PHYSIOLOGIE DU COMPORTEMENT

23.01.14Introduction : la physiologie du comportement étudie le fonctionnement de systèmes physiologiques liés entre eux. Cette étude peut se faire au niveau des molécules jusqu’aux réseaux intégrés de neurones. C’est une discipline qui est un carrefour pluridisciplinaire car on a besoin de neuro-anatomie, neuroendocrinologie, neuropharmacologie, neuropsychologie, psychiatrie, etc…La neurophysiologie s’intéresse aux systèmes de régulation permettant une coordination des réactions. Il en existe 3 :

- Le système endocrinien (hormonal) : communique par le biais de molécules présentent dans le sang (hormones). C’est une action lente et prolongée (hormone rejetée dans le sang, se déplace jusqu’à l’endroit pour avoir une action).

- Le système nerveux : mets en jeu des communications rapides et brèves entre les cellules.

- Le système immunitaire : la communication passe par des molécules appelées cytokines permettant d’avoir des réactions orientées et coordonnées le plus longtemps possible. Il joue un rôle important dans l’homéostasie : si ce n’est pas le cas, les systèmes nerveux et endocriniens sont dérégulés, ce qui a des conséquences sur le comportement.

Ils sont toujours liés entre eux, mais en fonction de l’évènement, la temporalité de ces système n’est pas toujours la même. Le système endocrinien se met en jeu en même temps que le système nerveux, mais le système nerveux est rapide et l’endocrinien plus lent à démarrer, donc le système endocrinien prend en quelque sorte le relais au système nerveux.Le but de la communication entre ces trois systèmes est de maintenir l’homéostasie : toutes nos réactions comportementales sont orientées dans ce but.

L’homéostasie est un concept qui a évolué dans le temps et qui évolue encore aujourd’hui.Claude Bernard (XIX) : il est à l’origine de la découverte de cette notion. C’était un savant/médecin qui a constaté que chez les êtres tels que l’homme, leur milieu intérieur était stable quelles que soient les variations de l’environnement. Il en est arrivé à une loi générale : le milieu intérieur est constant, stable, ce qui rend les individus indépendants de leur environnement (homéotherme : la physiologie est relativement stable tout au long de l’année).Walter Cannon (XX) : la stabilité du milieu intérieure est liée à la capacité du corps à réguler la composition du sang. Il a introduit le terme d’homéostasie et c’est le premier à introduire la notion de régulation. Hans Selye (XX) : il a repris les travaux de Bernard et Cannon et a démontré que pour qu’un organisme s’adapte et que son milieu intérieur s’adapte, il faut des régulations qui mettent en jeu des systèmes de régulation coordonnés pour faire face aux stresseurs de l’environnement. Dans les cas extrêmes, il y a une réponse qui est mise en place : le syndrome général d’adaptation (réaction de stress que l’organisme met en place pour faire face à un stresseur). Il dit que quelle que soit la nature du stresseur, l’individu met toujours en place la même réaction.Bruce McEwen (XXI) : il continue dans la lignée des auteurs précédents, il a beaucoup travaillé sur le stress. Il travaille sur tout ce qui peut provoquer des

variations de l’homéostasie : il dit que le milieu intérieur est tout sauf stable, qu’il varie tout le temps (c’est la moyenne qui est stable), c’est donc ‘la stabilité dans l’instabilité’ (équilibre dynamique). Pour maintenir l’équilibre, il y a une dépense d’énergie. Cet auteur n’appelle pas ça l’homéostasie mais l’allostasie. Un organisme en bonne santé met en relation ses systèmes de régulation en utilisant le moins d’énergie possible. Quand l’organisme n’est pas en bonne santé (harcèlement moral chronique par exemple), la surcharge cognitive va écarter les variables physiologiques de l’homéostasie et donc déployer une grande dépense énergétique jusqu’à ce que l’organisme ne peut plus faire face (charge allostasique : le poids du stress est tel que les systèmes de régulation ne peuvent plus faire face entraînant une rupture).Dans ces conditions, les variations environnementales ont une influence minime sur la physiologie de l’individu quand l’homéostasie est atteinte, et auront une influence minime sur la composition du milieu intérieur. Si l’équilibre est rompu et que les mécanismes de régulations se révèlent incapables de rétablir cet équilibre (maladie voire la mort). Quelques constantes homéostasiques :

- Glycémie : 0.7>1g/1<1.3g- T° centrale : 36°5-37°8- Concentration ioniques dans le liquide extracellulaire ou LEC :

o Sodium : 135 à 145 mEq/1o Potassium : 3.5 à 5 mEq/1o Chlore : 95 à 105 mEq/1o Calcium : 90 à 100 mg/1

- PH de LEC, PCO2, etc…- Mais aussi des variables psychobiologiques : homéostasie émotionnelle,

etc…Pour maintenir cette homéostasie, les systèmes de régulation induisent des comportements (plus ou moins élaborés, instinctifs ou constant) tels que la faim, la sexualité, la soif, la fuite, la lutte, la recherche de solutions, etc…

Les mécanismes qui permettent de maintenir cette homéostasie il faut des systèmes de détection qui détectent les changements. Les capteurs sont des neurones sensoriels spécialisés pour capter les variations de telle ou telle variable intérieure. Ces capteurs détectent la différence de la variable, pas sa valeur. Il faut que ce capteur soit réglé sur un point d’équilibre (set point) et toute variation par rapport à ce point d’équilibre provoque une réponse régulatrice qui ramène la valeur à son niveau de référence.En physiologie, les systèmes de régulations fonctionnent par boucles de rétroaction (rétrocontrôle, feedbacks) qui peuvent être positives ou négatives.La rétro-inhibition (rétroaction négative) est la plus présente en physiologie. Dans ce cas, on fait référence à un double système : quand on a une cause qui produit un effet, la cause va augmenter/diminuer l’effet, ce qui va stopper/augmenter l’effet (exemple de la température DIAPO).29.01.14Un phénomène est un levé d’inhibition : une fonction est sous le contrôle inhibiteur par une substance et quand cette substance lève l’inhibition, la fonction apparaît. Par exemple, les anxiolytiques renforcent l’inhibition. L’inhibition se fait grâce à des capteurs, souvent des neurones spécialisés. Donc l’homéostasie permet de garder stable le set point et son rôle est de ramener les fonctions à la normale, ce qui prend du temps donc entraîne des variabilités. Hors, l’idéal serait d’anticiper les fluctuations de la variable donc il faut des mécanismes capables d’anticiper de manière ajustée et adaptée à la variable. Ces systèmes de régulation doivent être souples, souplesse apportée

