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Comment les neurotransmetteurs pénètrent-ils dans les neurones ?

Comment les neurotransmetteurs pénètrent-ils dans les neurones ?


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C'est peut-être une question stupide. Je ne suis pas neuroscientifique. J'essaie juste d'en savoir plus sur le cerveau pour améliorer mes algorithmes d'apprentissage de l'IA…

Je comprends qu'il existe différents types de neurotransmetteurs qui augmentent ou diminuent la possibilité de déclencher une impulsion électrique à travers l'axone. Je comprends également que ces neurotransmetteurs ne traversent pas réellement la cellule entière (corrigez-moi si je me trompe…), ils ne voyagent donc que du terminal de la cellule au corps de la cellule suivante.

Ma question est donc la suivante : comment ces neurotransmetteurs pénètrent-ils dans le terminal de la cellule ? Du sang? Et la question la plus importante : comment ces neurotransmetteurs sont-ils répartis entre les différents neurones ? Cela ne peut pas être aléatoire, ou également distribué, car nous avons différentes "réactions" à différents neurotransmetteurs. Par exemple, si la dopamine est produite, elle est envoyée à ces différentes cellules de notre cerveau, ce qui rend l'activation de sa cellule plus probable (si j'ai bien compris). La dopamine est également connue pour augmenter nos sentiments de luxure et nous rend plus concentrés (et plus). Mais si la dopamine était envoyée à TOUS les neurones de notre cerveau, rendant ainsi l'activation de CHAQUE cellule plus probable, cela apporterait un chaos total à notre cerveau. (Par exemple, faire en sorte que notre partie du cerveau de la peur s'active plus facilement, mais ce n'est pas le cas.). Alors, comment ces neurotransmetteurs sont-ils distribués ?

Merci d'avance


La règle générale (bien que, comme dans la plupart des cas en biologie, il y ait des exceptions) est que chaque neurone libère un neurotransmetteur spécifique: les types de neurones sont souvent nommés par ce neurotransmetteur principal plus le suffixe -ergic : un neurone cholinergique libère de l'acétylcholine.

Il existe également des molécules similaires qui agissent en fait dans tout le corps, mais nous n'appelons pas ces neurotransmetteurs, nous les appelons les hormones. Parfois, il s'agit exactement de la même molécule : l'épinéphrine, également appelée adrénaline, est à la fois un neurotransmetteur et une hormone ; il peut agir à la fois parce que différents récepteurs ont des affinités différentes, et les niveaux d'hormones circulantes sont généralement beaucoup plus faibles que la quantité qui peut être libérée dans un espace plus confiné.

De plus, les neurones ont récepteurs pour différents neurotransmetteurs, ainsi par exemple la dopamine n'affecte pas tous les neurones, seulement les neurones qui ont des récepteurs de dopamine. Différents types de cellules peuvent également avoir différents types de récepteurs de la dopamine, et ces récepteurs peuvent faire différentes choses à la cellule. Le même neurotransmetteur pourrait être excitateur pour une cellule et inhibiteur pour une autre.

De larges simplifications de la fonction nerveuse telles que :

La dopamine est également connue pour augmenter nos sentiments de luxure

ne dites vraiment rien de large sur la fonction de la dopamine. Je pourrais également dire que les ordinateurs contrôlent les avions : cette affirmation est vraie même si vous sanctionnerez les avions non contrôlés par des ordinateurs et parce que vous constaterez que la grande majorité des ordinateurs ne contrôlent pas les avions. Cependant, si j'éteignais tous les ordinateurs du monde, beaucoup d'avions verraient leur fonction affectée.

Comment les neurotransmetteurs pénètrent-ils dans les neurones ?

La plupart des neurotransmetteurs sont synthétisé dans les neurones à partir d'autres ingrédients. Le GABA, par exemple, est dérivé d'un acide aminé glutamate. Le glutamate lui-même est également un neurotransmetteur. Tous les neurones qui libèrent des neurotransmetteurs ont des pompes qui concentrent ces neurotransmetteurs dans des vésicules. Les neurones ont souvent aussi des transporteurs pour ramener le neurotransmetteur libéré dans la cellule afin qu'il puisse être réutilisé, par exemple une classe courante de médicaments psychoactifs sont les inhibiteurs de la recapture de la sérotonine : ces médicaments inhibent la protéine qui pompe la sérotonine dans les cellules libérant de la sérotonine.

