Comment les neurones envoient-ils des messages ?

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Crédits : K_E_N/istock

En une fraction de seconde, nous sommes capables de produire des pensées, d’éprouver des sensations et de réagir à notre monde en constante évolution. Nous devons ces étonnantes capacités à nos neurones. Notre cerveau en contient plus de 85 milliards qui travaillent de concert pour permettre le fonctionnement complexe de notre esprit. Comment ces cellules cérébrales communiquent-elles entre elles ?

De quoi les neurones sont-ils composés ?

Chaque neurone est composé de trois parties principales : le corps cellulaire, l’axone et la dendrite. Le premier, également appelé soma, est le centre de commande du neurone. C’est là que les signaux électriques reçus sont intégrés et transformés en un nouveau signal électrique. L’axone est quant à lui une longue extension unique du neurone qui transporte le signal électrique à travers le neurone et le transmet à d’autres neurones ou à d’autres cellules du corps. Enfin, les dendrites sont des extensions courtes du neurone qui reçoivent les signaux provenant d’autres neurones.

Par ailleurs, l’espace fonctionnel situé entre l’extrémité de l’axone d’une cellule nerveuse et le dendrite d’une cellule nerveuse adjacente est appelé synapse. C’est au niveau de cette synapse qu’a lieu la communication entre les neurones.

Comment la communication s’opère-t-elle ?

Chaque fois que vous prêtez attention à quelque chose, les récepteurs de vos organes sensoriels activent les cellules nerveuses menant au cerveau, ce qui déclenche l’activation de certains neurones. Ces cellules cérébrales envoient alors des messages à d’autres cellules à l’aide de signaux électriques et chimiques.

Pour ce faire, de minuscules tunnels dans les membranes des neurones s’ouvrent pour permettre à des molécules chargées positivement, ou ions, de s’infiltrer dans la cellule. Ces particules chargées ondulent le long de la membrane de la cellule de la même manière que les électrons traversent les fils des appareils électriques. Ce signal électrique se déplace de la membrane de la cellule vers son axone.

Lorsque cette impulsion électrique atteint l’extrémité d’un axone, le neurone libère des substances chimiques appelées neurotransmetteurs dans la synapse. Les produits chimiques traversent alors cet espace, puis ils se lient à des récepteurs spécifiques sur le neurone suivant. Si suffisamment de récepteurs sont activés, le neurone récepteur peut alors générer son propre potentiel d’action et transmettre le message à d’autres neurones du réseau.

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La synapse représente l’espace entre le fil sortant (axone) d’une cellule nerveuse et le fil récepteur (dendrite) de la suivante. Les messages (neurotransmetteurs) sont transmis à travers ces espaces. Crédits : iLexx/istock

Annonces publiques

Seules les cellules connectées par une synapse peuvent communiquer via des neurotransmetteurs. De ce fait, les messages qu’elles transmettent ne sont détectables que par deux neurones à un moment donné. Cependant, les neurones peuvent également diffuser des « annonces publiques » en libérant de petits fragments de protéines appelés neuropeptides à travers leurs membranes cellulaires.

Contrairement aux neurotransmetteurs, qui se déplacent sur de courtes distances entre les neurones et agissent donc localement, les neuropeptides sont de plus grandes molécules qui peuvent parcourir de plus longues distances. Une fois produits par les neurones, ils sont libérés dans le liquide céphalorachidien qui entoure le cerveau et la moelle épinière. De là, ils peuvent se déplacer et interagir avec des récepteurs situés dans des régions éloignées.

Ce type de communication est naturellement plus lent que la signalisation synaptique. Cependant, il a des effets considérables. En raison de leur capacité à agir sur des régions étendues du cerveau, les neuropeptides jouent en effet un rôle important dans la modulation de nombreuses fonctions cérébrales complexes. Parmi les neuropeptides les plus connus figure notamment l’ocytocine, l’hormone dite « sociale ». Ce n’est toutefois qu’un exemple puisque les chercheurs en ont identifié plus d’une centaine chez les humains et qu’il en existe probablement encore beaucoup plus.

Par ailleurs , de nouvelles preuves suggèrent que les neuropeptides jouent un rôle dans la plasticité synaptique. Autrement dit, ils permettent à des neurones de modifier la force avec laquelle ils se déclenchent en réponse à différentes expériences. La plasticité synaptique constitue notamment la base de l’apprentissage. Par exemple, plus vous étudiez pour un examen et plus les synapses impliquées deviennent fortes.

Ainsi, en résumé, nos pensées et actions reposent non seulement sur les cellules nerveuses directement connectées, mais aussi sur la sensibilité des différentes cellules cérébrales aux neuropeptides de grande envergure.