par le système nerveux pour s’adapter rapidement (exemple du neurotransmetteur Dopamine DIAPO). La tyrosine est captée par des capteurs dans le cerveau, et les neurones se servent de cette tyrosine pour faire la Dopamine en deux étapes, par deux enzymes. Donc quand on a beaucoup de tyrosine, elle va tout de suite rentrer dans la chaine d’enzymes donc la concentration de Dopamine augmente. Mais le taux neuronal de la Dopamine est régulé : quand son taux augmente trop, elle rétroagit négativement sur la première enzyme qui ne fonctionne alors plus. En conséquences, on a moins de DOPA et alors moins de Dopamine mais ce taux ne doit pas trop baisser. Quand elle est en-dessous du seuil, on a une rétraction positive/excitatrice, donc on a une fluctuation oscillatoire autour du taux de Dopamine. Même exemple avec le tryptophane, et la sérotonine. Dans la régulation de la glycémie, l’homéostasie est à un g/L. Si un stimulus augmente la glycémie, ça génère un déséquilibre/écart vers le haut de la valeur d’équilibre et cet écart est identifié par des capteurs situés dans le pancréas. Ces capteurs sont des cellules qui fixent le glucose qui forme un signal indiquant que le glucose augmente. Ces cellules libèrent de l’insuline dans le sang, ce qui permet de faire pénétrer le glucose dans les cellules qui le stocke, l’enlever du sang. Ces cellules sont musculaires, neurones, musculaires striées, et le foie. Quand il manque de glucose, d’autres capteurs sont présents dans le pancréas et produisent une hormone (glucagon) qui a pour effet de se fixer sur les cellules de stockage pour faire sortir le glucose stocké sous forme de glycogène. S’il n’y a plus de glycogène dans le foie, les systèmes de régulation ne servent plus à rien.Dans l’allostasie, la variable contrôlée est ajustée par anticipation aux besoins physiologiques. : On parle de régulation intégrée ou adaptative. Le meilleur système d’anticipation est le système nerveux : il va utiliser des informations qui viennent des organes sensoriels qui vont permettre d’évaluer l’état de l’organisme et va établie des prédictions. Quand on fait un régime alimentaire draconien, on fait une restriction alimentaire. Cette méthode marche bien si elle n’est pas agressive : le besoin physiologique s’adapte à ce régime en fonction du bol d’énergie dont on a besoin. S’il y a excès, il est stocké au cas où il y en manque. Donc, quand on a une baisse de la glycémie, on a tout de suite une activation du système nerveux (neurone de l’hypothalamus). Ensuite le système nerveux sympathique fait augmenter la glycémie par le glycogénolyse hépatique. Après, on a une petite libération de glucagon par les cellules du pancréas et par le glycogénolyse, ce qui augmente la glycémie. En même temps, on a une sensation de faim car on est en petite hypoglycémie. Comme on a faim, on ingère la nourriture et on reconstitue le stock de glucose. Quand on saute un repas, le système est déréglé. Les systèmes de régulation physiologique, notamment ceux qui mettent en jeu le cerveau, sont très sensibles à l’irrégularité. La pression artérielle est une variable physiologique qui est contrôlée constamment et ajustée en fonction des besoins de l’organisme. Plus les boucles de rétroaction sont multiples, plus le système de régulation est flexible mais plus il est complexe.La réaction positive est un cercle vicieux. Ce mécanisme va contre l’homéostasie sur le court terme et pour le maintien de l’homéostasie sur le long terme (contre la stabilité). Il permet d’amplifier rapidement un phénomène (réaction inflammatoire, contraction utérine d’accouchement). Pendant l’accouchement, celui-ci est déclenché par le fœtus lui-même, par la pression de la tête du bébé sur le col de l’utérus. La pression active des neurones, et les récepteurs sont des neurones qui envoient l’information à l’hypophyse, qui en réponse de la pression, libère l’ocytocine (plus la pression est élevée, plus l’ocytocine augmente). A force d’augmenter, l’ocytocine contracte les muscles lisses de l’utérus et pousse le

fœtus vers le col, donc l’hypophyse est encore plus activé, libérant plus d’ocytocine qui contracte encore plus les muscles de l’utérus, jusqu’à l’expulsion du bébé. Sur le court terme, cette boucle d’amplification écarte de l’homéostasie, mais elle est bénéfique au long terme. En résumé, l’homéostasie va représenter un système constitué d’un ensemble de variables très variées dont les valeurs sont maintenues dans des limites de régulation étroites situées autour d’un point d’équilibre compatible à une bonne physiologie. L’allostasie est le maintien de l’homéostasie par des systèmes de régulation avec une dépense énergétique optimisée : les systèmes allostasiques sont représentés par les systèmes nerveux, endocriniens et immunitaires. Le cerveau déclenche la sensation de faim, les réactions du système nerveux, la libération d’ocytocine, etc… Il est le coordinateur des systèmes de régulation, mais c’est aussi une cible car il subit les dérèglements. C’est pourquoi les variations sont contrôlées de manières très fines. La charge allostasique pèse sur le fonctionnement des systèmes de régulation : elle correspond à un défaut de retour à la normale du fonctionnement des systèmes de régulation. On est à la limite du dérèglement pouvant faire basculer à la pathologie, et dans ce cas, tout est dérégulé, ce qui entraîne la mort. Le stress est une réaction face à une menace de l’homéostasie. Les systèmes physiologiques s’activent pour nous permettre de nous adapter, et une fois l’adaptation faite, on récupère où les réponses physiologiques reviennent à leur état initial. 05.02.14Si on est en surcharge allostasique, il y a plusieurs cas de figures :

- Quand on est exposés à des stresseurs répétés, l’organisme donne une réponse exagérée sans récupération.

- L’épuisement complet conduit à l’absence de réponse, l’organisme ne s’adapte plus. Ce cas de figure est présent dans le burn out.

Quand on a une régulation allostasique, le niveau et l’amplitude de la courbe est le reflet de l’adaptabilité des systèmes de régulation : la capacité de régulation est d’augmenter la variable de manière ajustée à la demande, mais aussi de la ramener au point d’équilibre. Le stress va faire diminuer cet ajustement, mais la vieillesse aussi, ce qui augmente les risques de charge allostasique pas le fait de la difficulté d’adaptation (les systèmes de régulation mettent plus de temps à se mettre en place).Suite à la prise de substance addictive de manière répétée, il y a un risque avec le temps l’installation d’une addiction car les systèmes de régulation seront moins performants et en surcharge allostasique. Dans le cas de l’humeur, si la prise est isolée, l’humeur s’améliore, passe par le set point et redescend, pour retourner au set point, c’est un écart normal au set point. Quand les prises sont répétées, une charge allostasique se traduit avec le temps et se manifeste par une inadaptation et donc un décalage du set point homéostasique, toujours dans le négatif. Ceci entraîne une prise plus importante de drogue ou au développement d’une dépression.

I. Le système nerveux

1) Rappels.Organisation générale   : SCHEMA. Le système nerveux est composé de 2 composantes :

- SNC (cerveau + ME) : analyser les informations périphériques qui lui arrivent, de les comparer (par rapport à des prévisions, à des informations déjà stockées), mémoriser et il est le point d’arrivée des informations

sensorielles et le point de départ des informations motrices. Donc il a besoin de relais qui est le SNP.

- SNP : c’est un ensemble de nerfs qui permettent de faire communiquer le SNC avec les organes. Il a une composante motrice elle-même composée d’un composante autonome (pas sujet à une commande volontaire, constitué de voies nerveuses et innervent les muscles lisses dans les artères, utérus, intestins, canaux, cœur et glandes endocrines… Constitué de deux branches : sympathique et parasympathique partagés avec le système nerveux intrinsèque présent dans les viscères et assure le fonctionnement automatique de l’organe en question, on y trouve des réseaux de cellules nerveuses avec des neurones comme dans le SNC) et une composante somato-moteur (motoneurones qui commandent les muscles squelettiques permettant le mouvement, la posture…). Toutes les informations du milieu intérieur ou extérieures sont captées par des récepteurs sensoriels qui peuvent être présents dans le corps, à la surface du corps ou dans le muscle, et ces informations sont transmises par des composantes sensorielles au SNC.

TABLEAU. Si on fait un parallèle entre les différentes composantes fonctionnelles du SNC et le niveau auquel on regarde de SN (global, semi-global ou à l’échelle du neurone), on voit que ce soit à l’intégration d’une information, l’envoi ou l’intégration d’une information, dans tous les points de vue :

- A l’échelle du système nerveux : les informations du monde extérieur ou intérieur sont véhiculées par le SNP dans le SNC qui élabore des réponses qui vont être véhiculées par le SNP.

