-dd Au cours d'un potentiel d'action, après que le potentiel membranaire atteint +30 mV, quel(s) événement(s) affecte(s) principalement le potentiel membranaire ? Les canaux sodiques voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer). Les canaux sodium voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer) et la pompe d'échange sodium-potassium commence à éliminer les ions sodium en excès de l'intérieur de la cellule.

Les canaux sodium voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer) et les canaux potassium voltage-dépendants commencent à s'ouvrir. Les canaux potassiques voltage-dépendants commencent à s'ouvrir et la pompe d'échange sodium-potassium commence à éliminer les ions Na+ en excès de l'intérieur de la cellule. a-dc Quel ion provoque la repolarisation du neurone lors d'un potentiel d'action ? Ca2+ (calcium) Mg2+ (magnésium) Na+ (sodium) K+ (potassium) a-dd Quelles sont les causes de la repolarisation du potentiel membranaire lors du potentiel d'action d'un neurone ? afflux de potassium (entrant dans la cellule) efflux de sodium (quittant la cellule) afflux de sodium (entrant dans la cellule) efflux d'otassium (quittant la cellule) a-dd Qu'est-ce qui est principalement responsable de la brève hyperpolarisation vers la fin du potentiel d'action ? la pompe d'échange sodium/potassium met un certain temps à rétablir les concentrations ioniques normales les canaux potassiques voltage-dépendants mettent un certain temps à se fermer en réponse au potentiel membranaire négatif les canaux potassiques voltage-dépendants s'ouvrent lorsque le potentiel membranaire devient plus négatif (repolarisé) voltage- les canaux sodiques fermés mettent un certain temps à se remettre de l'inactivation a-db Où les potentiels d'action sont-ils régénérés lorsqu'ils se propagent le long d'un axone non myélinisé ? t chaque segment de l'axone à la myéline aux nœuds aux entre-nœuds a-da Le mouvement de quel ion est responsable des courants locaux qui dépolarisent d'autres régions de l'axone jusqu'au seuil ? canaux sodium (Na+) voltage-dépendants Potassium (K+) sodium (Na+) calcium (Ca2+) a-dc A quelle vitesse les potentiels d'action se propagent-ils approximativement dans les axones non myélinisés chez l'homme ? 0,1 mètre par seconde 120 mètres par seconde 12 mètres par seconde 1 mètre par seconde a-dd Contrairement aux entre-nœuds d'un axone myélinisé, les nœuds __________.sont enveloppés de myéline ont une résistance plus élevée de la membrane au mouvement des ions une résistance plus faible de la membrane au mouvement des ions ne se produit qu'au début et à la fin de l'axone a-dc Où les potentiels d'action sont-ils régénérés lorsqu'ils se propagent le long d'un axone myélinisé ? à chaque segment de l'axone aux entre-nœuds aux nœuds de la myéline a-dc La régénération de nœud à nœud d'un potentiel d'action le long d'un axone myélinisé est appelée __________. propagation locale propagation continue propagation myélinisée propagation saltatoire a-dd Comment se comparent les vitesses de propagation des potentiels d'action dans les axones myélinisés et non myélinisés ? La propagation est plus rapide dans les axones non myélinisés.

Les vitesses de propagation sont similaires dans les deux types d'axones. La propagation est plus rapide dans les axones myélinisés. La propagation dans les axones myélinisés est plus rapide sur de courtes distances, mais plus lente sur de longues distances a-dc La sclérose en plaques (SEP) est une maladie qui arrête la propagation du potentiel d'action en détruisant la myéline autour (normalement) des axones myélinisés. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment MS arrête la propagation du potentiel d'action ? Sans myéline, la membrane des entre-nœuds se dépolarise plus facilement. Sans myéline, la résistance de la membrane entre les nœuds diminue, empêchant les courants locaux d'atteindre les nœuds adjacents.

Sans myéline, la membrane ganglionnaire devient plus facilement réfractaire. Sans myéline, la résistance de la membrane entre les nœuds augmente, empêchant les courants locaux d'atteindre les nœuds adjacents. a-db Le récepteur de l'acétylcholine est un exemple de quel type de canal ? un canal voltage-dépendant un canal chimiquement fermé un canal de fuite un canal mécaniquement fermé a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux le rôle du calcium dans l'activité synaptique ? Le calcium diffuse à travers la fente synaptique pour se lier aux récepteurs de la cellule postsynaptique. Le calcium pénètre dans la cellule postsynaptique et provoque une dépolarisation.

Le calcium pénètre dans la cellule présynaptique et provoque la libération d'ACh. Le calcium décompose l'acétylcholine. a-dc Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment l'ACh provoque la dépolarisation de la membrane postsynaptique ? L'ACh active l'acétylcholinestérase (AChE). L'ACh ouvre les canaux calciques voltage-dépendants. L'ACh ouvre les récepteurs de l'ACh. L'ACh provoque la fusion des vésicules, libérant le neurotransmetteur dans la fente synaptique. a-dc Curare est un médicament qui empêche l'ACh de se lier aux récepteurs de l'ACh. Comment vous attendez-vous à ce que le curare affecte les événements au niveau d'une synapse cholinergique ? Le calcium ne diffuserait pas dans le neurone présynaptique. Les vésicules ne libéreraient pas d'ACh.

L'acétylcholinestérase (AChE) ne décomposerait pas l'ACh. La cellule postsynaptique ne se dépolariserait pas. a-dd Quel est le rôle principal de l'acétylcholinestérase (AChE) au niveau d'une synapse cholinergique ? L'AChE se lie aux récepteurs ACh, provoquant leur ouverture. L'AChE dégrade l'acétylcholine dans la fente synaptique. L'AChE libère de l'acétylcholine dans la fente synaptique. L'AChE dépolarise la cellule postsynaptique. a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l'ordre des événements dans l'activité synaptique ? Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique.

L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique. Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique. Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique.

Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. L'ACh est éliminée par l'AChE. D Lequel des éléments suivants n'est pas une fonction du système nerveux ? A) sentir les environnements interne et externe B) intégrer les informations sensorielles C) coordonner les activités volontaires et involontaires D) diriger les fonctions à long terme, telles que la croissance E) contrôler les effecteurs périphériques diriger les fonctions à long terme, telles que la croissance le système nerveux _______ est composé du cerveau et de la moelle épinière. a) autonome b) périphérique c) central d) efférent e) afférent central il ______ système nerveux contrôle le muscle squelettique. a) sympathique b) parasympathique c) afférent d) somatique e) autonome la partie du système nerveux périphérique qui transporte l'information sensorielle vers le SNC est désignée a) moteur b) afférent c) efférent d) autonome e) somatique afférence lequel des éléments suivants n'est pas une fonction de la névroglie ? a) soutien b) mémoire c) sécrétion de liquide céphalo-rachidien d) maintien de la barrière hémato-encéphalique e) phagocytosismémorie parmi les éléments suivants, lesquels sont un type de cellule gliale présent dans le système nerveux périphérique ? a) astrocytes b) cellules satellites c) c) oligodendrocytes ) microglie e) cellules épendymairescellules satellites les plus grandes et les plus nombreuses des cellules gliales du système nerveux central sont les a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymaires les fonctions des astrocytes comprennent toutes les fonctions suivantes, sauf a) maintenir la barrière hémato-encéphalique b) conduire des potentiels d'action c) guider le développement des neurones d) réagir aux lésions du tissu neural e) former un cadre tridimensionnel pour le SNCConduire des potentiels d'action la gaine de myéline qui recouvre de nombreux axones du SNC est formée par a) les astrocytes b) les cellules satellites ) les oligodendrocytes d) la microglie e) les cellules épendymaires les oligodendrocytes _______ tapissent les ventricules cérébraux et le canal rachidien a) les astrocytes

b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairescellules épendymaires petites cellules errantes qui engloutissent les débris cellulaires et les agents pathogènes dans le SNC sont appelées a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairesmicroglie le neurilemme de les axones du système nerveux périphérique sont formés par a) les astrocytes b) les cellules satellites c) les oligodendrocytes d) la microglie e) les cellules de schwann les cellules gliales qui entourent les neurones des ganglions sont ) les astrocytes b) les cellules satellites c. oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairescellules satellites, lequel des éléments suivants n'est pas une classification structurelle reconnue pour les neurones ? a) anaxonique b) bipolaire c) multipolaire d) pseudopolaire e) unipolairepseudopolaire la classe de neurones la plus abondante dans le système nerveux central est a) anaxonique b) bipolaire c)multipolaire d) pseudopolaire e) unipolairemultipolaire le cytoplasme qui entoure le noyau du neurone est appelé a) protoplasme b) nucléoplasme c) sacroplasme d)neuroplasme e) péricaryonpéricaryon amas de RER et ribosomes libres dans les neurones sont appelés ) neurofilaments b) neurofibrilles c) péricaryon d) corps nissl e) corps microglianissl l'axone est connecté au soma au a) télodendrie b) boutons synaptiques c) collatérales d) monticule d'axone e) monticule de synapseaxon Les branches qui peuvent apparaître le long d'un axone sont appelées a) télodendrie b) boutons synaptiques c) collatérales d) monticules e synapsescollatérales les axones se terminent en série des extensions fines connues sous le nom de a) télodendrie b) boutons c) collatérales d) dendrites e) synapsestélodendrie Le neurotransmetteur pour la libération est stocké dans synaptique a) télodendrie b) boutons c) vésicules d) mitochondries e) neurosomesvésicules e site de communication intercellulaire entre les neurones est a) la télodendrie b) le bouton synaptique c) collatéral d) la butte e) la synapse-synapse le virus de la rage se rend au SNC via a) le transport axoplasmique antérograde b) le transport axoplasmique rétrograde c) les vaisseaux sanguins d) tissu conjonctif sous-cutané

e) les neurones de transport axoplasmique rétrograde du liquide céphalo-rachidien qui sont rares, petits et dépourvus de caractéristiques qui distinguent les dendrites des axones sont appelés a) anaxoniques b) unipolaires c) bipolaires c) tripolaires e) neurones multipolairesanaxoniques dans lesquels les processus dendritiques et axonaux sont continus et le soma se trouve sur un côté sont appelés ) anaxonique b) unipolaire c) bipolaire d) tripolaire e) multipolaire unipolaire neurones qui ont un axone et une dendrite, avec le soma entre les deux sont appelés a) anaxonique b) unipolaire c) bipolaire d) tripolaire e ) les neurones multipolairesbipolaires qui ont plusieurs dendrites et un seul axone sont appelés a) anaxoniques b) unipolaires c) bipolaires d) tripolaires e)multipolairesmultipolaires les neurones sensoriels du SNP sont a) unipolaires b) bipolaires c) anaxoniques d) multipolaires e) tripolaires unipolaires qui des activités ou sensations suivantes n'est pas surveillée par des intérocepteurs ? a) la vue b) le goût c) les activités du système digestif ) les activités cardiovasculaires e) l'activité urinaire la vue _____ les neurones sont petits et n'ont pas de caractéristiques anatomiques qui distinguent les dendrites des axones. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones _______ anaxoniques ci-dessus n'est court, avec un corps cellulaire entre la dendrite et l'axone, et se trouve dans des organes sensoriels spéciaux. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des éléments ci-dessusbipolaire dans un (n) ________ neurone, les dendrites et l'axone sont continus ou fusionnés. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones unipolaires ______ ci-dessus n'est le plus commun dans le SNC. ) Multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones _____ multipolaires ci-dessus ne forme la division afférente du SNP a) sensoriel viscéral b) sensoriel c) sensoriel neural d) sensoriel somatique e) aucun des ______ sensoriels ci-dessus n'est le type de neurone le plus répandu dans le SNC

a) les neurones sensoriels b) les neurones moteurs c) les neurones unipolaires d) les neurones bipolaires e) les interneuronesinterneurones parmi lesquels des types de névroglie a) les cellules épendymaires b) la microglie c) les astrocytes d) les oligodendrocytes e) tout ce qui précède _____ représentent environ la moitié du volume du système nerveux. a) les axones ) les dendrites c) la névroglie d) les synapses e) les fibres efférentes de la névroglie, lesquelles des propriétés suivantes sont des propriétés du liquide céphalo-rachidien ? a) entoure le cerveau et la moelle épinière b) remplit les ventricules cérébraux c) transporte les nutriments d) circule en continu e) tout ce qui précède tout ce qui précède la fonction des astrocytes dans le SNC comprend lequel des éléments suivants ? a) ajuster la composition du liquide interstitiel b) guider le développement des neurones c) maintenir la barrière hémato-encéphalique d) réparer le tissu neural endommagé e) tout ce qui précède, les névroglies les plus grandes et les plus nombreuses du SNC sont les ) astrocytes b) cellules épendymaires c) microglie d) ogliodendrocytes e) aucun des ci-dessusastrocytes les plus petites névroglies du SNC sont les a) astrocytes b) cellules épendymaires c) microglie d) oligodendrocytes e) aucun des ci-dessusmicroglie après un accident vasculaire cérébral, quel type de les cellules gliales s'accumulent dans la région cérébrale affectée ? a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairesmicroglie la moelle épinière fait partie du a) système nerveux périphérique b) système nerveux somatique ) système nerveux central d) système nerveux autonome e) système nerveux afférentsystème nerveux central il ______ est un brin de tissu fibreux qui fournit un support longitudinal en tant que composant du ligament coccygien. a) cône médullaire b) filum terminale c) queue de cheval d) racine dorsale e) racine dorsale filum terminale ventrale les nerfs spinaux sont a) purement sensoriels b) purement moteurs c) à la fois sensoriels et moteurs d) interneuraux e) involontaires à la fois sensoriels et moteurs de la moelle épinière se composent de cinq régions et ____ segments a) 5 b) 12 c) 25 d) 31 e) le nombre varie considérablement selon les individus31 les ganglions de la racine dorsale contiennent principalement a) des axones de motoneurones b) des axones de neurones sensoriels

c) corps cellulaires des neurones moteurs ) corps cellulaires des neurones sensoriels e) synapsescorps cellulaires des neurones sensoriels la racine dorsale d'un nerf spinal contient a) les axones des neurones moteurs b) les axones des neurones sensoriels c) les corps cellulaires des neurones moteurs d) la cellule corps des neurones sensoriels e) interneuronsaxones des neurones sensoriels la racine ventrale d'un nerf spinal contient a) des axones des motoneurones b) des axones des neurones sensoriels c) des corps cellulaires des motoneurones d) des corps cellulaires des neurones sensoriels e) des interneuronsaxones des motoneurones l'enveloppe dure, fibreuse et la plus externe de la moelle épinière est a) l'arachnoïde b) la pie-mère c) la dure-mère d) le bloc péridural ) le périoste-dura-mère après l'âge ______ la colonne vertébrale continue de s'allonger, mais pas la moelle épinière elle-même a) 8 b)12 c) 18 d) 4 e) 14 si la racine dorsale d'un nerf spinal est sectionnée a) la sortie vers les muscles squelettiques serait bloquée b) la sortie vers les organes viscéraux serait bloquée c) la moelle épinière ne serait pas capable traiter l'information à ce niveau d) t e cerveau ne serait pas capable de communiquer avec ce niveau de la moelle épinière. e) l'entrée sensorielle serait bloquée l'entrée sensorielle serait bloquée l'espace sous-dural se situe entre a) l'arachnoïde et la pie-mère b) la pie-mère et la dure-mère) la dure-mère et l'arachnoïde d) la pie-mère et la sous-arachnoïde espace e)l'endoste et le périostela dure-mère et l'arachnoïde la couche des méninges en contact direct avec la moelle épinière est la a) la dure-mère b) l'espace sous-arachnoïdien c) l'arachnoïde d) la pie-mère e) la plexuspie choroïde une dorsale et la racine ventrale de chaque segment rachidien s'unit pour former aa) élargissement cervical b) élargissement lombaire c) nerf spinal d) méninge spinale e) nerf rachidien ganglionnaire dans la méningite

a) l'inflammation des méninges se produit b) les bactéries peuvent être la cause c) les virus peuvent être la cause il est couramment utilisé comme méthode de contrôle de la douleur pendant le travail et l'accouchement b) il affecte uniquement les nerfs rachidiens dans la zone immédiate de l'injection c) il peut fournir une anesthésie sensorielle et motrice, selon l'anesthésique choisi d) il peut fournir principalement anesthésie sensorielle, selon l'anesthésique choisi e) toutes les réponses sont correctestoutes les réponses sont correctes le liquide céphalo-rachidien s'écoule dans a) le filum terminal b) l'espace sous-arachnoïdien c) la dure-mère d) la pie-mère ) l'arachnoïde matérarachnoïde la moelle épinière continue de s'allonger jusqu'à environ l'âge a) 20 ans b) 10 ans c) 4 ans d) 6 mois e) 2 mois4 ans les membranes spécialisées qui entourent la moelle épinière sont appelées a) méninges crâniennes b) mère crânienne c) méninges vertébrales d) la pie-mère e) les membranes épidurales les méninges vertébrales les vaisseaux sanguins qui alimentent la moelle épinière longent la surface de a) la pie-mère b) la dure-mère c) l'espace épidural d) l'espace sous-dural e) l'espace sous-arachnoïdien des échantillons de pie-mère de LCR à des fins de diagnostic sont normalement obtenu en plaçant la pointe d'une aiguille dans a) la dure-mère b) l'arachnoïde ) l'espace épidural d) l'espace sous-arachnoïdien e) l'espace ventricescérébral sous-arachnoïdien chez un adulte, le cône médullaire se trouve à environ L1 facture contracte une maladie virale qui détruit les cellules dans les cornes grises postérieures de sa moelle épinière.

