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Les cellules nerveuses : les neurones

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Objectif

Les messages nerveux circulent entre les organes récepteurs et les organes effecteurs via les nerfs et les centres nerveux (cerveau et moelle épinière).
Ce sont les centres nerveux tels que le cerveau qui analysent les messages nerveux sensitifs et élaborent les messages nerveux moteurs.
La perception de l’environnement et la commande du mouvement supposent des communications au sein d’un réseau de cellules nerveuses appelées neurones.

Comment les éléments du système nerveux communiquent-ils pour transmettre les messages nerveux ?
Qu’est-ce qu'un neurone? Comment fonctionne-t-il ?

1. L'organisation d'un centre nerveux : le cerveau

Observation : coupe de cerveau et de moelle épinière au microscope

Doc. 1 : Organisation d'un centre nerveux (coupe histologique)

Si on observe au microscope des coupes de cerveau ou de moelle épinière (qui sont les centres nerveux), on constate que le tissu nerveux est formé de très nombreuses cellules : ce sont des neurones.
Un neurone est formé d’un corps cellulaire et de fibres (= prolongement du corps cellulaire)

Doc. 2 : Neurone observé au microscope optique

Doc. 3 : Schéma simplifié de deux neurones

Quelques caractéristiques des neurones :
• Taille : quelques mm à 1 m, tout dépend de la longueur de la fibre nerveuse ;
• Nombre : on estime qu’il y aurait 100 milliards de neurones dans le cerveau humain.
• Chaque neurone peut recevoir des messages de 100 à 10 000 autres neurones et transmettre à son tour des messages à des milliers d’autres neurones.

Problème : comment fonctionnent les neurones ?

2. Comprendre le fonctionnement et la fonction des neurones

Comment les neurones sont-ils agencés les uns par rapport aux autres ?


Doc. 4 : Les neurones forment un réseau

Si on observe les différentes images, on remarque que sur un seul neurone, plusieurs fibres nerveuses sont en contact avec des fibres venant d’autres neurones. Un neurone peut donc recevoir des messages venant de plusieurs autres neurones et, à son tour, transmettre des messages à des centaines d’autres neurones.

On dit que les neurones forment un réseau dans lequel circulent les messages nerveux. En effet, un réseau correspond à un ensemble d’éléments liés les uns aux autres qui peuvent s’entrecroiser : dans un centre nerveux, le réseau est formé d’un ensemble de neurones qui communiquent les uns avec les autres.

Par analogie, on parle du réseau ferroviaire qui correspond à un ensemble de lignes (de train) qui desservent une même zone géographique ou dépendent de la même compagnie.

3. Maladies neuronales

Voici deux exemples de maladies qui montrent l’importance d’une bonne communication nerveuse au sein du cerveau, en particulier la transmission des messages nerveux entre les neurones. Quand celle-ci n’est pas optimale, de graves troubles peuvent apparaître.

a. La chorée de Huntington

Cette maladie consiste en une dégénérescence des neurones et affecte les mouvements et la pensée de la personne qui en est atteinte. C’est une maladie génétique qui se manifeste très souvent autour de 30 ou 40 ans.

En quelques semaines, voire quelques mois, toutes les fonctions du cerveau sont atteintes et les symptômes suivants apparaissent :
• troubles de la motricité : certains mouvements sont ralentis alors que d'autres, très rapides, apparaissent ;
• dépression qui n'est pas de type "réactive", elle constitue un des symptômes de cette maladie ;
• modification du comportement : ces personnes deviennent très irritables ;
• troubles intellectuels : pertes de mémoire, diminution de la possibilité de parler, baisse de la stratégie (les facultés d'adaptation à l'environnement diminuent).

b. La maladie d'Alzheimer

Doc. 5 : Tomographie par émission de positrons d'un cerveau en bonne santé (au centre) en comparaison avec un cerveau atteint d'Alzheimer à un stade précoce (à droite).
Les zones rouges présentent une forte activité cérébrale, les zones violettes sont au contraires peu actives.

Ces images montrent que dans le cerveau d’une personne souffrant de la maladie d’Alzheimer, l’activité nerveuse est fortement diminuée, causant de nombreux troubles :

Doc. 6 : Schéma des troubles d'Alzheimer liés aux différentes régions du cerveau

L'essentiel

Un centre nerveux comme le cerveau analyse les messages nerveux sensitifs et élabore les messages nerveux moteurs, grâce à des communications au sein d’un réseau de cellules nerveuses appelées neurones.

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