Activit lectrique du neurone Objectifs 1 l Savoir

Activité électrique du neurone Objectifs (1) l Savoir identifier les obstacles (historiques) à l’étude de l’activité électrique du neurone l Savoir définir et distinguer les différents types de potentiels de la membrane du neurone et leurs caractéristiques

Activité électrique du neurone Objectifs (2) l Savoir décrire comment l’influx nerveux voyage le long d’un axone d’un neurone à l’autre l Comprendre les mécanismes ioniques à la base du message électrique des neurones

Activité électrique du neurone Objectifs (3) l Distinguer les macropotentiels (EEG, PE) du cerveau et connaître leur utilité l Savoir définir l’épilepsie

Premières études électrophysiologiques du cerveau h Comment le message de la pensée se h h promène-t-il dans le corps? Galvani et la jambe de la grenouille Fritsch et Hitzig h 1929: Berger

Aspects électrophysiologiques de l’activité neurale Potentiel de repos l l signal électrique mécanisme ionique Potentiel d’action l l signal électrique mécanisme ionique Propagation le long de l’axone Propagation transneurale l types de synapse

L’EXPÉRIENCE DE J. Z. YOUNG (1938) l. Préparation: axones géants du Calmar l 2 milieux: intracellulaire et extracellulaire lenregistrement à l’aide d’électrodes (1 référence et 1 pour la cellule) l 2 Potentiels l l

LES DEUX POTENTIELS (1) l Gradué réponse de la membrane proportionnelle à l’intensité et la durée de la stimulation l 2 réponses: D hyperpolarisation: C dépolarisation:

LES DEUX POTENTIELS (2) l Repos différence de potentiel de part et d’autre de la membrane du neurone durant une période d’inactivité l Action changement de potentiel résultant de la dépolarisation de l’axone, transmis intégralement tout le long de celui-ci

PROPRIÉTÉS DU POTENTIEL D’ACTION (1) l loi du tout ou rien: le potentiel d’action demeure de même intensité peu importe la stimulation du moment que le seuil de réponse est dépassé (entre + 10 et + 15 m. V) l Périodes réfractaires absolue: où le P. A. est impossible relative: où le seuil de réponse est plus grand que d’habitude

PROPRIÉTÉS DU POTENTIEL D’ACTION (2) laugmentation de la stimulation se reflète dans la fréquence d’émission des potentiels d’action jusqu’à 200 P. A. / s l. Vitesse de propagation Êvarie proportionnellement à la taille de l’axone Êplus vite dans les axones myélinisés: ceci est dû à la conduction saltatoire

Propagation transneurale l Délai entre l’arrivée du P. A. et la réponse sur le dendrite suivant (. 5 ms) l Réponse post-synaptique: pas nécessairement un P. A. l mais soit un potentiel gradué inhibiteur (PIPS) soit un potentiel gradué excitateur (PEPS) l le nouveau P. A. apparaît au cône d’implantation de l’axone suivant

Mécanismes ioniques du potentiel de repos (1) ∆ de part et d’autre de la membrane l Anions: molécules chargées l Cations: molécules chargées + ∆ Polarité interne négative l force de diffusion l gradient de concentration l gradient de potentiel ionique

Mécanismes ioniques du potentiel de repos (2) u Semi-perméabilité de la membrane l aux cations de potassium K+ l mouvement vers l’extérieur u présence d’un canal ionique passif

Mécanismes ioniques du potentiel de repos (3)

Mécanismes ioniques du potentiel d’action (1) u entrée massive de Na+ lcanal ionique actif (voltage dépendant) consomme de l’énergie: dépend du voltage fourni u plusieurs courants en fait è Na+ ç K+ è Cl-

Mécanismes ioniques du potentiel d’action (2) ∆ 2 mécanismes: l ouverture des canaux à Na+ l fermeture de ces canaux (Na+) et activation des canaux à K+ et Cll étude par irradiation l étude pharmacologique: N tétrodotoxine (TTX) N saxitoxine (SSX)

Mécanismes ioniques du potentiel d’action (3) pompe à sodium pour rétablir l’équilibre 3 Na+ pour 2 K+

Canaux ioniques l 2 types: lvoltage dépendant l chimio-dépendant l les canaux chimio-dépendant se retrouvent à la synapse du côté post-synaptique l peut les étudier séparément: l «patch-clamp»

Prototype du canal à ligand (1): Acétylcholine (le canal n. ACh. R) l des canaux différents ACh facilite le courant de Na+ ou de K+ l ACh facilite le courant Cl l l les canaux s’ouvrent comme une serrure sous l’effet d’une clé

Intégration de l’information par les neurones (1) l Travaux sur les motoneurones par Eccles l Potentiels post-synaptiques t Excitateurs (PPSE) t Inhibiteurs (PPSI) l Sommation des PPS(E ou I) t temporelle t spatiale

Intégration de l’information par les neurones (2) l Lieu de l’intégration: corps cellulaire l Lieu du nouveau P. A. : cône d’implantation de l’axone l Mécanisme: n local: mouvements ioniques n distal: conduction saltatoire l Limite: ouverture et fermeture des canaux voltage dépendants

Mécanismes d’entrée dans le système nerveux l Entrée: u stimulation active des canaux ioniques u dépolarisation u P. A. u transformation appelée transduction

Mécanismes de sortie dans le système nerveux l Sortie l neurotransmetteur l canaux chimio-dépendants l plus de neurotransmetteurs libérés, plus de canaux ouverts

Macroélectrophysiologie du cerveau h Micropotentiels: Enregistrement unitaire h Macropotentiels h ÉLECTROENCÉPHALOGRAMME h POTENTIELS ÉVOQUÉS h Épilepsie: application clinique

Microélectrophysiologie du cerveau h Enregistrement unitaire activité électrique du neurone sensibilité et préférence à une sorte de stimulation Huxley et Hodgkin

Macroélectrophysiologie du cerveau h ÉLECTROENCÉPHALOGRAMME (EEG) enregistrement de l’activité de masse du tissu nerveux composant le cerveau découvert par Berger (1929) h POTENTIELS ÉVOQUÉS voir EEG: activité spécifique à une stimulation (répétée)

Les types d’ondes cérébrales

ÉPILEPSIE l DÉFINITION: condition pathologique du cerveau caractérisée par une décharge synchrone anormale d’un groupe de neurones l Fréquence 1 personne sur 20 a une crise 1 personne sur 200 a plusieurs crises

ÉPILEPSIE l TYPOLOGIE Généralisées: perte de conscience et implication musculaire symétrique ex. : Grand mal Petit mal Partielles crises localisées ex. : sensorielles Complexes motrices

Mécanismes de l’épilepsie l Suractivation l Transformation de la membrane l Réorganisation dendritique ou synaptique