En conséquence, lequel des éléments suivants es-tu excepté ? a) perte de sensation dans son torse b) incapacité à respirer c) problèmes de mouvement des bras d) transpiration incontrôlable de ses pieds e) problèmes de mouvement des jambes perte de sensation dans son torse la substance blanche de la moelle épinière est principalement a) axones non myélinisés b) névroglie c) cellules de schwann d) axones myélinisés et non myélinisés corps les cornes postérieures de la moelle épinière contiennent principalement a) les noyaux sensoriels b) les noyaux moteurs somatiques c) les noyaux moteurs autonomes d) les voies nerveuses e) les noyaux nucléissensoriels sympathiques les cornes antérieures de la moelle épinière contiennent principalement a) les noyaux sensoriels b) le moteur somatique noyaux c) noyaux moteurs autonomes d) voies nerveuses e) noyaux moteurs nucléisomatiques sympathiques les voies nerveuses ou faisceaux constituent a) le canal central b) les cornes postérieures grises ) les commissures grises d) les colonnes blanches e) la partie antérieure grise cornes colonnes blanches la moelle épinière, la matière blanche est séparée en faisceaux ascendants et descendants organisés a) noyaux b) ganglions c) colonnes d) nerfs e) cornes colonnes les projections vers l'extérieur de la matière grise centrale de la moelle épinière sont appelées a) ailes b) cornes c) pyramides d) fibres e) tractshorns les axones traversant d'un côté de la moelle épinière à l'autre dans la matière grise se trouvent dans a) les cornes grises antérieures b) les cornes grises latérales c) les cornes grises postérieures

d) commissures grises e) commissures blanches commissures grises la substance blanche de la moelle épinière contient ) des faisceaux d'axones avec des origines, des destinations et des fonctions communes b) des faisceaux de dendrites avec des origines, des destinations et des fonctions communes c) des noyaux sensoriels et moteurs d) à la fois les axones et les dendrites e) les interneurons des faisceaux d'axones avec une image d'usage courant pour répondre aux questions 75-82http://o. quizlet. com/IibPvYFRvZPfGENgIVqV3A. png identifie la structure étiquetée 𔄙. ” a) colonne blanche antérieure b) colonne blanche latérale c) corne blanche latérale d) commissure médiane e) colonne blanche postérieure colonne blanche postérieure identifier la structure étiquetée 𔄜. ” a) colonne grise postérieure b) ganglion gris dorsal c) colonne blanche postérieure d) corne grise postérieure ) corne grise antérieure corne grise postérieure identifier la structure étiquetée 󈫺. ” a) commissure antérieure blanche b) fissure moyenne antérieure c) colonne antérieure blanche d) commissure antérieure grise e) commissure antérieure grise blanche antérieure quelle est la fonction de la structure étiquetée 12″ a) contrôle du muscle squelettique b) somatique réception sensorielle c) réception sensorielle viscérale d) contrôle des effecteurs viscéraux e) voies ascendantes réception sensorielle somatique quelle est la fonction de la structure étiquetée 14 a) contrôle du muscle squelettique b) traitement sensoriel somatique c) contrôle des effecteurs viscéraux d) contrôle moteur somatique ) traitement sensoriel viscéralcontrôle des effecteurs viscéraux où résident les motoneurones somatiques a)10 b)12 c)13 d)14 e)1515 où sont les colonnes blanches de la moelle épinière ? a) 4,5,6 b) 1,2,3 c) 7,11 d)12,13 e) 88 l'enveloppe du tissu conjonctif la plus externe des nerfs est a) l'endonèvre b) l'endomysium c) le périnèvre d) l'épineurium e ) epimysiumepineurium lequel de ceux-ci n'est pas l'une des divisions principales du cerveau adulte ? a) le cerveau b) le diencéphale c) le prosencéphale d) le mésencéphale e) le ponsprosencéphale lequel des éléments suivants se trouve entre le cerveau et le tronc cérébral ? a) bulbe rachidien b) pons c) mésencéphale d) diencéphale ) cervelet diencéphale le plancher du diencéphale est formé par a) l'hypothalamus b) le thalamus c) le tronc cérébral d) le mésencéphale e) le myélencéphalehypothalamus les voies qui relient le cervelet au tronc cérébral sont situés dans a) la moelle allongée b) le pont c) le mésencéphale d) le diencéphale

e) les centres autonomes du thalamuspon qui contrôlent la pression artérielle, la fréquence cardiaque et la digestion sont situés dans a) le bulbe rachidien b) le pont c) le mésencéphale d) le diencéphale e) le cervelet médullaire le cervelet et le pont se développent à partir du a) télencéphale b) du diencéphale c ) mésencéphale d) métencéphale e) myélencéphale métencéphale les informations sensorielles sont traitées et transmises au cerveau par le A) bulbe rachidien b) le pont c) le mésencéphale d) le thalamus e) le cervelet thalamus un noyau neural se trouve à la surface du a) cerveau b) pons c) thalamus d) mésencéphale e) ponscerebrum Au fur et à mesure que vous montez de la moelle allongée au cerveau, la fonction de chaque niveau successif devient a) plus complexe b) plus simple c) mieux comprise e) plus cruciale pour les fonctions viscérales e) critique pour réflexes plus complexes le ____ fournit le lien principal entre les systèmes nerveux et endocrinien a) le cervelet b) le bulbe rachidien c) le cerveau d) le pont e) l'hypothalamushypothalamus arates les premier et deuxième ventricules est le a) faux cerebri b) septum pellucidum c) septum insula d) foramen interventriculaire e) aqueduc cérébral septum pellucidum Réponses à la question 94-102 de la figure du cerveauhttp://o. quizlet. com/fIXf4z1Noai3xXSXc. 9A0w. png identifier la structure étiquetée 𔄙” a) plexus choroïde b) aqueduc cérébral c) troisième ventricule d) espace sous-arachnoïdien e) corps calleux plexus choroïde qu'est-ce qui est produit par la structure étiquetée 𔄚”? a) le liquide céphalo-rachidien b) les neurotransmetteurs c) la substance blanche d) les hormones e) les globules rougesle liquide céphalo-rachidien identifiez la structure étiquetée « ? a) arbor vitae )corpora quadrigemina c)aqueduc du mésencéphale

d) pons e)diencéphalonaqueduc du mésencéphale identifier la structure étiquetée 𔄞”? a) plexus choroïde b) quatrième ventricule c) ventricule latéral d) aqueduc cérébral e) espaces sous-arachnoïdiens espace sous-arachnoïdien identifiez la structure étiquetée 𔄟? ” a) la dure-mère b) le ventricule latéral c) le quatrième ventricule d) l'espace sous-arachnoïdien e) le filum terminal de la mère identifie la structure étiquetée 𔄡. ” a) dure-mère b) sinus sagittal supérieur c) ventricule latéral d) espace sous-arachnoïdien e) granulation arachnoïdienne sinus sagittal supérieur identifier la structure étiquetée 󈫺.” a) arbor vitae b) canal central c) corps calleux d)pons ) diencéphale canal central le contrôle de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle est basé sur a) le cerveau b) le cervelet c) le diencéphale d) la moelle allongée e) le coeur médullaire allongé la moelle allongée régule a) les contractions motrices somatiques b) la prise alimentaire c) les réflexes auditifs d) la vision et l'audition e) la pression artérielle et la respiration la pression artérielle et la respiration il y a ______ paires de nerfs crâniens a) 2 b) 6 c) 12 d) 22 e) 3112 paupières tombantes et vision double peuvent résulter d'une blessure au ______nerf a) optique b) oculomoteur c) trochléaire d) olfactif e) abducensoculomtor les nerfs crâniens qui innervent les muscles oculaires sont a) I,II et III ) III, IV , et VI c) II,III et IV d) II et VI e) III et VIII, IV et VI le nerf crânien qui a trois branches principales est le a) abducens b) facial c)vagus d)trigenminal e) glossopharyngealtrigeminal quelle(s) sensation(s) le nerf vestibulo-cochléaire porte-t-il ? a) audition b) équilibre c) pression atmosphérique d) audition et équilibre e) audition, équilibre et goûtaudition et équilibre Jean a besoin d'avoir une dent à la mandibule obturée. Son dentiste lui injecte un anesthésique local pour bloquer les afférences douloureuses dans l'un de ses nerfs crâniens.

Quel nerf crânien le dentiste engourdit-il ? a) trochléaire b) trijumeau c) facial d) glossopharyngien ) hypoglossaltrijumeau Vous soupçonnez que votre ami a des lésions du nerf crânien I lorsqu'il est incapable de a) sentir sa nourriture b) sourire c) cligner des yeux d) hocher la tête e) entendre votre voix sent sa nourriture Les récepteurs olfactifs envoient des axones à travers la plaque cribiforme et des synapses sur les neurones dans a) la moelle b) le thalamus c) le cortex cérébral d) le bulbe olfactif e) le bulbe tracto-olfactif au niveau du chiasma optique a) l'axone des moitiés nasales de chaque croix de la rétine b) les axones des moitiés temporales de chaque croix de la rétine c) les axones de la rétine synapse sur ceux de l'autre moitié d) le nerf olfactif traverse le côté opposé du cerveau e) le nerf optique entre les cérébellumaxones du nez moitiés de chaque croix de rétine Un patient développe une tumeur d'un nerf crânien qui entraîne des difficultés à parler en raison d'une perte de mouvement de la langue. Quel nerf crânien est touché ? a) glossopharyngien b) hypoglosse c) vague d) accessoire rachidien e) question hypglosse trijumeau 115-123 basée sur le diagramme vue inférieure nerfs crânienshttp://o. quizlet. com/OpbKYj1dbvpfHnHYY3lABw. png identifier la structure étiquetée 𔄠” a) corps mamillaire b) infundibulum c) nerf oculomoteur d) bulbe olfactif e) chiasmo chiasmoptique optique identifier la structure étiquetée 𔄡”) bulbe olfactif b) chiasme optique c) nerf oculomoteur d) infundibulum

e) corps mamillaire infundibulum identifier le nerf étiqueté 𔄛” a) facial b) abducens c) trochléaire d) trijumeau e) vagusabducens quelle est la fonction du nerf étiqueté 𔄜” a) vision b) olfaction c) goût d) audition et équilibre e) mouvement des yeuxaudition et équilibre quelle est la fonction de la structure étiquetée 𔄝” a) mouvement de la langue b) expression faciale c) vision d) goût e) sensation viscérale et contrôle moteur sensation viscérale et moteur contrôler quelle est la fonction de la structure étiquetée 𔄟” a) vision b)olfaction c) goût ) auditif e)mouvement oculaireolfaction quelle est la fonction du nerf étiqueté 󈫺”? a) vision b) olfaction c) goût d) auditif e) mouvement oculaire mouvement oculaire identifier le nerf étiqueté 󈫻” a)oculomoteur b)trijumeau c)trochléaire d)abducens e)optiquetrijumeau Identifier le nerf étiqueté 󈫼” a) trochléaire b) trijumeau c) facial d) abducens e) vagusfacial le terme sens général fait référence à la sensibilité à tous les éléments suivants, sauf a) la température b) le goût c) le toucher d) les vibrations e) le goût de la peinture lequel des éléments suivants n'est pas un des sens spéciaux ? a) audition b) odeur c) goût d) vibration e) visionvibration


Évolution et développement du cerveau : allométrie du cerveau et aréalisation du cortex

Les premières images et descriptions de cerveaux ont un effet de levier inhabituel sur la façon dont nous posons d'autres questions sur le cerveau. Les principales images vues dans les introductions aux neurosciences sont des vues sagittales du cerveau humain, décrivant les grandes divisions du cerveau antérieur au cerveau postérieur dérivées des « gonflements primitifs » du tube neural, et la vue latérale montrant une version des subdivisions originales du cortex de Brodmann. avec ses zones et lobes numérotés (Figure 13.1, en bas). Ces premières impressions sous-tendent les concepts de structure et de fonction cérébrales que nous formons en tant que chercheurs individuels et les conversations que nous avons en tant que communauté de recherche.


Figure 13.1 Gauche : Aires corticales délimitées à l'origine par Brodmann (1913). A droite : Connexions de la substance blanche du cortex. Gigandet et al., 2008. En bas : Divisions du cerveau en développement telles que démontrées par l'expression précoce des gènes. Martinez-Ferre & Martínez, 2012.

Les premières études sur l'évolution du cerveau ont énuméré ces divisions et décrit leur allométrie. Les études de la fonction cérébrale tentent de cartographier le comportement adaptatif, les mécanismes de perception et d'action, sur les mêmes régions et zones délimitées dans ces premières images. Cependant, l'existence d'un ensemble facilement accessible de subdivisions morphologiques du cerveau ne garantit nullement que ces subdivisions aient des mécanismes de développement identiques correspondants sur lesquels l'évolution puisse agir indépendamment (cf. chapitre 12 de ce volume). À quel point notre compréhension actuelle du cerveau pourrait-elle être différente si notre première vue de celui-ci avait été son schéma de câblage (figure 13.1, à droite), ou les gradients d'expression des gènes dans le cerveau en développement et la segmentation initiale que ces gradients impliquent (figure 13.1, en bas ) ?

Les subdivisions élaborées par les premiers neuroanatomistes descriptifs ont été exaltées par les anthropologues physiques étudiant l'évolution du cerveau. Les anthropologues ont appliqué l'idée prima facie raisonnable de « masse appropriée » (Jerison, 1973 Stephan, Baron, & Frahm, 1988) qui dit que le cerveau d'une espèce individuelle devrait consacrer une plus grande partie de son volume aux capacités sensorielles et motrices les plus importantes pour ce. Dans la mesure où les segments cérébraux incarnent ces capacités particulières, par conséquent, sélectionner un animal sur la base d'une capacité particulière revient à sélectionner sur le volume de son segment cérébral associé - c'est la base de la vision « mosaïque » de l'évolution du cerveau (Barton & Harvey, 2000 Striedter, 2005). Cette discussion ne veut pas dire que les divisions et les stratégies employées par les premiers chercheurs sur le cerveau étaient mal choisies ou nécessairement erronées, compte tenu des informations disponibles. Le but de notre brève rétrospective critique est de nous détromper de toutes les idées préconçues indignes que ces premières visions du cerveau ont instillées dans notre pensée actuelle.

Dans le présent chapitre, nous présentons une alternative à la vision traditionnelle, basée sur la zone, de l'évolution et du développement du cerveau. Nous passerons d'abord en revue en général ce que l'on sait de la mise à l'échelle globale du cerveau et de ses parties, à des échelles de taille allant des divisions anatomiques grossières aux classes cellulaires identifiées, et aux altérations du développement qui l'accompagnent. Nous nous concentrerons ensuite sur l'évolution de l'isocortex à titre d'exemple, contrastant ses sources combinatoires émergentes d'organisation avec la vision aréolaire. Nous considérerons diverses sources d'organisation dans le cortex (colonnes, couches, zones et régions plus grandes que la zone) et les directionnalités dans le flux d'informations et la neuromodulation. Nous conclurons avec un modèle de développement général de la feuille corticale qui peut englober les différences intra-corticales, interindividuelles et interspécifiques dans l'architecture neuronale.

13.2 Allométrie cérébrale de base des vertébrés

13.2.1 « Allométrie de quoi ? » ou « Que devrions-nous mesurer ? »

Les premières études sur l'évolution de l'organisation du cerveau chez les vertébrés ont examiné les poids ou les volumes des subdivisions cérébrales, car c'était la seule comparaison possible compte tenu de la technologie disponible (Jerison, 1973 Northcutt, 1981 Stephan, Frahm, & Baron, 1981). La stéréologie assistée par ordinateur a amélioré les mesures du nombre total de neurones et de leur disposition dans les structures cérébrales (Coggeshall, 1992) et, même si cette méthode reste chronophage, des ensembles de données substantiels ont été générés (par exemple, Giannaris & Rosendene, 2012 Pakkenberg, 1993). Plus récemment, le nombre de neurones et de cellules gliales a été compté dans des volumes relativement importants de tissus à l'aide de techniques de cytométrie en flux (Herculano‐Houzel & Lent, 2005). L'affirmation répétée des études de cytométrie en flux est que le comptage des neurones (parfois avec d'autres types de cellules) fournit une unité de mesure du cerveau plus utile que la comparaison des volumes (chapitre 2, voir aussi Herculano-Houzel, Collins, & Wong, 2007 Herculano ‐Houzel, Mota, & Lent, 2006). Cependant, différentes mesures mettent en évidence des caractéristiques différentes et ces caractéristiques pourraient être soit l'objet de pressions sélectives, soit les conséquences de mécanismes de développement à travers lesquels l'évolution doit agir.

Les neurones isolés ne sont pas « la » mesure définitive de la transmission de l'information ou de la complexité des circuits dans le cerveau. Ce n'est que dans les cas où la transmission d'informations se fait uniquement par des potentiels d'action sur les axones que le nombre de neurones pourrait être une mesure fidèle de la bande passante ou de la complexité. Dans les structures comportant des calculs locaux et gradués impliquant une communication sans pointes (telles que celles trouvées dans la rétine, le cortex et le cervelet), les assemblages axodendritiques, plutôt que les neurones entiers, servent souvent d'unités de calcul. Par exemple, dans la rétine, une seule cellule amacrine A17 fournit une rétro-inhibition réciproque à des centaines de cellules bipolaires dans des circuits parallèles isolés (Grimes, Zhang, Graydon, Kachar, & Diamond, 2010). Indépendamment des variations de densité neuronale, les structures cérébrales présentent des morphologies très diverses dans leurs architectures de traitement et d'assemblage de l'information. Considérons, par exemple, les arborisations stellaires tridimensionnelles des neurones du néocortex, les axones parallèles interceptant les dendrites bidimensionnelles serrées des cellules de Purkinje du cervelet, ou l'arrangement patch et matrice du striatum, où des patchs avec des caractéristiques de traitement particulières sont interposés dans la matrice générale des neurones du caudé et du putamen (Brown et al., 2002). Toutes ces structures ont des doses différentes de neurones de transmission, d'interneurones et de neurones modulateurs, ainsi que des différences d'activité métabolique au repos. De plus, le volume de connexions axonales et dendritiques requis pour augmenter chaque structure pour des neurones supplémentaires sera mis à l'échelle différemment pour chaque plan cytoarchitectural. Une telle diversité montre clairement que l'utilisation des nombres de neurones comme mesure unique de la différence entre des structures complexes brosse un tableau très incomplet.

Et si la consommation d'énergie, plutôt que le volume d'une structure ou le nombre de neurones, était la variable implicite préoccupante ? Ensuite, c'est le potentiel d'action au niveau de la synapse qui est de loin le plus grand consommateur de ressources (Laughlin, Steveninck, & Anderson, 1998 Logothetis, 2003) et l'information la plus pertinente serait le nombre total de synapses, ou peut-être, le volume de neuropile moins le volume de corps cellulaires. Ainsi, nous voyons que le nombre de cellules, le volume, les constituants cellulaires et les besoins énergétiques interagissent tous pour influencer à la fois le coût et la fonctionnalité d'une structure donnée (cf. chapitre 7 de ce volume). Ensuite, il n'est guère surprenant qu'aucune mesure ne suffise à caractériser la fonction d'une région ou ne soit l'objet évident de la sélection.

Le volume du cerveau, dans l'ensemble, évolue comme un exposant assez régulier du nombre de neurones (par exemple, Zhang & Sejnowski, 2000). Cependant, il se dissociera du nombre de neurones en raison d'un certain nombre de facteurs. Les deux principales sources de variation sont, premièrement, les différences structure par structure dans les assemblages de neurones déjà décrites ci-dessus, et deuxièmement, les différentes adaptations au problème « économisez le fil » qui peut devenir aigu à des cerveaux de grande taille (Cherniak, 1995 Cherniak, Mokhtarzada, Rodriguez-Esteban, & Changizi, 2004). Ce dernier concerne le potentiel de prolifération sauvage du volume de connectivité par rapport au nombre de neurones si l'architecture de réseau d'un petit cerveau ne peut pas évoluer avec élégance. Murre et Sturdy (1995) ont calculé que, si un cortex humain conservait le même pourcentage de connectivité que celui d'un cortex de souris, ce cortex pourrait être approximé comme un cube de 21 mètres de côté, composé principalement d'axones avec simplement un saupoudrage superficiel de neurones. L'utilisation d'une connectivité « petit monde », dans laquelle une infime fraction des liens du réseau étant non locaux garantit un faible nombre d'intermédiaires entre deux neurones, résout ce problème (Watts et amp Strogatz, 1998). Cependant, les paramètres générant une connectivité de petit monde dans des réseaux cérébraux de tailles différentes peuvent bien faire l'objet d'une sélection, par ex. sélection sur la distribution des longueurs d'axones.

Dans l'ensemble, le volume du cerveau, le nombre de neurones et le rapport entre les neurones et la glie sont tous à l'échelle du cerveau des vertébrés. Comme nous l'avons vu, cependant, chaque caractéristique est une mesure manifestement inadéquate de la diversité et de la capacité de calcul que nous essayons d'évaluer, et il n'est pas clair que l'une de ces mesures doive être la cible privilégiée de la sélection. La meilleure et la seule solution consiste à garder à l'esprit les avantages et les inconvénients de chaque mesure, ainsi que les contraintes de calcul, énergétiques et de développement qui influent sur la modification de la taille ou de la quantité de chaque type d'architecture neuronale.

13.2.2 Mise à l'échelle du cerveau, échelle macro

En regardant les schémas globaux de changement du cerveau, nous pouvons déduire la trajectoire de l'évolution de la variation observée chez les requins et les raies d'aujourd'hui aux mammifères actuels, y compris les primates. Cela correspond à une période d'évolution d'environ 450 millions d'années et le schéma de changement du cerveau est étonnamment stable : aucune nouvelle division cérébrale n'apparaît, les mêmes structures deviennent toujours disproportionnées lorsque le cerveau s'agrandit (prosencéphale et cervelet) et tandis que le tronc cérébral, le mésencéphale, le cerveau antérieur (télencéphale) et le cervelet varient fortement en volume, le bulbe olfactif et les structures associées (cortex olfactif et hippocampe) varient de manière plus indépendante (Figure 13.2 Yopak et al., 2010).


Figure 13.2 En haut : Les mammifères présentent un « changement de grade » dans le volume relatif du cerveau antérieur (télencéphale, étiqueté « Tel » et du cervelet (« Cer ») à toutes les tailles de cerveau, mais, chez les mammifères et les non-mammifères, ces deux structures s'agrandissent de manière disproportionnée dans les plus gros cerveaux, un fait dont l'ampleur est souvent difficile à apprécier dans les représentations à l'échelle logarithmique comme dans le panneau supérieur. Notez que les séries de données pour les parties respectives du cerveau ont été compensées par les quantités entre parenthèses pour faciliter la visualisation.

Yopak 2010. Reproduit avec la permission de la National Academy of Sciences.

En bas à gauche : les cerveaux de grands et petits requins fournissent un exemple de l'élargissement disproportionné du cerveau antérieur. Bibliothèque numérique de poissons.

En bas à droite : une représentation alternative de la mise à l'échelle relative des parties du cerveau. L'axe vertical est en unités régulières (non logarithmiques) pour mieux démontrer l'échelle de volume de l'isocortex.

Finlay 1995. Reproduit avec la permission de l'American Association for the Advancement of Science.

