Combien de neurones notre cerveau compte-t-il ? À quoi ressemblent ces cellules ?

Les neurones sont des cellules microscopiques très nombreuses : on estime que le cerveau humain en contient 100 milliards (Purves et coll., 2015) ! Les neurones communiquent entre eux en transmettant des signaux électriques et chimiques. C’est grâce à leur morphologie et à leur organisation complexe que les neurones peuvent accomplir cette communication essentielle au fonctionnement du cerveau humain.

Les neurones sont composés de 3 parties principales : le soma (ou corps), l’axone et les dendrites (Bear et coll., 2007; voir figure 1).

Figure 1. Schéma illustrant un neurone et ses principales composantes.

Le soma est aussi appelé le corps cellulaire du neurone. Celui-ci contient plusieurs structures entourées de membranes, incluant un noyau (les autres structures du corps cellulaire ne sont pas illustrées sur la figure 1 et ne seront pas abordées dans ce billet de blogue). Le noyau contient le matériel génétique (ADN). La lecture du code génétique de l’ADN permet la synthèse de protéines au niveau du soma. Ces protéines neuronales sont destinées à de nombreuses fonctions. Elles s’insèrent notamment dans la membrane neuronale (qui délimite le pourtour du neurone de son environnement) et forment certaines voies de passage pour des molécules, dont certaines molécules chimiques qui sont transmises d’un neurone à l’autre et que l’on appelle « neurotransmetteurs ». Les protéines neuronales contribuent ainsi à la transduction de l’influx nerveux, qui est généré au niveau du soma (Bear et coll., 2007).

L’axone est une structure dont la longueur peut varier de moins d’un millimètre à plus d’un mètre, selon le type de neurone (Bear et coll., 2007). L’axone est recouvert d’une membrane isolante, la gaine de myéline, laquelle contribue à accélérer la propagation des impulsions électriques (Bear et coll., 2007). L’axone est impliqué dans le transport de l’influx nerveux. Les impulsions électriques se propagent dans l’axone depuis le soma du neurone jusqu’aux boutons terminaux situés à l’extrémité de l’axone (ils sont aussi appelés terminaisons axonales). Au niveau des boutons terminaux, le neurone entre en contact avec d’autres neurones. Cette zone de contact est appelée synapse (voir figure 2). Dans la plupart des cas, tel qu’illustré sur la figure 2, il n’y a pas de contact direct entre les neurones. Lorsqu’une impulsion électrique parvient aux boutons terminaux, des neurotransmetteurs sont libérés dans l’espace entre les deux neurones, appelé fente synaptique, puis sont captés par le neurone suivant. L’influx nerveux se propage donc d’un neurone à l’autre à l’aide de signaux électriques et chimiques.

Figure 2. Illustration d’une synapse (Synapse illustration) par NIH Image Gallery sous licence CC BY-NC 2.0.

Les dendrites sont des extensions rattachées au soma, qui ressemblent aux branches d’un arbre (le mot dendrite signifie d’ailleurs arbre en grec ;  Bear et coll., 2007). Les dendrites constituent le lieu où le neurone reçoit l’information en provenance d’autres neurones : ils sont munis de récepteurs qui captent les neurotransmetteurs émis par d’autres neurones au niveau des boutons terminaux. Un seul neurone peut recevoir de l’information d’une foule d’autres neurones, ce nombre pouvant s’élever à environ 100 000 (Purves et coll., 2015) !

En résumé, lorsqu’un neurone capte des neurotransmetteurs au niveau de ses dendrites, une impulsion électrique peut être générée au niveau du soma, parcourir l’axone jusqu’aux boutons terminaux puis engendrer la libération de neurotransmetteurs. Cette séquence se poursuit ainsi d’un neurone à l’autre.

Il existe différents types de neurones, classifiés en fonction de la forme de leurs dendrites, de la longueur de leur axone ou de leur fonction. Par exemple, on retrouve les neurones pyramidaux, les cellules de Purkinje et les neurones olfactifs (voir figure 3), trois formes de neurones particulièrement différentes.

Figure 3. Exemples de différents types de neurones (Other types of neurons) adaptés de OpenStax sous licence CC BY 4.0.

Il est important de mentionner que les neurones ne sont pas les seules cellules du système nerveux. Celui-ci est également composé de cellules gliales, qui sont environ trois fois plus nombreuses que les neurones, et qui exercent plusieurs rôles essentiels. Les cellules gliales influencent l’établissement et le maintien des synapses et modulent la transmission de l’information entre les neurones. Certains types de cellules gliales (les oligodendrocytes et les cellules de Schwann) élaborent la myéline enveloppant l’axone des neurones (Purves et coll., 2015). Certaines cellules gliales jouent un rôle dans le processus d’inflammation dans le système nerveux central, un mécanisme impliqué dans plusieurs maladies neurodégénératives.

En recherche, dans le domaine des neurosciences cognitives, il ne nous est pas possible d’observer ou d’étudier le fonctionnement de neurones individuels. Cependant, nous pouvons capter l’activité électrique de milliers de neurones à l’aide de l’électroencéphalographie (EEG) ou encore induire la transmission d’impulsions électriques par des réseaux de neurones avec la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Avec l’imagerie par résonance magnétique (IRM), il est possible de visualiser la matière grise, qui contient les corps cellulaires de neurones, ainsi que la matière blanche, qui est surtout composée d’axones, même si nous ne pouvons pas visualiser les neurones directement.

Dans une prochaine publication, nous vous fournirons davantage d’information sur la façon dont l’influx nerveux est transmis d’un neurone à l’autre au niveau de la synapse, c’est-à-dire sur la transmission synaptique et les neurotransmetteurs. Restez à l’affût !

 

Voici les ouvrages de référence qui ont servi à la rédaction de ce billet de blogue et que vous pourriez consulter pour plus d’information sur les neurones :

Purves, D., Augustine, G.J., Fitzpatrick, D., Hall, W.C., LaMantia, A.S., & White, L.E. (Eds). (2015). Neurosciences (5th ed.). Sinauer Associates.

Bear, M.F., Connors, B.W., & Paradiso, M.A. (2007). Neurosciences: Exploring the brain (3rd ed.). Lippincott Williams & Wilkins Publishers.

 

Lectures suggérées sur le blogue :

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