Déclaration générale

L'utilisation des connaissances des neurosciences pour améliorer les algorithmes d'IA est allée bien au-delà de ce à quoi un novice peut contribuer. Si vous souhaitez utiliser la biologie dans les algorithmes d'IA, vous devez être prêt à devenir un expert des deux. Je suggérerais de commencer par un manuel de neurosciences de base si vous voulez en savoir plus sur les neurosciences, par exemple les livres de Purves' Neuroscience ou Kandell's Principles of Neural Science.


7 neurotransmetteurs impliqués dans la connexion cerveau-corps

Les neurotransmetteurs sont le langage de votre cerveau. Ils permettent aux neurones de communiquer avec d'autres cellules du cerveau. Ce n'est pas ça, cependant. Les muscles reçoivent également des signaux des neurotransmetteurs. En fait, ces messagers chimiques envoient des informations dans tout le corps.

Les différents types de neurotransmetteurs varient considérablement. Certains gèrent votre fréquence cardiaque et votre tension artérielle. D'autres vous motivent, stabilisent votre humeur ou vous aident à vous endormir.

Pour comprendre comment fonctionnent les neurotransmetteurs dans votre corps, étudions les messagers chimiques les plus notables. Et vous apprendrez à quel point ils sont importants pour votre cerveau et votre corps.


Définition de neurotransmetteur

Il désigne les agents chimiques endogènes dont la synthèse se produit au sein de la neurones par l'association de l'ER et du corps de Golgi. ER fournit le précurseurs actifs pour la synthèse de neurotransmetteurs, et les corps de Golgi aident à emballage neurotransmetteurs dans les vésicules. Les vésicules synaptiques encercler les neurotransmetteurs.

Le neurotransmetteur entre en action une fois que les vésicules synaptiques se rompent après avoir été en contact avec la membrane plasmique. La fusion provoque la libération de messagers chimiques, qui peuvent soit exciter ou inhiber la transmission du signal nerveux vers le neurone adjacent. Les messagers chimiques se lient aux correspondants récepteurs du neurone postsynaptique.

Emplacement

Les neurotransmetteurs sont emballés dans de petits faisceaux sphériques appelés les vésicules synaptiques. On les trouve vers la périphérie de la terminaisons de l'axone. Dans les synapses chimiques, les vésicules synaptiques sont petites et rondes, tandis que les vésicules présentent une forme pléomorphe dans les synapses électriques.


Réseaux de communication dans le cerveau : neurones, récepteurs, neurotransmetteurs et alcool

Les cellules nerveuses (c'est-à-dire les neurones) communiquent via une combinaison de signaux électriques et chimiques. À l'intérieur du neurone, des signaux électriques entraînés par des particules chargées permettent une conduction rapide d'un bout à l'autre de la cellule. La communication entre les neurones se produit au niveau de minuscules espaces appelés synapses, où des parties spécialisées des deux cellules (c'est-à-dire les neurones présynaptiques et postsynaptiques) se trouvent à quelques nanomètres l'une de l'autre pour permettre la transmission chimique. Le neurone présynaptique libère un produit chimique (c'est-à-dire un neurotransmetteur) qui est reçu par les protéines spécialisées du neurone postsynaptique appelées récepteurs de neurotransmetteur. Les molécules de neurotransmetteur se lient aux protéines réceptrices et modifient la fonction neuronale postsynaptique. Il existe deux types de récepteurs de neurotransmetteurs : les canaux ioniques dépendants du ligand, qui permettent un flux ionique rapide directement à travers la membrane cellulaire externe, et les récepteurs couplés aux protéines G, qui déclenchent des événements de signalisation chimique dans la cellule. Des centaines de molécules sont connues pour agir comme des neurotransmetteurs dans le cerveau. Le développement et la fonction neuronales sont également affectés par les peptides appelés neurotrophines et par les hormones stéroïdes. Cet article passe en revue la nature chimique, les actions neuronales, les sous-types de récepteurs et les rôles thérapeutiques de plusieurs transmetteurs, neurotrophines et hormones. Il se concentre sur les neurotransmetteurs jouant un rôle important dans les effets aigus et chroniques de l'alcool sur le cerveau, tels que ceux qui contribuent à l'intoxication, à la tolérance, à la dépendance et à la neurotoxicité, ainsi qu'au maintien de la consommation d'alcool et de la dépendance.

