PSY1002 Communication neuronale (verbatim des capsules) PDF

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Summary

Voici le verbatim de la présentation sur la communication neuronale. Parfait comme guide textuel à suivre lors de l'écoute et pour les examens à livre ouvert....

Description

CELLULES Cellules cérébrales Les unités fonctionnelles du cerveau sont les cellules. Il y a 2 principaux types de cellules, les neurones À gauche, Les cellules gliales, à droite. Donc les neurones sont les cellules qui prennent en charge qu'on pourrait dire les fonctions majeures du cerveau comme l'apprentissage, la pensée, la perception. Donc on a une représentation schématique d'un neurone et on a aussi un photomicrographe De neurones. Les cellules gliales ont plutôt un rôle de support vont contribuer à l'activité des neurones en modulant l'activité des neurones. Par exemple, les cellules gliales peuvent venir former une gaine isolante qu'on appelle aussi la gaine myéline, qui va entourer les fibres nerveuse, et ça, ça va permettre de moduler la vitesse de propagation de l'influx nerveux dans l'axone. Les neurones et les cellules gliales ont différentes formes en fonction de leur position et des tâches qu'elles assument. Donc le neurone qui est illustré ici, on l'appelle cellule pyramidale. Donc, la cellule porte son nom en raison de la forme de son corps cellulaire. Donc on voit, le corps cellulaire et c'est peut être plus évident La forme en pyramide du corps cellulaire sur le photomicrographe. La cellule gliale Qui est illustré ici, donc c'est une cellule, un astrocyte, on l'appelle comme ça en raison de sa forme en étoile.

Types de neurones Étant donné que les neurones prennent en charge les fonctions majeures du cerveau, c'est surtout de neurones dont on va parler dans le cours neuro 1. On Note 3 types de neurones qui sont représentés ici, les neurones sensoriel, les interneurones Et les neurones moteurs. Les neurones sensoriels véhicule l'information captée par les récepteurs sensoriels qui sont en périphérie. Donc la structure la plus simple est celle du neurone bipolaire qu'on retrouve au niveau de la rétine. Donc vous voyez, on a un corps cellulaire ici (1) on a une dendrite qui est très courte Et un axone qui est en direction opposé de la dendrite. Si on compare ici (2) avec un autre type de neurones sensoriels qui est le neurone somatosensoriel, qu'on trouve au niveau de la peau et des muscles, on voit que la structure est un petit peu plus complexe que celle du neurone bipolaire. C'est que le neurone somatosensoriel doit acheminer l'information sensorielle de la périphérie vers le système nerveux central, donc en passant par la moelle épinière, amener l'information vers le cortex sensoriel. Autrement dit, le neurone doit capter une information au niveau des récepteurs de la peau et l'amener jusqu'au cortex cérébral en passant par les segments de la moelle. Donc dans ce cas-ci, on a aussi un corps cellulaire (3) Et on voit que sa position, plutôt qu être réellement au centre comme dans le cas du neurone bipolaire, on voit que la position est un peu à l'écart du centre. Donc on dira que c'est une position excentrée. On a aussi une dendrite, mais beaucoup plus longue que dans le neurone bipolaire, Et on a un axone encore une fois beaucoup plus long. donc dans le cours sur la vision, le cours sur le système somatosensoriel, on reverra bien sûr, ces types de neurones.