Ces caractéristiques générales de la mise à l'échelle du cerveau sont maintenant bien connues et nous avons donné deux types d'explications des causes de la mise à l'échelle du cerveau. Pour le premier, compte tenu de la diversité radicale des fonctions des parties homologues du cerveau antérieur, par exemple en comparant entre les mésanges et les chimpanzés, une raison fonctionnelle de l'élargissement préférentiel de ces régions doit se situer à un niveau de calcul commun à ces espèces et est arrivée à un stade précoce. dans la lignée des vertébrés. Nous avons suggéré que les informations sur les types d'architectures informatiques à la fois robustes et évolutives peuvent être trouvées dans la littérature informatique et robotique (Charvet, Striedter, & Finlay, 2011 Finlay, Hinz, & Darlington, 2011). En ce qui concerne le deuxième type d'explication, un mécanisme de développement capable de produire ce changement répété est l'organisation segmentaire conservée du cerveau des vertébrés : les emplacements les plus latéraux de la plaque neurale en développement, à savoir le cervelet et le prosencéphale pallium, produisent leurs neurones le plus longtemps. et ont donc le potentiel d'un élargissement disproportionné (Finlay, Hersman, & Darlington, 1998).

13.2.3 Variabilité individuelle

Le compte rendu du développement que nous avons donné sur la façon dont l'extension du développement embryonnaire peut produire directement l'élargissement disproportionné du cortex et du cervelet devrait fonctionner à grande et petite échelles, c'est-à-dire sur l'échelle phylogénétique et sur la plage de variabilité des individus. Nous avons étudié cette prédiction dans trois ensembles de données distincts : les rapports sur les volumes de plusieurs parties du cerveau chez les visons et les porcs sauvages et domestiques (Finlay et al., 2011) chez des souris de laboratoire de souches génétiques identifiées (Finlay et al., 2011) et dans plusieurs bases de données accessibles au public d'examens IRM chez des humains normaux (Charvet, Darlington, & Finlay, 2013). Dans tous les cas, les patrons de variabilité phylogénétique ont été reproduits au niveau de la variation individuelle. Ceci malgré le fait que la plage de variation au niveau individuel soit de plusieurs ordres de grandeur réduite par rapport à celle au niveau phylogénétique. Dans tous les cas, les parties du cerveau évoluent avec une grande régularité, à l'exception du bulbe olfactif et du système limbique (Reep, Finlay, & Darlington, 2007). Ici encore, le cortex et le cervelet deviennent disproportionnés dans les plus gros cerveaux. Sur la figure 13.3, nous voyons la mise à l'échelle et la variabilité relative de 6 structures neurales chez N = 90 humains tracées en fonction de la taille de la moelle dans chacune.

Figure 13.3 Les valeurs enregistrées naturellement des volumes des régions cérébrales ont régressé par rapport aux valeurs enregistrées naturellement des volumes de la moelle chez N = 90 humains. Cercles = structure non limbique losanges = structure limbique cercles ouverts et losanges ouverts = mâles cercles fermés et losanges fermés = femelles.

Adapté de Charvet 2013, Brain, Behaviour and Evolution, Karger AG.

13.2.4 Mise à l'échelle des aires corticales

Pour compléter notre tableau des tendances générales de la variabilité phylogénétique, de la variabilité individuelle et des mécanismes de développement qui relient les deux, nous considérerons deux aspects des régularités de mise à l'échelle du cortex qui ont un impact sur les structures intra-cortex. Tout d'abord, nous considérerons la mise à l'échelle de la taille des aires corticales. Deuxièmement, nous examinerons la relation entre le nombre d'aires corticales et le volume total des différents cortex.

L'analyse des aires corticales présente certains problèmes qui ne se posent pas dans le traitement des divisions cérébrales grossières. L'homologisation directe d'une « aire corticale » d'une espèce à l'autre peut être impossible. Par exemple, dans les aires corticales contenant les représentations multiples des surfaces sensorielles, ou niveaux de la hiérarchie motrice, les questions de savoir s'il existe un V4 homologue à la fois chez le singe macaque et un humain, ou un homologue de « l'aire de Broca » chez un rat ne peut pas être répondu en raison des ambiguïtés de l'architecture connexionnelle dans les cerveaux plus petits et plus grands. Il y a deux sortes d'exceptions à cela.La première est que les aires sensorielles et motrices primaires sont identifiables sans ambiguïté d'une espèce à l'autre (Kaas, 2011 Krubitzer & Seelke, 2012) - elles se situent dans les mêmes positions relatives et ont les mêmes types d'entrée et de sortie. La deuxième exception est si les aires corticales sont massées, en grandes divisions comme « frontale » ou « pariétale », par rapport aux aires sensorielles et motrices primaires. Ensuite, les grandes régions massées seront homologues par exclusion. Le fait que ces deux types de division intra-cortex aient une échelle régulière est connu depuis un certain temps. Jerison (1973) a décrit la mise à l'échelle hyperallométrique régulière du cortex frontal par rapport au reste du cerveau. Le cortex visuel évolue également de manière quelque peu hyperallométrique (Frahm, Stephan, & Baron, 1984). Sur la figure 13.4, extraite de travaux plus récents, ces deux types de régularités dans la mise à l'échelle corticale peuvent être observées.

Figure 13.4 En haut : Les zones néocorticales primaires du journal (somatosensorielles primaires, S1 visuel primaire, moteur primaire V1, M1 et auditif primaire, A1) sont régressées sur le journal (taille totale du néocortex). Les interceptions des lignes ont été ajustées pour une visualisation plus facile de la pente relative. La pente pour le cortex visuel primaire est la plus grande. La pente de la régression de log V1 est significativement différente de S1 (n = 22, p < 0,021) et de A1 (n = 13, p < 0,011).

Kaskan 2005. Reproduit avec la permission de la Royal Society.

En bas : Log en régression (volume du cortex frontal) contre log (volume des hémisphères moins cortex frontal) pour n = 24 grands singes (croix), Semendeferi et al. sont arrivés à la ligne de régression et à des intervalles de confiance à 95 % (lignes pointillées) avant de superposer les points de données pour les sujets humains (cercles vides).

Semendeferi 2002. Reproduit avec la permission de Nature Publishing Group.

Dans le panneau supérieur de la figure, l'augmentation relative de la taille de V1 est montrée par rapport au cortex auditif, somatosensoriel et moteur primaire, tel que mesuré dans un échantillon d'animaux diurnes et nocturnes (Kaskan et al., 2005). La pente de l'équation allométrique de V1 (1,086) était significativement plus élevée que les trois autres (0,697, 0,66 et 0,84 respectivement). Dans le panneau inférieur de la figure 13.4, la prévisibilité de la taille du cortex frontal humain par rapport aux grands singes est tracée (Semendeferi, Lu, Schenker, & Damasio, 2002).

Une deuxième caractéristique de la mise à l'échelle corticale est le changement du nombre d'aires corticales dans des cortex de volumes différents. En utilisant les cartes complètes des zones corticales de 20 espèces de mammifères (où une zone corticale est décrite comme une carte topographique thalamocorticale complète dans n'importe quelle modalité et ayant des modèles distincts de sorties et d'entrées par rapport à ses voisins), la relation de la figure 13.5 peut être vue (Finlay , & Brodsky, 2006 Finlay, Cheung, & Darlington, 2005).


Figure 13.5 Le nombre de zones corticales tracées en fonction de la surface corticale. La surface corticale totale approximative des zones visuelles et somatomotrices (CSA) cartographiées et le nombre de zones corticales (AC) pour la musaraigne, le galago et le macaque sont représentés, à titre d'exemple de zone corticale petite, moyenne et grande. Notez que l'ensemble du cortex du Galago, comprenant 24 zones, pourrait être logé dans une seule zone corticale du singe rhésus.

Reproduit de Finlay et al., 2005.

Les aires corticales augmentent très rapidement en nombre jusqu'à une taille de cortex d'environ 200 mm 2 en superficie totale, puis le taux d'augmentation est ralenti (voir Figure 13.5). Nous avons suggéré que l'augmentation plus rapide du nombre de zones dans les petits cerveaux est produite par les mécanismes de ségrégation dépendants de l'échelle du tri Hebbian, très similaires aux mécanismes qui, dans les gros cerveaux, produisent des caractéristiques telles que les colonnes de dominance oculaire. Cependant, pourquoi il devrait y avoir une discontinuité dans la mise à l'échelle autour de la zone corticale d'un galago exige encore une explication mécaniste précise.

13.2.5 Résumé de l'allométrie, en se concentrant sur le cortex

Nous avons décrit comment, dans la lignée des vertébrés, le pallium (cortex ou son homologue du cerveau antérieur) est préférentiellement agrandi chaque fois que les cerveaux deviennent gros. Nous avons également montré que le même schéma d'élargissement préférentiel est récapitulé dans la variabilité individuelle de plusieurs espèces de mammifères, y compris l'homme. Le modèle cohérent de changement cérébral à ces niveaux suggère qu'un mécanisme de développement similaire devrait expliquer les deux. Au sein du cortex, les zones qui peuvent être identifiées de manière cohérente à travers les espèces s'agrandissent à des taux allométriques prévisibles : le nombre d'aires corticales globales augmente avec le volume cortical global très rapidement dans les cerveaux de petite à moyenne taille, puis plus lentement dans le plus grand. En considérant le cerveau dans son ensemble et en extrapolant à partir de notre travail avec le cortex, la manière et la vitesse à laquelle chaque partie du cerveau évolue avec la taille globale du cerveau dépendra de la taille relative de son pool de progéniteurs et de la durée relative pendant laquelle elle prolifère au cours de la neurogenèse . Le volume produit par les corps cellulaires des neurones est en outre ajusté par le type d'interconnectivité que chaque type neuronal maintient.


Qu'est-ce que la garantie Axon ? (Avec des photos)

La plupart des neurones ont de multiples projections, ou processus, qui jaillissent du corps cellulaire, ou soma, appelés « neurites ». Les neurones ont de nombreux processus, dont la plupart sont des dendrites, mais la plupart des neurones ont également un processus unique appelé axone. Les dendrites sont les processus qui reçoivent les signaux des projections afférentes d'autres cellules, tandis que les axones sont les neurites projetés, envoyant des signaux à d'autres cellules, même dans des zones éloignées du cerveau ou de la moelle épinière. Les axones bifurquent et peuvent renvoyer une branche vers le soma de sa propre cellule. Ces projections sont connues sous le nom de "collatérales axonales".

Alors qu'un neurone n'a qu'un seul axone, il est courant que ce processus unique bifurque en plusieurs points le long de sa longueur. Un axone a une projection principale, l'emplacement terminal, qui détermine où cette cellule "se projette" et il a des branches. L'une des branches qui bifurque de l'axone primaire est la collatérale de l'axone, et elle se projette en arrière vers la cellule elle-même.

À l'extrémité d'un axone, il y a des "boutons" qui forment des synapses avec d'autres cellules, souvent sur les processus dendritiques de celles qui reçoivent les cellules. Il existe également des synapses qui se forment le long de l'axone. Dans les cas de processus myélinisés, les synapses ne se forment qu'au niveau des cassures de la myéline appelées "Nœuds de Ranvier".

Une collatérale axonale est souvent associée à des mécanismes de rétroaction qui aident une cellule à réguler son propre schéma de décharge. Étant donné que cette garantie se projettera vers la cellule à laquelle l'axone est attaché, elle peut facilement former des synapses avec la cellule elle-même ou d'autres cellules voisines. Dans le cas des cellules pyramidales, les cellules excitatrices - des cellules communes d'intégration de l'information dans le cerveau des mammifères - sont souvent proches des interneurones inhibiteurs. Comme un collatéral axonal peut former des synapses avec ces neurones inhibiteurs voisins, il sert de système de régulation. Les cellules excitatrices excitent les cellules inhibitrices voisines qui les empêchent de se déclencher aussi souvent.

Les collatérales axonales bifurquent à partir des segments axonaux primaires dans les régions non myélinisées. Cela a du sens car la myéline fonctionne comme une enveloppe neurale lorsqu'un oligodendrocytes envoie un processus à plusieurs reprises autour d'un processus axonal d'une autre cellule. Un seul processus oligodendrocytes, cependant, aurait du mal à s'enrouler autour de trois segments se rejoignant en un seul point, ce qui se produit lorsque les segments d'axone forment des branches.

Certains scientifiques pensent que ce type de garantie est un mécanisme de préservation cellulaire plus qu'un mécanisme conçu pour coder les schémas de déclenchement et réguler les informations de signalisation via des voies neuronales. C'est parce que certaines cellules excitatrices sont à risque d'une réponse de toxicité avec trop d'activité. Si une cellule excitatrice se déclenchait et que le collatéral axonal stimulait à nouveau la même cellule, une cascade de déclenchement se produirait qui se propagerait, provoquant un phénomène connu sous le nom d'« excitotoxicité ».


Un interneurone géant pour un codage clairsemé

Un seul interneurone GABAergique "géant", sans pics (à droite, marqué par injection intracellulaire de colorant fluorescent) forme une boucle de rétroaction négative avec une population d'environ 50 000 cellules de Kenyon, principaux neurones des corps des champignons, un structure impliquée dans la mémoire olfactive dans le cerveau des insectes. Cette boucle de rétroaction de normalisation sert à assurer une rareté relativement constante de la sortie du corps du champignon à travers différentes forces d'entrée. La rareté est une caractéristique importante des représentations sensorielles dans les zones impliquées dans la formation de la mémoire. Crédit : MPI pour la recherche sur le cerveau

Un seul interneurone contrôle l'activité de manière adaptative dans 50 000 neurones, permettant des codes systématiquement clairsemés pour les odeurs.

Le cerveau est une machine à coder : il traduit les entrées physiques du monde en perceptions visuelles, olfactives, auditives, tactiles via le langage mystérieux de ses cellules nerveuses et des réseaux qu'elles forment. Les codes neuronaux pourraient en principe prendre de nombreuses formes, mais dans les régions formant des goulots d'étranglement pour le flux d'informations (par exemple, le nerf optique) ou dans les zones importantes pour la mémoire, les codes clairsemés sont hautement souhaitables. Des scientifiques de l'Institut Max Planck pour la recherche sur le cerveau à Francfort ont maintenant découvert un seul neurone dans le cerveau des criquets qui permet la régulation adaptative de la rareté des codes olfactifs. Cet unique interneurone géant suit en temps réel l'activité de plusieurs dizaines de milliers de neurones dans un centre olfactif et réinjecte l'inhibition sur chacun d'entre eux, afin de maintenir leur production collective dans un régime convenablement clairsemé. De cette façon, la rareté de la représentation reste stable à mesure que l'intensité ou la complexité des entrées varie.

Les signaux du monde (ondes électromagnétiques, pression, produits chimiques, etc.) sont convertis en activité électrique dans les neurones sensoriels et traités par les réseaux neuronaux du cerveau. Les insectes perçoivent les odeurs via leurs antennes. Les odeurs y sont détectées par les neurones sensoriels, et les données olfactives sont ensuite envoyées et traitées par les lobes antennaires et une région du cerveau connue sous le nom de corps de champignon. Les neurones des lobes antennaires ont tendance à être « promiscuités » : les odeurs sont ainsi représentées par des combinaisons spécifiques d'activité neuronale. Les neurones dans les corps des champignons, appelés cellules de Kenyon, répondent cependant avec une grande spécificité et donc extrêmement rarement. De plus, ils répondent généralement avec moins de trois impulsions électriques lorsqu'ils sont stimulés avec la bonne odeur. Cette stratégie de « codage clairsemé » a l'avantage de simplifier la tâche de stockage des représentations d'odeurs en mémoire.

Étonnamment, chaque cellule de Kenyon est connectée en moyenne à la moitié de tous les neurones présynaptiques possibles dans les lobes antennaires. Alors, comment les cellules de Kenyon parviennent-elles à ne répondre qu'extrêmement rarement, et avec une rareté qui varie peu sur de larges plages de conditions de stimulation ? Gilles Laurent de l'Institut Max Planck de recherche sur le cerveau et son groupe ont découvert qu'un seul interneurone géant joue un rôle clé. Avec des collègues de son laboratoire (anciennement de Caltech) et de Grande-Bretagne, il a découvert que ce neurone, avec son axe étendu, est activé par l'ensemble de la population cellulaire de Kenyon et les inhibe à son tour. « L'interneurone géant et les cellules de Kenyon forment une simple boucle de rétroaction négative : plus il est activé fortement par la population cellulaire de Kenyon, plus il freine fortement leur activité en retour », explique Laurent. L'interneurone lui-même ne génère aucun potentiel d'action, mais inhibe les cellules de Kenyon via une libération progressive et sans pic du neurotransmetteur GABA (acide gamma aminobutyrique). Cette propriété lisse et graduée permet à cet interneurone géant de faire une sorte de moyenne de population en temps réel, effectuant ainsi une opération qui pourrait autrement nécessiter l'implication de centaines ou de milliers de neurones de pointe individuels.

L'efficacité de l'interneurone géant est telle qu'il peut en fait désactiver complètement la population cellulaire de Kenyon. Mais l'équipe de recherche a également découvert que l'interneurone géant est, à son tour, contrôlé par un autre neurone inhibiteur. « Cela permet de potentialiser ou d'atténuer l'activité du réseau, et d'ajuster la sensibilité de cette boucle de rétroaction », précise Gilles Laurent. C'est une caractéristique importante pour les régions du cerveau telles que les corps des champignons, qui sont responsables non seulement du traitement olfactif, mais aussi de l'apprentissage et de la mémoire. Les corps des champignons sont l'endroit où les odeurs peuvent être associées à d'autres modalités sensorielles, permettant la formation de représentations complexes.

Les résultats des scientifiques montrent comment des boucles de rétroaction négatives massives peuvent se former dans les réseaux neuronaux et quels rôles elles peuvent jouer. Chez les vertébrés, le cortex piriforme, qui fait partie du complexe cortical olfactif, occupe une position équivalente aux corps des champignons. "Il est très probable que les mammifères aient des mécanismes de contrôle similaires dans les circuits corticaux et autres. Cependant, ils pourraient ne pas consister en des interneurones uniques, mais plutôt en des populations de neurones inhibiteurs avec des moyens de coupler leurs réponses et leurs actions", présume Laurent. "Les cerveaux d'insectes ne cessent de nous donner des informations sur le calcul neuronal et de mettre des solutions élégantes sur nos genoux, si nous savons où chercher et avons un peu de chance."

ABSTRAIT
Le codage clairsemé présente des avantages pratiques pour les représentations sensorielles et le stockage en mémoire. Dans le système olfactif des insectes, la représentation des odeurs générales est dense dans les lobes antennaires mais clairsemée dans les corps des champignons, une seule synapse en aval. Chez les criquets, cette transformation repose sur la structure oscillatoire de la sortie du lobe antennaire, les circuits inhibiteurs à action directe, les propriétés intrinsèques des neurones du corps du champignon et la connectivité entre le lobe antennaire et les corps du champignon. Ici, nous montrons l'existence d'une boucle de rétroaction négative de normalisation dans le corps du champignon pour maintenir une sortie clairsemée sur une large gamme de conditions d'entrée. Cette boucle se compose d'un interneurone inhibiteur identifiable « géant » avec une connectivité omniprésente et des propriétés de libération progressive.


Qu'est-ce que la garantie Axon ? (Avec des photos)

La plupart des neurones ont de multiples projections, ou processus, qui jaillissent du corps cellulaire, ou soma, appelés « neurites ». Les neurones ont de nombreux processus, dont la plupart sont des dendrites, mais la plupart des neurones ont également un processus unique appelé axone. Les dendrites sont les processus qui reçoivent les signaux des projections afférentes d'autres cellules, tandis que les axones sont les neurites projetés, envoyant des signaux à d'autres cellules, même dans des zones éloignées du cerveau ou de la moelle épinière. Les axones bifurquent et peuvent renvoyer une branche vers le soma de sa propre cellule. Ces projections sont connues sous le nom de « collatérales axonales ».

Alors qu'un neurone n'a qu'un seul axone, il est courant que ce processus unique bifurque en plusieurs points le long de sa longueur. Un axone a une projection principale, l'emplacement terminal, qui détermine où cette cellule "se projette" et il a des branches. L'une des branches qui bifurque de l'axone primaire est la collatérale de l'axone, et elle se projette en arrière vers la cellule elle-même.

À l'extrémité d'un axone, il y a des "boutons" qui forment des synapses avec d'autres cellules, souvent sur les processus dendritiques de celles qui reçoivent les cellules. Il existe également des synapses qui se forment le long de l'axone. Dans les cas de processus myélinisés, les synapses ne se forment qu'au niveau des cassures de la myéline appelées "Noeuds de Ranvier".