Les figures

Dessin schématique d'un neurone…

Dessin schématique d'un neurone montrant des dendrites, où les neurones reçoivent une entrée chimique de…

Dessin schématique d'une synapse…

Dessin schématique d'une synapse entre deux neurones. Les vésicules synaptiques contiennent un neurotransmetteur…

Dessin schématique d'un ligand…

Dessin schématique d'un canal ionique contrôlé par un ligand (à gauche) montrant la confluence d'individus…

La liaison de la neurotrophine aux récepteurs TRK…

La liaison de la neurotrophine aux récepteurs TRK attire une variété de protéines de signalisation intracellulaire vers…

Les hormones stéroïdes comme les glucocorticoïdes…

Les hormones stéroïdes telles que les glucocorticoïdes se lient aux protéines dans le cytoplasme du…

Schéma de principe du -aminobutyrique…

Schéma du récepteur de l'acide γ-aminobutyrique (GABA UNE ) canal ionique ligand-dépendant…

Neurotransmetteurs à localisation discrète dans…

Neurotransmetteurs à localisation discrète dans le cerveau. UNE) La structure chimique du…


Les neurones sont divers

Les neurones ne sont pas tous les mêmes pour commencer, ils libèrent des neurotransmetteurs différents. De plus, plusieurs sous-classes différentes de neurones peuvent utiliser le même émetteur. Ces différentes sous-classes semblent être adaptées à différentes tâches dans le cerveau, bien que nous ne sachions pas encore exactement quelles sont ces tâches. L'un des objectifs majeurs des neurosciences contemporaines est de comprendre l'étendue de cette diversité.

Combien y a-t-il de types différents de neurones (et comment peut-on définir un « type » de neurone) ? Que font-ils tous ? Des types particuliers sont-ils plus importants que d'autres dans diverses maladies, et pouvons-nous les cibler pour des thérapies ?

La révolution génétique en cours a rendu ces questions plus faciles à aborder que jamais, mais nous avons encore un long chemin à parcourir. Une fois que vous appréciez cette diversité et que vous la combinez avec le fait qu'il existe 86 milliards de neurones (plus au moins autant de cellules gliales !), vous pouvez commencer à comprendre pourquoi nous avons encore beaucoup à découvrir sur le fonctionnement du cerveau.


Signalisation des neurotransmetteurs

Les neurotransmetteurs sont synthétisés par les neurones et sont stockés dans des vésicules, qui sont généralement situées à l'extrémité terminale de l'axone, également connue sous le nom de terminal présynaptique. La terminaison présynaptique est séparée du neurone ou de la cellule musculaire ou glandulaire sur laquelle elle empiète par un espace appelé fente synaptique. La fente synaptique, le terminal présynaptique et la dendrite réceptrice de la cellule suivante forment ensemble une jonction connue sous le nom de synapse.

Lorsqu'une impulsion nerveuse arrive à la terminaison présynaptique d'un neurone, des vésicules remplies de neurotransmetteurs migrent à travers le cytoplasme et fusionnent avec la membrane terminale présynaptique. Les molécules de neurotransmetteur sont ensuite libérées à travers la membrane présynaptique et dans la fente synaptique. En quelques millisecondes, ils traversent la fente synaptique jusqu'à la membrane postsynaptique du neurone adjacent, où ils se lient ensuite aux récepteurs. L'activation des récepteurs entraîne soit l'ouverture, soit la fermeture des canaux ioniques dans la membrane de la deuxième cellule, ce qui altère la perméabilité de la cellule. Dans de nombreux cas, le changement de perméabilité entraîne une dépolarisation, amenant la cellule à produire son propre potentiel d'action, initiant ainsi une impulsion électrique. Dans d'autres cas, le changement conduit à une hyperpolarisation, ce qui empêche la génération d'un potentiel d'action par la deuxième cellule.

L'arrêt de l'activité des neurotransmetteurs se produit de plusieurs manières différentes. Les molécules peuvent diffuser hors de la fente synaptique, loin de la cellule réceptive. Ils peuvent également être ramenés dans le terminal présynaptique via des molécules de transport, ou ils peuvent être métabolisés par des enzymes dans la fente synaptique.


Comment la dopamine renforce-t-elle la consommation de drogue ?

