Neurobiologie
La neurobiologie (ou neurosciences) étudie le système nerveux — sa structure, son fonctionnement, son développement et ses pathologies. Elle cherche à comprendre comment les neurones traitent l’information et comment le cerveau produit le comportement, les émotions, la mémoire et la conscience.
Le neurone — unité de base§
Le neurone est la cellule spécialisée du système nerveux. Il y en a environ 86 milliards dans le cerveau humain.
Dendrites → Corps cellulaire (soma) → Axone → Terminaisons synaptiques
(reçoit) (intègre) (transmet) (communique)| Partie | Rôle |
|---|---|
| Dendrites | Reçoivent les signaux des autres neurones |
| Corps cellulaire | Intègre les signaux, contient le noyau |
| Axone | Transmet le signal électrique (potentiel d’action) |
| Gaine de myéline | Isole l’axone et accélère la conduction |
| Bouton synaptique | Libère les neurotransmetteurs vers le neurone suivant |
Le potentiel d’action§
Le potentiel d’action est le signal électrique qui parcourt l’axone. Il fonctionne en “tout ou rien” : soit il se déclenche (si le seuil est atteint), soit il ne se déclenche pas.
- Dépolarisation : des canaux sodium s’ouvrent → entrée de Na⁺ → potentiel monte de -70 mV à +40 mV
- Repolarisation : canaux potassium s’ouvrent → sortie de K⁺ → retour à -70 mV
- Hyperpolarisation transitoire → période réfractaire (le neurone ne peut pas re-déclencher immédiatement)
La vitesse de conduction varie de 0,5 m/s (fibres non myélinisées) à 120 m/s (fibres myélinisées).
La synapse et les neurotransmetteurs§
La synapse est la zone de communication entre deux neurones (ou entre un neurone et une cellule musculaire). Le signal électrique ne passe pas directement : il est converti en signal chimique.
Étapes :
- Le potentiel d’action arrive au bouton synaptique
- Des vésicules libèrent des neurotransmetteurs dans la fente synaptique
- Les neurotransmetteurs se fixent sur les récepteurs du neurone post-synaptique
- Ils déclenchent une réponse (excitation ou inhibition)
| Neurotransmetteur | Rôle principal |
|---|---|
| Glutamate | Principal excitateur du SNC |
| GABA | Principal inhibiteur du SNC |
| Dopamine | Récompense, motivation, motricité |
| Sérotonine | Humeur, sommeil, appétit |
| Acétylcholine | Mémoire, muscle (jonction neuromusculaire) |
| Noradrénaline | Éveil, attention, stress |
Organisation du système nerveux§
Système nerveux
├── Central (SNC)
│ ├── Cerveau
│ │ ├── Cortex (fonctions cognitives)
│ │ ├── Système limbique (émotions, mémoire)
│ │ └── Cervelet (coordination motrice)
│ └── Moelle épinière
└── Périphérique (SNP)
├── Somatique (volontaire — muscles squelettiques)
└── Autonome (involontaire)
├── Sympathique (stress, "fight or flight")
└── Parasympathique (repos, "rest and digest")Plasticité synaptique et mémoire§
Le cerveau est plastique : les connexions synaptiques se renforcent ou s’affaiblissent en fonction de l’activité. Ce mécanisme est la base de l’apprentissage et de la mémoire.
- Potentialisation à long terme (LTP) : renforcement durable d’une synapse après stimulation répétée
- Dépression à long terme (LTD) : affaiblissement d’une synapse peu utilisée
“Les neurones qui s’activent ensemble se connectent ensemble” — principe de Hebb
Pathologies§
| Pathologie | Mécanisme |
|---|---|
| Maladie de Parkinson | Mort des neurones dopaminergiques (substance noire) |
| Alzheimer | Accumulation de plaques amyloïdes, dégénérescence des neurones |
| Épilepsie | Hyperactivité synchronisée anormale d’un réseau neuronal |
| Dépression | Dysrégulation de la sérotonine, dopamine, noradrénaline |
| Schizophrénie | Hyperactivité dopaminergique (voie mésolimbique) |
| Sclérose en plaques | Attaque auto-immune de la gaine de myéline |