Les interneurones maintenant. les interneurones sont des cellules associatives qui font le lien entre les cellules sensorielles et les cellules motrices. Ce qui nous frappe lorsqu'on regarde les interneurones c'est l'arborisation dendritique qui est beaucoup plus dense Que ce qu'on voyait dans les neurones sensoriels. Vous vous souviendrez que les dendrites, c'est la partie réceptrice de la cellule. C'est par les dendrites qu'une cellule donnée va recevoir des informations de d'autres cellules. Donc lorsqu'on voit une forte arborisation dendritique comme ça, on se doute que ce sont des cellules qui reçoivent Énormément d'informations en provenance de d'autres sources. La cellule étoilé est un type de interneurones qu'on retrouve dans le thalamus. Il s'agit d'une cellule de petite taille avec des dendrites qui sont situées tout autour du corps cellulaire. Donc ça lui donne sa forme d'étoile. Il y a un axone parmi les dendrites, Mais dans le schéma ici, on nous montre que c'est très difficile de trouver l’axone, il faut juste se fier qu'il y en a. La cellule pyramidale c'est un type de interneurones qu'on retrouve dans le cortex cérébral. La cellule pyramidale possède un corps cellulaire en forme de pyramide, comme on l'a vu plus tôt, Et un longue axone Et un jeu de dendrites. Les dendrites basales sont à la base du corps cellulaire, donc on les voit ici (4), les dendrites basale. Les dendrites, qui sont plus éloignées Du corps cellulaire, on les appelle les dendrites apical. Les cellules pyramidales transportent l'information du cortex vers le reste du cerveau et la moelle. Un autre type de interneurones ici, c'est la cellule de Purkinje. Il s'agit d'un interneurones qu'on trouve au niveau du cervelet Et qui transportent l'information du CERVELET vers le reste du cerveau et la moelle. Donc on verra que cette cellule de purkinje possède un longue axone Et les dendrites sont vraiment impressionnantes.

Finalement, les neurones moteurs Possède aussi plusieurs dendrites, un gros corps cellulaire plus que les autres cellules qu'on a vu jusqu à maintenant Et un longue axones qui transporte les messages en provenance du cerveau, de la moelle, jusqu'au muscle.

Collecte, intégration et expédition la semaine dernière que dans un neurone, les dendrites collectent l'information en provenance de d'autres cellules. Donc on voit les axones d'autres neurones qui viennent faire synapse ici sur les dendrites de ce neurones, c'est l'étape de collecte de l'information. Le corps cellulaire intègre l'information Et l'axone expédie l'information vers d'autres cellules. Nous avions vu aussi À la fin du cours de la semaine dernière, que ces mêmes 3 étapes se répète au niveau des couches du cortex, les couches laminaires. Donc la couche 4 reçoit l'information donc c'est la collecte des informations, les couches plus superficielles, 1 à 3 intègre l'information autant dans le cortex moteur que sensorielle. Et les couches profondes 5 et 6, expédie l'information. Ici, on vient rapporter nos 3 types de neurones qu'on a vu des neurones sensoriels, les interneurones, les motoneurones. C'est le même schéma que la diapositive précédente. Tout ce qu'on veut venir ajouter comme information par rapport à ce qui a été vu la semaine dernière, c'est quel type de neurone participe, à quelle fonction. Donc l'information en entrante dans la couche 4 du cortex, ça provient des neurones sensoriels. L'intégration qui a lieu dans les couches plus superficielles, 1 à 3 du cortex est sous la responsabilité des interneurones. L'étape d'expédition de l'information vers d'autres parties du cerveau dans les couches 5 et 6 du cortex est sous la responsabilité en partie des interneurones, mais aussi des neurones moteurs. Donc, collecte de l'information Sous la responsabilité des neurones sensoriels, l'intégration par les interneurones et l'expédition entre autres, par les neurones moteurs.

Cellules gliales Jusqu à maintenant dans le cours, nous avons vu 3 principaux types de neurones, les neurones sensoriels, moteurs et les interneurones. Donc maintenant nous allons voir la structure et les fonctions de 5 types De cellules gliales. D'abord le astrocytes, dont nous avons déjà parlé un peu plus tôt, donc le astrocytes, notre premier type de cellules gliales qu'on représente de façon schématique ici. Donc l’astrocyte est en forme d'étoile et on voit ici sa structure et ses fonctions, donc l’astrocyte participer à la nutrition, au soutien et à la réparation des neurones. Les astrocytes possède des prolongements qui acheminent les nutriments des vaisseaux sanguins jusqu'aux neurones. Grâce à ces mêmes prolongement, les Astrocytes construisent un échafaudage qui permet de maintenir les neurones en place. Les astrocytes sécrète également des substances chimiques qui maintiennent les neurones en bonne santé ou qui les aident au besoin à se réparer après une lésion. Par exemple, les astrocytes peuvent signaler aux vaisseaux sanguins d'augmenter le flux sanguin et l'apport en oxygène et en glucose au besoin. Verrons bientôt dans les prochaines diapos De quoi peut avoir l'air le processus de réparation d'un neurone. Pour le moment, on poursuit avec les différents types de cellules gliales. Deuxièmes types cellule épendymaire qui est représenté ici, donc il y a une forme d’olive, si on peut dire. C'est situé dans les ventricules cérébraux qui sécrète le liquide cérébrospinal, c'est le liquide qui emplit les ventricules. Le liquide cérébro-Spinal a plusieurs fonctions donc il peut servir à absorber les chocs lorsque le cerveau est secoué. Il sert aussi à éliminer les déchets métaboliques et à aider le cerveau à maintenir une température constante. Ce liquide cérébrospinal est aussi une source de nutriments pour les parties du cerveau, plus proche des ventricules.