Le sentiment de plaisir est la façon dont un cerveau sain identifie et renforce les comportements bénéfiques, tels que manger, socialiser et avoir des relations sexuelles. Nos cerveaux sont câblés pour augmenter les chances que nous répétions des activités agréables. Le neurotransmetteur dopamine est au cœur de cela. Chaque fois que le circuit de récompense est activé par une personne saine,

expérience agréable, une explosion de dopamine signale qu'il se passe quelque chose d'important dont il faut se souvenir. Ce signal de dopamine provoque des changements dans la connectivité neuronale qui facilitent la répétition de l'activité encore et encore sans y penser, conduisant à la formation d'habitudes.

Tout comme les drogues produisent une euphorie intense, elles produisent également des poussées de dopamine beaucoup plus importantes, renforçant puissamment le lien entre la consommation de la drogue, le plaisir qui en résulte et tous les indices externes liés à l'expérience. De grandes poussées de dopamine « enseignent » au cerveau à rechercher des médicaments au détriment d'autres objectifs et activités plus sains.

Les signaux dans la routine quotidienne ou l'environnement d'une personne qui sont devenus liés à la consommation de drogue en raison de changements dans le circuit de récompense peuvent déclencher des envies incontrôlables chaque fois que la personne est exposée à ces signaux, même si la drogue elle-même n'est pas disponible. Ce « réflexe » appris peut durer longtemps, même chez les personnes qui n'ont pas consommé de drogues depuis de nombreuses années. Par exemple, les personnes qui n'ont pas consommé de drogue depuis une décennie peuvent ressentir des fringales lorsqu'elles retournent dans un vieux quartier ou une vieille maison où elles ont consommé de la drogue. Comme faire du vélo, le cerveau se souvient.


Comment les neurones choisissent-ils les modèles auxquels ils répondent ?

Comment les neurones choisissent-ils les schémas auxquels ils répondent ? est apparu à l'origine sur Quora : l'endroit pour acquérir et partager des connaissances, permettant aux gens d'apprendre des autres et de mieux comprendre le monde.

Réponse de Fabian van den Berg, neuropsychologue, sur Quora :

Comment les neurones choisissent-ils les schémas auxquels ils répondent ? Les neurones ne sont pas comme les fils électriques. Ils ne sont pas aussi plug and play qu'une lampe, une clé USB ou le chargeur de votre téléphone.

Esquissons la situation. Nous avons la sortie C connectée à la fois à l'entrée A et à l'entrée B. Les entrées A et B envoient le même signal à C, mais seul A est capable de déclencher C.

Vous avez raison de penser que les signaux envoyés par A et B ont la même force. La sortie d'un neurone est tout ou rien une fois déclenchée, elle enverra le même signal. Peu importe la force ou la faiblesse de l'entrée. Si l'entrée parvient à atteindre le seuil, c'est parti !

La réponse à cette question se trouve à la pointe de la flèche, le point où A et B se connectent à C. Ce sont ces petits bougres appelés synapses. Vous voyez, les neurones ne se branchent pas et ne jouent pas. En fait, ils ne se branchent pas du tout.

(Image d'un Synapse asymétrique dans l'hippocampe de SynapseWeb )

(Image au microscope électronique à balayage d'un corps cellulaire (violet) avec des synapses (bleu) avec l'aimable autorisation de Science VU/Lewis-Everhart-Zeevi)

Au fur et à mesure que le potentiel d'action se propage à travers l'axone, il devient plus positif section par section. Une section devient plus positive, incitant la section suivante à faire de même, et la suivante, et la suivante, jusqu'à ce qu'elle atteigne la fin. A la fin nous avons un petit bouton rempli de ces "des balles". Les boules sont remplies de neurotransmetteurs qui, sous l'effet du potentiel d'action, sont expulsés. Oui, la cellule les pousse dans l'espace entre le neurone émetteur et le neurone récepteur.

(Image de microscopie électronique à balayage d'un axone terminal ouvert pour révéler les vésicules qui contiennent les neurotransmetteurs, avec l'aimable autorisation de Tina Carvalho. The Cell: An Image Library)

Le signal a été envoyé sous forme de produits chimiques flottant autour, comme une tour radio transmettant un message. Mais pour recevoir le message, vous avez besoin de l'équipement pour l'écouter. Le neurone récepteur écoute au moyen de récepteurs. De minuscules structures dans lesquelles le produit chimique/neurotransmetteur s'intègre assez bien. Une fois cela fait, il ouvre les canaux ioniques, permettant au neurone récepteur de devenir plus positif.