Une collatérale axonale est souvent associée à des mécanismes de rétroaction qui aident une cellule à réguler son propre schéma de décharge. Étant donné que cette garantie se projettera vers la cellule à laquelle l'axone est attaché, elle peut facilement former des synapses avec la cellule elle-même ou d'autres cellules voisines. Dans le cas des cellules pyramidales, les cellules excitatrices - des cellules communes d'intégration de l'information dans le cerveau des mammifères - sont souvent proches des interneurones inhibiteurs. Comme un collatéral axonal peut former des synapses avec ces neurones inhibiteurs voisins, il sert de système de régulation. Les cellules excitatrices excitent les cellules inhibitrices voisines qui les empêchent de se déclencher aussi souvent.

Les collatérales axonales bifurquent à partir des segments axonaux primaires dans les régions non myélinisées. Cela a du sens car la myéline fonctionne comme une enveloppe neurale lorsqu'un oligodendrocytes envoie un processus à plusieurs reprises autour d'un processus axonal d'une autre cellule. Un seul processus oligodendrocytes, cependant, aurait du mal à s'enrouler autour de trois segments se rejoignant en un seul point, ce qui se produit lorsque les segments d'axone forment des branches.

Certains scientifiques pensent que ce type de garantie est un mécanisme de préservation cellulaire plus qu'un mécanisme conçu pour coder les schémas de déclenchement et réguler les informations de signalisation via des voies neuronales. C'est parce que certaines cellules excitatrices sont à risque d'une réponse de toxicité avec trop d'activité. Si une cellule excitatrice se déclenchait et que le collatéral axonal stimulait à nouveau la même cellule, une cascade de déclenchement se produirait qui se propagerait, provoquant un phénomène connu sous le nom d'« excitotoxicité ».


12.1 Structure et fonction de base du système nerveux

L'image que vous avez dans votre esprit du système nerveux comprend probablement le cerveau, le tissu nerveux contenu dans le crâne, et la moelle épinière, l'extension du tissu nerveux dans la colonne vertébrale. Cela suggère qu'il est composé de deux organes - et vous ne pensez peut-être même pas à la moelle épinière comme à un organe - mais le système nerveux est une structure très complexe. Dans le cerveau, de nombreuses régions différentes et séparées sont responsables de nombreuses fonctions différentes et séparées. C'est comme si le système nerveux était composé de nombreux organes qui se ressemblent tous et ne peuvent être différenciés qu'à l'aide d'outils tels que le microscope ou l'électrophysiologie. En comparaison, il est facile de voir que l'estomac est différent de l'œsophage ou du foie, vous pouvez donc imaginer le système digestif comme un ensemble d'organes spécifiques.

Les systèmes nerveux central et périphérique

Le système nerveux peut être divisé en deux grandes régions : les systèmes nerveux central et périphérique. Le système nerveux central (SNC) est le cerveau et la moelle épinière, et le système nerveux périphérique (SNP) est tout le reste (Figure 12.2). Le cerveau est contenu dans la cavité crânienne du crâne et la moelle épinière est contenue dans la cavité vertébrale de la colonne vertébrale. C'est un peu simpliste de dire que le SNC est ce qui se trouve à l'intérieur de ces deux cavités et que le système nerveux périphérique est à l'extérieur, mais c'est une façon de commencer à y réfléchir. En réalité, certains éléments du système nerveux périphérique se trouvent dans les cavités crâniennes ou vertébrales. Le système nerveux périphérique est ainsi nommé parce qu'il se trouve à la périphérie, c'est-à-dire au-delà du cerveau et de la moelle épinière. Selon différents aspects du système nerveux, la ligne de démarcation entre central et périphérique n'est pas nécessairement universelle.

Le tissu nerveux, présent à la fois dans le SNC et le SNP, contient deux types de cellules de base : les neurones et les cellules gliales. Une cellule gliale fait partie d'une variété de cellules qui fournissent une structure de tissu qui soutient les neurones et leurs activités. Le neurone est le plus important des deux sur le plan fonctionnel, en termes de fonction de communication du système nerveux. Pour décrire les divisions fonctionnelles du système nerveux, il est important de comprendre la structure d'un neurone.Les neurones sont des cellules et ont donc un soma, ou corps cellulaire, mais ils ont également des extensions de la cellule, chaque extension est généralement appelée processus. Il existe un processus important que chaque neurone a appelé un axone, qui est la fibre qui relie un neurone à sa cible. Un autre type de processus dérivé du soma est la dendrite. Les dendrites sont responsables de recevoir la plupart des entrées des autres neurones. En ce qui concerne le tissu nerveux, il existe des régions qui contiennent principalement des corps cellulaires et des régions qui sont en grande partie composées uniquement d'axones. Ces deux régions au sein des structures du système nerveux sont souvent appelées matière grise (les régions avec de nombreux corps cellulaires et dendrites) ou matière blanche (les régions avec de nombreux axones). La figure 12.3 montre l'apparence de ces régions dans le cerveau et la moelle épinière. Les couleurs attribuées à ces régions sont celles que l'on verrait dans les tissus nerveux « frais » ou non tachés. La matière grise n'est pas nécessairement grise. Il peut être rosâtre à cause de la teneur en sang, voire légèrement bronzé, selon la durée de conservation du tissu. Mais la matière blanche est blanche car les axones sont isolés par une substance riche en lipides appelée myéline. Les lipides peuvent apparaître sous forme de matière blanche (« grasse »), un peu comme la graisse d'un morceau de poulet ou de bœuf cru. En fait, la matière grise peut se voir attribuer cette couleur parce qu'à côté de la matière blanche, elle est juste plus foncée, d'où le gris.

La distinction entre la matière grise et la matière blanche est le plus souvent appliquée au tissu nerveux central, qui a de grandes régions qui peuvent être vues à l'œil nu. Lorsqu'on regarde les structures périphériques, on utilise souvent un microscope et le tissu est coloré avec des couleurs artificielles. Cela ne veut pas dire que le tissu nerveux central ne peut pas être coloré et observé au microscope, mais le tissu non coloré provient très probablement du SNC, par exemple une section frontale du cerveau ou une section transversale de la moelle épinière.

Indépendamment de l'apparence des tissus colorés ou non colorés, les corps cellulaires des neurones ou des axones peuvent être situés dans des structures anatomiques discrètes qui doivent être nommées. Ces noms sont spécifiques selon que la structure est centrale ou périphérique. Une collection localisée de corps cellulaires neuronaux dans le SNC est appelée noyau. Dans le SNP, un groupe de corps cellulaires neuronaux est appelé ganglion. La figure 12.4 indique comment le terme noyau a quelques significations différentes au sein de l'anatomie et de la physiologie. C'est le centre d'un atome, où se trouvent les protons et les neutrons, c'est le centre d'une cellule, où se trouve l'ADN et c'est le centre d'une certaine fonction dans le SNC. Il existe également une utilisation potentiellement déroutante du mot ganglion (pluriel = ganglions) qui a une explication historique. Dans le système nerveux central, il existe un groupe de noyaux qui sont reliés entre eux et étaient autrefois appelés les noyaux gris centraux avant que le terme « ganglion » ne soit accepté comme description d'une structure périphérique. Certaines sources appellent ce groupe de noyaux les «noyaux basaux» pour éviter toute confusion.

La terminologie appliquée aux faisceaux d'axones diffère également selon l'emplacement. Un faisceau d'axones, ou de fibres, trouvé dans le SNC s'appelle un tractus alors que la même chose dans le SNP s'appellerait un nerf. Il y a un point important à faire à propos de ces termes, à savoir qu'ils peuvent tous deux être utilisés pour désigner le même faisceau d'axones. Lorsque ces axones sont dans le SNP, le terme est nerf, mais s'ils sont dans le SNC, le terme est tractus. L'exemple le plus évident est celui des axones qui se projettent de la rétine dans le cerveau. Ces axones sont appelés nerf optique lorsqu'ils quittent l'œil, mais lorsqu'ils se trouvent à l'intérieur du crâne, ils sont appelés tractus optique. Il y a un endroit précis où le nom change, qui est le chiasma optique, mais ce sont toujours les mêmes axones (Figure 12.5). Une situation similaire en dehors de la science peut être décrite pour certaines routes. Imaginez une route appelée « Broad Street » dans une ville appelée « Anyville ». La route quitte Anyville et se dirige vers la ville suivante, appelée « Ville natale ». Lorsque la route traverse la ligne entre les deux villes et se trouve dans la ville natale, son nom devient « rue principale ». C'est l'idée derrière la dénomination des axones rétiniens. Dans le SNP, ils sont appelés nerf optique et dans le SNC, ils sont le tractus optique. Le tableau 12.1 aide à clarifier lesquels de ces termes s'appliquent au système nerveux central ou périphérique.

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En 2003, le prix Nobel de physiologie ou médecine a été décerné à Paul C. Lauterbur et Sir Peter Mansfield pour des découvertes liées à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). C'est un outil pour voir les structures du corps (pas seulement le système nerveux) qui dépendent des champs magnétiques associés à certains noyaux atomiques. L'utilité de cette technique dans le système nerveux est que les tissus adipeux et l'eau apparaissent sous des nuances différentes entre le noir et le blanc. Étant donné que la matière blanche est grasse (provenant de la myéline) et que la matière grise ne l'est pas, elles peuvent être facilement distinguées sur les images IRM. Essayez cette simulation PhET qui démontre l'utilisation de cette technologie et la compare à d'autres types de technologies d'imagerie. De plus, les résultats d'une séance d'IRM sont comparés à des images obtenues à partir de rayons X ou de tomodensitométrie. Comment les techniques d'imagerie montrées dans ce jeu indiquent-elles la séparation de la matière blanche et grise par rapport au tissu fraîchement disséqué montré plus tôt ?

SNC SNP
Groupe de corps cellulaires neuronaux (c'est-à-dire la matière grise) Noyau Ganglion
Paquet d'Axones (c'est-à-dire, matière blanche) Tract Nerf

Divisions fonctionnelles du système nerveux

Le système nerveux peut également être divisé en fonction de ses fonctions, mais les divisions anatomiques et les divisions fonctionnelles sont différentes. Le SNC et le SNP contribuent tous deux aux mêmes fonctions, mais ces fonctions peuvent être attribuées à différentes régions du cerveau (telles que le cortex cérébral ou l'hypothalamus) ou à différents ganglions à la périphérie. Le problème d'essayer d'adapter les différences fonctionnelles dans les divisions anatomiques est que parfois la même structure peut faire partie de plusieurs fonctions. Par exemple, le nerf optique transporte des signaux de la rétine qui sont soit utilisés pour la perception consciente de stimuli visuels, qui ont lieu dans le cortex cérébral, soit pour les réponses réflexes du tissu musculaire lisse qui sont traitées par l'hypothalamus.

Il y a deux façons de considérer comment le système nerveux est divisé fonctionnellement. Premièrement, les fonctions de base du système nerveux sont la sensation, l'intégration et la réponse. Deuxièmement, le contrôle du corps peut être somatique ou autonome, des divisions largement définies par les structures impliquées dans la réponse. Il existe également une région du système nerveux périphérique appelée système nerveux entérique qui est responsable d'un ensemble spécifique de fonctions dans le domaine du contrôle autonome lié aux fonctions gastro-intestinales.

Les fonctions de base

Le système nerveux est impliqué dans la réception d'informations sur l'environnement qui nous entoure (sensation) et dans la génération de réponses à ces informations (réponses motrices). Le système nerveux peut être divisé en régions responsables de la sensation (fonctions sensorielles) et de la réponse (fonctions motrices). Mais il y a une troisième fonction qui doit être incluse. L'entrée sensorielle doit être intégrée à d'autres sensations, ainsi qu'aux souvenirs, à l'état émotionnel ou à l'apprentissage (cognition). Certaines régions du système nerveux sont appelées zones d'intégration ou d'association. Le processus d'intégration combine des perceptions sensorielles et des fonctions cognitives supérieures telles que les souvenirs, l'apprentissage et les émotions pour produire une réponse.

Sensation. La première fonction majeure du système nerveux est la sensation - recevoir des informations sur l'environnement pour obtenir des informations sur ce qui se passe à l'extérieur du corps (ou, parfois, à l'intérieur du corps). Les fonctions sensorielles du système nerveux enregistrent la présence d'un changement par rapport à l'homéostasie ou d'un événement particulier dans l'environnement, connu sous le nom de stimulus . Les sens auxquels nous pensons le plus sont les « cinq grands » : le goût, l'odorat, le toucher, la vue et l'ouïe. Les stimuli du goût et de l'odorat sont à la fois des substances chimiques (molécules, composés, ions, etc.), le toucher est des stimuli physiques ou mécaniques qui interagissent avec la peau, la vue est des stimuli lumineux et l'ouïe est la perception du son, qui est un stimulus similaire à certains aspects du toucher. Il y a en fait plus de sens que ceux-là, mais cette liste représente les sens principaux. Ces cinq sens sont tous des sens qui reçoivent des stimuli du monde extérieur et dont il existe une perception consciente. Des stimuli sensoriels supplémentaires peuvent provenir de l'environnement interne (à l'intérieur du corps), comme l'étirement d'une paroi d'un organe ou la concentration de certains ions dans le sang.

Réponse. Le système nerveux produit une réponse sur la base des stimuli perçus par les structures sensorielles. Une réponse évidente serait le mouvement des muscles, comme retirer une main d'un poêle chaud, mais il existe des utilisations plus larges du terme. Le système nerveux peut provoquer la contraction des trois types de tissus musculaires. Par exemple, le muscle squelettique se contracte pour déplacer le squelette, le muscle cardiaque est influencé par l'augmentation de la fréquence cardiaque pendant l'exercice et le muscle lisse se contracte lorsque le système digestif déplace les aliments le long du tube digestif. Les réponses incluent également le contrôle neural des glandes du corps, telles que la production et la sécrétion de sueur par les glandes sudoripares eccrines et mérocrines présentes dans la peau pour abaisser la température corporelle.

Les réponses peuvent être divisées entre celles qui sont volontaires ou conscientes (contraction du muscle squelettique) et celles qui sont involontaires (contraction des muscles lisses, régulation du muscle cardiaque, activation des glandes). Les réponses volontaires sont régies par le système nerveux somatique et les réponses involontaires sont régies par le système nerveux autonome, qui sont discutés dans la section suivante.

L'intégration. Les stimuli reçus par les structures sensorielles sont communiqués au système nerveux où ces informations sont traitées. C'est ce qu'on appelle l'intégration. Les stimuli sont comparés ou intégrés à d'autres stimuli, à des souvenirs de stimuli précédents ou à l'état d'une personne à un moment donné. Cela conduit à la réponse spécifique qui sera générée. Voir une balle de baseball lancée à un frappeur ne provoquera pas automatiquement le swing du frappeur. La trajectoire de la balle et sa vitesse devront être prises en compte. Peut-être que le compte est de trois balles et une prise, et le frappeur veut laisser passer ce lancer dans l'espoir d'obtenir un but sur balles jusqu'au premier but. Ou peut-être que l'équipe du frappeur est si loin devant, ce serait amusant de simplement s'éloigner.

Contrôler le corps

Le système nerveux peut être divisé en deux parties principalement sur la base d'une différence fonctionnelle dans les réponses. Le système nerveux somatique (SNS) est responsable de la perception consciente et des réponses motrices volontaires. La réponse motrice volontaire signifie la contraction du muscle squelettique, mais ces contractions ne sont pas toujours volontaires dans le sens où vous devez vouloir les exécuter. Certaines réponses motrices somatiques sont des réflexes et se produisent souvent sans une décision consciente de les exécuter. Si votre ami saute de derrière un coin et crie « Boo ! » vous serez surpris et vous pourriez crier ou sauter en arrière. Vous n'avez pas décidé de le faire et vous n'avez peut-être pas voulu donner à votre ami une raison de rire à vos dépens, mais c'est un réflexe impliquant des contractions des muscles squelettiques. D'autres réponses motrices deviennent automatiques (en d'autres termes, inconscientes) à mesure qu'une personne acquiert des habiletés motrices (appelées « apprentissage des habitudes » ou « mémoire procédurale »).

Le système nerveux autonome (SNA) est responsable du contrôle involontaire du corps, généralement pour des raisons d'homéostasie (régulation de l'environnement interne). Les entrées sensorielles pour les fonctions autonomes peuvent provenir de structures sensorielles adaptées à des stimuli environnementaux externes ou internes. La puissance motrice s'étend au muscle lisse et cardiaque ainsi qu'au tissu glandulaire. Le rôle du système autonome est de réguler les systèmes organiques du corps, ce qui signifie généralement de contrôler l'homéostasie. Les glandes sudoripares, par exemple, sont contrôlées par le système autonome. Lorsque vous avez chaud, la transpiration aide à refroidir votre corps. C'est un mécanisme homéostatique. Mais lorsque vous êtes nerveux, vous pouvez également commencer à transpirer. Ce n'est pas homéostatique, c'est la réponse physiologique à un état émotionnel.

Il existe une autre division du système nerveux qui décrit les réponses fonctionnelles. Le système nerveux entérique (ENS) est responsable du contrôle des muscles lisses et du tissu glandulaire de votre système digestif. C'est une grande partie du SNP et ne dépend pas du SNC. Il est parfois valable, cependant, de considérer le système entérique comme faisant partie du système autonome parce que les structures neurales qui composent le système entérique sont une composante de la production autonome qui régule la digestion. Il y a quelques différences entre les deux, mais pour nos besoins ici, il y aura un bon chevauchement. Voir la figure 12.6 pour des exemples d'endroits où ces divisions du système nerveux peuvent être trouvées.

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Visitez ce site pour en savoir plus sur une femme qui remarque que sa fille a du mal à monter les escaliers. Cela conduit à la découverte d'une maladie héréditaire qui affecte le cerveau et la moelle épinière. L'électromyographie et les tests IRM ont indiqué des déficiences dans la moelle épinière et le cervelet, qui sont tous deux responsables du contrôle des mouvements coordonnés. A quelle division fonctionnelle du système nerveux ces structures appartiendraient-elles ?

Connexion quotidienne

Quelle quantité de votre cerveau utilisez-vous ?

Avez-vous déjà entendu l'affirmation selon laquelle les humains n'utilisent que 10 % de leur cerveau ? Peut-être avez-vous vu une publicité sur un site Web disant qu'il existe un secret pour libérer le plein potentiel de votre esprit, comme si 90 % de votre cerveau restait inactif, attendant juste que vous l'utilisiez. Si vous voyez une annonce comme celle-là, ne cliquez pas. Ce n'est pas vrai.

Un moyen simple de voir quelle quantité de cerveau une personne utilise est de prendre des mesures de l'activité cérébrale pendant l'exécution d'une tâche. Un exemple de ce type de mesure est l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui génère une carte des zones les plus actives et peut être générée et présentée en trois dimensions (Figure 12.7). Cette procédure est différente de la technique d'IRM standard car elle mesure les changements dans le tissu dans le temps avec une condition ou un événement expérimental.

L'hypothèse sous-jacente est que le tissu nerveux actif aura un flux sanguin plus important. En demandant au sujet d'effectuer une tâche visuelle, l'activité dans tout le cerveau peut être mesurée. Considérez cette expérience possible : le sujet est invité à regarder un écran avec un point noir au milieu (un point de fixation). Une photographie d'un visage est projetée sur l'écran loin du centre. Le sujet doit regarder la photographie et déchiffrer ce que c'est. Le sujet a reçu l'ordre d'appuyer sur un bouton si la photographie est celle d'une personne qu'il reconnaît. La photographie pourrait être celle d'une célébrité, le sujet appuierait donc sur le bouton, ou il pourrait s'agir d'une personne inconnue du sujet, de sorte que le sujet n'appuierait pas sur le bouton.

Dans cette tâche, les zones sensorielles visuelles seraient actives, les zones d'intégration seraient actives, les zones motrices responsables du déplacement des yeux seraient actives et les zones motrices permettant d'appuyer sur le bouton avec un doigt seraient actives. Ces zones sont réparties tout autour du cerveau et les images d'IRMf montreraient une activité dans plus de 10 % du cerveau (certaines preuves suggèrent qu'environ 80 % du cerveau utilise de l'énergie - en fonction du flux sanguin vers les tissus - pendant le bon fonctionnement). tâches définies similaires à celle suggérée ci-dessus). Cette tâche n'inclut même pas toutes les fonctions que le cerveau exécute. Il n'y a pas de réponse du langage, le corps est en grande partie immobile dans l'appareil d'IRM et il ne prend pas en compte les fonctions autonomes qui seraient en cours en arrière-plan.


