Le système nerveux humain agit comme une sorte de coordinateur dans notre corps. Il transmet les commandes du cerveau aux muscles, organes, tissus et traite les signaux provenant d'eux. Une impulsion nerveuse est utilisée comme une sorte de support de données. Que représente-t-il ? A quelle vitesse ça marche ? Ces questions et bien d'autres trouveront des réponses dans cet article.
Qu'est-ce qu'un influx nerveux ?
C'est le nom de l'onde d'excitation qui se propage à travers les fibres en réponse à la stimulation des neurones. Grâce à ce mécanisme, les informations sont transmises de divers récepteurs au système nerveux central. Et de là, à son tour, à différents organes (muscles et glandes). Mais quel est ce processus au niveau physiologique ? Le mécanisme de transmission d'un influx nerveux est que les membranes des neurones peuvent modifier leur potentiel électrochimique. Et le processus qui nous intéresse se déroule dans le domaine des synapses. La vitesse d'un influx nerveux peut varier de 3 à 12 mètres par seconde. Nous en reparlerons plus longuement, ainsi que des facteurs qui l'influencent.
Recherche de structure et de travail
Pour la première fois, le passage d'un influx nerveux a été démontré par l'allemandscientifiques E. Goering et G. Helmholtz sur l'exemple d'une grenouille. Dans le même temps, il a été constaté que le signal bioélectrique se propage à la vitesse précédemment indiquée. En général, cela est possible grâce à la construction spéciale des fibres nerveuses. À certains égards, ils ressemblent à un câble électrique. Donc, si nous établissons des parallèles avec cela, alors les conducteurs sont les axones et les isolants sont leurs gaines de myéline (ils sont la membrane de la cellule de Schwann, qui est enroulée en plusieurs couches). De plus, la vitesse de l'influx nerveux dépend principalement du diamètre des fibres. Le deuxième plus important est la qualité de l'isolation électrique. Soit dit en passant, le corps utilise la lipoprotéine de myéline, qui a les propriétés d'un diélectrique, comme matériau. Ceteris paribus, plus sa couche est grande, plus l'influx nerveux passera rapidement. Même pour le moment, on ne peut pas dire que ce système a été entièrement étudié. Une grande partie de ce qui concerne les nerfs et les impulsions est encore un mystère et un sujet de recherche.
Caractéristiques de la structure et du fonctionnement
Si on parle du trajet d'un influx nerveux, il faut noter que la gaine de myéline ne recouvre pas la fibre sur toute sa longueur. Les caractéristiques de conception sont telles que la situation actuelle peut être comparée au mieux à la création de manchons isolants en céramique qui sont étroitement enfilés sur la tige d'un câble électrique (bien que dans ce cas sur l'axone). En conséquence, il existe de petites zones électriques non isolées à partir desquelles le courant ionique peut facilement s'écouler.axone à l'environnement (ou vice versa). Cela irrite la membrane. En conséquence, la génération d'un potentiel d'action est provoquée dans des zones qui ne sont pas isolées. Ce processus s'appelle l'interception de Ranvier. La présence d'un tel mécanisme permet de faire se propager l'influx nerveux beaucoup plus rapidement. Parlons-en avec des exemples. Ainsi, la vitesse de conduction de l'influx nerveux dans une fibre myélinisée épaisse, dont le diamètre fluctue entre 10 et 20 microns, est de 70 à 120 mètres par seconde. Alors que pour ceux qui ont une structure sous-optimale, ce chiffre est 60 fois moins !
Où sont-ils fabriqués ?
Les impulsions nerveuses proviennent des neurones. La possibilité de créer de tels "messages" est l'une de leurs principales propriétés. L'influx nerveux assure la propagation rapide du même type de signaux le long des axones sur une longue distance. Par conséquent, c'est le moyen le plus important du corps pour l'échange d'informations en son sein. Les données sur l'irritation sont transmises en modifiant la fréquence de leur répétition. Un système complexe de périodiques fonctionne ici, qui peut compter des centaines d'influx nerveux en une seconde. Selon un principe un peu similaire, bien que beaucoup plus compliqué, l'électronique informatique fonctionne. Ainsi, lorsque les impulsions nerveuses apparaissent dans les neurones, elles sont codées d'une certaine manière, et ce n'est qu'alors qu'elles sont transmises. Dans ce cas, les informations sont regroupées dans des "packs" spéciaux, qui ont un nombre et une nature de séquence différents. Tout cela, mis ensemble, est à la base de l'activité électrique rythmique de notre cerveau, qui peut être enregistrée grâce àélectroencéphalogramme.