- A l’échelle d’un réseau de neurones, un centre nerveux : de l’information arrive par des neurones sensitifs, et elle va être projetée sur différents neurones intermédiaires en effectuant plusieurs relais neurones/centre (polysynaptique) ce qui permet de faire passer l’information dans plusieurs centre qui vont intégrer l’information, donc des réponses sont émises et transportées par différentes voies vers les effecteurs.

- A l’échelle d’un neurone : m’information est captée par les dendrites qui amènent l’information sous forme de potentiel d’action vers le centre d’intégration. L’information intégrée par vers les effecteurs au niveau de l’axone.

Le système nerveux ne peut pas fonctionner sans ces informations sensorielles, et celles-ci vont apporter de la structure au fonctionnement du SNC lui permettant de coordonner l’activité physiologique du corps.

Système nerveux autonomeIl fait partie du SNP et comprend deux branches : les systèmes sympathique et parasympathique. Il participe à la régulation du milieu intérieur et il va contrôler les organes végétatif/viscères. Il est constitué de deux grandes voies efférentes (du SNC vers la périphérie, donc des informations motrices vers les viscères). Les nerfs qui véhiculent dans le SN autonome sont sensorielles et motrices à la fois. Chaque viscère reçoit une double innervation : le muscle cardiaque reçoit une innervation sympathique et une parasympathique, ce qui permet aux viscères de voir leur activité soit augmenter, soit diminuer. Simplement, ce n’est pas toujours le sympathique l’activateur et le parasympathique inhibe, tout dépend du viscère. SCHEMAS !!!!Les systèmes S/PS sont constitués de deux neurones : chaque projection S/PS sur le viscère est toujours constituée de deux neurones avec deux synapses à l’extérieur du SNC, synapse entre un axone et un corps cellulaire, un ganglion. Donc sur le trajet du neurone, on a des ganglions sympathiques et des

parasympathiques. Ce qui caractérise le parasympathique est que la synapse se fait très proche du viscère, parfois dedans (neurone très court) et inversement pour le sympathique.Dans le système sympathique, un neurone par de la ME vers le ganglion et libère de l’acétylcholine et du ganglion au tissu est libéré de la noradrénaline. … Le système sympathique a une petite particularité : les neurones sympathique partent de la ME et partent vers une glande au-dessus des reins (médullo surrénale) et ce premier neurone libère aussi de l’acétylcholine et la glande provoque la libération d’hormones (adrénaline et noradrénaline). Le système parasympathique, le premier neurone fait synapse en libérant de l’acétylcholine avec le ganglion et le deuxième neurone aussi.SCHEMA A CONNAITRE PAR CŒUR : on a le système nerveux somatique et le système végétatif, et le SNC et SNP. La SNS commande les muscles squelettiques et son neurone part de la ME et va directement au muscle squelettique et libère de l’ACh. Dans la branche PS, on a deux neurones, un dont le corps cellulaire est dans la ME et est véhiculé dans un nerf jusqu’à un ganglion (ACh), active un neurone court jusqu’au viscère (ACh). Un autre voie existe avec un premier neurone mais il va directement innerver la rate qui est un organe du système immunitaire : le système PS régule le système immunitaire et va avoir un effet anti-inflammatoire. Dans la branche sympathique, on a trois cas de figure : le plus courant est deux neurones répartis le long de la ME. Le premier libère de l’ACh et active le deuxième qui va au viscère et libère de la Nad. Sinon, une branche sympathique innerve le médullo surrénal (ACh) qui libère une hormone dans le système sanguin (adrénaline) qui agit sur les viscères. Enfin, le premier neurone fait synapse dans un ganglion (ACh) et le deuxième neurone qui libère de l’ACh qui innerve des glandes éccrines dans la peau qui provoque la libération de sueur. Ce qui explique que lorsqu’on est émus, les émotions fortes positives ou négatives, active le système sympathique accompagné d’une augmentation de l’humidité de la peau notamment au niveau des mains. Au niveau homéostasique, les systèmes S et PS ont une grande importance. Le sympathique va être associé à une adaptation en cas d’urgence car il mobilise des réserves énergétiques, prépare l’organisme à un éventuel danger et prépare la réaction (attaque ou fuite). Le parasympathique est actif au repos, au moment de la récupération. En réalité, les deux systèmes sont toujours actifs en même temps, simplement, on en a toujours un qui va dominer sur l’autre12.02.14Le stress est une fonction qui écarte les variables de l’homéostasie, et, à partir d’un certain terme, l’organisme déclenche une réponse de stress.

Le système nerveux intrinsèque   : Il est situé dans les parois des viscères, est constitué de neurones et peut constituer un réseau dans le viscère qui contient des neurones sensitifs connectés sur des inter-neurones eux-mêmes connectés à des neurones moteurs.Il contrôle l’autonomie complète d’un organe dans ses activités motrices et sécrétoires. De plus, il est lui-même modulé par les systèmes nerveux sympathiques et parasympathiques.De ce SNI sortent des voies sensorielles qui vont au cerveau, ce qui signifie que si on a une activité viscérale modifiée, cela se répercute sur les voies sensorielles et l’activité du cerveau va se modifier en conséquence.Par exemple, on a un SNI entérique qui concerne le tube digestif : les organes sont composés de muqueuses permettant l’absorption, et au-dessus on a une couche nerveuse, une couche musculaire circulaire qui se contracte en largeur,

et une autre couche nerveuse pour finir avec une dernière couche musculaire longitudinale qui se contracte en longueur.On retrouve les mêmes neurotransmetteurs dans les neurones du cerveau et dans le tube digestif, on a un parallélisme entre le SNI et SNC.On a plusieurs niveaux de régulation du SNI : un premier régule l’activité des viscères. Le SNI entérique est situé dans les parois des viscères et commande l’activité des muscles lisses et module l’activité de la muqueuse, le diamètre des vaisseaux sanguins, la contraction du muscles, l’activité lymphatique, le système immunitaire local.SCHEMA.

2) Les propriétés électrochimiques des neurones : le Potentiel d’Action

a. Le neurone.

Le tissu nerveux est formé de deux types de cellules :- Les cellules nerveuses : unité structurale et fonctionnelle du SN, contient

près de 100 milliards de neurones.- Les cellules gliales : il y en a 5 à 10 fois plus que de neurones et

représentent la moitié du volume du SN.Les neurones ne se divisent pas, ils sont produits par neurogénèse (les cellules gliales se transforment en neurones en cours de maturation) dans l’hippocampe ou le bulbe olfactif. Les neurones ont une grande longévité et permettent l’apprentissage, la mémorisation et la plasticité. Il s’agit d’une cellule excitable et est capable de transduction sensorielle (transformation d’un stimulus en un potentiel d’action). Par exemple, des neurones sont sensibles à des substances chimiques et ce stimulus va être transformé en message électrique, appelé PA.19.02.14De plus, la cellule nerveuse a un métabolisme très important par les nombreuses réactions chimiques présentent qui nécessitent de l’énergie (ATP) qui elle est produite d’oxygène et glucose présents dans le sang. Le SN doit donc être extrêmement bien vascularisé pour permettre l’apport de sang pour avoir de l’oxygène et du glucose, donc de l’énergie. En imagerie, on utilise le signal Bold IRMf qui mesure où se situe le sang donc quelle partie du cerveau fonctionne. Cette énergie est nécessaire pour :

- Le maintien du potentiel membranaire : consomme les 2/3 de l’ATP produit en 24h.

- La conduction des PA dans les axones : pour que les PA soit propagés et transmis.

- La transmission synaptique.- Le recyclage de neurotransmetteurs, des vésicules synaptiques.- Elimination du Calcium déclenchant la libération du NT contenu dans les

vésicules. - Restauration des gradients post-synaptiques.