3e type de cellules gliales cellules de la microglie qu'on représente ici. Ce sont des petites cellules à action défensive produite et qui éliminent les débris cellulaires. La Microglie joue le rôle de système immunitaire. Ces cellules détectent les tissus étrangers et les attaques. Lorsque une lésion endommage le tissu cérébral, la microglie envahit la zone de la lésion et fournit des facteurs de croissance pour réparer les tissus endommagés. Ces cellules sont vraiment importantes pour maintenir la santé cérébrale. 4e type de cellules gliales, les oligodendrocytes. illustré ici. Les oligodendrocytes sont ces cellules gliales qui forment la myéline autour des axones dans le système nerveux central, donc dans l'encéphale et la moelle. La présence de Myéline autour d'un axone accélère la vitesse de propagation du signal, comme nous le verrons un petit peu plus loin dans le cours. Les neurones qui véhicule ou qui expédie une information sur une longue distance, neurones somatosensoriel et moteur sont fortement myélinisées et c'est ce qui permet au signal de parcourir une longue distance rapidement. Dernier type de cellules gliales, ce sont les cellules de schwann qui sont représentées schématiquement ici. Les cellules de schwann s'enroule plusieurs fois autour des nerfs périphériques pour former la gaine myéline. Les oligodendrocytes vont former des gaines myéline autour des axones du système nerveux central Donc au niveau de l'ENCÉPHALE et de la moelle alors que cette même fonction de former des gaines de myéline va être prise en charge par les cellules de schwann pour les nerfs périphériques. La Microglie permet la réparation du tissu cérébral comme on l'avait mentionné plus tôt, alors que les cellules de schwann permette la réparation des nerfs périphériques endommagés.

Réparation d’un axone périphérique Sur le schéma ici, on tente d'illustrer les principales étapes de réparation d'un axone périphérique. Donc on suppose que on a une cellule ici (1) avec une fibre périphérique, donc il y a une gaine à myéline qui est composée par des cellules de schwann et on voit ici (2) qu'il y a une lésion sur cette fibre. Donc lorsqu'un axone périphérique est sectionné Suite à une coupure profonde par exemple, une coupure sur un bras ou sur une jambe, La portion de la fibre, qui est maintenant déconnecté du corps cellulaire, va dégénérer. Donc, comme on le voit ici (3) la fibre qui a dégénéré continue d'être illustré sur le schéma par des points pointillés. Par contre, les cellules de schwann (4), elles, sont encore présentes. Ces cellules qui forment la gaine de myéline, elles vont commencer par rétrécir Et elles se divisent et elles forment de nombreuses cellules gliales, plus petite mais qui suivent quand même le tracé qui les sépare, l'axone, disparu là qui a dégénéré (5). Le corps cellulaire commence à émettre ce qu'on appelle des bourgeonnements (6) axonaux et ces bourgeonnement axonaux recherche et suive le tracé qui est marqué Par les cellules de schwann. Éventuellement, il y a un de ces bourgeonnement axonaux qui va atteindre la cible et qui va devenir le nouveau neurone. Et à ce moment-là, tous les autres Bourgeonnement axonaux vont se rétracter. Donc en 3, on voit que les cellules de schwann vont commencer à envelopper le nouveau neurones et former une nouvelle gaine de myéline de sorte que le neurone périphérique et sa fibre recommence à fonctionner de façon normale.

