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COMMUNICATION NERVEUSE, SYNAPSES

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Les potentiels d'action : des messages nerveux électriques

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Les neurones sont des cellules particulières par leur nombre (il y en a 100 milliards dans notre organisme), particulières par leurs formes, particulières dans leur mode de fonctionnement.

Chez certaines espèces, il existe de très gros neurones qu’on peut prélever et manipuler. Nous sommes capables avec des appareils, notamment avec des micros électrodes (petites électrodes), d’enregistrer l’activité électrique (enregistrer une tension) avec un appareil appelé oscilloscope, qui permet de suivre l’activité électrique des cellules.

 

Graphiques et différence de potentiel électrique

 

Les deux graphiques suivants représentent cette activité. Dans ces graphiques, on suit la différence de potentiel électrique, il s’agit donc d’une tension (son unité sera le milli volt) en fonction du temps (le temps est donné ici en milliseconde). Si on enregistre avec ces microélectrodes ce qui se passe à l’intérieur du neurone, on se rend compte qu’il y a une tension qui varie au niveau de la membrane plasmique ou membrane cytoplasmique du neurone. Quand les neurones son actif, ils propagent le long de leur axone des potentiels d’action. Un potentiel d’action est schématiquement représenté sur le graphique.

 

Graphique 1

 

 

Lorsque le neurone est au repos, la tension enregistrée avec le microélectrode est d’environ -60 millivolt.

Si le neurone est actif, il transmet un certain nombre de messages qui se caractérisent par une variation de la différence de potentiel électrique. On décompose cette variation en deux phases. D’abord on observe une augmentation du potentiel de membranes qui s’appelle la dépolarisation puis on observe un retour vers la situation de repos qui s’appelle repolarisation.

Ce schéma représente donc un potentiel d’action qui correspond à une variation de la tension de la membrane du neurone au cours du temps. On observe sur le graphique qu’il dure environ 2 millisecondes. 

 

Graphique 2

 

 

Maintenant, si on suit l’activité d’un neurone, il est capable de générer et de propager beaucoup de potentiel d’action.

Lorsqu’on stimule un neurone, il répond par une activité électrique. Si la stimulation est faible, et si on suit toujours la différence de potentiel au cours du temps, on observe, par le neurone, quelques potentiels d’action relativement éloignés les uns des autres dans le temps.

Attention ! L’échelle utilisée dans les deux graphiques présentés n’est pas la même. Dans le deuxième, une graduation correspond à 10 milli secondes alors que dans le premier c’est 1 milli seconde.

Ainsi pour un neurone peu stimulé avec une activité faible, on a quelques potentiels d’action relativement écartés. On dit que leur fréquence est faible.

En revanche, si on stimule fortement un neurone, il répond en générant et en propageant le long de son axone beaucoup de potentiels d’action, qui seront donc plus rapprochés les uns des autres dans le temps. On observe dans cette configuration, quatre potentiels d’action successifs dans un temps relativement court.

Stimulation faible = quelques potentiels d’action éloignés les uns des autres dans le temps.

Stimulation forte = beaucoup de potentiels d’action rapprochés les uns des autres dans le temps.

Ces potentiels d’action, qu’ils soient de potentiel faible ou fort, ont toujours la même forme et la même taille. On dit qu’ils ont la même amplitude. Ce qui change, c’est qu’ils sont éloignés ou rapprochés dans le temps, selon que l’activité du neurone est faible ou forte.