Les neurones ont plusieurs structures/régions : il est toujours un corps cellulaire avec un noyau et protégé par un système osseux quand il est à l’intérieur du SNC. Dans le cas où ils sont à l’extérieur, on les retrouve dans les ganglions. Il est composé d’un axone qui est un prolongement fin, et des dendrites (très nombreux). Dans la plupart des neurones, on a :

- Une zone réceptrice : dendrites et corps cellulaire.- Une zone conductrice qui engendre le PA et transmet le PA, il s’agit de

l’axone. La zone de production du PA est appelée la zone gâchette. - Une zone sécrétrice qui libère des neurotransmetteurs.

Il existe une classification des neurones qui est fonctionnelle :

- Neurones sensitifs : part de la périphérie au SNC.- Neurones moteurs : part du SNC aux effecteurs périphériques.- Neurones d’association : inter-neurones qui acheminent l’infirmation à

différents centres nerveux avant d’évaporer l’information motrice.La myéline est produite par les cellules et entoure l’axone des neurones. Chaque manchon est une cellule de Schwann qui produit une substance de nature lipidique qui est la myéline et qui a pour fonction d’isoler l’axone d’un point de vue électrique. Les courts circuits sont évités si les axones sont collés les uns autres lors de la transmission d’un PA. Dans le SNC, ce sont des cellules gliales qui produisent la myéline, les oligodendrocytes qui s’enroulent autour d’axones (un même peut entourer plusieurs axones). Donc en plus d’éviter les courts circuits, dans les SNC des faisceaux sont faits. Les zones où l’axone est à nu sont appelées nœuds de Ranvier.Dans le SNC, la myéline est à l’origine des substances blanches et grises : la substance blanche est une zone formée d’axones myélinisés donc ce sont des zones de connectivité entre une zone et une autre du cerveau. C’est une zone de liaison entre des zones éloignées. La substance grise est formée de corps cellulaires et de prolongements non-myélinisés qui ont des fonctions nerveuses spécialisées (noyaux, centres).La sclérose en plaque est une dégénérescence de la substance blanche du SNC et des nerfs optiques : les premiers symptômes apparaissent entre 20 et 40 ans, sont présents des picotements, des troubles visuels, des vertiges/troubles de l’orientation, des problèmes de miction, des troubles de la mémoire. Il n’agit d’une maladie auto-immune probablement, mais aussi chronique évoluant par poussées. Quand la myéline est détruite, elle est remplacée par des amas de tissus fibreux, d’où les plaques.Le syndrome de Guillain-Barré est une dégénérescence périphérique de la myéline et touche les nerfs innervant la peau et les muscles donc on a une perte de motricité, de sensibilité et une évolution rapide (paralysie totale en trois semaines parfois). La cause est inconnue et peut se déclarer suite à une infection virale bénigne et il s’agit d’une maladie à caractère auto-immune. Un nerf est un ensemble d’axone et fait le lien entre le SNC et l’effecteur périphérique. Les axones sont très isolés et protégés à l’intérieur du nerf : il est enrobé par la gaine de myéline l’endonèvre et le périnerve. Plusieurs faisceaux d’axones sont présents dans le nerf qui n’ont pas forcément les même fonctions, ni au même endroit.

b. La névroglie.

La névroglie est constituée de cellules non-nerveuses et joue le rôle de : - Soutien : elle assure de la cohérence architecturale dans le SN. - La régulation de la composition du milieu cérébral : elle influence les

concentrations en sodium dans le milieu extracellulaire par exemple, influençant l’excitabilité des neurones.

- Nettoyeur : elle est capable de phagocytose dans le SNC.- Aider à la conduction nerveuse en produisant de la myéline, et participa à

la morphogénèse (formation du SN), et à la néo-neurogénèse (production de nouveaux neurones).

Ce sont des cellules à prolifération active contrairement aux neurones. Leur prolifération peut former un gliome (tumeur bénigne), maladie de Kreutzfeld-Jacob (prolifération anormale des astrocytes). Trois types de cellules forment la névroglie :

- Astrocytes : les plus nombreuses. Ce sont des cellules en forme d’étoile et vont constituer la barrière hémato-encéphalique.

- Oligodendrocytes.- Microglie

Les faiblesses du SNC sont les plexus choroïdes, des substances peuvent passer dans le cerveau.26.02.14Le PA trouve son origine dans le potentiel de repos : des charges sont opposées sur la membrane formant la polarité membranaire. La polarisation membranaire prend un sens particulier pour les cellules excitables car elle est à l’origine du PA et de la réponse cellulaire. Si on met une sonde dans et à l’extérieur de la membrane, on a une différence de potentiel : quand la cellule est au repos, la différence de potentiel est stable, on dit qu’elle constitue le potentiel de repos. Cette valeur est une caractéristique de la cellule. Pour les cellules excitables, lorsqu’elles sont activées par une information, elles sont capables de produire une variation ample et brusque de leur potentiel de membrane, cette variation est transitoire correspond au PA enclenchant la réponse de la cellule. Le PA est possible seulement s’il y a un potentiel de repos et si la valeur de ce potentiel de repos conditionne le PA. Le PR est dû à une répartition inégales des ions dans la membrane qui elle-même liées à la perméabilité sélective dû à des canaux spécifique pour les ions. SCHEMA : on n’a pas de différence de potentiel dans le milieu extracellulaire. Quand on met une électrode dans l’intracellulaire et une dans l’extracellulaire, on une tension (75mV) et une différence de potentiel (la négativité signifie que l’intérieur est négatif par rapport à l’extérieur). Si on rajoute des ions potassium dans le liquide extracellulaire, on constate que lorsqu’on augmente la concentration, le potentiel de membrane devient de moins en moins négatif et se rapproche de 0. Donc la différence présente au départ est due à l’ion potassium. Au repos, la cellule doit garder son potassium sans le laisser sortir grâce aux canaux ioniques : la membrane fournit une résistance électrique face aux passages d’ions. Par endroit, la membrane va faire baisser la résistance des canaux ioniques pour laisser passer quelques ions. SCHEMA : en bilan de la pompe Sodium/Potassium, on voit que plus de positifs sortent qu’entrent, ce qui contribue à la négativité de la cellule. De chaque côté de la membrane, on a à l’extérieur des ions positifs et négatifs, mais surtout des ions Sodium donc des charges positives. A l’intérieur, on a beaucoup d’ions négatifs (protéines) et quelques ions positifs. Par conséquent, si on prend une cellule, on enregistre une différence entre le milieu extracellulaire et intracellulaire au repos.La polarité de la membrane est donc due :

- Différence de concentration en ions entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule.

- Perméabilité sélective de la membrane (laisse passer le potassium, mais quasiment pas les autres ions).

- La polarité se maintien même si du potassium parvient à pénétrer (pompes sodium/potassium).

Les neurones sont capables de réagir à un stimulus et la cellule va réagir, la réaction correspond à l’ouverture des canaux sodium dans la membrane plasmique, donc le sodium peut diffuser selon son gradient de concentration à l’intérieur de la cellule. SCHEMA. Cette ouverture entraîne une baisse de polarité où les canaux se sont ouverts et si cette polarité atteint un seuil de dépolarisation de 50mV, le phénomène s’amplifie, d’autre canaux Sodium s’ouvre simultanément, brusquement mais pas longtemps (canaux voltages dépendants). La dépolarisation va atteindre une valeur limite de 40mV au point de la membrane où les canaux se sont ouverts. Le point de dépolarisation reprend rapidement sa polarité car les canaux de sodium se ferment et les

canaux potassium s’ouvrent ce qui augmente la perméabilité au potassium et laisse sortir le potassium.Donc, on a :

- Un potentiel de repos ou potentiel de membrane.- Stimulation.- Activation des canaux sodium : dépolarisation.- Potentiel d’équilibre du sodium.- Activation des canaux potassium : repolarisation.- Hyperpolarisation : les canaux potassium mettent du temps à se fermer

donc le potentiel de membrane devient de plus en plus négatif.- Retour au potentiel de membrane.

