Activité électrique du neurone

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

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

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

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

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

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

7. LES DEUX POTENTIELS (1) • Graduéréponse de la membrane proportionnelle à l’intensité et la durée de la stimulation • 2 réponses: • hyperpolarisation: • dépolarisation:

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

9. PROPRIÉTÉS DU POTENTIEL D’ACTION (1) • 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 mV) • Périodes réfractairesabsolue:où le P.A. est impossiblerelative:où le seuil de réponse est plus grand que d’habitude

10. PROPRIÉTÉS DU POTENTIEL D’ACTION (2) • augmentation de la stimulationse reflète dans lafréquenced’émission des potentiels d’actionjusqu’à 200 P.A./ s • Vitesse de propagation • varie proportionnellement à la taille de l’axone • plus vite dans les axones myélinisés:ceci est dû à la conduction saltatoire

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

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

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

14. Mécanismes ioniques du potentiel de repos (3)

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

16. Mécanismes ioniques du potentiel d’action (2) • 2 mécanismes: • ouverture des canaux à Na+ • fermeture de ces canaux (Na+) et activation des canaux à K+ et Cl- • étude par irradiation • étude pharmacologique: • tétrodotoxine (TTX) • saxitoxine (SSX)

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

18. Canaux ioniques • 2 types: • voltage dépendant • chimio-dépendant • les canaux chimio-dépendant seretrouvent à la synapse du côtépost-synaptique • peut les étudier séparément: • «patch-clamp»

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

20. Intégration de l’informationpar les neurones (1) • Travaux sur les motoneurones par Eccles • Potentiels post-synaptiques • Excitateurs (PPSE) • Inhibiteurs (PPSI) • Sommation des PPS(E ou I) • temporelle • spatiale

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

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

23. Mécanismesde sortie dans le système nerveux • Sortie • neurotransmetteur • canaux chimio-dépendants • plus de neurotransmetteurs libérés, plus de canaux ouverts

24. Macroélectrophysiologiedu cerveau • Micropotentiels:Enregistrement unitaire • Macropotentiels • ÉLECTROENCÉPHALOGRAMME • POTENTIELSÉVOQUÉS • Épilepsie: application clinique

25. Microélectrophysiologiedu cerveau • Enregistrement unitaire activité électrique du neurone sensibilité et préférence à une sorte de stimulation Huxley et Hodgkin

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

27. Les types d’ondes cérébrales

28. ÉPILEPSIE • DÉFINITION: condition pathologique du cerveau caractérisée par une décharge synchrone anormale d’un groupe de neurones • Fréquence1 personne sur 20 a une crise 1 personne sur 200 a plusieurs crises

29. ÉPILEPSIE • TYPOLOGIEGénéralisées:perte de conscience et implication musculaire symétrique ex.: Grand mal Petit malPartiellescrises localisées ex.: sensorielles motrices Complexes

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