Ne vous méprenez pas, cela n'arrive pas tout de suite. Chaque récepteur n'a qu'un effet faible et temporaire. Et l'effet qu'il a s'estompe avec le temps et la distance. Imaginez-le comme une goutte de colorant alimentaire dans un seau. Une goutte sera visible, mais avec le temps, elle se répandra dans le seau et vous ne la verrez plus. Vous avez besoin de tout un tas de gouttes pour colorer l'eau dans le seau. De même, pour que le neurone devienne suffisamment positif pour déclencher la cascade nécessaire pour envoyer son propre signal, vous avez besoin de nombreux émetteurs déclenchant ces canaux.

Le nombre de récepteurs et le nombre d'émetteurs disponibles ne sont pas définis. Comme je l'ai dit, ce n'est pas comme une lampe ou un chargeur de téléphone. Le neurone émetteur peut émettre plus ou moins de neurotransmetteurs, le neurone récepteur peut également avoir plus ou moins de récepteurs, et l'équipe de nettoyage peut aspirer plus ou moins d'émetteurs plus rapidement et plus lentement (oui, c'est un peu plus salissant qu'un câble électrique).

La connexion, la synapse, entre deux neurones change en fonction de leur activation. Si vous l'utilisez beaucoup, ils deviendront plus sensibles les uns aux autres par exemple. Mais les circonstances jouent un rôle, l'utiliser moins pourrait également provoquer une augmentation de la sensibilité (les bougres délicats n'est-ce pas?) Reprenons notre situation.

Pourquoi seul A peut-il provoquer le déclenchement de C et non de B ? Parce que la connexion entre A et C est plus forte ou juste différente de B. Cet exemple n'est cependant pas très réaliste.

  • En réalité, B pourrait encore affecter C, mais il faudrait des potentiels d'action plus longs et plus fréquents.
  • L'effet combiné de A et B affecterait également C même s'ils ne pouvaient pas déclencher C individuellement (puisqu'ils ont toujours une connexion).
  • Ou encore mieux, B pourrait avoir l'effet inverse sur C, le rendant moins susceptible de se déclencher.
  • Une autre situation qui pourrait se produire est que ni A ni B ne provoquent le déclenchement de C, mais B se déclenche plus souvent (fréquence plus élevée) que A. Plus de signaux signifient qu'ils s'additionnent jusqu'à ce que C atteigne ce seuil et c'est parti.

De nombreux facteurs entrent en jeu une fois que vous réalisez que les neurones ne se branchent pas et ne jouent pas, la connexion est plus compliquée que cela. C'est un système biologique où le type et la qualité de la connexion jouent un rôle, la position de la connexion (ce n'est pas bout à bout), le type de connexion, quels neurotransmetteurs sont utilisés, ce qui s'est passé jusqu'à présent avec cette connexion… et beaucoup plus.

La biologie n'est-elle pas amusante ? La nature n'est-elle pas grandiose ? Cela ne vous fait-il pas souhaiter qu'il soit aussi propre que nos inventions humaines ?! La nature est un gâchis, mais un beau gâchis.

Cette question est apparue à l'origine sur Quora - l'endroit pour acquérir et partager des connaissances, permettant aux gens d'apprendre des autres et de mieux comprendre le monde. Vous pouvez suivre Quora sur Twitter, Facebook et Google+. Plus de questions:


Contexte du contenu : Neurotransmission de l'acétylcholine dans le système nerveux