On a 3 phases dans le PA : la dépolarisation, la repolarisation et l’hyperpolarisation. Il se déplace le long de la fibre jusqu’à la terminaison libérant ainsi un neurotransmetteur. Pendant l’hyperpolarisation, la membrane du neurone est réfractaire, elle est inerte donc les canaux sodium ne s’ouvrent pas : c’est la période réfractaire, ce qui signifie qu’il ne peut émettre un PA que tous les tels intervalles.Il existe une période réfractaire absolue pendant la dépolarisation car ils sont déjà ouverts. Elle est suivie par une période réfractaire relative, qui survient pendant l’hyperpolarisation (période où la membrane n’est pas sensible aux stimuli).En résumé, la période réfractaire absolue est une période où chaque PA est distinct, et où il est impossible de re-dépolariser le neurone. La période réfractaire relative une période où le seuil d’excitabilité est très haut, le neurone est moins excitable donc moins sensible, elle oriente la propagation du PA en sens unique et évite la surexcitation de la cellule.Pour qu’il y ait une PA, la dépolarisation au point stimulé doit dépasser un certain seuil (50mV) :

- Si la variation du potentiel de membrane ne dépasse pas le seuil, la membrane reprend sa polarisation normale et il n’y a pas de PA (on aura une simple variation du potentiel de membrane).

- Si la variation du potentiel de membrane …La polarité membranaire est une propriété commune à toutes les cellules eucaryotes et le PA est une inversion de la polarité membranaire, et une propriété de toutes les cellules excitables. Le PA précède et induit la réponse cellulaire (contraction musculaire, sécrétion, libération d’un neurotransmetteur). 12.03.14L’influx nerveux est un PA en un point de la membrane qui se propage et provoque un déplacement des ions au voisinage du point dépolarisé donc une ouverture de canaux voltages dépendants et une dépolarisation du point voisin. SCHEMA. La vitesse de déplacement de l’influx nerveux est de 3 à 300km/h, donc on a une vitesse de propagation très élevée, mais cette vitesse dépend de :

- Le diamètre de la fibre nerveuse : plus le diamètre est élevé, plus la vitesse est élevée.

- La présence de myéline : elle augmente la vitesse, la conduction saltatoire. La propagation se fait de manière saltatoire, entre deux manches de myéline.

Concernant les fibres A alpha et bêta, ce sont des fibres de très gros diamètre avec une épaisse gaine de myéline. La transmission est alors rapide (15 à 130m/sec. Ce sont des fibres sensitives qui proviennent de la peau et des fibres motrices qui innervent les muscles striés squelettiques. Concernant les fibres A gamma ou B ont un plus petit diamètre et sont peu myélinisées donc conduisent à la vitesse de 4 à 30 m/sec. Ce sont des fibres nerveuses sensitives et motrices du SN autonome, et innervent les viscères et la

peau (sensibilité douloureuse modérée et localisée). Elles sont sensibles à des stimuli de forte intensité). Concernant les fibres C, elles ont un encore plus petit diamètre et ne sont pas myélinisées donc conduisent à une vitesse et 0.4 à 2m/sec. Elles sont sensibles à des stimuli de très forte intensité et sont impliquée dans la sensibilité douloureuse profonde et diffuse (sensibilité viscérale). La vitesse de propagation peut être influencée par des substances psychotropes, l’alcool, les anesthésiques locaux. SCHEMA.Le SNC peut faire la différence entre un stimulus faible et un stimulus fort même si le PA est la même dans les deux cas. Un nerf contient un certain nombre d’axones, et l’amplitude du PA nerveux est proportionnelle au nombre de fibres axoniques excitées, donc on n’a pas d’informations sur l’intensité du stimulus :

- Un stimulus fort va faire réagir plus de neurones qu’un stimulus faible. SCHEMA.

- Un stimulus fort génère des PA à plus haute fréquence qu’un stimulus faible.

3) La communication au sein du système nerveux : la transmission synaptique

a. Les propriétés

La synapse est le point de connexion entre deux neurones. Elles sont très abondantes dans le SN (5 milliards pour 1mm3 de matière grise. Tanzi a supposé au XIX que l’activation répétée d’un neurone entraîne des modifications métaboliques qui devaient être à l’origine d’une modification de la forme des neurones. On a des prolongements de neurones vers d’autres neurones. Cajal, au XIX, introduit une théorie selon laquelle l’information est stockée dans les neurones grâce à des modifications anatomiques permettant des connexions entre les neurones. Sherrington, au XIX, introduit le concept de synapse comme point de contact entre les cellules nerveuses, où une cellule nerveuse agit sur une autre. Il existe deux types de synapses :

- Les synapses électriques : permettent au PA de passer directement d’une membrane à l’autre.

- La synapse chimique : le PA se transmet par le biais d’un neurotransmetteur. SCHEMAS.

L’arrivée des PA dans la terminaison axonique entraîne une dépolarisation de la membrane du bouton synaptique. Cette dépolarisation provoque l’ouverture de canaux des ions calcium voltage-dépendants dans la membrane du bouton et une entrée de calcium. On a ensuite une libération par exocytose du neurotransmetteur dans la fente synaptique, puis ce neurotransmetteur se fixe sur son récepteur sur le neurone postsynaptique. La liaison du neurotransmetteur se fait ensuite à son récepteur ce qui provoque l’ouverture de canaux ioniques.19.03.14L’effet du neurotransmetteur n’est pas éternel, il s’applique quelques ms dans la fente synaptique. Pour que cet effet s’arrête, le neurotransmetteur va subir différentes réactions : par exemple, quand un neurotransmetteur est libéré, de l’ATP est aussi libéré pour permettre à une enzyme de détériorer ce NT. Ou sinon, le NT peut être récupéré par le neurone pré-synaptique où il est stocké dans les vésicules ou dégradé par des enzymes intracellulaires. Ou encore, le NT peut être capturé par des cellules gliales se situant à proximité de la synapse, on parle de recyclage du NT. Autrement, on peut aussi avoir une rétroaction négative du NT

sur sa propre libération par autorécepteurs pré-synaptiques. Enfin, le NT peut diffuser à l’extérieur de la synapse, ce qui met fin à ses effets. SCHEMA.Le récepteur post-synaptique est le plus souvent couplé à un canal qui possède une zone de fixation pour le NT. Quand celui-ci n’est pas présent, le canal est fermé, l’ion ne passe pas. Quand le NT se fixe sur son site de liaison sur le canal, ça déclenche l’ouverture du canal qui va diffuser en fonction de ses ions respectifs. Au niveau post-synaptique (la plupart du temps au niveau des dentrites), la liaison du NT peut avoir deux effets :

- Ouverture des canaux sodium stimulus-dépendant : on a donc une diminution de la polarité de la membrane du dentrite, ce qui peut déclencher un PA si le seuil est atteint. Donc on a dans ce cas-là, un effet activateur du neurone post-synaptique.

- Ouverture des canaux Chlore ou Potassium stimulus-dépendant : on a une augmentation de la polarité de la membrane, donc le neurone est plus difficile à dépolariser (seuil plus difficile à atteindre). Dans ce cas, on a une inhibition du neurone post-synaptique par hyperpolarisation. Fonctionnellement, ce neurone est moins sensible.

