Élément principal constituant le cerveau, les neurones se comptent en centaine de milliard dans un cerveau adulte normal. Ils sont le sièges de traitement de plusieurs informations parvenant des organes ou du cerveau. Mis à part leur forme étoilée, l'autre particularité des neurones est le fait qu'ils ne peuvent pas se diviser comme les autres cellules de notre corps. Tous les neurones entrent en contact les uns avec les autres, et peut-être même avec d'autres cellules telles que les cellules musculaires.

II-1/ Anatomie et constitution d'un neurone :

Tous les neurones qui forment le système nerveux ont la même apparence. Chacun d'eux est constitué d'un corps cellulaire où est situé le noyau contenant l'information génétique. Il a été bloqué autour de ce noyau, il y a des prolongements cytoplasmiques particuliers. On en distingue deux types. Les uns sont appelés dendrites et sont sous formes de branches d'arbre. Elles possèdent des milliers d'épines qui bourgeonnent à leur surface, pour faciliter la communication avec les autres neurones. L'autre type de prolongement cytoplasmique est appelé axone. C'est un unique prolongement qui relie le corps cellulaire aux dendrites d'autres neurones ou aux cellules musculaires auxquelles est relié le neurone. Sa longueur varie selon l'emplacement du neurone et l'emplacement de la cellule avec qui il est en contact. Les neurones possédant les axones les plus longs de l'organisme sont ceux qui, situés dans la moelle épinière, sont en contact avec les pieds. Il se termine par des ramifications appelées terminaisons axonales. Cependant, lorsque l'axone entre en contact avec une dendrite ou une cellule effectrice (cellule musculaire, glande...), cela ne se fait pas directement, mais il y a présence d'un espace entre les deux appelé synapse. Cette synapse est celle qui facilite la communication axone/dendrites. Autour des axones, s'entourent des fois des cellules gliales sous forme de gaine isolante composée essentiellement de myéline. Cette gaine faite de substance grasse, est appelée gaine de myéline. Elle aide à accélérer la transmission de l'influx nerveux (ou message nerveux), qui constitue un ensemble d'informations transportées par les fibres nerveuses depuis des récepteurs, sensibles à des stimuli provenant de l'environnement, jusqu'aux membre effecteurs.

II-2/ Communication et conduction nerveuse :

Penser, bouger, parler, rire, pleurer, peur, faim...tout cela est assuré par la communication qui existe entre différents neurones ou entre neurones et cellules musculaires. Cette communication est soit une conduction électrique, soit une transmission chimique. La conduction électrique est ce qui permet de faire "voyager" l'influx nerveux à l'intérieur d'un seul neurone, alors que la transmission chimique est ce qui permet à l'influx nerveux de passer d'un neurone à un autre ou d'un neurone à une cellule musculaire.

II-2-1/ La conduction électrique :

La conduction électrique est caractérisée, comme son nom l'indique, par une activité électrique qui permet la conduction de l'influx nerveux le long du neurone. Ce neurone obéit à la loi du tout ou rien, c'est à dire qu'il y a un seuil minimum que le stimuli doit atteindre pour qu'il y ait naissance d'un message nerveux, s'il ne l'atteint pas, on remarque qu'au message au neurone suivant, si ce seuil est atteint, l'activité neuronale est maximale, quelque que soit l'intensité du stimuli (tant qu'il reste au-dessus du seuil) l'activité neuronale reste la même. On distingue alors deux types de potentiels: le potentiel de repos, lorsqu'il n'y a pas de conduction de message nerveux, et le potentiel d'action, lorsqu'il y a conduction d'un message nerveux.

II-2-1-1/ Le potentiel de repos :

La particularité de la membrane neuronique est sa semi-perméabilité. En d'autres termes, cette membrane a la capacité de laisser passer certains élément chargés, appelés ions, plus facilement que d'autres.

On appelle potentiel de repos le moment où il règne un certain équilibre entre les ions à l'intérieur et à l'extérieur de la membrane neuronique. Durant cette période, les ions qui passent le plus facilement sont les ions K+ (potassium) chargés positivement. Les ions CL- (chlorure) et Na+ (sodium) ainsi que d'autres grosses molécules chargées négativement circulent plus difficilement.

Des chercheurs ont vérifiés à l'aide d ’une micro pipette et d’une électrode, le potentiel électrique (mesuré en millivolts ) à l’intérieur du neurone, et le potentiel électrique à l’extérieur du neurone, lorsqu’il est au repos. Ils ont mesuré une différence de potentiel électrique entre l’intérieur et l’extérieure d'environ -70 mV. La partie interne du neurone est donc chargée négativement par rapport à la partie externe. Ceci est dû à la répartition des ions de part et d'autre de la membrane.

L'enregistrement du potentiel de repos à l'ossilloscope donne le résultat suivant:

Mais cette conduction électrique ne servirait à rien s'il n'y avait pas un autre mécanisme complémentaire qui permettrait le passage de l'influx d'un neurone à un autre ou d'un neurone à une cellule effectrice. En effet, la communication entre neurone et cellule réceptrice se fait grâce à la transmission chimique.