Les neurones synthétisent et stockent des substances chimiques spécifiques appelées neurotransmetteurs qui sont libérées au niveau du terminal suite à l'arrivée d'une impulsion électrique. Par exemple, les neurones à acétylcholine 1 synthétisent l'acétylcholine par une série de réactions enzymatiques qui se déroulent dans la terminaison neuronale. L'acétylcholine est stockée dans le terminal dans de petits sacs ou vésicules. Lorsqu'une impulsion électrique provenant du corps cellulaire descend de l'axone jusqu'au terminal, elle déclenche la libération d'acétylcholine des vésicules dans l'espace entre les neurones (la synapse 2 ) (Figure 5). Les neurones à acétylcholine innervent également les tissus tels que les muscles et d'autres organes. Lorsque l'acétylcholine est libérée des terminaisons axonales, elle se lie à des protéines spécifiques appelées récepteurs de l'acétylcholine 3 sur les neurones voisins ou sur d'autres types de cellules, comme les muscles. Lorsque l'acétylcholine se lie à son récepteur, elle provoque un changement dans la structure de la protéine, ouvrant un canal à travers lequel les ions Na+ 4 se déplacent (avec le gradient de concentration) à l'intérieur de la cellule (Figure 6). L'afflux de Na+ génère un courant membranaire qui déclenche une nouvelle impulsion électrique ou une forme de travail. Dans le cas d'un muscle, il provoque une contraction musculaire qui se produit dans les muscles lisses, comme les intestins et les bronchioles du poumon, et dans le muscle squelettique. Dans les glandes sudoripares, salivaires et lacrymales, l'acétylcholine provoque la sécrétion. Dans le cœur, l'acétylcholine ralentit la conduction des impulsions électriques et diminue ainsi la fréquence cardiaque (elle peut aussi augmenter la fréquence cardiaque indirectement via le système nerveux sympathique 5 ). Dans le cerveau, l'acétylcholine affecte le taux de décharge des neurones et participe à la mémoire et à l'apprentissage, au contrôle moteur et à l'éveil. Ainsi, selon l'emplacement des récepteurs de l'acétylcholine, l'acétylcholine a de nombreuses actions dans tout le corps.

Définitions :
1 neurotransmetteur stocké dans les vésicules des terminaisons nerveuses, il se trouve dans les neurones du système nerveux central, du système nerveux somatique, du système nerveux parasympathique et du système nerveux sympathique.
2 la connexion entre deux neurones les neurotransmetteurs sont libérés du terminal dans l'espace synaptique et se lient aux récepteurs du neurone voisin.
3 une protéine à laquelle les hormones, les neurotransmetteurs et les médicaments se lient. Ils sont généralement situés sur les membranes cellulaires et induisent une fonction une fois liés.
4 un atome, un radical ou une molécule qui a gagné ou perdu un ou plusieurs électrons. Par conséquent, il acquiert une charge nette négative ou positive.
5 partie du système nerveux autonome qui contrôle les fonctions des organes et des tissus, en particulier pendant les périodes de stress, de peur et d'urgence. Il se compose de 2 types de neurones, pré-ganglionnaires et post-ganglionnaires. Les neurones pré-ganglionnaires libèrent de l'acétylcholine et les neurones post-ganglionnaires libèrent de la noradrénaline.

Figure 5 Une synapse d'acétylcholine l'axone terminal libère de l'acétylcholine, qui se lie aux récepteurs de l'acétylcholine. Extrait de : Gross de Nunez & Schwartz-Bloom, 1997 pour la citation complète, voir Ressources

Figure 6 L'acétylcholine se lie à ses récepteurs et ouvre les canaux Na+. L'afflux de Na+ génère un courant électrique à travers la membrane cellulaire. Extrait de : Gross de Nunez & Schwartz-Bloom, 1997 pour la citation complète, voir Ressources


Types de neurotransmetteurs

Les neurotransmetteurs, au plus haut niveau, peuvent être classés en deux types : les transmetteurs à petites molécules et les neuropeptides. Les transmetteurs à petites molécules, comme la dopamine et le glutamate, agissent généralement directement sur les cellules voisines. Les neuropeptides, de petites molécules comme l'insuline et l'ocytocine, agissent plus subtilement, en modulant ou en ajustant la façon dont les cellules communiquent au niveau de la synapse. À ce jour, les scientifiques ont identifié plus de 60 types distincts de neurotransmetteurs dans le cerveau humain, et la plupart des experts disent qu'il en reste encore à découvrir. Ces puissants produits neurochimiques sont au centre de la neurotransmission et, en tant que tels, sont essentiels à la cognition et au comportement humains.

On parle souvent des neurotransmetteurs comme s'ils avaient un rôle ou une fonction unique. La dopamine est un « produit chimique du plaisir » et le GABA est un neurotransmetteur « d'apprentissage ». Mais les neuroscientifiques découvrent qu'ils sont complexes et à multiples facettes, travaillant les uns avec les autres pour faciliter la signalisation neuronale à travers le cortex. Voici une liste de certains des neurotransmetteurs les plus courants discutés en neurosciences.