Il ne faut pas oublier que l’effet du NT au niveau post-synaptique dépend du type de NT libéré, du type de récepteur sur lequel le NT se fixe, la quantité de NT libérée (nombre de vésicules, mise en jeu…), le nombre de récepteur post-synaptique disponibles. Les zones réceptrices sont les dendrites et le corps cellulaire : au point de la synapse axo-dendrite ou axo-axonique, le potentiel de membrane varie en fonction du type de NT et récepteur : cette liaison peut libérer un message excitateur appelé PPSE (potentiel post-synaptique excitateur) ou elle peut libérer un message inhibiteur appelé PPSI. Le PA est toujours propagé par l’axone, donc que pour un PA soit déclenché, il faut qu’à cet endroit, la polarité du neurone atteigne les -50mV. On parle alors de zone gachette où se trouvent tous les canaux ioniques.Un neurone reçoit des centaines d’informations simultanément provenant de différentes régions, excitatrices et inhibitrices en même temps. Donc on a des PPSE et des PPSI en même temps, ce qui est à l’origine du déclenchement du PA ou non. Si simultanément, on a plus de PPSE que de PPSI, on a une dépolarisation donc une propagation d’un PA, alors que si on a plus de PPQSI que de PPSE, on n’a pas de PA.26.03.14Exemple de la modulation de la douleur : les récepteurs à la douleur se situent dans les périphéries et non dans le cerveau. Donc le message est produit par la périphérie et interprétée par le cerveau donc ce message va traverser plusieurs neurones : le stimulus excite un récepteur sensible au stimulus, ce récepteur émet un PA propagé sur le nocicepteur jusqu’à la ME. Le message est transmis à un deuxième neurone, puis un troisième jusqu’au cortex cérébral où la douleur sera ressentie. Il y a des situations où le message douloureux va être inhibé : en période de gros stress, la douleur n’est plus ressentie momentanément. Dans ce cas, le stress est interprété au niveau cérébral donc le cortex envoie un message inhibiteur qui va bloquer la transmission du message douloureux du neurone au niveau du neurone post-synaptique provoquant un PPSI. SCHEMA.A travers cet exemple, on comprend les différences interindividuelles concernant la douleur : les modulations sont toutes différentes chez les uns et les autres, et même une personne n’a pas la même tolérance à la douleur tout au long de sa vie. La modulation du message nerveux peut se faire de deux manières : la sommation spatiale et la sommation temporelle. Dans la sommation temporelle, on se situe à l’échelle d’une synapse, elle fait référence à la fréquence des PA et

provoquer la libération de NT. Si la fréquence du PA est faible, ça provoque une ouverture et une libération de NT insuffisante pour induire un PA. Si la fréquence augmente, le PPSE s’additionne au précédent, ce qui est toujours insuffisant, et ainsi de suite jusqu’au passage du seuil. Dans la sommation spatiale, on voit que chaque synapse provoque un PPSE mais celui-ci est toujours en-dessous du seuil, une synapse ne permet pas de provoquer une réponse. Si deux synapses sont faites simultanément, ça va générer un PPSE de plus grande amplitude que les deux synapses isolées. Enfin, si trois synapses sur 4 sont engendrées, le seuil sera dépassé donc ça génère un PA par le neurone post-synaptique. Donc la sommation spatiale représente plusieurs synapses activées au même moment jusqu’à ce que le seuil soit atteint. La sommation temporelle représente plusieurs PPSE produits par la même synapse en un temps très court.

b. Les bases neuronales de la mémoire (STP/LTP/LTD)

Le phénomène de mémorisation cellulaire a été mis en évidence en 1968 mais il a été théorisé bien avant par Donald Hebb en 1949 : il a montré qu’une infirmation mémorisée laissait une trace dans les cellules qui se théorise par une synchronisation des décharges post et pré-synaptiques dans le renforcement synaptique : à un moment donné, des neurones post et pré synaptique vont émettre un PA de la même fréquence et en même temps. Si le neurone A émet un PA suffisamment efficaces pour un PA, le neurone B va émettre aussi un PA de la même fréquence. …La potentialisation à long terme est une augmentation de la réponse post-synaptique à la stimulation d’une voie afférente excitatrice. La conséquence est un renforcement prolongé de l’efficacité des synapses activées. La LTP a été très étudiée dans le cadre de la mémoire à partir de l’hippocampe.Soit un neurone 1 qui émet un seul PA, le neurone 2 répond par un PPSE qui n’est pas suffisamment efficace pour induire un PA. Si on refait la même chose une seconde plus tard, le neurone 2 répond de la même manière. Si le neurone 1 émet 100 PA à la suite, le neurone 2 répond très fortement avec beaucoup de PPSE provoquant un PA, on a alors une sychronisation.Une synchronisation va entraîner différences au niveau du neurone post-synaptique qui sera beaucoup plus sensible à l’information. Le phénomène de synchronisation est spécifique. Une cellule pyramidale reçoit pleins d’afférences amenant des PA chacune de leur côté. Ces afférences se connectent sur les dendrites. Quand une stimule une afférence et qu’on enregistre la réponse de la cellule pyramidale qui a une certaine intensité, l’afférence 1 et la cellule pyramidale sont synchronisées pendant un court instant. On recommence et on constate que la cellule pyramidale répond avec une réponse de plus forte amplitude quand la stimulation vient de l’afférence 1 que lorsqu’elle provient de l’afférence 2. Donc le fait qu’il y ait eu une synchronisation avec une afférence 1 entraîne une réponse plus forte de la part de cellule pour cette afférence et une initiale pour l’afférence 2 : on a donc une mémorisation, ce qui nous permet entre autre de ne pas mélanger les souvenirs.Pour avoir cette potentialisation à long terme, il faut :

- Coopérativité : la fréquence de stimulation des synapses doit être assez élevée pour induire une sommation temporelle des PPSE + le nombre de synapses simultanément activées doit être assez élevé pour induire une sommation spatiale des PPSE.

- Synchronisation : les PA pré-synaptiques doivent être synchronisés avec les PA post-synaptiques. Ainsi elle permet de créer un circuit privilégié qui sont mémorisés, circuit fait entre les fibres qui se déchargent.

