[an error occurred while processing this directive],  [an error occurred while processing this directive]
Neurone
Des neurones en rafale
Erik Harvey-Girard


Les neurones peuvent décharger des potentiels d’action (pics ou influx nerveux) selon différents régimes dépendamment de leurs connections dans le réseau nerveux et de leurs propriétés intrinsèques. Ils peuvent décharger des potentiels d’action isolés, ou de façon tonique et régulière, ou encore en rafales (burst).

 

Les rafales: mitrailles neuronales

Une rafale est un paquet de potentiels d’action très approchés dans le temps émis par un même neurone. La plupart des neurones chez tous les vertébrés peuvent émettre une grande diversité de rafales.
Exemple de tracé du potentiel membranaire de cellules pyramidales. Les pics sont les potentiels d,action et les rafales sont marquées par les triangles. En bas, l'histogramme des intervalles entre les pics montre que la présence de rafales grâce à son pic aux intervalles courts.
Récemment, on commence à s’intéresser à l’activité en rafales des neurones parce qu’elle augmente la versatilité, on pourrait même dire le vocabulaire, de ceux-ci.

 

Il est relativement facile de détecter les rafales émises par un neurone. Il suffit de tracer l’histogramme des intervalles entre chaque pic (inter-spike intervals, ISI). Les pics unitaires sont séparés par des intervalles assez longs tandis que les pics à l’intérieur d’une rafale sont séparés d’intervalles courts. Ainsi, sur l’histogramme des ISI, l’activité en rafale est identifiable par une quantité importante d’intervalles courts.

 

Utilisation des rafales des neurones

Considérées initialement comme des artéfacts, les rafales sont maintenant considérées comme des unités distinctes de l’information neuronale. Il y a plusieurs hypothèses sur l’importance de l’activité en rafale des neurones.

1-     Les rafales produisent une meilleure transmission synaptique… Les rafales sont plus fiables que les potentiels d’action unitaires pour transmettre de l’information aux neurones post-synaptiques. Elles surpassent mieux les échecs de la transmission synaptique. Elles peuvent aussi faciliter la libération de neurotransmetteur tandis que les pics unitaires ne peuvent pas. Les rafales ont donc plus de chances d’avoir un fort impact sur les cellules post-synaptiques que les potentiels d’action unitaires.

2-     Les rafales ont un rapport signal-bruit plus élevé que les pics unitaires : le seuil pour les déclencher est plus élevé, ce qui nécessite de plus fortes stimulations. Les rafales pourraient ainsi être une mesure d’intensité des stimuli.

3-     Les rafales peuvent être utilisées pour une communication spécifique entre neurones. De plus, les rafales codent différentes caractéristiques des signaux sensoriels.

4-     Les rafales possèdent plus d’informations qu’un pic unitaire, puisque qu’une rafale fournit en plus, une durée et un patron temporel entre ses pics.

 

Mécanisme des rafales des neurones

Les rafales émises par un neurone peuvent être crées par deux mécanismes distincts : de façon extrinsèque (ou forcée) et de façon intrinsèque. Lors d’une rafale, le neurone est stimulé par un courant qui dépolarise lentement le neurone au-delà du potentiel de seuil.

Une rafale est dite forcée lorsque le courant peut être injecté par l’électrode de l’expérimentateur ou généré par des neurones qui font synapse.

 

Une rafale induite de façon intrinsèque est produite par l’action de courants exprimés par le neurone lui-même qui modifient son activité de décharge. Ces courants montent durant les décharges continues, hyperpolarisent la cellule et forcent l’arrêt de la rafale de potentiels d’action. Pendant que la cellule est silencieuse, ces courants diminuent lentement, la cellule récupère et se prépare à décharger à nouveau. Pour produire un effet inhibiteur qui arrêtera la rafale, celle-ci peut, soit activer un courant sortant hyperpolarisant la cellule (par exemple un courant K+ persistant), soit inactiver un courant entrant qui dépolarise la cellule (par exemple un courant Ca++).

 

Rafales de neurones électrosensoriels

Les cellules pyramidales du ELL des aptéronotes déchargent des rafales selon les deux mécanismes d’induction.

Les rafales des cellules pyramidales peuvent être induites, de façon forcée par le réseau en réponse aux signaux de communication. Cela se produit lorsque le réseau de neurones génère des entrées synaptiques inhibitrices périodiques qui réduisent les décharges et créent des périodes de silence (Voir 2 langages).

 

Les rafales des cellules pyramidales peuvent aussi être induites, sinon soutenues, par l’activation d’un courant dépolarisant (ADP, after depolarization potential) créant une dépolarisation après les potentiels d’action qui soutient la rafale jusqu’à ce qu’elle force son interruption [Voir Ghost-Burster].

 

Références
Erik Harvey-Girard.  "Des neurones en rafale."  Apteronote. Ed. Erik Harvey-Girard. Ottawa: Dec 20, 2006. <  >

© Droits réservés