Acétylcholine

L'acétylcholine (Ach) a été le premier neurotransmetteur découvert. Il s'agit d'une petite molécule à action directe qui agit principalement dans les muscles, aidant à traduire nos intentions de passer à des actions réelles lorsque les signaux sont transmis des neurones à la fibre musculaire. Mais il a également d'autres rôles dans le cerveau, notamment en aidant à diriger l'attention et en jouant un rôle clé en facilitant la neuroplasticité à travers le cortex.

La dopamine (DA) est souvent appelée « produit chimique du plaisir » car elle est libérée lorsque les mammifères reçoivent une récompense en réponse à leur comportement, cette récompense pouvant être de la nourriture, des drogues ou des relations sexuelles. C'est l'un des produits neurochimiques les plus étudiés, principalement parce qu'il joue des rôles si divers dans le comportement humain et la cognition.

DA est impliqué dans la motivation, la prise de décision, le mouvement, le traitement des récompenses, l'attention, la mémoire de travail et l'apprentissage. Mais ce n'est pas seulement un produit chimique de plaisir. De nouveaux travaux suggèrent que la DA joue également un rôle important dans la maladie de Parkinson, la toxicomanie, la schizophrénie et d'autres troubles neuropsychiatriques.

Le glutamate (GLU) est le neurotransmetteur le plus excitateur du cortex. Trop de glutamate entraîne une excitotoxicité, ou la mort de neurones due à un accident vasculaire cérébral, une lésion cérébrale traumatique ou une sclérose latérale amyotrophique, la maladie neurodégénérative débilitante mieux connue de la maladie de Lou Gehrig. Pourtant, ce ne sont pas toutes de mauvaises nouvelles. L'excitation que GLU apporte est importante pour l'apprentissage et la mémoire : la potentialisation à long terme (LTP), le processus moléculaire censé aider à former des souvenirs, se produit dans les neurones glutamatergiques de l'hippocampe et du cortex.

La sérotonine (5HT), parfois appelée « produit chimique calmant », est surtout connue pour ses effets de modulation de l'humeur. Un manque de 5HT a été lié à la dépression et aux troubles neuropsychiatriques associés. Mais la 5HT va plus loin et a également été impliquée dans la gestion de l'appétit, du sommeil, de la mémoire et, plus récemment, des comportements décisionnels.

Norépinéphrine

La norépinéphrine (NE) est à la fois une hormone et un neurotransmetteur. Certains l'appellent noradrénaline. Il a été lié à l'humeur, à l'excitation, à la vigilance, à la mémoire et au stress. Des recherches plus récentes se sont concentrées sur son rôle dans le trouble de stress post-traumatique (TSPT) et la maladie de Parkinson.

Acide gamma-aminobutyrique (GABA)

Si GLU est le neurotransmetteur le plus excitateur, alors son corrélat inhibiteur est le GABA. Le GABA agit pour inhiber la signalisation neuronale. S'il inhibe trop les cellules, cela peut entraîner des convulsions et d'autres problèmes. Mais ce neurotransmetteur joue également un rôle important dans le développement du cerveau. De nouvelles recherches suggèrent que le GABA aide à établir des circuits cérébraux importants au début du développement. Comme DA, le GABA a aussi un surnom : le « learning chimique ». Des études ont trouvé un lien entre les niveaux de GABA dans le cerveau et le succès ou non de l'apprentissage.

Autres neurotransmetteurs

Les produits neurochimiques comme l'ocytocine et la vasopressine sont également classés comme neurotransmetteurs. Fabriqués et libérés de l'hypothalamus, ils agissent directement sur les neurones et ont été liés à la formation de liens de paire, aux comportements monogames et à la toxicomanie. Les hormones comme les œstrogènes et la testostérone peuvent également fonctionner comme des neurotransmetteurs et influencer l'activité synaptique.

D'autres types de neurotransmetteurs comprennent le facteur de libération de la corticotrophine (CRF), la galanine, l'enképhaline, la dynorphine et le neuropeptide Y. Le CRH, la dynorphine et le neuropeptide Y ont été impliqués dans la réponse du cerveau au stress. La galanine, l'encéphaline et le neuropeptide Y sont souvent appelés « co-transmetteurs », car ils sont libérés et travaillent ensuite en partenariat avec d'autres neurotransmetteurs. L'enképhaline, par exemple, est libérée avec du glutamate pour signaler le désir de manger et de traiter les récompenses.