La potentialisation privilégie un chemin, des réseaux synaptiques entre 3 neurones pour favoriser la trace mnésique, la mémorisation. Elle permet de stabiliser un chemin préférentiel. La stabilisation de la trace mnésique se fait grâce à la synthèse de nouvelles protéines qui vont consolider la communication entre les cellules nerveuses : celles qui jouent les facteurs de croissances dendritiques sont les BDNF, Brain Derived, Neurotrophic Factor. Plus les dendrites sont grandes, plus le nombre de synapses est important donc la communication est facilitée.Dans le cas du récepteur membranaire, au niveau de la cellule, la LTP est liées à l’augmentation de l’efficacité des récepteurs au glutamate (neurotransmetteur excitateur du SNC). Avant la LTP, le glutamate se fixe d’abord sur le récepteur AMPA. Ensuite, le glutamate va se fixer sur les récepteurs AMPA et sur les récepteurs de type NMDA (synthèse de nouveaux récepteurs par les neurones). La différence entre les récepteurs AMPA et NMDA c’est que l’AMPA est un canal Sodium alors que le NMDA est un canal Sodium/Calcium. Le seuil de 50mV est atteint beaucoup plus facilement avec les récepteurs NMDA. Après la LTP, on a une augmentation de la densité des récepteurs NMDA dans les synapses concernées, ce qui est le résultat d’une activation de nombreux gènes exprimés et synthèse de nouveaux récepteurs NMDA. Après la LTP, on a aussi un réarrangement des récepteurs AMPA et NMDA dans la membrane post-synaptique. Pour qu’une PALT soit inscrite et une trace mnésique consolidée, il faut attendre 48h. Lors d’un évènement traumatique, on a plusieurs PALT formant des traces mnésiques de toutes les modalités sensorielles sachant que les premiers signes d’un ESPT sont vus 48h après l’évènement, ce qui correspond au niveau neurologique. On aurait donc le temps d’empêcher la formation de la trace mnésique pour empêcher l’évolution vers la pathologie.Expériences des rats DIAPO.La modification à long terme de l’efficacité de la transmission synaptique est l’un des mécanismes de base de la mémoire et de l’apprentissage. Cette plasticité chez l’adulte est observée dans les structures cérébrales impliquées dans la mémoire : dans les systèmes hippocampiques, amygdaliens, thalamo-cortical, ME. La LTP intervient aussi dans le conditionnement, dans le circuit de la récompense : ce sont des zones cérébrales impliquées dans le renforcement adaptatif face à l’apprentissage. Il va permettre de renforcer des comportements associés au plaisir et atténuer les comportements lié à la douleur. La Dopamine est mise en jeu, elle est produite par des neurones de l’aire tegmentale ventrale pour aller dans le cortex préfrontal. On sait que dans l’aire tegmentale ventrale, avant la LTP, on a des neurones qui libèrent du glutamate qui va se fixer sur des récepteurs AMDA et NMDA qui vont répondre au glutamate et renvoyer de la Dopamine. Pour la même quantité de glutamate, la quantité des neurotransmetteurs libérée est bien plus élevée qu’avant LTP. Cette Dopamine va générer dans le cortex préfrontal un comportement de renforcement.09.04.14En résumé : La LTP revient à sensibiliser une voie synaptique à une stimulation, donc la réponse des neurones est plus importante. Elle met en jeu l’activation de récepteurs particuliers au glutamate qui sont les NDMA (canaux Sodium et Calcium), mais aussi une incorporation de nouveaux récepteurs NMDA dans la membrane post-synaptique. De plus, dans le neurone post-synaptique, on a des facteurs entraînant le développement du neurone (pousse dendritique) ce qui augmente les chances de dépolarisation. On a également une activation de la neurogénèse et la synthèse de facteurs de croissance.Le processus inverse se produit aussi : une synapse renforcée relie un neurone post-synaptique et pré-synaptique, et au lieu de devenir plus sensibles, les neurones sont moins sensibles aux stimulations ce qui est appelé dépression à

long-terme et empêche la trace mnésique de se former. Cette dépression peut entraîner un effacement de l’information.Dans le cas de la LTP, elle participe à la plasticité cérébrale et à la connectivité (pousse dendritique donc connectivité entre neurones favorisée), mais dans le cas de la LTD, on a une réduction de la plasticité : les récepteurs NMDA ne sont pas activés donc disparaissent de la membrane post-synaptique entraînant une diminution du nombre d’épines dendritiques, ce qui provoque une mort cellulaire.

II. Le système neuro-endocrinien

Le stress permet de maintenir l’homéostasie, c’est un phénomène physiologique permettant une bonne adaptation à l’environnement (prise de décision, etc…). Au bout de l’homéostasie, c’est la vie qui est en jeu donc le stress à un rôle important dans la vie. Cette réaction de stress a un coût biologique, ce qui créait une dette en énergie qui doit être résorbée au moment de la récupération après la réaction.La réaction de stress est une réaction individuelle, nous ne réagissons pas tous de la même manière à la même situation, elle dépend des capacités de l’individu de faire face aux situations. Ce qui est important, c’est que c’est le stress perçu (ce qui me bouleverse, me déséquilibre). La menace responsable du stress peut être consciente ou inconsciente (voiture qui va nous écraser, ou virus qui attaque le tube digestif).On fait une évaluation primaire de la situation qui dépend de la personnalité de l’individu, son état de santé, etc… Une évaluation secondaire module la première en tenant compte des ressources personnelles qui dépendent des croyances, des expériences passées, du soutien social, du sentiment de contrôle. Ces évaluations aboutissent à une mise en place de stratégies d’adaptation pour faire face à la situation : il existe comme stratégie de modifier l’attention (éviter la situation), modifier la signification de l’évènement, ou modifier activement la situation. SCHEMA.Il existe plusieurs réponses biologiques de stress :Le stress aigu : situation ponctuelle perçue menaçante pour l’intégrité de l’individu (passer des examens pour l’intégrité de notre avenir). On a une libération de neuromédiateurs et d’hormones qui mobilisent de l’énergie pour faire face (syndrome général d’adaptation).Ce syndrome est définit par Hans Selve comme la réponse non-spécifique du corps à toute demande. Il met en jeu le système nerveux autonome immédiatement et la première réponse est neurovégétative : on a un retrait parasympathique et une activation du sympathique ce qui enclenche la phase d’alarme qui va permettre de mobiliser toute l’énergie. Parallèlement à cette phase, on a une phase de résistance au stress car la phase d’alarme ne dure pas longtemps. Cette deuxième phase provoque la libération d’une cascade d’hormones libérées par l’hypothalamus, etc… Enfin, on a une phase de récupération avec un rebond parasympathique. La phase de résistance concerne l’axe hypotalamo-hypophysaire-surrénalien, ou corticotrope : l’hypothalamus libère une première hormone par des neurones particuliers ce qui entraîne une libération d’une deuxième hormone par l’hypophyse qui agit sur les glandes surrénales et active la libération de glucocorticoïdes. Ceux-ci servent à mobiliser l’énergie de manière économique et adaptée, ils renforcent la LTP, facilitent la mémorisation d’un évènement. Enfin, ils vont stopper la réaction de stress quand le stresseur a disparu.Quand la réaction cesse, on a une phase de récupération où le système parasympathique reprend le dessus en reconstruisant les réserves énergétiques

dépensées pendant la période de stress (stimule l’appétit, la digestion, facilite le sommeil, effet anti-inflammatoire, etc…).La réaction de stress n’est pas la même tous au long de la vie, elle n’est pas non plus la même chez les hommes et chez les femmes. Dans une étude, on voit que chez les personnes jeunes le taux d’adrénaline libérée est moins important que chez les personnes âgées et que les hommes jeunes augmentent beaucoup plus facilement le taux d’ACTH lors de la phase de résistance, donc la résistance est plus importante chez les hommes que chez les femmes. Cette différence disparait chez les personnes âgées.Le stress chronique : exposition prolongée à une situation et répétée où on a une libération continue et prolongée des médiateurs de stress. Ce stress a un effet délétère sur la LTP, qui peut conduire à une LTD et une dégradation de l’état de santé (burn out). Il conduit directement à la théorie vue en cours : la phase de récupération n’est plus suffisamment longue donc on finit par avoir une charge allostasique avec des réactions non-adaptée à la situation. Ce stress chronique peut être externe ou entretenue de manière interne (ruminations).

1) Organisation générale

2) Le système hypothalamo-hypophyso-surrenalien

3) Le syndrome général d’adaptation et ses limites.

COURS HOT : LE SYSTEME SENSORIEL.16.04.14

I. Le codage.

1) Notion de base.

Les stimulations qu’on reçoit de l’environnement sont très variables : comment passe-t-on d’une information chimique à un transfert de potentiel ? Cette stimulation parvient à un organe récepteur qui est l’organe sensoriel. Celui-ci va présenter trois particularités :

- Il est sélectif à une modalité spécifique.- Il a une fonction de filtrage.- Il code les caractéristiques des stimuli.

Comment transmettre sans perdre d’informations 4 grandes qualités qu’à une stimulation et qu’on va transformer en PA ?

