La tractographie offre la possibilit&eacute; d'&eacute;tudier in vivo la [popupdefinition id=4139]substance blanche[/popupdefinition] du [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition], celle constitu&eacute;e d'[popupdefinition id=2535]axones[/popupdefinition] my&eacute;linis&eacute;s qui relient les r&eacute;gions de [popupdefinition id=15841]mati&egrave;re[/popupdefinition] grise. Cette gaine de [popupdefinition id=204]my&eacute;line[/popupdefinition], qui entoure les terminaisons nerveuses, permet &agrave; l'information d'&ecirc;tre propag&eacute;e plus rapidement. Sur cette image, les faisceaux pyramidaux apparaissent en bleu et les fibres transverses pontoc&eacute;rebelleuses sont color&eacute;es en rouge et vert. &copy; CNRS Phototh&egrave;que, CI-NAPS, GIP Cyceron

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La substance blanche du cerveau étudiée in vivo grâce à la tractographie

Qualifie un processus biologique observé/étudié dans un organisme vivant, par opposition à in vitro.

In vivo

La myéline protège et isole certaines fibres nerveuses, un peu comme le fait le plastique autour des fils électriques. Constituée de couches de lipides et de protides, elle est produite par deux types de cellules : les cellules de Schwann (dans le système nerveux périphérique) et les oligodendrocytes (dans le système nerveux central).
En plus de protéger les fibres nerveuses, la gaine de myéline augmente la vitesse de propagation de l’influx nerveux. À certains endroits appelés nœuds de Ranvier, les axones des neurones sont nus. L’influx peut alors sauter d’un nœud à l’autre, ce qui lui permet de parcourir la même distance en un temps moindre : c’est la conduction saltatoire.

Myéline

Long prolongement fibreux du neurone, qui conduit l'influx nerveux. L'axone est un long prolongement qui émerge du corps cellulaire du neurone. 
Sa longueur est variable et peut atteindre plus d'un mètre. Son extrémité se divise en "branches" qui se connectent à d'autres neurones par l'intermédiaire d'une structure particulière : la synapse. 
L'axone transmet les messages de notre organisme (une douleur, un mouvement), sous forme de signaux de nature électrique.

Axone

Le cerveau appartient au système nerveux central.
Fonction du cerveau
Situé dans la boîte crânienne, le cerveau est le siège des fonctions supérieures (fonctions cognitives, sens, réponses nerveuses) et végétatives. C’est donc un organe essentiel qui assure la régulation de toutes les fonctions vitales. Le cerveau reçoit des informations provenant de l’ensemble du corps humain via des nerfs afférents, les intègre et les analyse puis répond en émettant de nouveaux signaux qui redescendent vers les parties du corps concernées par les nerfs efférents.
Le cerveau est ainsi responsable du rythme cardiaque et respiratoire, des fonctions qui pour nous sont inconscientes. Mais il est aussi impliqué dans la prise de décision, dans la motricité du corps, le comportement, la mémoire, la conscience…
Le cerveau a été cartographié et certaines zones semblent associées à des fonctions précises (aire de la parole…), alors que les fonctions plus complexes (la mémoire, la conscience) semblent être beaucoup plus réparties.
De quoi est composé notre cerveau ? Quel est le rôle de la matière grise, encore appelée "cortex" ? De quoi est-elle constituée ? Comment les neurones gèrent-ils et traitent-ils les informations ? Qu’est-ce que la matière blanche ? Toutes les explications en vidéo. Une animation coréalisée avec L’Esprit Sorcier. © CEA Recherche
Structure du cerveau
Le cerveau humain comporte environ 100 milliards de neurones et possède un poids moyen de 1.300 à 1.400 grammes. Il contient également des cellules gliales et des astrocytes. Il baigne dans le liquide céphalo-rachidien.
Le cerveau est composé de deux hémisphères, droit et gauche, connectés entre eux par le corps calleux composé de substance blanche (axones gainés de myéline). Divisés en lobes, les hémisphères sont les parties les plus développées chez les mammifères.
Le cerveau est divisé en plusieurs parties, en fonction de leur origine embryonnaire :
le télencéphale, la partie supérieure, composé du cortex cérébral et du striatum ;le diencéphale qui contient le thalamus et l’hypothalamus (glandes endocrines) ;le mésencéphale ;le cervelet (coordination motrice et apprentissage des mouvements routiniers) ;le pont de Varole ;le bulbe rachidien (contrôle des mouvements réflexes et végétatifs : respiration, modération du rythme cardiaque, régulation des muscles lisses artériels) qui communique avec la moelle épinière.
Le cortex cérébral constitue la couche externe du cerveau et comporte la majorité des neurones (substance grise). Les méninges sont des enveloppes protectrices (dure-mère, arachnoïde et pie-mère) entre le cortex et l’os du crâne. Le cortex cérébral est subdivisé en cinq lobes cérébraux en fonction de leur position : 
le lobe frontal (motricité, mémoire, raisonnement) ;le lobe pariétal (toucher) ;le lobe temporal (ouïe, odorât) ;le lobe occipital (vision) ;le lobe limbique.
Pour tout savoir sur le cerveau, consultez notre dossier « Voyage dans le cerveau ».

Cerveau

On désigne par le terme de matière tout ce qui compose les corps qui nous entourent, tout ce qui a une masse et un volume.
Matière organique, matière azotée, etc.
Il existe différentes familles comme :

la matière organique, qui constitue les êtres vivants (animaux ou végétaux) ou morts ;la matière azotée, qui est le résultat de transformations de l’azote, etc.

Les états de la matière
Dans la vie de tous les jours, nous avons affaire à trois états de la matière :

l’état solide ,l’état liquide ;l’état gazeux.
La chimie est la science qui étudie la composition et les transformations de la matière.

Matière baryonique et non baryonique : la matière sombre
Comme son nom le laisse entendre, la matière baryonique est composée de baryons, des particules élémentaires dont les plus connues sont le proton et le neutron.
La matière baryonique, c’est donc la matière ordinaire, que nous connaissons bien, celle qui est constituée d’atomes. La matière non baryonique, comme la fameuse matière sombre, est quant à elle supposée formée de particules exotiques.
Antimatière et antiparticules
On ne trouve de l’antimatière qu’en quantité infime. Elle est constituée d'antiparticules. Si ces dernières entrent en contact avec les particules qui composent la matière, les deux (particules et antiparticules) peuvent s'annihiler. Les antiparticules ont des charges opposées à celles de leurs particules sœurs.

Matière

Zones du système nerveux central constituées par les fibres nerveuses (ou axones) ; le couleur "blanche" est due à la gaine de myéline qui entoure l'immense majorité des fibres nerveuses.