Lignées macrogliales

Introduction

La macroglie et les neurones constituent les deux classes de cellules neurales du système nerveux central (SNC). La macroglie et les neurones ont une origine embryonnaire neuroectodermique commune. Les trois principaux sous-types de macroglie sont les astrocytes, les oligodendrocytes et les cellules épendymaires. Le quatrième type majeur de cellules gliales dans le SNC est la microglie, qui sont des cellules non neuronales qui ont une origine mésodermique. La microglie provient de macrophages qui envahissent le cerveau au début du développement. Il existe également de nombreuses cellules gliales dans le système nerveux périphérique (SNP), principalement des cellules de Schwann, ainsi que des cellules satellites des ganglions sensoriels et sympathiques et des cellules gliales du système nerveux entérique du tractus gastro-intestinal. Les cellules neurales du SNC et du SNP ont des lignées clairement distinctes à partir d'un stade précoce du développement embryonnaire.

L'astroglie et l'oligodendroglie sont les types de cellules macrogliales les plus nombreux et les plus importants sur le plan fonctionnel. Les cellules épendymaires sont de simples cellules cuboïdes qui tapissent les ventricules du cerveau et le canal central de la moelle épinière. Les astrocytes sont morphologiquement et fonctionnellement divers et ont une distribution étendue dans tout le cerveau et la moelle épinière. Les astrocytes ont la caractéristique archétypale d'exprimer la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP). Les deux principales classes d'astrocytes sont les astrocytes protoplasmiques et les astrocytes fibreux, qui se trouvent respectivement dans la substance grise et blanche. De plus, il existe des cellules astrogliales spécialisées dans tout le SNC, par exemple, la glie radiale est des cellules astrogliales bipolaires qui prédominent dans le cerveau en développement, et la glie Müller et la glie Bergmann sont des astroglies spécialisées limitées à la rétine et au cervelet, respectivement. Contrairement aux astroglies, les oligodendroglies sont des cellules hautement spécialisées et ont par conséquent une distribution plus restreinte. Les oligodendrocytes forment les gaines de myéline qui isolent les axones du SNC et sont les plus nombreux dans la substance blanche. Jusqu'à récemment, le modèle accepté était que la macroglie et les neurones étaient dérivés de progéniteurs gliaux et neuraux distincts. Cependant, les lignées gliales et neuronales sont beaucoup plus étroitement liées qu'on ne le pensait auparavant. Les astrocytes et les oligodendrocytes se développent à partir de cellules souches neurales multipotentes qui génèrent également des neurones. En effet, les cellules souches astrogliales et les cellules progénitrices d'oligodendrocytes (OPC) persistent dans le cerveau mature et sont des sources potentielles de nouveaux neurones chez l'adulte.


Évolution et développement du cerveau : allométrie du cerveau et aréalisation du cortex

Les premières images et descriptions de cerveaux ont un effet de levier inhabituel sur la façon dont nous posons d'autres questions sur le cerveau. Les principales images vues dans les introductions aux neurosciences sont des vues sagittales du cerveau humain, décrivant les grandes divisions du cerveau antérieur au cerveau postérieur dérivées des « gonflements primitifs » du tube neural, et la vue latérale montrant une version des subdivisions originales du cortex de Brodmann. avec ses zones et lobes numérotés (Figure 13.1, en bas). Ces premières impressions sous-tendent les concepts de structure et de fonction cérébrales que nous formons en tant que chercheurs individuels et les conversations que nous avons en tant que communauté de recherche.


Figure 13.1 Gauche : Aires corticales délimitées à l'origine par Brodmann (1913). A droite : Connexions de la substance blanche du cortex. Gigandet et al., 2008. En bas : Divisions du cerveau en développement telles que démontrées par l'expression précoce des gènes.Martinez-Ferre & Martínez, 2012.

Les premières études sur l'évolution du cerveau ont énuméré ces divisions et décrit leur allométrie. Les études de la fonction cérébrale tentent de cartographier le comportement adaptatif, les mécanismes de perception et d'action, sur les mêmes régions et zones délimitées dans ces premières images. Cependant, l'existence d'un ensemble facilement accessible de subdivisions morphologiques du cerveau ne garantit nullement que ces subdivisions aient des mécanismes de développement identiques correspondants sur lesquels l'évolution puisse agir indépendamment (cf. chapitre 12 de ce volume). À quel point notre compréhension actuelle du cerveau pourrait-elle être différente si notre première vue de celui-ci avait été son schéma de câblage (figure 13.1, à droite), ou les gradients d'expression des gènes dans le cerveau en développement et la segmentation initiale que ces gradients impliquent (figure 13.1, en bas ) ?

Les subdivisions élaborées par les premiers neuroanatomistes descriptifs ont été exaltées par les anthropologues physiques étudiant l'évolution du cerveau. Les anthropologues ont appliqué l'idée prima facie raisonnable de « masse appropriée » (Jerison, 1973 Stephan, Baron, & Frahm, 1988) qui dit que le cerveau d'une espèce individuelle devrait consacrer une plus grande partie de son volume aux capacités sensorielles et motrices les plus importantes pour ce. Dans la mesure où les segments cérébraux incarnent ces capacités particulières, par conséquent, sélectionner un animal sur la base d'une capacité particulière revient à sélectionner sur le volume de son segment cérébral associé - c'est la base de la vision « mosaïque » de l'évolution du cerveau (Barton & Harvey, 2000 Striedter, 2005). Cette discussion ne veut pas dire que les divisions et les stratégies employées par les premiers chercheurs sur le cerveau étaient mal choisies ou nécessairement erronées, compte tenu des informations disponibles. Le but de notre brève rétrospective critique est de nous détromper de toutes les idées préconçues indignes que ces premières visions du cerveau ont instillées dans notre pensée actuelle.

Dans le présent chapitre, nous présentons une alternative à la vision traditionnelle, basée sur la zone, de l'évolution et du développement du cerveau. Nous passerons d'abord en revue en général ce que l'on sait de la mise à l'échelle globale du cerveau et de ses parties, à des échelles de taille allant des divisions anatomiques grossières aux classes cellulaires identifiées, et aux altérations du développement qui l'accompagnent. Nous nous concentrerons ensuite sur l'évolution de l'isocortex à titre d'exemple, contrastant ses sources combinatoires émergentes d'organisation avec la vision aréolaire. Nous considérerons diverses sources d'organisation dans le cortex (colonnes, couches, zones et régions plus grandes que la zone) et les directionnalités dans le flux d'informations et la neuromodulation. Nous conclurons avec un modèle de développement général de la feuille corticale qui peut englober les différences intra-corticales, interindividuelles et interspécifiques dans l'architecture neuronale.

13.2 Allométrie cérébrale de base des vertébrés

13.2.1 « Allométrie de quoi ? » ou « Que devrions-nous mesurer ? »

Les premières études sur l'évolution de l'organisation du cerveau chez les vertébrés ont examiné les poids ou les volumes des subdivisions cérébrales, car c'était la seule comparaison possible compte tenu de la technologie disponible (Jerison, 1973 Northcutt, 1981 Stephan, Frahm, & Baron, 1981). La stéréologie assistée par ordinateur a amélioré les mesures du nombre total de neurones et de leur disposition dans les structures cérébrales (Coggeshall, 1992) et, même si cette méthode reste chronophage, des ensembles de données substantiels ont été générés (par exemple, Giannaris & Rosendene, 2012 Pakkenberg, 1993). Plus récemment, le nombre de neurones et de cellules gliales a été compté dans des volumes relativement importants de tissus à l'aide de techniques de cytométrie en flux (Herculano‐Houzel & Lent, 2005). L'affirmation répétée des études de cytométrie en flux est que le comptage des neurones (parfois avec d'autres types de cellules) fournit une unité de mesure du cerveau plus utile que la comparaison des volumes (chapitre 2, voir aussi Herculano-Houzel, Collins, & Wong, 2007 Herculano ‐Houzel, Mota, & Lent, 2006). Cependant, différentes mesures mettent en évidence des caractéristiques différentes et ces caractéristiques pourraient être soit l'objet de pressions sélectives, soit les conséquences de mécanismes de développement à travers lesquels l'évolution doit agir.

Les neurones isolés ne sont pas « la » mesure définitive de la transmission de l'information ou de la complexité des circuits dans le cerveau. Ce n'est que dans les cas où la transmission d'informations se fait uniquement par des potentiels d'action sur les axones que le nombre de neurones pourrait être une mesure fidèle de la bande passante ou de la complexité. Dans les structures comportant des calculs locaux et gradués impliquant une communication sans pointes (telles que celles trouvées dans la rétine, le cortex et le cervelet), les assemblages axodendritiques, plutôt que les neurones entiers, servent souvent d'unités de calcul. Par exemple, dans la rétine, une seule cellule amacrine A17 fournit une rétro-inhibition réciproque à des centaines de cellules bipolaires dans des circuits parallèles isolés (Grimes, Zhang, Graydon, Kachar, & Diamond, 2010). Indépendamment des variations de densité neuronale, les structures cérébrales présentent des morphologies très diverses dans leurs architectures de traitement et d'assemblage de l'information. Considérons, par exemple, les arborisations stellaires tridimensionnelles des neurones du néocortex, les axones parallèles interceptant les dendrites bidimensionnelles serrées des cellules de Purkinje du cervelet, ou l'arrangement patch et matrice du striatum, où des patchs avec des caractéristiques de traitement particulières sont interposés dans la matrice générale des neurones du caudé et du putamen (Brown et al., 2002). Toutes ces structures ont des doses différentes de neurones de transmission, d'interneurones et de neurones modulateurs, ainsi que des différences d'activité métabolique au repos. De plus, le volume de connexions axonales et dendritiques requis pour augmenter chaque structure pour des neurones supplémentaires sera mis à l'échelle différemment pour chaque plan cytoarchitectural. Une telle diversité montre clairement que l'utilisation des nombres de neurones comme mesure unique de la différence entre des structures complexes brosse un tableau très incomplet.

Et si la consommation d'énergie, plutôt que le volume d'une structure ou le nombre de neurones, était la variable implicite préoccupante ? Ensuite, c'est le potentiel d'action au niveau de la synapse qui est de loin le plus grand consommateur de ressources (Laughlin, Steveninck, & Anderson, 1998 Logothetis, 2003) et l'information la plus pertinente serait le nombre total de synapses, ou peut-être, le volume de neuropile moins le volume de corps cellulaires. Ainsi, nous voyons que le nombre de cellules, le volume, les constituants cellulaires et les besoins énergétiques interagissent tous pour influencer à la fois le coût et la fonctionnalité d'une structure donnée (cf. chapitre 7 de ce volume). Ensuite, il n'est guère surprenant qu'aucune mesure ne suffise à caractériser la fonction d'une région ou ne soit l'objet évident de la sélection.

Le volume du cerveau, dans l'ensemble, évolue comme un exposant assez régulier du nombre de neurones (par exemple, Zhang & Sejnowski, 2000). Cependant, il se dissociera du nombre de neurones en raison d'un certain nombre de facteurs. Les deux principales sources de variation sont, premièrement, les différences structure par structure dans les assemblages de neurones déjà décrites ci-dessus, et deuxièmement, les différentes adaptations au problème « économisez le fil » qui peut devenir aigu à des cerveaux de grande taille (Cherniak, 1995 Cherniak, Mokhtarzada, Rodriguez-Esteban, & Changizi, 2004). Ce dernier concerne le potentiel de prolifération sauvage du volume de connectivité par rapport au nombre de neurones si l'architecture de réseau d'un petit cerveau ne peut pas évoluer avec élégance. Murre et Sturdy (1995) ont calculé que, si un cortex humain conservait le même pourcentage de connectivité que celui d'un cortex de souris, ce cortex pourrait être approximé comme un cube de 21 mètres de côté, composé principalement d'axones avec simplement un saupoudrage superficiel de neurones. L'utilisation d'une connectivité « petit monde », dans laquelle une infime fraction des liens du réseau étant non locaux garantit un faible nombre d'intermédiaires entre deux neurones, résout ce problème (Watts et amp Strogatz, 1998). Cependant, les paramètres générant une connectivité de petit monde dans des réseaux cérébraux de tailles différentes peuvent bien faire l'objet d'une sélection, par ex. sélection sur la distribution des longueurs d'axones.

Dans l'ensemble, le volume du cerveau, le nombre de neurones et le rapport entre les neurones et la glie sont tous à l'échelle du cerveau des vertébrés. Comme nous l'avons vu, cependant, chaque caractéristique est une mesure manifestement inadéquate de la diversité et de la capacité de calcul que nous essayons d'évaluer, et il n'est pas clair que l'une de ces mesures doive être la cible privilégiée de la sélection. La meilleure et la seule solution consiste à garder à l'esprit les avantages et les inconvénients de chaque mesure, ainsi que les contraintes de calcul, énergétiques et de développement qui influent sur la modification de la taille ou de la quantité de chaque type d'architecture neuronale.

13.2.2 Mise à l'échelle du cerveau, échelle macro

En regardant les schémas globaux de changement du cerveau, nous pouvons déduire la trajectoire de l'évolution de la variation observée chez les requins et les raies d'aujourd'hui aux mammifères actuels, y compris les primates. Cela correspond à une période d'évolution d'environ 450 millions d'années et le schéma de changement du cerveau est étonnamment stable : aucune nouvelle division cérébrale n'apparaît, les mêmes structures deviennent toujours disproportionnées lorsque le cerveau s'agrandit (prosencéphale et cervelet) et tandis que le tronc cérébral, le mésencéphale, le cerveau antérieur (télencéphale) et le cervelet varient fortement en volume, le bulbe olfactif et les structures associées (cortex olfactif et hippocampe) varient de manière plus indépendante (Figure 13.2 Yopak et al., 2010).


Figure 13.2 En haut : Les mammifères présentent un « changement de grade » dans le volume relatif du cerveau antérieur (télencéphale, étiqueté « Tel » et du cervelet (« Cer ») à toutes les tailles de cerveau, mais, chez les mammifères et les non-mammifères, ces deux structures s'agrandissent de manière disproportionnée dans les plus gros cerveaux, un fait dont l'ampleur est souvent difficile à apprécier dans les représentations à l'échelle logarithmique comme dans le panneau supérieur. Notez que les séries de données pour les parties respectives du cerveau ont été compensées par les quantités entre parenthèses pour faciliter la visualisation.

Yopak 2010. Reproduit avec la permission de la National Academy of Sciences.

En bas à gauche : les cerveaux de grands et petits requins fournissent un exemple de l'élargissement disproportionné du cerveau antérieur. Bibliothèque numérique de poissons.

En bas à droite : une représentation alternative de la mise à l'échelle relative des parties du cerveau. L'axe vertical est en unités régulières (non logarithmiques) pour mieux démontrer l'échelle de volume de l'isocortex.

Finlay 1995. Reproduit avec la permission de l'American Association for the Advancement of Science.

Ces caractéristiques générales de la mise à l'échelle du cerveau sont maintenant bien connues et nous avons donné deux types d'explications des causes de la mise à l'échelle du cerveau. Pour le premier, compte tenu de la diversité radicale des fonctions des parties homologues du cerveau antérieur, par exemple en comparant entre les mésanges et les chimpanzés, une raison fonctionnelle de l'élargissement préférentiel de ces régions doit se situer à un niveau de calcul commun à ces espèces et est arrivée à un stade précoce. dans la lignée des vertébrés. Nous avons suggéré que les informations sur les types d'architectures informatiques à la fois robustes et évolutives peuvent être trouvées dans la littérature informatique et robotique (Charvet, Striedter, & Finlay, 2011 Finlay, Hinz, & Darlington, 2011). En ce qui concerne le deuxième type d'explication, un mécanisme de développement capable de produire ce changement répété est l'organisation segmentaire conservée du cerveau des vertébrés : les emplacements les plus latéraux de la plaque neurale en développement, à savoir le cervelet et le prosencéphale pallium, produisent leurs neurones le plus longtemps. et ont donc le potentiel d'un élargissement disproportionné (Finlay, Hersman, & Darlington, 1998).

13.2.3 Variabilité individuelle

Le compte rendu du développement que nous avons donné sur la façon dont l'extension du développement embryonnaire peut produire directement l'élargissement disproportionné du cortex et du cervelet devrait fonctionner à grande et petite échelles, c'est-à-dire sur l'échelle phylogénétique et sur la plage de variabilité des individus. Nous avons étudié cette prédiction dans trois ensembles de données distincts : les rapports sur les volumes de plusieurs parties du cerveau chez les visons et les porcs sauvages et domestiques (Finlay et al., 2011) chez des souris de laboratoire de souches génétiques identifiées (Finlay et al., 2011) et dans plusieurs bases de données accessibles au public d'examens IRM chez des humains normaux (Charvet, Darlington, & Finlay, 2013). Dans tous les cas, les patrons de variabilité phylogénétique ont été reproduits au niveau de la variation individuelle. Ceci malgré le fait que la plage de variation au niveau individuel soit de plusieurs ordres de grandeur réduite par rapport à celle au niveau phylogénétique. Dans tous les cas, les parties du cerveau évoluent avec une grande régularité, à l'exception du bulbe olfactif et du système limbique (Reep, Finlay, & Darlington, 2007). Ici encore, le cortex et le cervelet deviennent disproportionnés dans les plus gros cerveaux. Sur la figure 13.3, nous voyons la mise à l'échelle et la variabilité relative de 6 structures neurales chez N = 90 humains tracées en fonction de la taille de la moelle dans chacune.

Figure 13.3 Les valeurs enregistrées naturellement des volumes des régions cérébrales ont régressé par rapport aux valeurs enregistrées naturellement des volumes de la moelle chez N = 90 humains. Cercles = structure non limbique losanges = structure limbique cercles ouverts et losanges ouverts = mâles cercles fermés et losanges fermés = femelles.

Adapté de Charvet 2013, Brain, Behaviour and Evolution, Karger AG.

13.2.4 Mise à l'échelle des aires corticales

Pour compléter notre tableau des tendances générales de la variabilité phylogénétique, de la variabilité individuelle et des mécanismes de développement qui relient les deux, nous considérerons deux aspects des régularités de mise à l'échelle du cortex qui ont un impact sur les structures intra-cortex. Tout d'abord, nous considérerons la mise à l'échelle de la taille des aires corticales. Deuxièmement, nous examinerons la relation entre le nombre d'aires corticales et le volume total des différents cortex.

L'analyse des aires corticales présente certains problèmes qui ne se posent pas dans le traitement des divisions cérébrales grossières. L'homologisation directe d'une « aire corticale » d'une espèce à l'autre peut être impossible. Par exemple, dans les aires corticales contenant les représentations multiples des surfaces sensorielles, ou niveaux de la hiérarchie motrice, les questions de savoir s'il existe un V4 homologue à la fois chez le singe macaque et un humain, ou un homologue de « l'aire de Broca » chez un rat ne peut pas être répondu en raison des ambiguïtés de l'architecture connexionnelle dans les cerveaux plus petits et plus grands. Il y a deux sortes d'exceptions à cela. La première est que les aires sensorielles et motrices primaires sont identifiables sans ambiguïté d'une espèce à l'autre (Kaas, 2011 Krubitzer & Seelke, 2012) - elles se situent dans les mêmes positions relatives et ont les mêmes types d'entrée et de sortie. La deuxième exception est si les aires corticales sont massées, en grandes divisions comme « frontale » ou « pariétale », par rapport aux aires sensorielles et motrices primaires. Ensuite, les grandes régions massées seront homologues par exclusion. Le fait que ces deux types de division intra-cortex aient une échelle régulière est connu depuis un certain temps. Jerison (1973) a décrit la mise à l'échelle hyperallométrique régulière du cortex frontal par rapport au reste du cerveau. Le cortex visuel évolue également de manière quelque peu hyperallométrique (Frahm, Stephan, & Baron, 1984). Sur la figure 13.4, extraite de travaux plus récents, ces deux types de régularités dans la mise à l'échelle corticale peuvent être observées.

Figure 13.4 En haut : Les zones néocorticales primaires du journal (somatosensorielles primaires, S1 visuel primaire, moteur primaire V1, M1 et auditif primaire, A1) sont régressées sur le journal (taille totale du néocortex). Les interceptions des lignes ont été ajustées pour une visualisation plus facile de la pente relative. La pente pour le cortex visuel primaire est la plus grande. La pente de la régression de log V1 est significativement différente de S1 (n = 22, p < 0,021) et de A1 (n = 13, p < 0,011).

Kaskan 2005. Reproduit avec la permission de la Royal Society.