Coloration des corps cellulaires et de la myéline Les cellules cérébrales sont très petites. Il est nécessaire d'utiliser un microscope pour pouvoir les visualiser. On a aussi recours à des colorants spéciaux pour permettre d'accentuer les détails à regarder Ensuite sous le microscope. On voit en A le résultat de la coloration des corps des cellules nerveuses. Donc ces corps sont colorés en violet. Grâce à cette coloration et au grossissement par le microscope, comme on le voit en C, nous sommes capables de voir qu'il y a différentes couches dans le cortex cérébral parce que ces couches ne sont pas toutes colorées de manière uniforme. Il y a des couches qui sont plus foncées Que d'autres, donc, ces couches qui contiennent les corps cellulaire. On en voit une qui est très foncé, très riche en corps cellulaire Ici (1), entouré d’autre couche qui sont plus pâles donc qui ont aucun ou peu de corps cellulaire. En A et en C, Le procédé de coloration permet de visualiser les corps cellulaires, donc la matière grise. Si on se déplace maintenant à droite, en B et en D on a eu recours à un colorant qui teinte sélectivement les fibres myélinisées des neurones en brun, donc on colore les fibres myéline plutôt que les corps des cellules. Par le procédé de coloration qui est utilisé en B et en D ça permet de visualiser la matière Blanche plutôt que la matière grise vu en a et c.

Connexions nerveuses Lorsque plusieurs axones suivent une route commune, comme on le voit sur le schéma à droite en bas. Ils forment ensemble ce qu'on appelle un nerf ou un tractus. On a les définitions de nerfs ou de tractus ici. Par Convention, le terme tractus est aussi appelé faisceau. On réserve ces termes de tractus ou de faisceau au regroupement de fibres Situé dans l'encéphale et la moelle épinière. Par ailleurs, les regroupements de fibres situé à l'extérieur du système nerveux central sont plutôt appelé nerf. Comme on voit ici en haut, sur le schéma, les fibres nerveuse permettent aux neurones de se connecter à d'autres neurones, donc on a une synapse ici entre le neurone 1, dont les terminaisons axonales viennent faire synapse sur les dendrites du neurone numéro 2. Mais avant de pouvoir poursuivre avec la transmission de l'information d'une cellule à l'autre, il est important d'abord d'examiner la membrane nerveuse, autant sa composition que ses propriétés.

MEMBRANE Structure de la membrane nerveuse Donc on voit ici (1) une cellule nerveuse. Et on vient découper un carré qu'on agrandi ici (2) pour nous montrer l'intérieur de la structure de la membrane nerveuse. Donc la membrane, ça correspond à la limite de la cellule. Donc cette membrane, elle permet de contenir l'intérieur de la cellule Et séparer l'intérieur de la cellule du fluide extracellulaire. Donc c'est ce qu'on voit ici (2) L'intérieur, le fluide intérieur est bien séparé de l'espace extérieur par cette membrane. Donc on vient nous montrer ici (3) les molécules qui construisent cette membrane cellulaire. La majorité des molécules qui sont constituantes de la membrane sont des molécules de phospholipides. Elles sont composées d'une tête (4) et de 2 queues (5). La tête, qui correspond au groupement phosphate Est hydrophile, c'est-à-dire qu'elle aime l'eau. Sa charge est légèrement positive. Au contraire, les 2 queues qui correspondent aux lipides ou acides gras, Soit des chaînes d'atomes d'hydrogène et de carbone, sont hydrophobes, c'est à dire qu'elle déteste l'eau. Leur charge, un non polaire. Si on revient à l'encadré de la membrane et si on constate que la membrane est constituée d'une double couche de ces molécules de phospholipides. Donc les queues qui sont hydrophobes se font face ici alors que les têtes hydrophiles sont tournées vers les milieu extracellulaire et les milieux intracellulaires, donc au coeur de la membrane se trouvent les queues Hydrophobe, c'est pour cette raison que la membrane nerveuse est considérée étanche.