Substance blanche

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La [popupdefinition id=261]synapse[/popupdefinition] correspond &agrave; la zone de connexion entre deux [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition]. La communication va toujours dans le m&ecirc;me sens : de l'&eacute;l&eacute;ment pr&eacute;synaptique vers l'&eacute;l&eacute;ment postsynaptique. En rouge est figur&eacute; un marqueur pr&eacute;synaptique tandis que le bleu r&eacute;v&egrave;le un marqueur postsynaptique de ce [popupdefinition id=16175]neurone pyramidal[/popupdefinition].&copy; CNRS/IPMC

Synapse d'un neurone pyramidal

Une synapse est la région d'interaction entre deux cellules nerveuses qui permet le passage d’un signal. La synapse comprend aussi les membranes. Le plus souvent, la synapse se trouve entre le bouton synaptique d’un neurone présynaptique et la dendrite ou le corps cellulaire d'un neurone postsynaptique. Le neurone postsynaptique transmet l’information sous forme électrique.
La synapse permet le passage d’une information d’un neurone à un autre ou d’un neurone à une cellule effectrice. Lorsque la synapse se trouve entre un neurone et une cellule musculaire, on parle de synapse neuromusculaire ou jonction neuromusculaire.
Synapse électrique et synapse chimique
On distingue deux types de synapses :
les synapses électriques, les moins fréquentes : grâce à des canaux protéiques qui font communiquer les cytoplasmes (jonctions communicantes), des ions passent directement d’une cellule à l’autre ; la modification du potentiel de membrane conduit à une dépolarisation. Les synapses électriques sont rapides ;les synapses chimiques faisant intervenir des molécules appelées neurotransmetteurs. Les neurones présynaptiques et postsynaptiques sont séparés par la fente synaptique. Quand l’influx nerveux arrive à l’extrémité du neurone présynaptique, le neurotransmetteur présent dans des vésicules synaptiques du cytoplasme est libéré par exocytose. Il se lie aux récepteurs présents sur la membrane du neurone postsynaptique, ce qui déclenche l’ouverture de canaux et la modification du potentiel de membrane, entraînant l'excitation ou l'inhibition du neurone postsynaptique.

Synapse

Un neurone pyramidal est appelé ainsi à cause de sa forme : le corps cellulaire de ce neurone est triangulaire.
Les neurones pyramidaux peuvent avoir un nombre important de dendrites, ce qui signifie qu’ils peuvent recevoir beaucoup d’informations. Ils sont souvent des neurones excités par le neurotransmetteur glutamate.
Cerveau : neurones pyramidaux du néocortex et de l'hippocampe
La forme des neurones pyramidaux varie un peu en fonction de leur localisation dans le cerveau. Il existe plusieurs sortes de neurones pyramidaux en fonction de leur localisation :
les neurones pyramidaux du néocortex : ils peuvent se trouver dans les couches III ou V ;les neurones pyramidaux de l'hippocampe : ces neurones sont en contact avec des cellules de l'hippocampe et du cortex. 
Transmission de l’influx nerveux et motricité
Les cellules pyramidales de la voie motrice sont de grosses cellules ; elles possèdent un long axone qui se projette dans la moelle épinière pour établir des connexions avec des motoneurones (neurones moteurs). Le neurone pyramidal peut transmettre un message pour commander volontairement un geste : ce sont donc des neurones efférents du cortex moteur.
Dans cette voie pyramidale, le contrôle de la motricité est croisé : l’hémisphère droit du cerveau contrôle le côté gauche du corps et vice versa. C’est ce qui explique que des lésions ou AVC d’un côté du cerveau provoquent souvent une paralysie de l’autre côté du corps.
La distance parcourue par l’influx nerveux le long de l’axone pyramidal peut être longue. Un diamètre plus important de l’axone permet d’augmenter la vitesse de l’influx. De plus, la présence de myéline en segments autour de l’axone permet à l’influx nerveux de progresser par des « sauts » plus rapides, ce qui améliore la conduction nerveuse.

Neurone pyramidal

Un neurone est une cellule du système nerveux spécialisée dans la communication et le traitement d'informations. 
Structure des neurones
Chaque neurone est composé :
d'un corps cellulaire ou péricaryon comportant le noyau ;de très nombreuses ramifications de type dendritiques (d’où proviennent les informations) ;et d’un axone (par où sont diffusées les informations) dont la longueur peut atteindre 1 mètre pour seulement 1 à 15 micromètres de diamètre. Il est entouré par des cellules de Schwann (séparées par les nœuds de Ranvier) qui confèrent une gaine de myéline protectrice tout le long de l’axone.
Axones et dendrites de neurones différents entrent en contact et transmettent l’information de cellule à cellule via des structures spécialisées : les synapses.
Fonction des neurones
Les neurones ont pour rôle de faire circuler les informations entre l'environnement et l'organisme, ou au sein de l'organisme.
Un neurone est une cellule excitable, c'est-à-dire qu’un stimulus peut entraîner la formation dans la cellule d’un signal bioélectrique ou influx nerveux, qui pourra être transmis à d’autres neurones ou à d’autres tissus pour les activer (des muscles, des glandes sécrétrices…).
Les neurones sont au nombre de 100 milliards dans le cerveau humain et sont donc capables de créer un réseau incroyablement complexe, avec parfois plus de 100.000 synapses par neurone.

Neurone

4896_synapse-d-un-neurone-pyramidal

Il s'agit d'une reconstitution tridimensionnelle d'une [popupdefinition id=3072]bo&icirc;te cr&acirc;nienne[/popupdefinition] d'un&nbsp;tr&egrave;s jeune Homo erectus : l'enfant de Modjokerto, d&eacute;c&eacute;d&eacute; &agrave; un an. Gr&acirc;ce &agrave; sa solidit&eacute;, la bo&icirc;te cr&acirc;nienne prot&egrave;ge le [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition] de chocs ext&eacute;rieurs. Jusqu'&agrave; une certaine limite... &copy; Jean-Jacques Hublin, CNRS Phototh&egrave;que

Reconstitution tridimensionnelle d'une boîte crânienne d’enfant

Homo erectus est une espèce d’hominidé fossile qui est apparu il y a environ deux millions d’années en Afrique de l’est et a disparu il y a environ 150.000 ans. Son nom fait référence au fait qu’il se tient droit. Homo erectus, plus récent qu’Homo habilis, est aussi plus grand, puisqu’il mesurait entre 160 et 180 cm. Son volume encéphalique, de l’ordre de 800 à 1.200 cm3, est plus important que celui d’Homo habilis. Son crâne montre une réduction de la face, de l’appareil masticateur et un certain « lissage » des reliefs osseux.
Homo erectus est le premier homme à domestiquer le feu ; il invente de nouveaux outils comme le biface, un outil symétrique taillé sur deux faces. Les bifaces sont typiques de la culture acheuléenne. C’est aussi un grand voyageur qui a été le premier homme à quitter le berceau africain pour aller en Asie, au Moyen-Orient et en Europe.
Exemples de fossiles connus d’Homo erectus
En Chine, l’homme de Pékin, autrefois appelé Sinanthropus pekinensis, est aujourd’hui considéré comme un Homo erectus. De même, l’homme de Java, ou pithécanthrope est un Homo erectus.
Parmi les fossiles célèbres d’Homo erectus, citons par exemple :
l’adolescent du lac Turkana, découvert en 1984 au Kenya. Mesurant 1,6 m, c’est l’un des squelettes préhistoriques les plus complets ;l’homme de Tautavel, le plus ancien fossile humain trouvé en France, dans les Corbières. Il date de 450.000 ans. Il a été découvert en 1971 dans la caune de l’Arago, dans les Pyrénées orientales, par l’équipe d’Henry de Lumley.