En bas : Log en régression (volume du cortex frontal) contre log (volume des hémisphères moins cortex frontal) pour n = 24 grands singes (croix), Semendeferi et al. sont arrivés à la ligne de régression et à des intervalles de confiance à 95 % (lignes pointillées) avant de superposer les points de données pour les sujets humains (cercles vides).

Semendeferi 2002. Reproduit avec la permission de Nature Publishing Group.

Dans le panneau supérieur de la figure, l'augmentation relative de la taille de V1 est montrée par rapport au cortex auditif, somatosensoriel et moteur primaire, tel que mesuré dans un échantillon d'animaux diurnes et nocturnes (Kaskan et al., 2005). La pente de l'équation allométrique de V1 (1,086) était significativement plus élevée que les trois autres (0,697, 0,66 et 0,84 respectivement). Dans le panneau inférieur de la figure 13.4, la prévisibilité de la taille du cortex frontal humain par rapport aux grands singes est tracée (Semendeferi, Lu, Schenker, & Damasio, 2002).

Une deuxième caractéristique de la mise à l'échelle corticale est le changement du nombre d'aires corticales dans des cortex de volumes différents. En utilisant les cartes complètes des zones corticales de 20 espèces de mammifères (où une zone corticale est décrite comme une carte topographique thalamocorticale complète dans n'importe quelle modalité et ayant des modèles distincts de sorties et d'entrées par rapport à ses voisins), la relation de la figure 13.5 peut être vue (Finlay , & Brodsky, 2006 Finlay, Cheung, & Darlington, 2005).


Figure 13.5 Le nombre de zones corticales tracées en fonction de la surface corticale. La surface corticale totale approximative des zones visuelles et somatomotrices (CSA) cartographiées et le nombre de zones corticales (AC) pour la musaraigne, le galago et le macaque sont représentés, à titre d'exemple de zone corticale petite, moyenne et grande. Notez que l'ensemble du cortex du Galago, comprenant 24 zones, pourrait être logé dans une seule zone corticale du singe rhésus.

Reproduit de Finlay et al., 2005.

Les aires corticales augmentent très rapidement en nombre jusqu'à une taille de cortex d'environ 200 mm 2 en superficie totale, puis le taux d'augmentation est ralenti (voir Figure 13.5). Nous avons suggéré que l'augmentation plus rapide du nombre de zones dans les petits cerveaux est produite par les mécanismes de ségrégation dépendants de l'échelle du tri Hebbian, très similaires aux mécanismes qui, dans les gros cerveaux, produisent des caractéristiques telles que les colonnes de dominance oculaire. Cependant, pourquoi il devrait y avoir une discontinuité dans la mise à l'échelle autour de la zone corticale d'un galago exige encore une explication mécaniste précise.

13.2.5 Résumé de l'allométrie, en se concentrant sur le cortex

Nous avons décrit comment, dans la lignée des vertébrés, le pallium (cortex ou son homologue du cerveau antérieur) est préférentiellement agrandi chaque fois que les cerveaux deviennent gros. Nous avons également montré que le même schéma d'élargissement préférentiel est récapitulé dans la variabilité individuelle de plusieurs espèces de mammifères, y compris l'homme. Le modèle cohérent de changement cérébral à ces niveaux suggère qu'un mécanisme de développement similaire devrait expliquer les deux. Au sein du cortex, les zones qui peuvent être identifiées de manière cohérente à travers les espèces s'agrandissent à des taux allométriques prévisibles : le nombre d'aires corticales globales augmente avec le volume cortical global très rapidement dans les cerveaux de petite à moyenne taille, puis plus lentement dans le plus grand. En considérant le cerveau dans son ensemble et en extrapolant à partir de notre travail avec le cortex, la manière et la vitesse à laquelle chaque partie du cerveau évolue avec la taille globale du cerveau dépendra de la taille relative de son pool de progéniteurs et de la durée relative pendant laquelle elle prolifère au cours de la neurogenèse . Le volume produit par les corps cellulaires des neurones est en outre ajusté par le type d'interconnectivité que chaque type neuronal maintient.


Des neuroscientifiques découvrent un type de neurone qui agit comme le métronome du cerveau

Crédit : CC0 Domaine Public

En mesurant les pics électriques rapides de neurones individuels dans la région tactile du cerveau, les neuroscientifiques de l'Université Brown ont découvert un nouveau type de cellule qui garde l'heure si régulièrement qu'elle peut servir d'horloge ou de métronome à long terme du cerveau.

Ce type de neurone augmente de manière rythmique et synchronisée, indépendamment des sensations externes, a déclaré Chris Moore, professeur de neurosciences à Brown et directeur associé du Carney Institute for Brain Science. En « réglant le rythme », les neurones semblent améliorer la capacité des rongeurs à détecter lorsque leurs moustaches sont légèrement tapées.

Les ondes cérébrales avec environ 40 cycles par seconde, également connues sous le nom de rythmes gamma, ont été étudiées depuis le milieu des années 1930 chez les humains et les rongeurs, et des travaux antérieurs du laboratoire de Moore ont montré que l'augmentation des rythmes gamma naturels des rongeurs aidait les rongeurs à détecter des sensations de moustaches plus faibles. .

"Les rythmes gamma ont été un énorme sujet de débat", a déclaré Moore. "Certains neuroscientifiques très respectés considèrent les rythmes gamma comme l'horloge magique et unificatrice qui aligne les signaux à travers les zones du cerveau. Il existe d'autres neuroscientifiques tout aussi respectés qui, de manière colorée, considèrent les rythmes gamma comme les gaz d'échappement du calcul : ils ne sont absolument pas importants."

La fonction de métronome du rythme gamma a déjà fait l'objet d'hypothèses, mais a été largement annulée parce que les rythmes gamma changent en réponse aux sensations, a ajouté Moore. Ces neurones « métronome » nouvellement découverts, qui augmentent d'environ 40 cycles par seconde, ne le font pas.

Les résultats ont été publiés le jeudi 18 juillet dans la revue Neurone.

Hyeyoung Shin, doctorant en neurosciences de Moore et Brown, n'a pas cherché à trouver des neurones métronomes, que les chercheurs appellent des interneurones gamma réguliers non sensoriels à pic rapide. Au lieu de cela, au départ, ils voulaient étudier le rythme gamma piloté par la sensation.

Shin a utilisé une machine très précise pour déplacer légèrement les moustaches, juste à la limite de la capacité d'un rongeur à détecter le mouvement, tout en enregistrant l'activité des neurones dans la partie du cerveau sensible aux moustaches. Elle voulait voir ce qui était différent dans le cerveau quand le rongeur était capable de détecter le léger tapotement de ses moustaches par rapport à quand il ne l'était pas.

"Nous étions particulièrement intéressés par un sous-type d'interneurones inhibiteurs que ces cellules communiquent localement et leur fonction principale est d'inhiber les pointes d'autres cellules", a déclaré Shin. "Nous avons constaté qu'environ un tiers de ces interneurones à pic rapide" tic-tac "très régulièrement. Et un tic-tac plus régulier signifiait que le rongeur était mieux à même de percevoir des sensations subtiles."

Ce qui a rendu sa recherche distinctive, c'est qu'elle a examiné le comportement de neurones individuels au lieu de l'activité neuronale moyenne. En examinant des neurones individuels, elle a trouvé trois types distincts.

Certains de ces neurones ont augmenté indépendamment des sensations de moustache et auraient donc été généralement ignorés par les scientifiques. Ce groupe comprenait le sous-groupe des neurones métronomes régulièrement dopés. Les deux autres sous-types ont augmenté de manière aléatoire - certains n'ont pas changé avec les sensations de moustache, et d'autres l'ont fait. De plus, Shin a découvert que les neurones du métronome dans la région tactile du cerveau étaient synchronisés les uns avec les autres.

"Il y a cette chose amusante où les neuroscientifiques vont dans un cerveau, et une fois qu'ils trouvent une cellule qui répond au monde extérieur, ils l'étudient", a déclaré Moore. "S'il ne répond pas au monde extérieur, ils ne savent pas quoi en faire et l'ignorent. Avec une électrode dans le cerveau, vous entendez ceci et vous entendez cela - il est très facile de surinterpréter soit ou rater complètement des choses importantes parce que vous n'êtes pas prêt à les voir."

Cependant, Shin était prêt à voir ces neurones métronomes régulièrement en pic, a déclaré Moore. Avant de mener la recherche, Shin a effectué un examen approfondi de la littérature existante et a utilisé la modélisation informatique pour essayer de comprendre la logique des neurones à pic rapide, ce qui en fait un excellent exemple de chance favorisant l'esprit préparé.

Le cerveau humain a également des rythmes gamma, a déclaré Moore. Dans la prochaine étape, lui et Shin veulent déterminer si ces neurones métronomes existent chez les primates et les humains. Ils veulent également voir si des neurones métronomes existent dans d'autres régions du cerveau, ainsi que déterminer si l'amélioration spécifique de la synchronicité des neurones métronomes à l'aide du génie génétique et de la lumière a un impact sur la capacité des rongeurs à détecter les sensations faibles.

Bien que les neurones métronomes aient été récemment découverts, des perturbations au sein du groupe plus large - les interneurones à pic rapide - ont été impliquées dans un certain nombre de troubles neurologiques, notamment l'autisme, la schizophrénie et le trouble déficitaire de l'attention avec hyperactivité. Il est possible que certaines de ces conditions soient causées par des perturbations du sous-type de neurone métronome, mais des recherches beaucoup plus poussées sont nécessaires pour comprendre comment ce sous-type fonctionne généralement, sans parler des variations d'activité.


Astrocytes☆

Concept d'astrocytes (radial Glia) en tant que cellules souches

Les neurones et la macroglie (c'est-à-dire les astrocytes, les cellules NG2 et les oligodendrocytes) proviennent des cellules neuroépithéliales. Au début du développement, les cellules neuroépithéliales se transforment en cellules gliales radiales qui agissent comme des cellules précurseurs neurales pluripotentes. La division asymétrique de la glie radiale produit des précurseurs neuronaux qui migrent vers leurs destinations en utilisant les processus de la glie radiale comme éclaireur. Certains des astrocytes, localisés dans les niches neurogènes du cerveau adulte, conservent les propriétés des cellules souches tout au long de la vie et sont à l'origine de la neuro- et de la gliogenèse adulte. De plus, les cellules neurogliales contribuent à favoriser la survie neuronale à différents stades de développement grâce à la libération de nombreux facteurs neurotrophiques.


Chapitre 11 Quizlet Anatomie

Le système nerveux ________ contrôle les muscles squelettiques. autonome parasympathique afférent sympathique somatique somatique La partie du système nerveux périphérique qui transporte l'information sensorielle vers le SNC est désignée autonome. moteur. afférent. efférent. somatique. afférentes La division efférente du système nerveux périphérique innerve : les cellules glandulaires les cellules du muscle cardiaque les cellules des muscles lisses les cellules des muscles squelettiques Toutes les réponses sont correctes. tous La classe de neurones la plus abondante dans le système nerveux central est bipolaire. unipolaire. multipolaire. seudopolaire. anaxoniquemultipolaire Le cytoplasme qui entoure le noyau d'un neurone est appelé neuroplasme.

sarcoplasme. nucléoplasme. péricaryon. protoplasme. péricaryon Les amas de RER et de ribosomes libres dans les neurones sont appelés péricaryon. neurofilaments. microglie. neurofibrilles. Corps nissl corps nissl vL'axone est connecté au soma au niveau de la télodendrie. terminal synaptique. monticule d'axone. synapse. colline collatérale d'axone Les branches qui peuvent apparaître le long d'un axone sont appelées synapses. monticules. télodendrie. terminaux synaptiques. Collateralscollaterals Les axones se terminent par une série d'extensions fines appelées endrites. bornes. synapses. collatéraux. telodendriatelodendria Le site de communication intercellulaire entre un neurone et une autre cellule est le collatéral.

télodendrie. synapse. butte. terminaux synaptiques. synapse Les neurotransmetteurs prêts à être libérés sont stockés dans des télodendries synaptiques. bornes. mitochondries. neurosomes. vésicules. vésicules La plupart des neurones du SNC sont dépourvus de centrioles. Cette observation explique la capacité des neurones à produire un potentiel de repos. la capacité des neurones à communiquer entre eux. pourquoi les neurones du SNC développent des axones si longs. la capacité des neurones à générer un potentiel d'action. Les neurones du SNC ne peuvent pas se diviser pour régénérer les tissus endommagés. pourquoi les neurones du SNC ne peuvent pas se diviser pour régénérer les tissus endommagés L'unité fonctionnelle de base du système nerveux est le ________. neurone

Lequel des éléments suivants est un type de cellule gliale présent dans le système nerveux périphérique ? astrocytes cellules épendymaires microglie oligodendrocytes cellules satellitescellules satellites Les fonctions des astrocytes comprennent toutes les fonctions suivantes, à l'exception de la formation d'un cadre tridimensionnel pour le SNC. guider le développement des neurones. réponse aux lésions du tissu neural. conduire des potentiels d'action. maintien de la barrière hémato-encéphalique. les potentiels d'action conducteurs ________ représentent environ la moitié du volume du système nerveux. Dendrites Fibres efférentes Axones Synapses Neuroglianeuroglie La fonction des astrocytes dans le SNC comprend laquelle des fonctions suivantes ? guider le développement des neurones ajuster la composition du liquide interstitiel maintenir la barrière hémato-encéphalique réparer le tissu neural endommagé Toutes les réponses sont correctes. toutes Les cellules neurogliales qui participent au maintien de la barrière hémato-encéphalique sont les astrocytes. oligodendrocytes. microglie. cellules épendymaires. cellules de Schwann. astrocytes La gaine de myéline qui recouvre de nombreux axones du SNC est formée d'oligodendrocytes. astrocytes. cellules épendymaires. cellules satellites. microglie. oligodentrocytes Les petites cellules errantes qui engloutissent les débris cellulaires et les agents pathogènes dans le SNC sont appelées cellules satellites. cellules épendymaires. oligodendrocytes. microglie. astrocytesmicroglie Le neurilemme des axones du système nerveux périphérique est formé par les oligodendrocytes. astrocytes. microglie.

cellules de Schwann. cellules satellites. cellules de schwann Les cellules gliales qui entourent les neurones dans les ganglions sont des cellules épendymaires. cellules satellites. astrocytes. oligodendrocytes. cellules icroglisatellites De nombreux médicaments introduits dans la circulation sanguine ne peuvent pas affecter directement les neurones du SNC car le neurolemme est imperméable à la plupart des molécules. les astrocytes forment une capsule autour des neurones. les cellules épendymaires restreignent le flux de liquide interstitiel entre les capillaires et les neurones. les oligodendrocytes forment une gaine de myéline continue autour des axones. l'endothélium des capillaires du SNC forme une barrière hémato-encéphalique. l'endothélium des capillaires CNH forme une barrière hémato-encéphalique Des dommages importants aux oligodendrocytes dans le SNC pourraient entraîner une perte de sensation et de contrôle moteur. oss du cadre structurel du cerveau. incapacité à produire du tissu cicatriciel sur le site d'une blessure. diminution de la production de liquide céphalorachidien. une rupture de la barrière hémato-encéphalique. perte de sensation et de contrôle moteur Les dommages aux cellules épendymaires affecteraient très probablement la formation des gaines de myéline. formation de liquide céphalo-rachidien. transport des neurotransmetteurs dans les axones. formation de ganglions. réparation des axones. formation de liquide céphalo-rachidien Les minuscules espaces entre les cellules de Schwann adjacentes sont appelés ________noeuds de ranvier Les régions du SNC avec une abondance d'axones myélinisés constituent la matière ________. frapper

Après un accident vasculaire cérébral, quel type de cellule gliale s'accumule dans la région cérébrale affectée ? cellules satellites oligodendrocytes microglie cellules épendymaires Cellules de Schwannmicroglie Les membranes des neurones au repos sont très perméables à _____ mais peu perméables à _____. Na+ K+ Na+ Cl- K+ Na+ K+ Clk, na Lors de la dépolarisation, quel(s) gradient(s) déplace(nt) Na+ dans la cellule ? Na+ ne se déplace pas dans la cellule. Na+ sort de la cellule. uniquement le gradient électrique les gradients électriques et chimiques uniquement le gradient chimique les gradients électriques et chimiques Quelle est la valeur du potentiel membranaire au repos pour la plupart des neurones ? +30 mV 90 mV -70 mV-70 La pompe Na+-K+ transporte activement les ions sodium et potassium à travers la membrane pour compenser leurs fuites constantes. Dans quelle direction chaque ion est-il pompé ? Na+ et K+ sont pompés hors de la cellule. Na+ et K+ sont pompés dans la cellule. K+ est pompé hors de la cellule et Na+ est pompé dans la cellule. Na+ est pompé hors de la cellule et K+ est pompé dans la cellulena hors k dans Les concentrations dont deux ions sont les plus élevées à l'extérieur de la cellule. Na+ et A- (protéines négativement chargées) K+ et Cl- K+ et A- (protéines négativement chargées) Na+ et Cl-na et cl Les canaux ioniques toujours ouverts sont appelés canaux ________. fuite active gatedleak locale régulée Des canaux voltage-dépendants sont présents le long du péricaryon des neurones. à la surface des dendrites. sur le soma des neurones. à la plaque d'extrémité du moteur. dans la membrane qui recouvre les axonesdans la membrane qui recouvre les axones ________ les canaux s'ouvrent ou se ferment en réponse à une distorsion physique de la surface de la membrane. Fuite à déclenchement actif à déclenchement mécanique Séparé chimiquement à déclenchement mécanique ________ ouvert ou fermé en réponse à la liaison de molécules spécifiques. Canaux voltage-dépendants et chimiques Canaux activés Canaux chimiquement déclenchés Canaux voltage-dépendants Canaux de fuite chimiquement déclenchés

Si la perméabilité au potassium d'un neurone au repos augmente au-dessus de la perméabilité au repos, quel effet cela aura-t-il sur le potentiel transmembranaire ? Il n'y aura presque aucun effet sur le potentiel transmembranaire. La membrane se dépolarise jusqu'au seuil. L'intérieur de la membrane deviendra plus négatif. L'intérieur de la membrane deviendra plus positif. La membrane va se dépolariser. l'intérieur de la membrane deviendra plus négatif Un stimulus qui fait passer la membrane d'un neurone postsynaptique du potentiel de repos à -85 mV est : un stimulus temporel un stimulus excitateur un stimulus saltatoire un stimulus inhibiteur un stimulus dépolarisant un stimulus inhibiteur Si l'acétylcholine (ACh) provoque une inhibition d'un neurone postsynaptique, à quel type de canal membranaire l'ACh s'est-elle liée ? canal sodique régulé en tension canal sodique régulé chimiquement canal régulé mécaniquement canal calcique régulé en tension potassique régulé chimiquement canal potassique régulé chimiquement Un déplacement du potentiel transmembranaire au repos vers 0 mV est appelé ________dépolarisation La somme des forces électriques et chimiques agissant sur un ion est connu comme son ________. gradient électrochimique

Où dans le neurone un potentiel d'action est-il initialement généré ? n'importe où sur l'axone soma et les dendrites axone hillock axon hillock La phase de dépolarisation d'un potentiel d'action résulte de l'ouverture de quels canaux ? canaux Na+ dépendants chimiquement canaux K+ dépendants chimiquement canaux K+ dépendants du voltage canaux Na+ dépendants du voltagecanaux na dépendants du voltage La phase de repolarisation d'un potentiel d'action résulte de __________. l'ouverture de canaux K+ voltage-dépendants l'ouverture de canaux Na+ voltage-dépendants la fermeture de canaux Na+ voltage-dépendants la fermeture de canaux K+ voltage-dépendantsouverture de canaux k voltage-dépendants L'hyperpolarisation résulte de __________. fermeture faible des canaux Na+ voltage-dépendants fermeture rapide des canaux K+ voltage-dépendants fermeture lente des canaux K+ voltage-dépendantsfermeture lente des canaux k voltage-dépendants Quelle est la grandeur (amplitude) d'un potentiel d'action ? 70 mV 30 mV 100 mV100 mv Comment se propage un potentiel d'action le long d'un axone ? Les stimuli des potentiels (locaux) gradués du soma et des dendrites dépolarisent l'ensemble de l'axone. Un efflux de potassium du potentiel d'action actuel dépolarise la zone adjacente. Un afflux d'ions sodium provenant du potentiel d'action actuel dépolarise la zone adjacente. a b ou cc

Pourquoi le potentiel d'action ne s'éloigne-t-il que du corps cellulaire ? Les zones qui ont eu le potentiel d'action sont réfractaires à un nouveau potentiel d'action. Le flux des ions sodium ne va que dans une seule direction, loin du corps cellulaire a ou ba La vitesse du potentiel d'action est la plus rapide dans lequel des axones suivants ? un gros axone non myélinisé un petit axone non myélinisé un petit axone myélinisé a b ou cc Au cours de la repolarisation d'un neurone, les ions potassium sortent de la cellule. les ions potassium pénètrent dans la cellule. les ions sodium sortent de la cellule. les ions sodium pénètrent dans la cellule. les ions sodium et potassium se déplacent dans la cellule b c ou da Un stimulus seuil est le pic d'un potentiel d'action. hyperpolarisation d'un axone. potentiel de repos. dépolarisation nécessaire pour provoquer un potentiel d'action. le courant électrique qui traverse la fente synaptique a b c ou dd Le poison de poisson-globe bloque les canaux sodiques voltage-dépendants comme un bouchon de liège. Quel effet cette neurotoxine aurait-elle sur le fonctionnement des neurones ? Les neurones se dépolariseraient plus rapidement. Aucun, car les canaux sodiques à déclenchement chimique fonctionneraient toujours. L'axone serait incapable de générer des potentiels d'action. Les potentiels d'action n'auraient pas de phase de repolarisation.

