| name | neurosciences-fondamentales |
| description | Compétence niveau ingénieur/docteur en neurosciences. Couvre le neurone, le potentiel d'action, les synapses, les neurotransmetteurs et les systèmes sensoriels. |
| arxiv_categories | ["q-bio.NC","physics.bio-ph"] |
Compétence : Neurosciences Fondamentales
Présentation
Compétence niveau ingénieur/docteur en neurosciences : neurone, potentiel d'action, synapse, neurotransmetteurs, systèmes sensoriels, neuroanatomie.
1. Le Neurone
Structure
Dendrites → Soma → Cône axonal → Axone → Terminaisons synaptiques
Types
- Pyramidal (cortex, glutamate), Purkinje (cervelet, GABA)
- Épineux moyens (striatum, GABA), Motoneurones (ACh)
2. Potentiel d'Action
Potentiel de repos (-70 mV)
| Ion | Intra (mM) | Extra (mM) | E_ion (mV) |
|---|
| K⁺ | 140 | 5 | -89 |
| Na⁺ | 15 | 150 | +62 |
| Ca²⁺ | 0.0001 | 2 | +123 |
| Cl⁻ | 10 | 110 | -63 |
Phases
Dépolarisation (Nav ouverts) → Repolarisation (Kv ouverts)
→ Hyperpolarisation (Kv lents) → Période réfractaire (absolue/relative)
Conduction saltatoire
- Myéline (oligodendrocytes SNC, Schwann SNP)
- Nœuds de Ranvier (Nav1.6 concentrés)
- Vitesse : 50-70 m/s (myélinisé) vs 0.5-2 m/s (non myélinisé)
3. Synapse
Cycle vésiculaire
PA → Cav → Ca²⁺ → fusion SNARE (synaptobrevine/syntaxine/SNAP-25)
→ NT libéré → récepteur → PSP → recyclage (endocytose clathrine)
PPSE / PPSI
| Type | ΔV | Canal |
|---|
| PPSE | +5 mV | AMPA/Na⁺ |
| PPSI | -5 mV | GABA_A/Cl⁻ |
| NMDA | +10 mV | Ca²⁺ (voltage-dépendant) |
4. Neurotransmetteurs
| NT | Synthèse | Récepteurs | Inactivation | Fonction |
|---|
| Glutamate | Glutaminase | AMPA, NMDA, mGluR | EAAT | Excitateur |
| GABA | GAD | GABA_A (Cl⁻), GABA_B | GAT | Inhibiteur |
| ACh | ChAT | nAChR, mAChR | AChE | NMJ, attention |
| Dopamine | TH → DOPA → DA | D1-D5 (GPCR) | DAT, COMT | Récompense |
| Sérotonine | TPH → 5-HTP | 5-HT₁-₇ | SERT | Humeur |
5. Systèmes Sensoriels
Vision
- Bâtonnets (scotopique), cônes L/M/S (photopique)
- Phototransduction : rhodopsine → transducine → PDE → GMPc↓ → Na⁺ canaux ↓
- Voie : rétine → LGN → V1
Audition
- Cochlée : IHC (3500) + OHC (12000), tonotopie
- Stéréocils → MET → K⁺ → dépolarisation
- Voie : CN → SOC → IC → MGB → A1
Somesthésie
- Toucher : Aβ → colonnes dorsales → lemnisque médian → S1
- Douleur : Aδ (rapide, spinothalamique), C (lente, cingulaire)
6. Plasticité
LTP (100 Hz)
Ca²⁺ via NMDA → CaMKII → ↑ AMPA + ↑ conductance → LTP
CaMKII auto-P T286 : mémoire moléculaire
LTD (1 Hz)
Ca²⁺ faible → phosphatases → déP AMPA → internalisation
7. Neuroanatomie
| Structure | Fonction |
|---|
| Cortex frontal | Exécutif, planification |
| Hippocampe | Mémoire, navigation |
| Amygdale | Peur, émotions |
| Ganglions base | Mouvement |
| Cervelet | Coordination |
| Thalamus | Relais sensoriel |
| Hypothalamus | Homéostasie |
8. Références
- Kandel E.R. et al. — Principles of Neural Science (6th ed.)
- Purves D. et al. — Neuroscience (6th ed.)
- Hodgkin A.L. & Huxley A.F. (1952) — PA quantitative model — J. Physiol.
- Bliss T.V.P. & Lømo T. (1973) — LTP — J. Physiol.