Alors que les neuroscientifiques en apprennent davantage sur la complexité de la neurotransmission, il est clair que le cerveau a besoin de ces différentes molécules pour pouvoir disposer d'une plus grande flexibilité et de ses fonctions.


Vidéo Figure 2.4

Votre ordinateur ne prend pas en charge la vidéo HTML5

Cependant, il existe un neurotransmetteur qui n'est pas réintroduit dans les vésicules. Parce que l'ACh est responsable de l'activité musculaire et que l'activité musculaire doit se produire rapidement et continuer à se produire, il n'est pas possible d'attendre que le processus de « aspiration » se produise. Au lieu de cela, une enzyme plus spécifiquement conçue pour séparer l'ACh efface très rapidement l'espace synaptique (un processus appelé dégradation enzymatique). Il existe également des enzymes qui décomposent d'autres neurotransmetteurs.

Je pense que je comprends la synapse et les neurotransmetteurs maintenant, mais comment puis-je relier cela au monde réel ?

Savoir comment et pourquoi les médicaments nous affectent peut nous aider à comprendre pourquoi un médecin peut prescrire un médicament en particulier ou pourquoi certains médicaments sont dangereux et doivent être évités. Étant donné que les molécules chimiques de divers médicaments, si leur forme est suffisamment similaire à celle des neurotransmetteurs, peuvent s'insérer dans les sites récepteurs des neurones récepteurs tout comme le font les neurotransmetteurs, les médicaments peuvent agir comme agonistes ou antagonistes. Les médicaments agissant comme agonistes, par exemple, peuvent imiter ou renforcer les effets des neurotransmetteurs sur les sites récepteurs de la cellule suivante. Cela peut entraîner une augmentation ou une diminution de l'activité de la cellule réceptrice, en fonction de l'effet du neurotransmetteur d'origine (excitateur ou inhibiteur). Donc, si le neurotransmetteur d'origine était excitateur, l'effet de l'agoniste sera d'augmenter cette excitation. S'il était inhibiteur, l'effet de l'agoniste sera d'augmenter cette inhibition. Un autre facteur décisif est la localisation dans le système nerveux des neurones qui utilisent un neurotransmetteur spécifique.

Par exemple, certains anxiolytiques, comme le diazépam (Valium ® ), sont classés comme des benzodiazépines (Voir Objectif d'apprentissage 13.10 .) et sont des agonistes du GABA, le principal neurotransmetteur inhibiteur dans le cerveau. Les zones du cerveau que vous découvrirez plus tard et qui jouent un rôle dans le contrôle de l'anxiété, de l'agitation et de la peur comprennent l'amygdale, le cortex orbitofrontal et l'insula (LeDoux & Damasio, 2013 Zilles & Amunts, 2012). En augmentant l'action inhibitrice (calmante) du GABA, les benzodiazépines calment directement ces zones cérébrales spécifiques (Julien et al., 2011 Preston et al., 2008).

D'autres médicaments agissent comme des antagonistes, bloquant ou réduisant la réponse d'une cellule à l'action d'autres produits chimiques ou neurotransmetteurs. Bien qu'un antagoniste puisse sembler n'avoir qu'un effet inhibiteur, il est important de se rappeler que si le neurotransmetteur que l'antagoniste affecte est lui-même inhibiteur, le résultat sera en fait un augmenter dans l'activité de la cellule qui aurait normalement été inhibée l'antagoniste blocs l'effet inhibiteur.

Enfin, certains médicaments produisent leurs effets agonistes ou antagonistes en affectant la quantité de neurotransmetteur dans la synapse. Ils le font en interférant avec le processus régulier de recapture ou de dégradation enzymatique. N'oubliez pas que le neurotransmetteur sérotonine aide à réguler et à ajuster l'humeur des gens, mais chez certaines personnes, le processus normal d'ajustement ne fonctionne pas correctement. Certains des médicaments utilisés pour traiter la dépression sont appelés ISRS (inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine). Les ISRS bloquent la recapture de la sérotonine, laissant plus de sérotonine disponible dans la synapse pour se lier aux sites récepteurs. Sur plusieurs semaines, l'humeur de l'individu s'améliore. Bien que la raison de cette amélioration ne soit pas aussi simple qu'on le croyait autrefois (c. et al., 2011 Stahl, 2013).

Cette section a couvert le neurone et comment les neurones communiquent. La section suivante examine la situation dans son ensemble : le système nerveux lui-même.