La période réfractaire absolue serait plus courte que la normale. a b c d ec Dans une synapse, les neurotransmetteurs sont stockés dans des vésicules situées dans le __________. neurone présynaptique fente synaptique neurone postsynaptique a b ou ca La liaison d'un neurotransmetteur à ses récepteurs ouvre les canaux __________ sur la membrane __________. postsynaptique voltage-dépendant présynaptique voltage-dépendant postsynaptique chimiquement déclenché présynaptique chimiquement déclenché a b c ou dc Un potentiel d'action libère un neurotransmetteur d'un neurone en ouvrant lequel des canaux suivants ? canaux Ca2+ dépendants chimiquement canaux Na+ voltage-dépendants canaux Ca2+ dépendants de la tension canaux K+ voltage-dépendants a b c ou dc La liaison du neurotransmetteur à son récepteur provoque la membrane __________. dépolariser ou hyperpolariser dépolariser hyperpolariser a b ou ca Le mécanisme par lequel le neurotransmetteur est renvoyé à la terminaison axonale d'un neurone présynaptique est spécifique à chaque neurotransmetteur. Lequel des neurotransmetteurs suivants est décomposé par une enzyme avant d'être renvoyé ? glutamate acétylcholine a ou bb Lorsque les récepteurs cholinergiques sont stimulés, la noradrénaline désactive l'acétylcholine. les ions chlorure quittent le neurone postsynaptique. les ions ode pénètrent dans le neurone postsynaptique. les ions chlorure pénètrent dans le neurone postsynaptique. les ions sodium quittent le neuronesynaptique a b c d ec Les opioïdes soulagent la douleur en bloquant la libération de la substance X. substance P. substance Q. substance O. Aucune des réponses n'est correcte. a b c d eb Après l'action de l'acétylcholinestérase, la terminaison synaptique réabsorbe l'axoplasme. pince et un nouveau terminal se développe. réabsorbe la choline. réabsorbe l'acétylcholine. réabsorbe l'acétate. a b c d ou ec La facilitation présynaptique par la sérotonine est causée par la sommation temporelle. augmentation de la concentration extracellulaire d'ions potassium. canaux alciaux de la membrane présynaptique restant ouverts plus longtemps. augmentation de la concentration extracellulaire d'ions sodium. blocage des canaux calciques dans la membrane présynaptique. a-ec L'accumulation de dépolarisation lorsque les EPSP arrivent en succession rapide est appelée sommation ________. temporel Lorsqu'un potentiel d'action arrive à la borne axonale d'un motoneurone, quels canaux ioniques s'ouvrent ? canaux sodiques dépendants du potentiel canaux calciques dépendants chimiquement canaux calciques dépendants du potentiel canaux potassiques dépendants du potentiel a-dc La liaison du neurotransmetteur aux récepteurs de la plaque d'extrémité motrice provoque lequel des événements suivants ?

La liaison du neurotransmetteur provoque l'ouverture de canaux sodiques chimiquement contrôlés dans la plaque d'extrémité motrice. La liaison provoque l'ouverture de canaux potassium voltage-dépendants dans la plaque d'extrémité du moteur. La liaison provoque l'ouverture de canaux potassiques à ouverture chimique dans la plaque d'extrémité du moteur. La liaison provoque l'ouverture de canaux sodium voltage-dépendants dans la plaque d'extrémité du moteur. a-da Le potentiel d'action sur la cellule musculaire entraîne une contraction due à la libération d'ions calcium. Où sont stockés les ions calcium dans la cellule musculaire ? T tubule cytosol sarcolemme citernes terminales du réticulum sarcoplasmique a-dd

Les tubules T et les citernes terminales sont regroupés en structures appelées __________.myofibrilles fascicules sarcomères triade a -dd A quelle protéine régulatrice le calcium se lie-t-il lors de l'initiation du cycle de contraction dans les fibres musculaires squelettiques ? actine tropomyosine troponine myosine a-dc Laquelle des causes suivantes provoque l'exposition ou la découverte du site actif de l'actine ? formation de ponts croisés position de déplacement de la tropomyosine calcium entrant dans le réticulum sarcoplasmique calcium libérant de la troponine a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l'excitation dans le contexte du couplage excitation-contraction dans le muscle squelettique ? a formation de ponts croisés la liaison du calcium à la troponine la libération de calcium par le réticulum sarcoplasmique la génération d'un potentiel d'action dans le sarcolemme a-dd Laquelle des phrases suivantes décrit le mieux comment l'excitation est couplée à la contraction des fibres musculaires squelettiques ? par les tubules T par la formation de ponts par la libération de calcium du réticulum sarcoplasmique par des impulsions électriques se déplaçant le long du sarcolemm .

Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment l'anesthésie affecterait les muscles squelettiques d'un patient atteint d'HM ? Les muscles se contracteraient à cause de la liaison du calcium à la troponine. Les muscles se contracteraient en raison de la génération de potentiel d'action accru dans le sarcolemme. Les muscles se contracteraient en raison d'une stimulation nerveuse accrue. Les muscles se détendraient à cause du retour du calcium dans le réticulum sarcoplasmique a-da Quelles sont les causes de la libération de calcium des citernes terminales du réticulum sarcoplasmique dans une cellule musculaire ? Pompe à ions calcium ATP rivation d'un potentiel d'action troponine a-dc La liaison du calcium à quelle molécule provoque l'exposition des sites de liaison de la myosine ? actine troponine tropomyosine a-cb Une tête de myosine se lie à quelle molécule pour former un pont croisé ? troponine actine tropomyosine a-cb Qu'est-ce qui dynamise le coup de force ? hydrolyse de l'ATP liaison calcique de l'ATP a-ca Qu'est-ce qui provoque la déconnexion de la tête de myosine de l'actine ? liaison du calcium hydrolyse de l'ATP liaison de l'ATP liaison de troponi a=dc Dans quelle partie du neurone le potentiel d'action initie-t-il généralement ? terminaisons axonales dendrites oma (corps cellulaire) segment initial de l'axone a-dd Lors d'un potentiel d'action d'un neurone, qu'est-ce qui provoque directement l'ouverture et la fermeture des différents canaux ? neurotransmetteur se liant aux canaux chimiquement déclenchés ions calcium ions sodium et potassium potentiel transmembranaire (tension) a-dd Quelle est la durée typique d'un potentiel d'action nerveux ? 20 ms 2 ms 200 ms 0. 2 ms a-db Autour de quel potentiel transmembranaire le seuil se produit-il couramment ? -60 mV -60 V -70 mV +60 mV a-da Quel ion est responsable de la dépolarisation du neurone lors d'un potentiel d'action ? K+ (potassium)

Cl- (chlorure) Na+ (sodium) Ca2+ (calcium) a-dc Quel type de transport membranaire provoque la phase de dépolarisation du potentiel d'action dans les neurones ? transport actif facilité diffusion filtration diffusion a-dd Au cours d'un potentiel d'action, après que le potentiel membranaire atteint +30 mV, quel(s) événement(s) affecte(s) principalement le potentiel membranaire ? Les canaux sodiques voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer). Les canaux sodium voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer) et la pompe d'échange sodium-potassium commence à éliminer les ions sodium en excès de l'intérieur de la cellule.

Les canaux sodium voltage-dépendants commencent à s'inactiver (se fermer) et les canaux potassium voltage-dépendants commencent à s'ouvrir. Les canaux potassiques voltage-dépendants commencent à s'ouvrir et la pompe d'échange sodium-potassium commence à éliminer les ions Na+ en excès de l'intérieur de la cellule. a-dc Quel ion provoque la repolarisation du neurone lors d'un potentiel d'action ? Ca2+ (calcium) Mg2+ (magnésium) Na+ (sodium) K+ (potassium) a-dd Quelles sont les causes de la repolarisation du potentiel membranaire lors du potentiel d'action d'un neurone ? afflux de potassium (entrant dans la cellule) efflux de sodium (quittant la cellule) afflux de sodium (entrant dans la cellule) efflux d'otassium (quittant la cellule) a-dd Qu'est-ce qui est principalement responsable de la brève hyperpolarisation vers la fin du potentiel d'action ? la pompe d'échange sodium/potassium met un certain temps à rétablir les concentrations ioniques normales les canaux potassiques voltage-dépendants mettent un certain temps à se fermer en réponse au potentiel membranaire négatif les canaux potassiques voltage-dépendants s'ouvrent lorsque le potentiel membranaire devient plus négatif (repolarisé) voltage- les canaux sodiques fermés mettent un certain temps à se remettre de l'inactivation a-db Où les potentiels d'action sont-ils régénérés lorsqu'ils se propagent le long d'un axone non myélinisé ? t chaque segment de l'axone à la myéline aux nœuds aux entre-nœuds a-da Le mouvement de quel ion est responsable des courants locaux qui dépolarisent d'autres régions de l'axone jusqu'au seuil ? canaux sodium (Na+) voltage-dépendants Potassium (K+) sodium (Na+) calcium (Ca2+) a-dc A quelle vitesse les potentiels d'action se propagent-ils approximativement dans les axones non myélinisés chez l'homme ? 0,1 mètre par seconde 120 mètres par seconde 12 mètres par seconde 1 mètre par seconde a-dd Contrairement aux entre-nœuds d'un axone myélinisé, les nœuds __________. sont enveloppés de myéline ont une résistance plus élevée de la membrane au mouvement des ions une résistance plus faible de la membrane au mouvement des ions ne se produit qu'au début et à la fin de l'axone a-dc Où les potentiels d'action sont-ils régénérés lorsqu'ils se propagent le long d'un axone myélinisé ? à chaque segment de l'axone aux entre-nœuds aux nœuds de la myéline a-dc La régénération de nœud à nœud d'un potentiel d'action le long d'un axone myélinisé est appelée __________. propagation locale propagation continue propagation myélinisée propagation saltatoire a-dd Comment se comparent les vitesses de propagation des potentiels d'action dans les axones myélinisés et non myélinisés ? La propagation est plus rapide dans les axones non myélinisés.

Les vitesses de propagation sont similaires dans les deux types d'axones. La propagation est plus rapide dans les axones myélinisés. La propagation dans les axones myélinisés est plus rapide sur de courtes distances, mais plus lente sur de longues distances a-dc La sclérose en plaques (SEP) est une maladie qui arrête la propagation du potentiel d'action en détruisant la myéline autour (normalement) des axones myélinisés. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment MS arrête la propagation du potentiel d'action ? Sans myéline, la membrane des entre-nœuds se dépolarise plus facilement. Sans myéline, la résistance de la membrane entre les nœuds diminue, empêchant les courants locaux d'atteindre les nœuds adjacents.

Sans myéline, la membrane ganglionnaire devient plus facilement réfractaire. Sans myéline, la résistance de la membrane entre les nœuds augmente, empêchant les courants locaux d'atteindre les nœuds adjacents. a-db Le récepteur de l'acétylcholine est un exemple de quel type de canal ? un canal voltage-dépendant un canal chimiquement fermé un canal de fuite un canal mécaniquement fermé a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux le rôle du calcium dans l'activité synaptique ? Le calcium diffuse à travers la fente synaptique pour se lier aux récepteurs de la cellule postsynaptique. Le calcium pénètre dans la cellule postsynaptique et provoque une dépolarisation.

Le calcium pénètre dans la cellule présynaptique et provoque la libération d'ACh. Le calcium décompose l'acétylcholine. a-dc Lequel des énoncés suivants décrit le mieux comment l'ACh provoque la dépolarisation de la membrane postsynaptique ? L'ACh active l'acétylcholinestérase (AChE). L'ACh ouvre les canaux calciques voltage-dépendants. L'ACh ouvre les récepteurs de l'ACh. L'ACh provoque la fusion des vésicules, libérant le neurotransmetteur dans la fente synaptique. a-dc Curare est un médicament qui empêche l'ACh de se lier aux récepteurs de l'ACh. Comment vous attendez-vous à ce que le curare affecte les événements au niveau d'une synapse cholinergique ? Le calcium ne diffuserait pas dans le neurone présynaptique. Les vésicules ne libéreraient pas d'ACh.

L'acétylcholinestérase (AChE) ne décomposerait pas l'ACh. La cellule postsynaptique ne se dépolariserait pas. a-dd Quel est le rôle principal de l'acétylcholinestérase (AChE) au niveau d'une synapse cholinergique ? L'AChE se lie aux récepteurs ACh, provoquant leur ouverture. L'AChE dégrade l'acétylcholine dans la fente synaptique. L'AChE libère de l'acétylcholine dans la fente synaptique. L'AChE dépolarise la cellule postsynaptique. a-db Lequel des énoncés suivants décrit le mieux l'ordre des événements dans l'activité synaptique ? Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique.

L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique. Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique. Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. L'ACh est éliminée par l'AChE. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. Un potentiel d'action arrive et dépolarise le bouton synaptique.

Le calcium extracellulaire pénètre dans le bouton synaptique, déclenchant l'exocytose de l'ACh. L'ACh se lie aux récepteurs et dépolarise la membrane postsynaptique. L'ACh est éliminée par l'AChE. D Lequel des éléments suivants n'est pas une fonction du système nerveux ? A) sentir les environnements interne et externe B) intégrer les informations sensorielles C) coordonner les activités volontaires et involontaires D) diriger les fonctions à long terme, telles que la croissance E) contrôler les effecteurs périphériques diriger les fonctions à long terme, telles que la croissance le système nerveux _______ est composé du cerveau et de la moelle épinière. a) autonome b) périphérique c) central d) efférent e) afférent central il ______ système nerveux contrôle le muscle squelettique. a) sympathique b) parasympathique c) afférent d) somatique e) autonome la partie du système nerveux périphérique qui transporte l'information sensorielle vers le SNC est désignée a) moteur b) afférent c) efférent d) autonome e) somatique afférence lequel des éléments suivants n'est pas une fonction de la névroglie ? a) soutien b) mémoire c) sécrétion de liquide céphalo-rachidien d) maintien de la barrière hémato-encéphalique e) phagocytosismémorie parmi les éléments suivants, lesquels sont un type de cellule gliale présent dans le système nerveux périphérique ? a) astrocytes b) cellules satellites c) c) oligodendrocytes ) microglie e) cellules épendymairescellules satellites les plus grandes et les plus nombreuses des cellules gliales du système nerveux central sont les a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymaires les fonctions des astrocytes comprennent toutes les fonctions suivantes, sauf a) maintenir la barrière hémato-encéphalique b) conduire des potentiels d'action c) guider le développement des neurones d) réagir aux lésions du tissu neural e) former un cadre tridimensionnel pour le SNCConduire des potentiels d'action la gaine de myéline qui recouvre de nombreux axones du SNC est formée par a) les astrocytes b) les cellules satellites ) les oligodendrocytes d) la microglie e) les cellules épendymaires les oligodendrocytes _______ tapissent les ventricules cérébraux et le canal rachidien a) les astrocytes

b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairescellules épendymaires petites cellules errantes qui engloutissent les débris cellulaires et les agents pathogènes dans le SNC sont appelées a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairesmicroglie le neurilemme de les axones du système nerveux périphérique sont formés par a) les astrocytes b) les cellules satellites c) les oligodendrocytes d) la microglie e) les cellules de schwann les cellules gliales qui entourent les neurones des ganglions sont ) les astrocytes b) les cellules satellites c. oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairescellules satellites, lequel des éléments suivants n'est pas une classification structurelle reconnue pour les neurones ? a) anaxonique b) bipolaire c) multipolaire d) pseudopolaire e) unipolairepseudopolaire la classe de neurones la plus abondante dans le système nerveux central est a) anaxonique b) bipolaire c)multipolaire d) pseudopolaire e) unipolairemultipolaire le cytoplasme qui entoure le noyau du neurone est appelé a) protoplasme b) nucléoplasme c) sacroplasme d)neuroplasme e) péricaryonpéricaryon amas de RER et ribosomes libres dans les neurones sont appelés ) neurofilaments b) neurofibrilles c) péricaryon d) corps nissl e) corps microglianissl l'axone est connecté au soma au a) télodendrie b) boutons synaptiques c) collatérales d) monticule d'axone e) monticule de synapseaxon Les branches qui peuvent apparaître le long d'un axone sont appelées a) télodendrie b) boutons synaptiques c) collatérales d) monticules e synapsescollatérales les axones se terminent en série des extensions fines connues sous le nom de a) télodendrie b) boutons c) collatérales d) dendrites e) synapsestélodendrie Le neurotransmetteur pour la libération est stocké dans synaptique a) télodendrie b) boutons c) vésicules d) mitochondries e) neurosomesvésicules e site de communication intercellulaire entre les neurones est a) la télodendrie b) le bouton synaptique c) collatéral d) la butte e) la synapse-synapse le virus de la rage se rend au SNC via a) le transport axoplasmique antérograde b) le transport axoplasmique rétrograde c) les vaisseaux sanguins d) tissu conjonctif sous-cutané

e) les neurones de transport axoplasmique rétrograde du liquide céphalo-rachidien qui sont rares, petits et dépourvus de caractéristiques qui distinguent les dendrites des axones sont appelés a) anaxoniques b) unipolaires c) bipolaires c) tripolaires e) neurones multipolairesanaxoniques dans lesquels les processus dendritiques et axonaux sont continus et le soma se trouve sur un côté sont appelés ) anaxonique b) unipolaire c) bipolaire d) tripolaire e) multipolaire unipolaire neurones qui ont un axone et une dendrite, avec le soma entre les deux sont appelés a) anaxonique b) unipolaire c) bipolaire d) tripolaire e ) les neurones multipolairesbipolaires qui ont plusieurs dendrites et un seul axone sont appelés a) anaxoniques b) unipolaires c) bipolaires d) tripolaires e)multipolairesmultipolaires les neurones sensoriels du SNP sont a) unipolaires b) bipolaires c) anaxoniques d) multipolaires e) tripolaires unipolaires qui des activités ou sensations suivantes n'est pas surveillée par des intérocepteurs ? a) la vue b) le goût c) les activités du système digestif ) les activités cardiovasculaires e) l'activité urinaire la vue _____ les neurones sont petits et n'ont pas de caractéristiques anatomiques qui distinguent les dendrites des axones. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones _______ anaxoniques ci-dessus n'est court, avec un corps cellulaire entre la dendrite et l'axone, et se trouve dans des organes sensoriels spéciaux. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des éléments ci-dessusbipolaire dans un (n) ________ neurone, les dendrites et l'axone sont continus ou fusionnés. a) multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones unipolaires ______ ci-dessus n'est le plus commun dans le SNC. ) Multipolaire b) anaxonique c) unipolaire d) bipolaire e) aucun des neurones _____ multipolaires ci-dessus ne forme la division afférente du SNP a) sensoriel viscéral b) sensoriel c) sensoriel neural d) sensoriel somatique e) aucun des ______ sensoriels ci-dessus n'est le type de neurone le plus répandu dans le SNC