Homo erectus

La boîte crânienne est l'espace à l'intérieur du crâne qui contient le cerveau.

Boîte crânienne

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Les [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition] seraient-ils verts ? Pas vraiment. Il s'agit en r&eacute;alit&eacute; de mettre en &eacute;vidence, gr&acirc;ce &agrave; la [popupdefinition id=6571]GFP[/popupdefinition] (la [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] fluorescente verte ou green fluorescent protein en anglais), le contr&ocirc;le des s&eacute;quences r&eacute;gulatrices de la prot&eacute;ine du [popupdefinition id=234]prion[/popupdefinition] bovin (agent [popupdefinition id=5179]pathog&egrave;ne[/popupdefinition]), dans les [popupdefinition id=16183]cellules de Purkinje[/popupdefinition] du [popupdefinition id=13719]cervelet[/popupdefinition] de souris [popupdefinition id=277]transg&eacute;nique[/popupdefinition]. Cette structure du [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition], situ&eacute;e en position ant&eacute;rieure, est responsable de l'&eacute;quilibre. &copy; Yannick Bailly, CNRS Phototh&egrave;que<link http:="">

Les cellules de Purkinje, des neurones du cervelet

Animal, plante... dont le génome a été modifié par introduction d'un gène étranger.

Transgénique

Le cervelet correspond à une structure encéphalique des vertébrés chargée principalement du contrôle moteur au sens large, que celui-ci soit lié au mouvement ou au maintien de la posture, en coordonnant l'activité musculaire (durée, intensité, amplitude). Le terme cervelet provient du latin cerebellum, signifiant "petit cerveau". Le cervelet traite des informations sensorielles reçues par l’aire motrice du cerveau, des noyaux du tronc cérébral et de récepteurs sensoriels. L’activité du cervelet se fait de manière subconsciente. Du point de vue cellulaire, les neurones piriformes, ou cellules de Purkinje, sont des neurones du cortex qui ont des synapses avec des noyaux du cervelet responsables des commandes motrices.Le cervelet reçoit des informations directement du cerveau et de la moelle épinière qu’il intègre simultanément pour synchroniser les contractions des muscles et produire des gestes coordonnés. Cependant, si l'on a longtemps cru que sa fonction se limitait aux tâches motrices, des études plus récentes révèlent l'implication du cervelet à d'autres niveaux, aussi bien dans le langage que dans l’attention ou l’imagerie mentale. Les lésions du cervelet donnent lieu aux syndromes cérébelleux. Par exemple, l’ataxie cérébelleuse est un trouble de l’équilibre et de la marche.Le cervelet collabore à l'activité motrice, et s'est particulièrement développé durant l'évolution humaine, notamment pour mieux répondre à la bipédie, mais aussi pour coordonner tous les mouvements nécessaires au langage. © LSDB, Wikipédia, cc by sa 2.0 Anatomie du cervelet chez l’hommeLe cervelet est situé en bas de l'encéphale, en arrière du pont et du bulbe rachidien, et repose dans la fosse crânienne supérieure. Après le cerveau, le cervelet représente la plus grosse partie de l’encéphale, pesant 11 % de sa masse environ. Le cervelet comprend deux hémisphères réunis par une structure médiane ressemblant à un ver : le vermis. Chaque hémisphère est divisé en trois lobes : antérieur, postérieur et flocculo-nodulaire. Le cervelet est parcouru par des fissures transversales qui délimitent des replis ressemblant à des feuillets, appelés les lamelles du cervelet, ou lamelles cérébelleuses.Le cervelet est relié au tronc cérébral par trois paires de pédoncules cérébelleux :les pédoncules cérébelleux supérieurs relient le cervelet au mésencéphale,les pédoncules cérébelleux moyens relient le pont au cervelet,les pédoncules cérébelleux inférieurs relient le cervelet au bulbe rachidien.

Cervelet

La cellule de Purkinje a été décrite par Johannes Purkinje en 1837. Elle est l'élément central du réseau synaptique du cortex cérébelleux (cortex du cervelet) car de nombreuses cellules du cervelet se projettent sur les cellules de Purkinje.
Cellules de Purkinje du cervelet
Les cellules de Purkinje se déploient dans les différentes parties du cervelet :
le corps cellulaire (soma), arrondi, légèrement ovoïde ou en forme de poire, se trouve dans la couche moyenne du cortex cérébelleux. Il mesure environ 20 µm de diamètre,l’arbre dendritique se trouve dans la couche moléculaire du cervelet. Les ramifications des dendrites sont très développées,l'axone des cellules de Purkinje, myélinisé, part de la base du corps cellulaire, il traverse la couche granulaire interne et rejoint la substance blanche cérébelleuse. Les axones peuvent être connectés aux neurones de la moelle, du bulbe et du cortex.
Cellules de Purkinje et tremblement essentiel
Le tremblement essentiel est une maladie neurologique qui se manifeste par des tremblements incontrôlables. Elle toucherait environ 300.000 personnes en France. Elle aurait une cause génétique.
Le tremblement essentiel serait lié à une dégénérescence des cellules de Purkinje. En effet, dans le cervelet de patients atteints de tremblement essentiel, les cellules de Purkinje présentent des anomalies. Ainsi, les cellules de Purkinje des malades semblent avoir un arbre dendritique moins développé.

Cellule de Purkinje

Se dit d’un agent (germe, bactérie...) qui engendre la maladie.

Pathogène

Le prion est une protéine qui peut devenir pathogène en changeant sa conformation dans l’espace. Lorsqu’elle est mal repliée, la protéine prion se dégrade difficilement, elle s’accumule et forme des dépôts à l’intérieur et à l’extérieur des cellules du cerveau. La protéine prion anormale peut transmettre son anomalie de conformation à d’autres protéines prion.
Le terme de prion a été créé par Stanley Prusiner qui travaillait sur la tremblante du mouton et qui a été lauréat du prix Nobel de médecine en 1992 pour ses travaux sur le prion. 
Les maladies à prions
Les prions sont des agents infectieux dépourvus d’acides nucléiques, responsables des encéphalopathies spongiformes transmissibles (EST), des maladies du système nerveux central. De manière générale, les maladies à prions, comme la maladie de Creutzfeldt-Jakob, entraînent une dégénérescence du système nerveux central. L’encéphalopathie se développe chez l’adulte, elle conduit à une démence et à d’autres signes neurologiques (troubles de la coordination…). La maladie évolue rapidement jusqu’au décès.
La maladie de Creutzfeldt-Jakob est à la fois héréditaire, sporadique (quand elle arrive de manière aléatoire) et transmissible. Lors de la crise de la vache folle, des sujets jeunes ont développé une maladie de Creutzfeldt-Jakob à cause d’une contamination de la viande. La maladie était transmise par le prion bovin. Lors du scandale de l’hormone de croissance, des enfants qui recevaient des injections d’hormone de croissance ont été contaminés par des prions infectieux et ont développé la maladie. Enfin, des rites funéraires cannibales peuvent aussi conduire à la transmission d’une encéphalopathie spongiforme (kuru).