Types de cellules
Parlant de la séquence de passage d'un influx nerveux, on ne peut ignorer les cellules nerveuses (neurones) à travers lesquelles se produit la transmission des signaux électriques. Ainsi, grâce à eux, différentes parties de notre corps échangent des informations. Selon leur structure et leur fonctionnalité, trois types sont distingués:
- Récepteur (sensible). Ils encodent et transforment en influx nerveux tous les stimuli thermiques, chimiques, sonores, mécaniques et lumineux.
- Insertion (également appelée conducteur ou fermeture). Ils servent à traiter et à commuter les impulsions. Le plus grand nombre d'entre eux se trouve dans le cerveau humain et la moelle épinière.
- Efficace (moteur). Ils reçoivent des commandes du système nerveux central pour effectuer certaines actions (en plein soleil, fermez les yeux avec votre main, etc.).
Chaque neurone a un corps cellulaire et un processus. Le chemin d'une impulsion nerveuse à travers le corps commence précisément avec ce dernier. Les processus sont de deux types:
- Dendrites. Ils sont chargés de percevoir l'irritation des récepteurs situés sur eux.
- Axones. Grâce à eux, les impulsions nerveuses sont transmises des cellules à l'organe de travail.
Aspect intéressant de l'activité
En parlant de la conduction d'un influx nerveux par les cellules, il est difficile de ne pas parler d'un moment intéressant. Alors, quand ils sont au repos, alors, disonsainsi, la pompe sodium-potassium est engagée dans le mouvement des ions de manière à obtenir l'effet d'eau douce à l'intérieur et salée à l'extérieur. En raison du déséquilibre résultant de la différence de potentiel à travers la membrane, jusqu'à 70 millivolts peuvent être observés. A titre de comparaison, cela représente 5% des piles AA conventionnelles. Mais dès que l'état de la cellule change, l'équilibre résultant est perturbé et les ions commencent à changer de place. Cela se produit lorsque le trajet d'un influx nerveux le traverse. En raison de l'action active des ions, cette action est également appelée potentiel d'action. Lorsqu'elle atteint une certaine valeur, les processus inverses commencent et la cellule atteint un état de repos.
À propos du potentiel d'action
En parlant de conversion et de propagation de l'influx nerveux, il convient de noter qu'il peut s'agir d'un misérable millimètre par seconde. Ensuite, les signaux de la main au cerveau atteindraient en quelques minutes, ce qui n'est clairement pas bon. C'est là que la gaine de myéline discutée précédemment joue son rôle dans le renforcement du potentiel d'action. Et toutes ses "passes" sont placées de telle manière qu'elles n'ont qu'un effet positif sur la vitesse de transmission du signal. Ainsi, lorsqu'une impulsion atteint l'extrémité de la partie principale d'un corps axonal, elle est transmise soit à la cellule suivante, soit (si l'on parle du cerveau) à de nombreuses branches de neurones. Dans ces derniers cas, un principe légèrement différent fonctionne.
Comment tout fonctionne dans le cerveau ?
Parlons de la séquence de transmission de l'influx nerveux qui fonctionne dans les parties les plus importantes de notre système nerveux central. Ici, les neurones sont séparés de leurs voisins par de petites lacunes, appelées synapses. Le potentiel d'action ne peut pas les traverser, il cherche donc un autre moyen d'accéder à la cellule nerveuse suivante. À la fin de chaque processus se trouvent de petits sacs appelés vésicules présynaptiques. Chacun d'eux contient des composés spéciaux - des neurotransmetteurs. Lorsqu'un potentiel d'action leur parvient, des molécules sont libérées des sacs. Ils traversent la synapse et se fixent à des récepteurs moléculaires spéciaux situés sur la membrane. Dans ce cas, l'équilibre est perturbé et, probablement, un nouveau potentiel d'action apparaît. Ce n'est pas encore connu avec certitude, les neurophysiologistes étudient la question à ce jour.
Le travail des neurotransmetteurs
Lorsqu'ils transmettent des impulsions nerveuses, plusieurs options s'offrent à eux:
- Ils vont diffuser.
- Va subir une dégradation chimique.
- Retournez dans leurs bulles (c'est ce qu'on appelle une recapture).
Une découverte surprenante a été faite à la fin du XXe siècle. Les scientifiques ont appris que les médicaments qui affectent les neurotransmetteurs (ainsi que leur libération et leur recapture) peuvent modifier l'état mental d'une personne de manière fondamentale. Ainsi, par exemple, un certain nombre d'antidépresseurs comme le Prozac bloquent la recapture de la sérotonine. Il existe certaines raisons de croire qu'une déficience de la dopamine, un neurotransmetteur cérébral, est à l'origine de la maladie de Parkinson.