a) les neurones sensoriels b) les neurones moteurs c) les neurones unipolaires d) les neurones bipolaires e) les interneuronesinterneurones parmi lesquels des types de névroglie a) les cellules épendymaires b) la microglie c) les astrocytes d) les oligodendrocytes e) tout ce qui précède _____ représentent environ la moitié du volume du système nerveux. a) les axones ) les dendrites c) la névroglie d) les synapses e) les fibres efférentes de la névroglie, lesquelles des propriétés suivantes sont des propriétés du liquide céphalo-rachidien ? a) entoure le cerveau et la moelle épinière b) remplit les ventricules cérébraux c) transporte les nutriments d) circule en continu e) tout ce qui précède tout ce qui précède la fonction des astrocytes dans le SNC comprend lequel des éléments suivants ? a) ajuster la composition du liquide interstitiel b) guider le développement des neurones c) maintenir la barrière hémato-encéphalique d) réparer le tissu neural endommagé e) tout ce qui précède, les névroglies les plus grandes et les plus nombreuses du SNC sont les ) astrocytes b) cellules épendymaires c) microglie d) ogliodendrocytes e) aucun des ci-dessusastrocytes les plus petites névroglies du SNC sont les a) astrocytes b) cellules épendymaires c) microglie d) oligodendrocytes e) aucun des ci-dessusmicroglie après un accident vasculaire cérébral, quel type de les cellules gliales s'accumulent dans la région cérébrale affectée ? a) astrocytes b) cellules satellites c) oligodendrocytes d) microglie e) cellules épendymairesmicroglie la moelle épinière fait partie du a) système nerveux périphérique b) système nerveux somatique ) système nerveux central d) système nerveux autonome e) système nerveux afférentsystème nerveux central il ______ est un brin de tissu fibreux qui fournit un support longitudinal en tant que composant du ligament coccygien. a) cône médullaire b) filum terminale c) queue de cheval d) racine dorsale e) racine dorsale filum terminale ventrale les nerfs spinaux sont a) purement sensoriels b) purement moteurs c) à la fois sensoriels et moteurs d) interneuraux e) involontaires à la fois sensoriels et moteurs de la moelle épinière se composent de cinq régions et ____ segments a) 5 b) 12 c) 25 d) 31 e) le nombre varie considérablement selon les individus31 les ganglions de la racine dorsale contiennent principalement a) des axones de motoneurones b) des axones de neurones sensoriels

c) corps cellulaires des neurones moteurs ) corps cellulaires des neurones sensoriels e) synapsescorps cellulaires des neurones sensoriels la racine dorsale d'un nerf spinal contient a) les axones des neurones moteurs b) les axones des neurones sensoriels c) les corps cellulaires des neurones moteurs d) la cellule corps des neurones sensoriels e) interneuronsaxones des neurones sensoriels la racine ventrale d'un nerf spinal contient a) des axones des motoneurones b) des axones des neurones sensoriels c) des corps cellulaires des motoneurones d) des corps cellulaires des neurones sensoriels e) des interneuronsaxones des motoneurones l'enveloppe dure, fibreuse et la plus externe de la moelle épinière est a) l'arachnoïde b) la pie-mère c) la dure-mère d) le bloc péridural ) le périoste-dura-mère après l'âge ______ la colonne vertébrale continue de s'allonger, mais pas la moelle épinière elle-même a) 8 b)12 c) 18 d) 4 e) 14 si la racine dorsale d'un nerf spinal est sectionnée a) la sortie vers les muscles squelettiques serait bloquée b) la sortie vers les organes viscéraux serait bloquée c) la moelle épinière ne serait pas capable traiter l'information à ce niveau d) t e cerveau ne serait pas capable de communiquer avec ce niveau de la moelle épinière. e) l'entrée sensorielle serait bloquée l'entrée sensorielle serait bloquée l'espace sous-dural se situe entre a) l'arachnoïde et la pie-mère b) la pie-mère et la dure-mère) la dure-mère et l'arachnoïde d) la pie-mère et la sous-arachnoïde espace e)l'endoste et le périostela dure-mère et l'arachnoïde la couche des méninges en contact direct avec la moelle épinière est la a) la dure-mère b) l'espace sous-arachnoïdien c) l'arachnoïde d) la pie-mère e) la plexuspie choroïde une dorsale et la racine ventrale de chaque segment rachidien s'unit pour former aa) élargissement cervical b) élargissement lombaire c) nerf spinal d) méninge spinale e) nerf rachidien ganglionnaire dans la méningite

a) l'inflammation des méninges se produit b) les bactéries peuvent être la cause c) les virus peuvent être la cause il est couramment utilisé comme méthode de contrôle de la douleur pendant le travail et l'accouchement b) il affecte uniquement les nerfs rachidiens dans la zone immédiate de l'injection c) il peut fournir une anesthésie sensorielle et motrice, selon l'anesthésique choisi d) il peut fournir principalement anesthésie sensorielle, selon l'anesthésique choisi e) toutes les réponses sont correctestoutes les réponses sont correctes le liquide céphalo-rachidien s'écoule dans a) le filum terminal b) l'espace sous-arachnoïdien c) la dure-mère d) la pie-mère ) l'arachnoïde matérarachnoïde la moelle épinière continue de s'allonger jusqu'à environ l'âge a) 20 ans b) 10 ans c) 4 ans d) 6 mois e) 2 mois4 ans les membranes spécialisées qui entourent la moelle épinière sont appelées a) méninges crâniennes b) mère crânienne c) méninges vertébrales d) la pie-mère e) les membranes épidurales les méninges vertébrales les vaisseaux sanguins qui alimentent la moelle épinière longent la surface de a) la pie-mère b) la dure-mère c) l'espace épidural d) l'espace sous-dural e) l'espace sous-arachnoïdien des échantillons de pie-mère de LCR à des fins de diagnostic sont normalement obtenu en plaçant la pointe d'une aiguille dans a) la dure-mère b) l'arachnoïde ) l'espace épidural d) l'espace sous-arachnoïdien e) l'espace ventricescérébral sous-arachnoïdien chez un adulte, le cône médullaire se trouve à environ L1 facture contracte une maladie virale qui détruit les cellules dans les cornes grises postérieures de sa moelle épinière.

En conséquence, lequel des éléments suivants es-tu excepté ? a) perte de sensation dans son torse b) incapacité à respirer c) problèmes de mouvement des bras d) transpiration incontrôlable de ses pieds e) problèmes de mouvement des jambes perte de sensation dans son torse la substance blanche de la moelle épinière est principalement a) axones non myélinisés b) névroglie c) cellules de schwann d) axones myélinisés et non myélinisés corps les cornes postérieures de la moelle épinière contiennent principalement a) les noyaux sensoriels b) les noyaux moteurs somatiques c) les noyaux moteurs autonomes d) les voies nerveuses e) les noyaux nucléissensoriels sympathiques les cornes antérieures de la moelle épinière contiennent principalement a) les noyaux sensoriels b) le moteur somatique noyaux c) noyaux moteurs autonomes d) voies nerveuses e) noyaux moteurs nucléisomatiques sympathiques les voies nerveuses ou faisceaux constituent a) le canal central b) les cornes postérieures grises ) les commissures grises d) les colonnes blanches e) la partie antérieure grise cornes colonnes blanches la moelle épinière, la matière blanche est séparée en faisceaux ascendants et descendants organisés a) noyaux b) ganglions c) colonnes d) nerfs e) cornes colonnes les projections vers l'extérieur de la matière grise centrale de la moelle épinière sont appelées a) ailes b) cornes c) pyramides d) fibres e) tractshorns les axones traversant d'un côté de la moelle épinière à l'autre dans la matière grise se trouvent dans a) les cornes grises antérieures b) les cornes grises latérales c) les cornes grises postérieures

d) commissures grises e) commissures blanches commissures grises la substance blanche de la moelle épinière contient ) des faisceaux d'axones avec des origines, des destinations et des fonctions communes b) des faisceaux de dendrites avec des origines, des destinations et des fonctions communes c) des noyaux sensoriels et moteurs d) à la fois les axones et les dendrites e) les interneurons des faisceaux d'axones avec une image d'usage courant pour répondre aux questions 75-82http://o. quizlet. com/IibPvYFRvZPfGENgIVqV3A. png identifie la structure étiquetée 𔄙. ” a) colonne blanche antérieure b) colonne blanche latérale c) corne blanche latérale d) commissure médiane e) colonne blanche postérieure colonne blanche postérieure identifier la structure étiquetée 𔄜. ” a) colonne grise postérieure b) ganglion gris dorsal c) colonne blanche postérieure d) corne grise postérieure ) corne grise antérieure corne grise postérieure identifier la structure étiquetée 󈫺. ” a) commissure antérieure blanche b) fissure moyenne antérieure c) colonne antérieure blanche d) commissure antérieure grise e) commissure antérieure grise blanche antérieure quelle est la fonction de la structure étiquetée 12″ a) contrôle du muscle squelettique b) somatique réception sensorielle c) réception sensorielle viscérale d) contrôle des effecteurs viscéraux e) voies ascendantes réception sensorielle somatique quelle est la fonction de la structure étiquetée 14 a) contrôle du muscle squelettique b) traitement sensoriel somatique c) contrôle des effecteurs viscéraux d) contrôle moteur somatique ) traitement sensoriel viscéralcontrôle des effecteurs viscéraux où résident les motoneurones somatiques a)10 b)12 c)13 d)14 e)1515 où sont les colonnes blanches de la moelle épinière ? a) 4,5,6 b) 1,2,3 c) 7,11 d)12,13 e) 88 l'enveloppe du tissu conjonctif la plus externe des nerfs est a) l'endonèvre b) l'endomysium c) le périnèvre d) l'épineurium e ) epimysiumepineurium lequel de ceux-ci n'est pas l'une des divisions principales du cerveau adulte ? a) le cerveau b) le diencéphale c) le prosencéphale d) le mésencéphale e) le ponsprosencéphale lequel des éléments suivants se trouve entre le cerveau et le tronc cérébral ? a) bulbe rachidien b) pons c) mésencéphale d) diencéphale ) cervelet diencéphale le plancher du diencéphale est formé par a) l'hypothalamus b) le thalamus c) le tronc cérébral d) le mésencéphale e) le myélencéphalehypothalamus les voies qui relient le cervelet au tronc cérébral sont situés dans a) la moelle allongée b) le pont c) le mésencéphale d) le diencéphale

e) les centres autonomes du thalamuspon qui contrôlent la pression artérielle, la fréquence cardiaque et la digestion sont situés dans a) le bulbe rachidien b) le pont c) le mésencéphale d) le diencéphale e) le cervelet médullaire le cervelet et le pont se développent à partir du a) télencéphale b) du diencéphale c ) mésencéphale d) métencéphale e) myélencéphale métencéphale les informations sensorielles sont traitées et transmises au cerveau par le A) bulbe rachidien b) le pont c) le mésencéphale d) le thalamus e) le cervelet thalamus un noyau neural se trouve à la surface du a) cerveau b) pons c) thalamus d) mésencéphale e) ponscerebrum Au fur et à mesure que vous montez de la moelle allongée au cerveau, la fonction de chaque niveau successif devient a) plus complexe b) plus simple c) mieux comprise e) plus cruciale pour les fonctions viscérales e) critique pour réflexes plus complexes le ____ fournit le lien principal entre les systèmes nerveux et endocrinien a) le cervelet b) le bulbe rachidien c) le cerveau d) le pont e) l'hypothalamushypothalamus arates les premier et deuxième ventricules est le a) faux cerebri b) septum pellucidum c) septum insula d) foramen interventriculaire e) aqueduc cérébral septum pellucidum Réponses à la question 94-102 de la figure du cerveauhttp://o. quizlet. com/fIXf4z1Noai3xXSXc. 9A0w. png identifier la structure étiquetée 𔄙” a) plexus choroïde b) aqueduc cérébral c) troisième ventricule d) espace sous-arachnoïdien e) corps calleux plexus choroïde qu'est-ce qui est produit par la structure étiquetée 𔄚”? a) le liquide céphalo-rachidien b) les neurotransmetteurs c) la substance blanche d) les hormones e) les globules rougesle liquide céphalo-rachidien identifiez la structure étiquetée « ? a) arbor vitae )corpora quadrigemina c)aqueduc du mésencéphale

d) pons e)diencéphalonaqueduc du mésencéphale identifier la structure étiquetée 𔄞”? a) plexus choroïde b) quatrième ventricule c) ventricule latéral d) aqueduc cérébral e) espaces sous-arachnoïdiens espace sous-arachnoïdien identifiez la structure étiquetée 𔄟? ” a) la dure-mère b) le ventricule latéral c) le quatrième ventricule d) l'espace sous-arachnoïdien e) le filum terminal de la mère identifie la structure étiquetée 𔄡. ” a) dure-mère b) sinus sagittal supérieur c) ventricule latéral d) espace sous-arachnoïdien e) granulation arachnoïdienne sinus sagittal supérieur identifier la structure étiquetée 󈫺. ” a) arbor vitae b) canal central c) corps calleux d)pons ) diencéphale canal central le contrôle de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle est basé sur a) le cerveau b) le cervelet c) le diencéphale d) la moelle allongée e) le coeur médullaire allongé la moelle allongée régule a) les contractions motrices somatiques b) la prise alimentaire c) les réflexes auditifs d) la vision et l'audition e) la pression artérielle et la respiration la pression artérielle et la respiration il y a ______ paires de nerfs crâniens a) 2 b) 6 c) 12 d) 22 e) 3112 paupières tombantes et vision double peuvent résulter d'une blessure au ______nerf a) optique b) oculomoteur c) trochléaire d) olfactif e) abducensoculomtor les nerfs crâniens qui innervent les muscles oculaires sont a) I,II et III ) III, IV , et VI c) II,III et IV d) II et VI e) III et VIII, IV et VI le nerf crânien qui a trois branches principales est le a) abducens b) facial c)vagus d)trigenminal e) glossopharyngealtrigeminal quelle(s) sensation(s) le nerf vestibulo-cochléaire porte-t-il ? a) audition b) équilibre c) pression atmosphérique d) audition et équilibre e) audition, équilibre et goûtaudition et équilibre Jean a besoin d'avoir une dent à la mandibule obturée. Son dentiste lui injecte un anesthésique local pour bloquer les afférences douloureuses dans l'un de ses nerfs crâniens.

Quel nerf crânien le dentiste engourdit-il ? a) trochléaire b) trijumeau c) facial d) glossopharyngien ) hypoglossaltrijumeau Vous soupçonnez que votre ami a des lésions du nerf crânien I lorsqu'il est incapable de a) sentir sa nourriture b) sourire c) cligner des yeux d) hocher la tête e) entendre votre voix sent sa nourriture Les récepteurs olfactifs envoient des axones à travers la plaque cribiforme et des synapses sur les neurones dans a) la moelle b) le thalamus c) le cortex cérébral d) le bulbe olfactif e) le bulbe tracto-olfactif au niveau du chiasma optique a) l'axone des moitiés nasales de chaque croix de la rétine b) les axones des moitiés temporales de chaque croix de la rétine c) les axones de la rétine synapse sur ceux de l'autre moitié d) le nerf olfactif traverse le côté opposé du cerveau e) le nerf optique entre les cérébellumaxones du nez moitiés de chaque croix de rétine Un patient développe une tumeur d'un nerf crânien qui entraîne des difficultés à parler en raison d'une perte de mouvement de la langue. Quel nerf crânien est touché ? a) glossopharyngien b) hypoglosse c) vague d) accessoire rachidien e) question hypglosse trijumeau 115-123 basée sur le diagramme vue inférieure nerfs crânienshttp://o. quizlet. com/OpbKYj1dbvpfHnHYY3lABw. png identifier la structure étiquetée 𔄠” a) corps mamillaire b) infundibulum c) nerf oculomoteur d) bulbe olfactif e) chiasmo chiasmoptique optique identifier la structure étiquetée 𔄡”) bulbe olfactif b) chiasme optique c) nerf oculomoteur d) infundibulum

e) corps mamillaire infundibulum identifier le nerf étiqueté 𔄛” a) facial b) abducens c) trochléaire d) trijumeau e) vagusabducens quelle est la fonction du nerf étiqueté 𔄜” a) vision b) olfaction c) goût d) audition et équilibre e) mouvement des yeuxaudition et équilibre quelle est la fonction de la structure étiquetée 𔄝” a) mouvement de la langue b) expression faciale c) vision d) goût e) sensation viscérale et contrôle moteur sensation viscérale et moteur contrôler quelle est la fonction de la structure étiquetée 𔄟” a) vision b)olfaction c) goût ) auditif e)mouvement oculaireolfaction quelle est la fonction du nerf étiqueté 󈫺”? a) vision b) olfaction c) goût d) auditif e) mouvement oculaire mouvement oculaire identifier le nerf étiqueté 󈫻” a)oculomoteur b)trijumeau c)trochléaire d)abducens e)optiquetrijumeau Identifier le nerf étiqueté 󈫼” a) trochléaire b) trijumeau c) facial d) abducens e) vagusfacial le terme sens général fait référence à la sensibilité à tous les éléments suivants, sauf a) la température b) le goût c) le toucher d) les vibrations e) le goût de la peinture lequel des éléments suivants n'est pas un des sens spéciaux ? a) audition b) odeur c) goût d) vibration e) visionvibration


Différence entre inhibiteur et excitateur

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi nous agissons et réagissons différemment à divers stimuli ? Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les drogues ont certains effets sur notre corps, certaines peuvent supprimer certaines émotions tandis que d'autres peuvent améliorer ou stimuler ?

Le corps humain est composé de divers éléments qui réagissent différemment aux divers stimuli du système nerveux. Le système nerveux est composé de la moelle épinière, du cerveau, des ganglions périphériques et des neurones.

Les neurones ou neurotransmetteurs sont des cellules nerveuses qui traitent et transmettent des informations par des signaux électriques et chimiques. Il existe plusieurs types de neurones, dont un type de neurones sensoriels qui répondent au toucher, à la lumière, au son et à d'autres stimuli et envoient des signaux à la moelle épinière et au cerveau. Les motoneurones reçoivent alors des signaux du cerveau et de la moelle épinière et provoquent la contraction des muscles et affectent les glandes. Ils se connectent les uns aux autres et forment des réseaux et communiquent à travers des synapses qui sont contenues dans le cerveau.

Les synapses sont des jonctions qui permettent à un neurone de transmettre électriquement ou chimiquement un signal à une autre cellule. Les synapses peuvent être excitatrices ou inhibitrices. Les synapses inhibitrices diminuent la probabilité du potentiel d'action de décharge d'une cellule tandis que les synapses excitatrices augmentent sa probabilité. Les synapses excitatrices provoquent un potentiel d'action positif dans les neurones et les cellules.

Par exemple, dans le neurotransmetteur acétylcholine (Ach), sa liaison aux récepteurs ouvre les canaux sodiques et permet un afflux d'ions Na + et réduit le potentiel membranaire appelé potentiel excitateur postsynaptique (EPSP). Un potentiel d'action est généré lorsque la polarisation de la membrane postsynaptique atteint un seuil.

L'ACh agit sur les récepteurs nicotiniques qui se trouvent à la jonction neuromusculaire des muscles squelettiques, du système nerveux parasympathique et du cerveau. Il agit également sur les récepteurs muscariniques situés aux jonctions neuromusculaires des muscles lisses, des glandes et du système nerveux sympathique.

Les synapses inhibitrices, quant à elles, provoquent la dépolarisation des neurotransmetteurs de la membrane postsynaptique. Un exemple est le neurotransmetteur Gamma Aminobutyric Acid (GABA). La liaison du GABA aux récepteurs augmente le flux d'ions chlorure (CI-) dans les cellules postsynaptiques en augmentant son potentiel membranaire et en l'inhibant. La liaison du GABA aux récepteurs active un second messager ouvrant les canaux potassiques.

Ces liaisons entraînent une augmentation du potentiel membranaire appelé potentiel post-synaptique inhibiteur (IPSP) qui contrecarre les signaux excitateurs. Des médicaments tels que le phénobarbital, le valium, le librium et d'autres sédatifs se lient aux récepteurs GABA et renforcent son effet inhibiteur sur le système nerveux central.

Les acides aminés tels que l'acide glutamique sont utilisés au niveau des synapses excitatrices du système nerveux central et sont utiles pour la potentialisation ou la mémoire à long terme. La sérotonine et l'histamine stimulent également le péristaltisme intestinal. Les neurotransmetteurs réagissent différemment aux récepteurs dans différentes zones du cerveau. Ainsi, alors qu'il peut provoquer un effet excitateur dans un domaine, il peut provoquer un effet inhibiteur dans un autre.

1. Les synapses inhibitrices diminuent la probabilité du potentiel d'action de tir d'une cellule tout en
les synapses excitatrices augmentent sa probabilité.
2. Les synapses excitatrices polarisent les neurotransmetteurs dans la membrane postsynaptique tout en
les synapses inhibitrices les dépolarisent.
3. Les synapses excitatrices stimulent les neurotransmetteurs tandis que les synapses inhibitrices les inhibent.


Voir la vidéo: lexplication la plus facile - Neurones et Transmission Neuronale (Janvier 2022).