Prion

Les protéines sont des molécules biologiques dont les activités peuvent être très variées.
Rôles des protéines
Les protéines peuvent assurer des fonctions très diverses au sein de la cellule ou de l’organisme. 
Elles peuvent avoir :
un rôle structural (comme l’actine ou la tubuline qui participent à l’architecture de la cellule, la kératine qui constitue les cheveux) ;un rôle enzymatique (comme l’ADN polymérase qui recopie l’ADN) ;un rôle hormonal (comme l’insuline qui régule la glycémie) ;un rôle moteur (comme la myosine qui transporte des molécules dans la cellule)…
Fabrication des protéines
Les protéines sont codées par les gènes et synthétisées par le ribosome au cours du processus de traduction de l’ARN. Elles sont ainsi créées par l’incorporation successive d’acides aminés, maintenus entre eux grâce à la formation de liaisons peptidiques, selon l’ordre indiqué par la succession des codons sur l’ARN.
Structure des protéines
Suivant l’ordre des acides aminés et leurs interactions entre eux, les protéines prennent des conformations particulières, qui sont essentielles pour leur fonctionnalité. Il existe des structures rencontrées très fréquemment :
les hélices alpha, où les acides aminés forment une hélice grâce à des liaisons hydrogènes entre eux ;les feuillets beta, où les liaisons hydrogènes entre les acides aminés favorisent la formation de couches superposées.
Des modifications chimiques post-traductionnelles peuvent aussi participer à leur fonction (des acétylations, des phosphorylations, des ponts disulfures...).

Protéine

La GFP, pour green fluorescent protein, est une protéine fluorescente verte issue de la méduse Aequorea victoria.
Constituée de 238 acides aminés, la protéine se replie sous forme d'un tonneau. 
Elle possède un pic d'excitation majeur à une longueur d'onde de 395 nanomètres (bleu), et un pic mineur à 475 nanomètres. Ainsi excitée, elle réemet la lumière à une longueur d'onde de 498 nanomètre (lumière verte). 
Très utilisée en biologie cellulaire, elle peut être fusionnée à d'autres protéines d'intérêt pour déterminer leurs localisations sub-cellulaires ou identifier les partenaires avec qui elles interagissent, par exemple.
Des protéines fluorescentes sont dérivées de la GFP et possèdent des propriétés physiques différentes, qui leur permettent de fluorescer dans d'autres couleurs.
Le prix Nobel de chimie a été attribué à ses découvreurs, en 2008.

4898_les-cellules-de-purkinje--des-neurones-du-cervelet

Des chercheurs ont &eacute;tudi&eacute; le r&ocirc;le de la pr&eacute;s&eacute;niline 1, une [popupdefinition id=237]prot&eacute;ine[/popupdefinition] dont la mutation est impliqu&eacute;e dans les formes [popupdefinition id=152]g&eacute;n&eacute;tiques[/popupdefinition] de la [popupdefinition id=3606]maladie d'Alzheimer[/popupdefinition] touchant des personnes relativement jeunes. Ils ont mesur&eacute; l'efficacit&eacute; de la transmission de l'[popupdefinition id=172]influx nerveux[/popupdefinition] et compt&eacute; le nombre d'&eacute;pines dendritiques. Ces r&eacute;sultats sugg&egrave;rent que la pr&eacute;s&eacute;niline 1 aurait une action neurotoxique. Or, des &eacute;tudes r&eacute;centes montrent que, dans le [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition] des personnes &acirc;g&eacute;es (atteintes ou non par la maladie d'Alzheimer), la pr&eacute;s&eacute;niline 1 augmente. Ainsi, lors du vieillissement, elle serait responsable de l'atteinte des fonctions cognitives li&eacute;es &agrave; la m&eacute;moire. &copy; Alexandra Auffret, CNRS Phototh&egrave;que<link http:="">

Épines dendritiques d'un neurone

Un potentiel d’action est un signal électrique unidirectionnel parcourant les axones des neurones, qui provoque la libération de neurotransmetteurs au niveau des synapses. Un stimulus perçu au niveau des dendrites ou du corps cellulaire d’un neurone peut conduire à une dépolarisation de la membrane, qui sera d’autant plus importante que l’intensité du stimulus est grande. Mais lorsque la dépolarisation atteint un certain seuil, le seuil d’excitation, cela déclenche un potentiel d’action qui se propage le long de l’axone : c’est l’influx nerveux. 
Le potentiel de repos d’un neurone se situe vers –50 mV à -55 mV et le seuil d’excitation vers 15 à 20 mV. Le potentiel d’action correspond à une réaction du tout ou rien : l’ampleur du potentiel d’action ne dépend pas de l’intensité du stimulus.
Potentiel d’action et ouverture des canaux ioniques
Les potentiels d’action sont générés par des échanges d’ions entre l’intérieur et l’extérieur des neurones, et ceci grâce à des canaux sensibles aux variations du potentiel électrique : ces canaux tensiodépendants s’ouvrent et se ferment selon le potentiel de membrane. Il s’agit de canaux à sodium et de canaux à potassium. Ces canaux sont plus présents au niveau des nœuds de Ranvier, ce qui permet au potentiel d’action de se propager rapidement par une conduction saltatoire.
Un potentiel d’action comprend quatre phases :
au repos, les canaux tensiodépendants sont fermés,pendant la phase de dépolarisation, les canaux à sodium s’ouvrent,pendant la repolarisation, les canaux à sodium se ferment et les canaux à potassium s’ouvrent,pendant l’hyperpolarisation, les canaux à sodium sont fermés et les canaux à potassium toujours ouverts.

Potentiel d'action

La maladie d'Alzheimer est une démence liée à une dégénérescence de neurones corticaux. Elle démarre au niveau de l’hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la mémoire à court terme. Cette maladie touche en premier lieu les fonctions cognitives et se répercute sur le comportement et l'adaptation sociale des patients. Elle se manifeste par des troubles de la mémoire, des problèmes d’orientation, des difficultés à exécuter certaines tâches simples (téléphoner…), voire des troubles du langage. Progressivement, le patient présente aussi des troubles dans ses mouvements, son humeur (anxiété, irritabilité), ou son sommeil.La maladie d'Alzheimer survient en moyenne autour de 65 ans et concerne actuellement environ 900.000 personnes en France d’après l’Inserm. En moyenne, sur cinq patients, trois sont des femmes et deux des hommes. Les formes héréditaires se manifestent souvent avant 65 ans. Après 80 ans, 15 % des personnes sont concernées. Les personnes présentant des facteurs de risque cardiovasculaires (hypertension, diabète, sédentarité…) sont plus touchées par cette maladie neurodégénérative. Des mutations du gène de l’apolipoprotéine E (APOE) favorisent aussi la maladie d’Alzheimer.Diagnostic et traitement de la maladie d’AlzheimerLe cerveau des patients souffrant de la maladie d’Alzheimer présente :des dépôts amyloïdes : des dépôts du peptide bêta-amyloïde, une molécule naturellement présente dans le cerveau, mais qui peut s’accumuler en formant des plaques séniles toxiques pour le cerveau ;des dégénérescences neurofibrillaires, liées à la présence de la protéine Tau phosphorylée : la structure interne des neurones est désorganisée en présence de cette protéine, d’où la mort des neurones.Le diagnostic de la maladie se réalise à l’aide de tests cognitifs, d’imageries médicales, de bilans sanguins… Le liquide cérébrospinal peut aussi être analysé. La prise en charge de la maladie vise à aider le patient à conserver une certaine autonomie, de l’activité physique et une vie sociale. Il n’existe pas de traitement pour guérir de la maladie d’Alzheimer. Depuis août 2018, certains médicaments prescrits pour réduire les symptômes ne sont plus remboursés par l’assurance-maladie.