Maintenant, les chercheurs qui étudient les états limites de la psyché humaine essaient de comprendre comment celaTout affecte l'esprit d'une personne. En attendant, nous n'avons pas de réponse à une question aussi fondamentale: qu'est-ce qui pousse un neurone à créer un potentiel d'action ? Jusqu'à présent, le mécanisme de "lancement" de cette cellule est un secret pour nous. Le travail des neurones du cerveau principal est particulièrement intéressant du point de vue de cette énigme.
En bref, ils peuvent travailler avec des milliers de neurotransmetteurs envoyés par leurs voisins. Les détails concernant le traitement et l'intégration de ce type d'impulsions nous sont presque inconnus. Bien que de nombreux groupes de recherche y travaillent. À l'heure actuelle, il s'est avéré que toutes les impulsions reçues sont intégrées et que le neurone prend une décision - s'il est nécessaire de maintenir le potentiel d'action et de les transmettre davantage. Le fonctionnement du cerveau humain repose sur ce processus fondamental. Eh bien, ce n'est pas étonnant que nous ne connaissions pas la réponse à cette énigme.
Quelques caractéristiques théoriques
Dans l'article, "influx nerveux" et "potentiel d'action" ont été utilisés comme synonymes. Théoriquement, cela est vrai, bien que dans certains cas, il soit nécessaire de prendre en compte certaines fonctionnalités. Donc, si vous entrez dans les détails, le potentiel d'action n'est qu'une partie de l'influx nerveux. Avec un examen détaillé des livres scientifiques, vous pouvez découvrir qu'il ne s'agit que du changement de charge de la membrane du positif au négatif, et vice versa. Alors qu'un influx nerveux est compris comme un processus structurel et électrochimique complexe. Il se propage à travers la membrane neuronale comme une vague itinérante de changements. Potentielles actions ne sont qu'un composant électrique dans la composition d'un influx nerveux. Il caractérise les changements qui se produisent avec la charge d'une section locale de la membrane.
Où sont générés les influx nerveux ?
Où commencent-ils leur voyage ? La réponse à cette question peut être donnée par n'importe quel étudiant qui a étudié assidûment la physiologie de l'excitation. Il y a quatre options:
- Terminaison réceptrice de la dendrite. S'il existe (ce qui n'est pas un fait), alors la présence d'un stimulus adéquat est possible, ce qui créera d'abord un potentiel générateur, puis un influx nerveux. Les récepteurs de la douleur fonctionnent de la même manière.
- La membrane de la synapse excitatrice. En règle générale, cela n'est possible que s'il y a une forte irritation ou leur sommation.
- Zone de déclenchement dentride. Dans ce cas, des potentiels post-synaptiques excitateurs locaux sont formés en réponse à un stimulus. Si le premier nœud de Ranvier est myélinisé, alors ils se résument dessus. En raison de la présence d'une section de la membrane là-bas, qui a une sensibilité accrue, une impulsion nerveuse se produit ici.
- Colline d'Axone. C'est le nom de l'endroit où commence l'axone. Le monticule est le plus courant pour créer des impulsions sur un neurone. Dans tous les autres endroits qui ont été considérés plus tôt, leur occurrence est beaucoup moins probable. Cela est dû au fait qu'ici la membrane a une sensibilité accrue, ainsi qu'un niveau critique de dépolarisation plus faible. Par conséquent, lorsque la sommation de nombreux potentiels postsynaptiques excitateurs commence, la butte y réagit en premier.
Exemple de diffusion d'excitation
Dire en termes médicaux peut entraîner des malentendus sur certains points. Pour éliminer cela, il convient de parcourir brièvement les connaissances énoncées. Prenons l'exemple d'un incendie.
Souvenez-vous des bulletins d'information de l'été dernier (également à revoir bientôt). Le feu se propage ! Dans le même temps, les arbres et arbustes qui brûlent restent à leur place. Mais le front du feu s'éloigne de plus en plus de l'endroit où se trouvait le feu. Le système nerveux fonctionne de la même manière.
Il est souvent nécessaire de calmer le système nerveux qui a commencé à s'exciter. Mais ce n'est pas si facile à faire, comme dans le cas d'un incendie. Pour ce faire, ils interviennent artificiellement dans le travail d'un neurone (à des fins médicinales) ou utilisent divers moyens physiologiques. Cela peut être comparé à verser de l'eau sur un feu.