II-2-2/ La transmission chimique :

Comme les neurones ne se touchent pas au niveau de leurs synapses, il doit y avoir certains organismes qui permettraient le passage du message nerveux de la cellule pré-synaptique (cellule d'où vient l'influx nerveux) vers la cellule post-synaptique (cellule qui reçoit l'influx nerveux). Il s'agit alors d'une molécule chimique appelée "neurotransmetteur".

On peut distinguer la cellule pré-synaptique de celle post-synaptique par plusieurs caractéristiques spécifiques. On remarque que les cellules pré-synaptiques se terminent par un bouton terminal de l'axone au niveau duquel on remarque la présence de mitochondries et de microtubules qui permettent le transport des neurotransmetteurs du corps cellulaire (où ils sont produits) jusqu'à l'extrémité de l'axone. Arrivés au bout de l'axone, les neurotransmetteurs se regroupent dans des organites sphériques appelés vésicules.

Ce sont ces vésicules qui vont permettre le passage des neurotransmetteurs d'une cellule à l'autre. Ce passage est assuré par un mécanisme appelé exocytose. Il consiste en la fusion des membranes des vésicules avec celle du bouton pré-synaptique. Ceci permet alors la création de poche desquelles les neurotransmetteurs s'échappent, pour se retrouver dans la fente synaptique séparant les deux cellules. Celle-ci n'est pas très épaisse, elle ne mesure que 0,02 microns.

Au niveau du neurone post-synaptique, on remarque des sortes de récepteurs localisés sur la membrane neuronale. Les neurotransmetteurs, libérés dans la fente synaptique, se fixent sur ces récepteurs (chaque récepteur est spécifique à un seul type de neurotransmetteur). Grâce à ces récepteurs qui s'ouvrent à l'arrivée des neurotransmetteurs, ceux-ci parviennent à pénétrer dans les dendrites du neurone récepteur de l'influx. Et ainsi, le message nerveux peut passer d'un neurone à un autre.

Lors du réflexe myotatique (contraction d'un muscle en réponse à son propre étirement), le stimuli est l'étirement involontaire de M1. Ce stimuli est perçu au niveau du récepteur, situé au niveau de M1. Un message circule alors à travers le neurone sensoriel (qui perçoit les stimuli provenant du milieu environnant). Au niveau de la substance grise, le neurone sensoriel se divise en deux branches de neurone. La première branche est directement mise en contact avec le neurone moteur (qui conduit l'influx nerveux au muscle, ce qui provoque son mouvement ou son relâchement) de M1. Il y a contraction de M1, donc on peut en conclure que l'influx nerveux est passé du neurone sensitif au neurone moteur de M1, ce qui signifie que les récepteurs membranaires du neurone moteur de M1 sont de type excitateur. Par contre, la deuxième branche du neurone sensitif n'est pas directement mise en contact avec le neurone moteur de M2, il y a entre les deux neurones une sorte de troisième neurone appelé interneurone. On remarque qu'il y a relâchement de M2, ce qui rend compte d'une absence d'influx nerveux, ce qui voudrait dire que le message nerveux n'est pas passé du neurone sensitif au neurone moteur de M2. On pourrait donc supposer que l'interneurone joue un rôle d'inhibiteur, et que donc ses récepteurs membranaires sont de type inhibiteur.

II-2-3/ Le sens de propagation du message nerveux :

Soit un neurone, que l'on nommera neurone1, un neurone pré-synaptique (d'où vient l'influx nerveux), et soit un autre neurone, que l'on nommera neurone2, un neurone post-synaptique (qui reçoit l'influx nerveux). Certains scientifiques se sont demandé si le neurone1 ne pouvait pas recevoir l'influx nerveux du neurone2. Pour vérifier cela, ils ont procédé à plusieurs expériences que voilà.

Ils ont placé des électrodes stimulatrices au niveau du corps cellulaire du neurone1, et des électrodes d'enregistrement au niveau de l'axone du neurone2, puis ils ont regardé les enregistrement sur l'ossilloscope.

On remarque qu'il y a une activité enregistrée au niveau de l'axone du neurone2. Ceci veut dire qu'il y a changement de polarité, donc passage d'un influx nerveux. Donc on peut en conclure que, comme on le sait déjà, l'influx nerveux passe du neurone1 vers le neurone2. Mais est-ce que le contraire est possible?

Dans une deuxième expérience, ces mêmes scientifiques inversent l'ordre de placement des électrodes. C'est-à-dire qu'ils placent les électrodes stimulatrices au niveau du corps cellulaire du neurone2 et celles d'enregistrement au niveau de l'axone du neurone1. Ils relèvent l'enregistrement de l'ossilloscope.

On remarque qu'il n'y a aucune activité enregistrée au niveau de l'axone du neurone1. Ceci témoigne d'une polarisation de l'axone, donc de la présence d'un potentiel de repos. Ce qui prouve que l'influx nerveux qui a pris naissance au niveau du neurone2 n'est pas passé au neurone1. On peut donc en conclure que le sens de propagation de l'influx nerveux se fait dans un seul sens, du neurone1 vers le neurone2.