Maladie d'Alzheimer

La génétique est la science de l'hérédité. Elle étudie les caractères héréditaires des individus, leur transmission au fil des générations et leurs variations (mutations). C'est l'étude de cette transmission héréditaire qui a permis l'établissement des lois de Mendel. La mise en évidence de l’ADN, qui est le support de l’information génétique, a permis le développement de la génétique moléculaire.La génétique s’intéresse à tous les êtres vivants, procaryotes ou eucaryotes. Les virus possèdent également un patrimoine génétique sous forme d’ADN ou d’ARN.Chez l’Homme, le noyau cellulaire contient 23 paires de chromosomes ; chaque individu possède un lot de chromosomes provenant de son père et un lot provenant de sa mère. Chez les eucaryotes, tout le génome n'est pas dans le noyau : mitochondries et chloroplastes contiennent aussi de l'ADN. De la transmission de caractères à la génétique moléculaireLe génome contient de nombreux gènes ; un gène contient l’information nécessaire pour produire un polypeptide. Dans la cellule, pour produire un polypeptide à partir d’un gène, l’ADN est d’abord transcrit en ARN qui ensuite est traduit par des ribosomes en polypeptide. Au laboratoire, de nombreuses techniques de biologie moléculaire permettent de manipuler et d’analyser les gènes : utilisation d’enzymes de restriction, clonage de gènes dans un plasmide, production d’ADN par PCR, séquençage de l’ADN…Le génie génétique a permis le séquençage du génome humain, de diagnostiquer des maladies génétiques ou d’imaginer des techniques de thérapie génique. Les manipulations du génome permettent de créer des organismes génétiquement modifiés (OGM). Aujourd’hui, les manipulations génétiques sont facilitées chez les animaux et les végétaux grâce au développement de la technique d’édition génomique CRISPR-Cas9.

Génétique

4897_epines-dendritiques-d-un-neurone

Ces [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition] de l'[popupdefinition id=4673]hippocampe[/popupdefinition] (structure appartenant au [popupdefinition id=4675]syst&egrave;me limbique[/popupdefinition]), proviennent de souris et ont &eacute;t&eacute; mis en culture. En rouge ont &eacute;t&eacute; mis en &eacute;vidence les canaux potassiques TREK-1, tandis qu'en vert on aper&ccedil;oit les [popupdefinition id=783]mol&eacute;cules[/popupdefinition] de [popupdefinition id=16540]Gaba[/popupdefinition], l'un des principaux [popupdefinition id=788]neurotransmetteurs[/popupdefinition]. &copy; Fabrice Duprat,&nbsp;CNRS Phototh&egrave;que

Neurones de l'hippocampe et leurs neurotransmetteurs

En médecine, l’hippocampe décrit une structure paire du système limbique, située dans la face médiale du lobe temporal. Sa forme rappelant l’animal marin est à l’origine de son nom. 
L'hippocampe est connu pour jouer un rôle clé dans le processus de mémorisation des souvenirs à long terme et dans la mémoire déclarative : la mémoire des faits et des événements. Par exemple, lors d’une fête avec des amis, les perceptions sensorielles (visuelles, auditives…) envoient des informations au cortex sensitif. Les neurones corticaux distribuent des influx nerveux dans d’autres réseaux, dont l’hippocampe : la perception sensorielle devient un souvenir, qui sera mobilisé lorsque les mêmes neurones corticaux seront stimulés. L’hippocampe est donc impliqué dans la mémoire épisodique, qui permet de se rappeler un événement des années plus tard. 
Localisation de l’hippocampe dans le cerveau. © Alex, Fotolia
Dans la maladie d’Alzheimer, les hippocampes sont atrophiés. L’hippocampe permet aussi à l’individu de s’orienter : des cellules de l’hippocampe jouent le rôle de « GPS du cerveau ». Ceci explique que les patients souffrant d’Alzheimer rencontrent des problèmes de mémoire et d’orientation.
L'hippocampe, un poisson au mode de gestation original
En zoologie, l’hippocampe est un poisson du genre Hippocampus dont la morphologie originale rappelle celle d’un cheval, d’où son nom venant du grec hippos, cheval. L’hippocampe se tient verticalement, ses nageoires sont réduites et sa queue lui permet de s’attacher. 
Chez les hippocampes, les mâles possèdent une poche d’incubation dans laquelle les femelles déposent leurs œufs. Le mâle garde les œufs fécondés dans sa poche jusqu’à leur éclosion.

Hippocampe

Une molécule est un ensemble d’atomes (au moins deux) identiques ou non, unis les uns aux autres par le biais de liaisons chimiques. Ces dernières sont les résultats de la mise en commun d’un certain nombre d’électrons gravitant sur la couche externe des atomes.
La liaison dite covalente simple est la plus simple des liaisons que l’on puisse rencontrer entre deux atomes lorsque ceux-ci mettent en commun un unique électron de leur couche externe chacun. Les deux électrons en question forment ainsi un doublet liant.
La structure d'une molécule est déterminée par le nombre de doublets d'électrons, liants ou non. Une molécule qui compte quatre liaisons covalentes simples, comme le méthane (CH4), présente une forme tétraédrique. En revanche, une molécule qui présente quatre liaisons covalentes dont une triple, comme l'acétylène (C2H2), sera de forme linéaire. L'objectif étant de minimiser les forces de répulsions entre doublets.
Composition chimique et représentation des molécules
La formule chimique d’une molécule renseigne sur sa composition chimique. La molécule d’eau, de formule H2O, par exemple, est constituée de deux atomes d’hydrogène, H, et d’un atome d’oxygène, O.
D’autres représentations peuvent renseigner sur la structure de la molécule comme par exemple les représentations suivantes : 
La formule développée fait apparaître les doublets d'électrons liants. Pour la molécule d’eau, on obtient : H – O – H ;La formule de Lewis figure les liaisons entre les atomes ainsi que les électrons de valence qui ne participent pas aux liaisons. C'est en quelque sorte, une formule développée plus complète ;La représentation de Cram met en évidence la structure de la molécule dans l'espace mais elle ne distingue pas les liaisons chimiques simples des liaisons doubles.
Une formule unique mais des molécules différentes
Ces différentes représentations peuvent être très utiles pour distinguer des molécules que l'on nomme isomères. Celles-ci possèdent une même formule brute mais des formules développées ou des représentations différentes. Elles peuvent donc avoir des propriétés différentes.
C'est par exemple le cas du butane et du méthylpropane (ou isobutane) : ils sont tous deux représentés par la formule brute C4H10 mais se distinguent par la configuration de leurs chaînes carbonées.