2) Caractéristiques des organes sensoriels.

Chaque stimulation qui peut être perçue comme sensation correspond qu’elle a activé un organe sensoriel qui ne répondra qu’à ce type de stimulations. Il y a deux niveaux de filtrages qui existent :

- Chaque espèce possède un nombre limité d’organes sensoriels et donc chaque espèce ne va traiter qu’une partie des stimulations de l’environnement.

- Filtrage de l’information par l’organe sensoriel : on se réfère aux limites supérieures et inférieures de l’organe sensoriel.

II. Fonctionnement des systèmes sensoriels.

Les organes sensoriels vont coder 4 dimensions de la stimulation :- La qualité du signal : c’est l’élément qui nous échappe le plus car on

passe de la sensation à la perception. Comment est la stimulation ? - La quantité/l’intensité du signal, de la sensation : quelle est l’intensité ?- La dimension spatiale : comment le stimulus est situé dans l’espace ?- La dimension temporelle : il consiste à voir à quel moment apparait le

stimulus et à quelle fréquence. L’organe sensoriel est composé de deux différentes parties :

- La partie annexe : c’est la partie de l’organe sensoriel qui permet l’arrivée d’un stimulus vers le récepteur.

- Un récepteur sensoriel : ce sont des cellules placées en contact direct avec la stimulation et qui sont excitables spécifiquement par cette stimulation. Ces récepteurs sensoriels peuvent réagir à des éléments mécaniques, chimiques thermiques ou de la douleur (nocicepteurs). Dans ce cas, la douleur s’exerce sur la membrane du récepteur qui va modifié la perméabilité de cette membrane donc les règles de fonctionnement sont celles de la physiologie du neurone.

Le récepteur sensoriel a deux fonctions :- Transduction : une information/stimulation physico-chimique de

l’environnement donne naissance à une variation de potentiel au niveau du récepteur de la cellule qui reçoit cette stimulation.

- Codage : génération d’un PA, c’est-à-dire le transfert des différentes caractéristiques du stimulus sous forme de PA qui va se propager ensuite sans modification jusqu’au prochain relais du SN.

On arrive donc à la sensation, donc une stimulation donne naissance à une sensation, et à la perception qui est une sensation colorée demandant un traitement plus complexe.

1) La transduction et l’apparition d’un potentiel de récepteur.

L’action du stimulus sur la membrane d’une partie de l’organe sensoriel aura dans tous les cas les mêmes circonstances qui sont d’augmenter la perméabilité aux ions autours de la membrane, en particulier aux Na+ : la région qui est sensible à la stimulation est le site transducteur.Le potentiel récepteur se traduit par une dépolarisation et possède plusieurs caractéristiques :

- C’est un potentiel local (inverse du PA) : il présent uniquement au niveau de la membrane et ne se déplace pas.

- L’amplitude du potentiel de récepteur varie en fonction de l’intensité de la stimulation.

- Ce potentiel de récepteur est sujet à des sommations spatiales ou temporelles : il n’y aura que sensation si le potentiel de récepteur est assez élevé pour provoquer un PA.

2) La genèse du PA.

Cette étape de codage consiste à définir comment le PR va se traduire en un message qui va se propager. On a 3 cas possibles :

- Les récepteurs sensoriels de types 1 : un seul neurone assure la transduction puis la génération d’un PA par la simple sommation des PR. A l’atteinte d’une valeur seuil, les PR déclenchent l’émission de PA qui débutent au niveau du site générateur. Donc les sites transducteurs et générateurs sont très proches.

- Les récepteurs de type 2 : on a une cellule sensorielle spécialisée qui assure la transduction et elle a une liaison synaptique avec un neurone sensoriel donc c’est la partie du neurone sensoriel appartenant à la synapse qui correspond au site générateur.

- Les récepteurs de type 3 : le site transducteur est une cellule spécialisée qui va être séparé du neurone sensoriel par un ou plusieurs inter-neurones, ce qui permet de mettre en place des phénomènes d’intégration.

III. La mise en place du codage.1) Le codage et la qualité sensible.

Un organe sensoriel est adapté à recevoir une catégorie de stimulation qu’on appelle stimulations adéquates. La sensibilité de l’organe à cette stimulation est grande et une énergie très faible du stimulus servira à provoquer l’excitation de l’organe sensoriel. Cette information va être codée en sensation alors que les messages nerveux sont tous identiques quelle que soit la nature de la stimulation : ce qui veut dire que la qualité sensible ne dépend que du site d’arrivée du PA, c’est-à-dire des projections corticales dont le départ est la stimulation sensorielle. Les stimulations uniquement cérébrales vont être à l’origine de sensation et des perceptions. Le cas le plus fréquent est le rêve : on n’a aucune information sensorielle qui arrive mais on rêve.

2) L’importance du codage de stimulations.

Le seuil absolu correspond à la plus petite intensité de stimulation qui donne naissance à une sensation. Le seuil différentiel est la différence minimale d’intensité entre deux stimulations qui donne naissance à deux sensations différentes. On a à faire à une discrimination qu’on va étudier sur deux niveaux : les discriminations spatiales et les discriminations temporelles. Plus l’intensité initiale est forte, plus la différence entre deux stimulations devra être importance pour donner naissance à deux sensations différentes.

Le codage en PA :Le potentiel de récepteur atteint le seuil critique, donc se dépolarise et entraîne un PA. La notion de seuil absolu dépend de l’existence de la loi du tout ou rien concernant le PA. Concernant l’intensité, plus l’amplitude du PR est grande, plus la fréquence des PA va être élevée. L’augmentation de la fréquence des PA ralentie lorsque les stimulations sont les plus élevées, ce qui permet d’expliquer le phénomène d’atténuation des sensations lorsque l’intensité des références augmente. Enfin, la fréquence des PA ne peut pas augmenter à l’infini.Nous les récepteurs sensibles à une même stimulation n’ont pas la même sensibilité : plus l’intensité va être élevée, plus le taux de recrutement des récepteurs sensoriels va être important, plus le nombre de PA dans les fibres sensorielles différentes sera important. On parle du phénomène de recrutement.

3) Le codage et les caractéristiques temporelles de la stimulation.

On a à faire à deux types de récepteurs :- Récepteurs à adaptation lente : ces récepteurs vont continuer à envoyer

des trains de PA tant que la stimulation est présente.- Récepteurs à adaptation rapide : ils vont réagir à des changements

d’états, de stimulations. C’est un type de réponse phasique, donc transitoire. Ces récepteurs phasiques se catégorisent en deux parties :

o Récepteur de type On : apparition du stimulus.o Récepteur de type Off : cessation du stimulus.

L’adaptation sensorielle est le fait que la réponse des récepteurs va diminuer malgré le maintien de la stimulation. Il ne faut pas confondre l’adaptation et l’habituation : l’adaptation est le fait d’apprendre à ne plus réagir à un stimulus non-pertinent.

Le codage spatial.L’organisation spatiale des récepteurs sensoriels permet d’obtenir une information sur l’organisation spatiale de la stimulation qui est généralement préservée au niveau des régions corticales sensorielles. C’est ce qu’on appelle une correspondance topique : point par point entre les régions de la surface réceptrice et les projections corticales correspondantes. L’information va arriver d’un côté, et on va avoir un codage spatial : il est permis car on va avoir un décalage temporel de l’arrivée du PA et les aires sensorielles qui traitent ce PA.

Concernant les stimulations visuelles.Le codage nerveux de l’information ne permet pas une retranscription parfaite de la stimulation mais elle permet d’augmenter la sensibilité à des différences de stimulations ou l’apparition de nouvelles stimulations.