Concentrations des ions Les concentrations en ions Dans les fluide intra et extracellulaire sont différentes. Si on regarde la légende de l'histogramme, ici (1), on voit représenté en gris pâle le potassium, en gris moyen le sodium et en gris foncé le chlore. Les concentrations qui sont représentées ici sont en MilliMOL es. Donc, si on regarde d'abord le fluides intracellulaires, on voit que il est très concentré en potassium, mais qu'il possède très peu de ion sodium éclore. Au contraire, si on regarde ici au centre le liquide extracellulaire, La concentration en potassium, donc la première barre de l'histogramme Est faibles par contre, il y a beaucoup d'ions sodium et d'ions chlore. Si on regarde ici l'eau de mer, on constate que le profil est très similaire au fluide extracellulaire, peu de potassium et beaucoup de sodium et de chlore. si on regarde la membrane ici, Dans le liquide intracellulaire on retrouve aussi des anions A- qui sont des grosses protéines qui sont chargées négativement. Si on transpose les résultats qu'on vient de voir sur l'histogramme, Donc on a vu que le milieu intracellulaire comporte beaucoup de potassium, c'est ce qu'on représente ici (2) Le potassium K+ est plus abondant à l'intérieur de la membrane que à l'extérieur de la membrane. On avait vu par ailleurs que le milieu extracellulaire est pauvre en potassium, mais riche en sodium Et en chlore, c'est ce qu'on vient représenter sur le schéma ici (3) peu de sodium et de chlore à l'intérieur de la membrane, mais beaucoup à l'extérieur.

Gradient de concentration et gradient électrique Le gradient de concentration décrit l'abondance relative d'une substance dans un espace ou dans une solution donnée. Lorsqu'on laisse tomber une goutte d'encre dans un récipient rempli d'eau, Le colorant sera d'abord concentré à l'endroit où il y a eu un contact avec l'eau Et ensuite avec le passage du temps, l’encre va se distribuer dans l'eau, de sorte qu'on obtiendra une eau qui est uniformément coloré. On parle alors d'un gradient de concentration. L'encre était plus concentré en un point précis du récipient, puis avec le temps, il y a du mouvement de l'encre pour créer une concentration égale ou équilibré dans l'ensemble du récipient. Un processus similaire s'opère lorsqu'on verse une eau additionnée de sel, donc h2O plus et nacl. Lorsqu'on verse cette eau à l'intérieur d'un récipient d'eau, donc La concentration en sel Est initialement élevé directement à l'endroit ou le sel est plongé dans l'eau, Puis avec le passage du temps, le sel se diffuse dans les autres endroits du récipient jusqu à ce que les ions sodium et chlores soit répartie De façon équilibrée dans le liquide. Encore une fois, il serait possible de parler d'un gradient de concentration en disant que le sel et originellement plus concentré dans une zone, puis avec le temps, il y a eu un mouvement du sel qui équilibre sa concentration dans tout le récipient Comme c'était le cas de l'encre ici. L'autre possibilité plutôt que parler d'un gradient de concentration serait de parler d'un gradient électrique. On pourrait dire que, en fait, les ions ont une charge électrique, donc le sodium a une charge positive et le chlore a une charge négative. Donc dans cette zone du récipient de gauche ici (1) on pourrait dire que au moment ou on a versé le sel dans le récipient, on a créé une zone de forte charge électrique. Puis, lorsqu'on regarde à droite, on constate après un certain temps que les ions se sont déplacés d'une zone de forte charge électrique (1), donc

de e coin-ci du récipient vers des zones de plus faible charge électrique (2), donc le reste du récipient. Donc gradient de concentration Vs gradient électrique qui axé sur les charges des ions.

Membrane imperméable Pour bien comprendre ce qui se passe dans le système nerveux, nous avons besoin d'ajouter l'équivalent d'une membrane dans notre analogie avec le bécher, donc on vient insérer l'équivalent d'une membrane Cellulaire ici (1)....