Molécule

Le Gaba, ou acide gamma-aminobutyrique, est un acide aminé neurotransmetteur fréquent dans le cerveau. Sa formule chimique est C4H9NO2. Le Gaba a été mis en évidence en 1950 par E. Roberts et S. Frankel qui étudiaient les acides aminés libres par chromatographie dans des tissus du système nerveux central de vertébrés.
Le Gaba est fabriqué par l’organisme à partir de l’acide glutamique.
Le Gaba est un neurotransmetteur inhibiteur chez l’adulte
Le Gaba jouerait un rôle excitateur dans le cerveau immature, au stade embryonnaire. Mais chez l’adulte, c’est un neurotransmetteur inhibiteur : lorsqu'il est libéré au niveau d’une synapse et se fixe sur son récepteur post-synaptique, il accentue le potentiel électrique négatif du neurone. Celui-ci a donc moins de chances d’être excité et de transmettre des potentiels d’action. L’interaction du Gaba avec son récepteur de type Gabaa provoque l’entrée d’ions chlore Cl- dans la cellule, y induisant une hyperpolarisation (un excès de charges négatives). Le récepteur Gabaa est donc un canal chlore : une protéine qui laisse entrer les ions chlorure dans la cellule. Les neurones qui libèrent du Gaba sont souvent des interneurones qui jouent un rôle de contrôle sur d’autres.
Le récepteur Gabaa est la cible des benzodiazépines (comme le valium), des tranquillisants qui en favorisent l’inhibition. Celui-ci pourrait jouer un rôle pour contrôler la peur et l’anxiété. Le muscimol, un psychoactif provenant de champignon, se fixe lui aussi sur le récepteur Gabaa.

Gaba

Ensemble de zones du cerveau connues pour jouer un rôle dans l'olfaction, la mémoire et la régulation des émotions. On sait que le système limbique exerce une influence sur le système endocrinien (organes sécréteurs d'hormones).Qu'est-ce que le système limbique ?Toutes les zones qui le constituent sont situées vers la base du cerveau, autour du thalamus : septum, fornix, hippocampe, amygdale, cortex insulaire et fronto-orbitaire postérieur. Certains y ajoutent l'hypothalamus.Le système limbique est composé de substance blanche (constituée d'axones issus des corps cellulaires des neurones, lesquels forment la substance grise).

Système limbique

Un neurotransmetteur (ou neuromédiateur) est une molécule chimique qui assure la transmission des messages d'un neurone à l'autre, au niveau des synapses.
La molécule libérée par un neurone lors d'une stimulation se fixe à un récepteur sur un autre neurone, ce qui entraîne la transmission de l'influx nerveux, ou à un récepteur sur une cellule cible, ce qui entraîne divers effets dans un organe.
Exemples de neurotransmetteurs : l'acéthylcholine, l'adrénaline, la noradrénaline, la dopamine, la sérotonine, l'histamine, le glutamate, les neuropeptides...

Neurotransmetteur

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Ce clich&eacute; permet de comprendre pourquoi on parle de [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition] pyramidaux. Les [popupdefinition id=129]dendrites[/popupdefinition], ces prolongements qui forment des touffes au niveau [popupdefinition id=3055]basal[/popupdefinition], re&ccedil;oivent l'information nerveuse, la transmettent au corps cellulaire (le disque noir) qui la fait suivre jusqu'&agrave; l'[popupdefinition id=2535]axone[/popupdefinition], ce long filament tr&egrave;s peu ramifi&eacute;, pour qu'il la transmette au neurone suivant.&copy; CNRS Images

Le transport de l'information nerveuse : des dendrites à l'axone

Basal est le terme médical indiquant la valeur de référence par rapport à laquelle on mesure une inconnue.

Basal

Une dendrite est un prolongement filamenteux du neurone servant à recevoir et conduire l'influx nerveux.
Structure des dendrites
Les dendrites sont des prolongements du corps cellulaire des neurones. Elles se divisent par dichotomie, créant une arborescence du neurone sous forme de filaments courts et ramifiés. Elles s’opposent à l’axone pour plusieurs raisons :
les dendrites reçoivent l’influx nerveux, alors que l’axone le transmet ;les dendrites sont nombreuses alors que l’axone est unique.
Fonction des dendrites
Les dendrites ont pour fonction de recevoir et de conduire l'influx nerveux (signal) provenant d'autres cellules nerveuses, vers le corps cellulaire du neurone. S’il est excité, il enverra alors un influx nerveux par le biais de l’axone, vers un autre neurone, vers un muscle ou un autre type tissulaire.

Dendrite

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Non, ce n'est pas un champ de [popupdefinition id=11400]tournesols[/popupdefinition] coup&eacute; en deux par une [popupdefinition id=1065]faille[/popupdefinition]. Il s'agit de [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition] de l'[popupdefinition id=4133]hypothalamus[/popupdefinition], r&eacute;gion interne du [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition] impliqu&eacute;e dans de nombreuses fonctions, dont la prise alimentaire.&copy; CNRS/IPMC

Neurones de l'hypothalamus, au cœur du cerveau

Plante herbacée annuelle de haute stature, le tournesol est originaire d’Amérique du Nord. Sa tige droite est couverte de feuilles vertes, ovales et alternées, tandis que ses fleurs varient du jaune pâle au rouge selon les variétés. C’est pourquoi le tournesol est souvent utilisé aussi, comme fleur d’ornement. 
Membre de la famille des astéracées, le tournesol a bien d’autres appellations souvent d’origines locales, telles que « grand-soleil », « soleil-des-jardins » ou « hélianthe ». Il est aujourd’hui cultivé partout dans le monde, notamment pour son huile mais aussi pour servir de fourrage aux animaux d’élevage. Cependant l’huile de tournesol, extraite après broiement par pression à froid, présente un double intérêt : alimentaire et… pharmaceutique. 
Le tournesol, contre les petits maux
En cuisine, l’huile de tournesol est largement appréciée pour son équilibre en acides gras. Elle ne contient en effet que 45 % d’acides gras insaturés, contre seulement 4 % environ d’acides gras saturés. Très consommée en France, cette huile de qualité est également une excellente source de vitamine E. En pharmacie, l’huile de tournesol est utilisée pour la préparation d’onguents destinés à lutter contre les douleurs rhumatismales. 
Le tournesol semblerait également efficace en poudre ou en infusion, contre les troubles inflammatoires des voies aériennes supérieures. Il serait également intéressant pour soulager certains troubles digestifs, comme les gaz intestinaux et les diarrhées. 
Source : 
Phytothérapie, la Santé par les plantes, Vidal Editeur Plantes médicinales, Gründ

Tournesol

L’hypothalamus fait partie du système nerveux central.Fonction de l’hypothalamusL’hypothalamus est une petite région située au cœur du cerveau, qui sert de pont entre le système nerveux autonome et le système endocrinien. Il est en effet impliqué dans la régulation de grandes fonctions comme la faim, la soif, le sommeil ou la température corporelle. Il est aussi impliqué dans le comportement sexuel et les émotions.Ses fonctions endocrines (sécrétion de neurohormones) entraînent la régulation de la fonction endocrine de l’hypophyse, la glande située dessous.Les hormones sécrétées par l’hypothalamus ont toutes, ou presque, une influence sur la production des hormones hypophysaires :la dopamine inhibe la production de prolactine ;l’hormone thyréotrope (TRH) stimule la production de thyréostimuline (TSH) ;la somatocrinine (GH-RH) permet la libération de l'hormone de croissance somatotrophine (STH) ;la somatostatine (GH-RIH) inhibe le largage de la STH ;la gonadolibérine (ou GnRH) est responsable de la synthèse et de la sécrétion de la FSH et de la LH (hormones) ;la corticolibérine (CRH) favorise la production d’hormone corticotrope (ACTH) ;l’ocytocine (impliquée dans les contractions utérines, la lactation et l’attachement) et la vasopressine (une hormone antidiurétique) sont synthétisées par l’hypothalamus mais libérées par l’hypophyse dans la circulation sanguine.Structure de l’hypothalamusL’hypothalamus est de petite taille (quelques centimètres cubes) et constitué de nombreuses paires de noyaux formés de cellules nerveuses, situées sous le thalamus et au-dessus de l’hypophyse. Une petite tige relie d’ailleurs l’hypophyse à l’hypothalamus, la tige pituitaire. Les neurones de l’hypothalamus synthétisent les différentes hormones et les libèrent dans un premier réseau de capillaires qui se rassemblent pour former une veine, le système porte hypothalamo-hypophysaire. Celui-ci transporte les hormones de l’hypothalamus vers l’hypophyse, où les hormones sont relarguées par un deuxième réseau de capillaire pour activer les neurones hypophysaires.

Hypothalamus

Une faille est une cassure se propageant au sein d’un milieu rigide. Elle s’accompagne d’un déplacement relatif des deux compartiments ainsi créés. On distingue plusieurs types de failles en fonction de la contrainte tectonique (compressive ou extensive) et du mouvement des blocs.Les différents types de faillesLe mouvement le long d’une faille peut être vertical, oblique ou horizontal. On parle alors de failles verticales, obliques ou cisaillantes (décrochantes), respectivement. Dans la nature, les failles verticales sont rares et l’on observe plus communément des failles obliques et cisaillantes.Dans le cas des failles obliques, on distingue :Les failles normales, résultat de contraintes tectoniques extensives. On observe donc un allongement de la structure, avec un affaissement d’un bloc par rapport à l’autre le long du plan de faille ;Les failles inverses, résultat de contraintes tectoniques compressives. Dans ce cas, il y a raccourcissement de la structure, l’un des blocs étant poussé légèrement au-dessus de l’autre le long du plan de faille.Dans le cas des failles cisaillantes ou décrochantes (les deux termes sont équivalents), le mouvement des blocs se fait dans le plan horizontal. On parle de décrochement dextre lorsque l’un des blocs se déplace vers la droite par rapport à l’autre, et de décrochement sénestre lorsque l’un des blocs se déplace vers la gauche par rapport à l’autre.Fonctionnement d’une faille normale soumise à une contrainte extensive. © Wikipédia, CC by-sa 3.0Faille inverse. © RobinL, CC by-sa 3.0, Wikimedia CommonsFaille décrochante sénestre. © RobinL, Wikimedia CommonsLes failles transformantes font partie de la famille des failles décrochantes mais elles sont plus complexes et associées à des environnements tectoniques particuliers. Elles permettent notamment la transformation, ou l’accommodation, du mouvement entre les plaques tectoniques. Elles représentent des structures tectoniques majeures et d’importance dans le schéma global de la tectonique des plaques. Une faille peut également avoir à la fois une composante normale ou inverse et une composante décrochante. On parlera alors de faille normale décrochante ou inverse décrochante.TerminologieUne faille, quelle qu’elle soit, se caractérise par :son rejet, qui correspond à la valeur du déplacement vertical relatif entre les deux blocs ;son pendage, qui correspond à l’angle que fait le plan de faille avec le plan horizontal. Il faut préciser le sens d’inclinaison par une indication (nord, sud, est, ouest, nord-est…) ;l’azimut de sa direction horizontale, qui correspond à l’angle entre le Nord magnétique et une ligne tracée parallèlement au plan de faille.Certains termes sont souvent utilisés pour décrire une faille et les compartiments rocheux qui la jouxtent.Le plan de faille représente la surface de glissement. Cette surface porte souvent des éléments caractéristiques résultant du frottement entre les deux blocs rocheux. Elle peut être polie, marquée par des stries et/ou enduite de calcite, ou bien être encombrée de débris de roches brisées ou broyées par l’action mécanique (brèches de failles si les éléments sont grossiers, gouge si les éléments sont très fins). Sur le terrain, l’orientation des stries sur le plan de faille peut permettre de déterminer le sens, voire la direction du déplacement.Les deux compartiments localisés de part et d’autre de la faille sont habituellement nommés mur (hanging wall) et toit (footwall). Le mur est défini comme le compartiment se situant sous le plan de faille et le toit comme le compartiment se situant au-dessus du plan de faille.Les failles dans l’environnementLes failles sont l’expression du rééquilibrage des tensions auxquelles est soumise la lithosphère. Les forces tectoniques créent en effet des contraintes considérables (en tension ou en compression) dans la croûte terrestre. Ces contraintes sont libérées régulièrement par la rupture des roches et la création de failles. Cette libération d’énergie est à l’origine des tremblements de terre.Lors de la rupture, il est fréquent que plusieurs failles soient créées dans la zone soumise aux contraintes tectoniques. On parle alors de champ de fractures ou de champ de failles. L’organisation entre les failles peut être complexe. Elles peuvent s’organiser de manière parallèle, menant à la création de géométries particulières. On parle de « horst » lorsqu’un compartiment se retrouve surélevé entre deux autres compartiments, c’est le cas du Morvan par exemple. À l’inverse, on parle de « graben » lorsque le compartiment central se retrouve abaissé, c’est le cas du fossé Rhénan en Alsace. Les failles peuvent également s’organiser en échelon, créant des relais de failles extensifs ou compressifs. Dans le cas des relais extensifs on peut voir la formation de séries de petits bassins en « pull apart ».Failles conjuguées formant un petit graben au centre. © Babak Hejrani, imaggeo.egu.euIl est rare que les failles traversent toute la lithosphère en condition normale. La plupart du temps, elles s’enracinent en profondeur sur un niveau de décollement ou de découplage dont les propriétés rhéologiques permettent d’absorber le mouvement de la faille sans se rompre (niveau ductile).L’étude des failles et de leur expression fait partie du domaine de la géologie structurale. 

Faille

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Les [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition] en culture, comme dans le [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition], s'associent et forment un r&eacute;seau complexe. Chaque disque bleu repr&eacute;sente le noyau neuronal, tandis que les prolongements sont mis en &eacute;vidence par un marqueur biochimique de [popupdefinition id=4126]couleur[/popupdefinition] rouge.&copy; CNRS/IPMC

Réseau de neurones et leurs noyaux

La couleur, c'est ce qui permet de différencier deux objets de formes et de structures identiques, par exemple le drapeau italien du drapeau français. C'est aussi ce qui n'est ni blanc, ni gris, ni no...

Couleur

Un neurone est une cellule du système nerveux spécialisée dans la communication et le traitement d'informations. 
Structure des neurones
Chaque neurone est composé :
d'un corps cellulaire ou péricaryo...

Le cerveau appartient au système nerveux central.
Fonction du cerveau
Situé dans la boîte crânienne, le cerveau est le siège des fonctions supérieures (fonctions cognitives, sens, réponses nerveuses...

4902_reseau-de-neurones-et-leurs-noyaux

Ceci n'est pas un homard. Il s'agit d'un clich&eacute; pris dans le [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition] d'une [popupdefinition id=2119]larve[/popupdefinition] de Drosophila melanogaster, la [popupdefinition id=8224]mouche du vinaigre[/popupdefinition]. Les corps p&eacute;doncul&eacute;s, cette structure au centre de l'image, sont sym&eacute;triques et se retrouvent dans chaque h&eacute;misph&egrave;re c&eacute;r&eacute;bral. Ils sont impliqu&eacute;s dans la m&eacute;moire olfactive.&copy; CNRS Images

Cerveau d'une larve de mouche et ses corps pédonculés

Une drosophile est un Insecte de l’ordre des Diptères, surnommée « mouche du vinaigre ». Le genre Drosophila comporte environ 400 espèces, retrouvées sur l’ensemble du globe.
Vie de la drosophile
Elles atteignent une longueur de 1 à 2 millimètres. Les drosophiles sont attirées par les fruits, dans lesquels elles pondent leurs œufs et où les larves se développent. Elles possèdent la propriété de se multiplier très rapidement et en très grand nombre.
Drosophila melanogaster
La drosophile la plus connue est certainement Drosophila melanogaster, qui est l’un des organismes modèles des biologistes, et plus particulièrement en génétique. Son génome est entièrement séquencé et comporte 4 paires de chromosomes, soit 165 millions de paires de bases.

Drosophile

Chez les animaux, une larve est une forme jeune dont la morphologie, et souvent le mode de vie, sont très différents de l'adulte. Le début de la vie de la larve commence par l’éclosion de l’œuf. Les larves existent chez les espèces d’animaux au développement indirect, chez qui de grandes transformations (métamorphoses) doivent avoir lieu pour obtenir un adulte. Lors de ces changements, l’animal peut changer de milieu de vie (par exemple le têtard et la grenouille), et/ou de régime alimentaire (par exemple la chenille et le papillon). 
Chez les animaux à développement direct, le jeune à la naissance est un juvénile qui ressemble à l’adulte. De manière générale, seul l’adulte est capable de se reproduire, et non les larves et juvéniles.
Exemple de larves d'insectes
Chez les insectes, la larve subit plusieurs mues avant de devenir un adulte. Comme les arthropodes possèdent un exosquelette peu extensible, leur croissance se fait par étapes. À chaque mue, la larve abandonne une exuvie. La métamorphose permettra l’apparition des caractères sexuels secondaires et des ailes pour les espèces ailées. 
On distingue plusieurs types d’insectes en fonction de leur développement larvaire :
les insectes hétérométaboles : le changement est progressif, la taille augmente progressivement au fil des stades larvaires. Une mue larvaire donne naissance à l’adulte ou imago. C’est le cas des phasmes, sauterelles, criquets, blattes, mantes, termites, psoques, cigales, grillons… ;les insectes holométaboles : un état intermédiaire au repos, la nymphe, sépare la larve de l’adulte. C’est le cas du papillon. Beaucoup de chenilles sont phytophages et se nourrissent de végétaux, d’autres sont entomophages et mangent d’autres insectes (pucerons…) ; les xylophages s'attaquent au bois. Les adultes papillons se nourrissent de liquides comme le nectar des fleurs.

Larve

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Un [popupdefinition id=209]neurone[/popupdefinition] est une structure complexe. Un corps cellulaire duquel part&nbsp;tout un tas de ramifications, [popupdefinition id=129]dendrites[/popupdefinition] et [popupdefinition id=2535]axones[/popupdefinition] qui permettent la communication entre les diff&eacute;rentes cellules nerveuses du voisinage. &copy; CNRS/IPMC

Neurone en culture

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Un &eacute;l&eacute;phant vu de dessus regardant vers la gauche ? Une limule vue en [popupdefinition id=1011]infrarouge[/popupdefinition] ? Non, il s'agit d'une image num&eacute;ris&eacute;e d'un [popupdefinition id=3125]cerveau[/popupdefinition] de poussin en fausses [popupdefinition id=4126]couleurs[/popupdefinition] !&copy; Yann Rantier, CNRS Phototh&egrave;que

Image numérisée d'un cerveau de poussin, en fausses couleurs

On qualifie de rayonnement infrarouge (IR), un rayonnement électromagnétique de même nature que la lumière visible. Toutefois ses longueurs d’onde sont trop grandes pour être perceptibles par l’œil humain. Comprises entre 700 nm et 1 mm, elles sont supérieures à celles de la lumière visible et inférieures à celles du domaine submillimétrique (micro-ondes).L’existence d’un rayonnement infrarouge a été mise en évidence en 1800 par William Herschel, un astronome anglais. Faisant voyager un thermomètre dans le spectre lumineux obtenu par un prisme de verre, il découvrit du côté du rouge, au-delà de la limite de la lumière visible, une chaleur marquée. Lorsque les rayons infrarouges frappent par exemple la peau, atomes et molécules se mettent en mouvement. Il y a libération d’énergie. Une énergie que nous ressentons comme de la chaleur.La thermographie infrarouge permet de visualiser la température des objets et dans le cas présent, les déperditions de chaleur d’une maison. © smuki, FotoliaSources et caractéristiques du rayonnement infrarougeAinsi, tous les corps chauds — c’est-à-dire tous les corps dont la température excède le 0 K — émettent un rayonnement IR. Il faut y inclure les êtres humains et les animaux qui nous entourent, mais aussi les ampoules à incandescence et même les LED. Parmi les sources d’infrarouges les plus communes, on peut aussi citer les télécommandes. Le rayonnement infrarouge est également utilisé pour contrôler l’authenticité des billets de banque. Certaines technologies comme les lasers — employés pour graver, souder, découper ou même mesurer des distances — peuvent émettre un rayonnement IR intense qui devient dangereux pour nos yeux ou notre peau. Les infrarouges en effet peuvent brûler. Contrairement aux ultraviolets, ils ne sont pas cancérogènes.Notez enfin que le spectre du rayonnement infrarouge peut être divisé en trois grandes bandes dont les limites de découpages peuvent varier qu’il soit question d’optique, de photobiologie ou d’astronomie. Les astronomes, par exemple, découpent ainsi le spectre :
Infrarouge proche, de 700 à 1.000 jusqu’à environ 2.500 nm ;
Infrarouge moyen, de 2.500 jusqu’à 25.000 à 40.000 nm ;
Et celle de l’infrarouge lointain, de 25.000 à 40.000 nm jusqu’à 0,2 à 0,35 mm.

Infrarouge

La couleur, c'est ce qui permet de différencier deux objets de formes et de structures identiques, par exemple le drapeau italien du drapeau français. C'est aussi ce qui n'est ni blanc, ni gris, ni noir. Le blanc et le noir étant les bornes de la gamme des gris neutres.
Quelquefois, la couleur est utilisée pour désigner un objet, comme dans le cas d’un tube de rouge pour parler du rouge à lèvres, par exemple. La couleur est aussi parfois confondue avec la tonalité. Par exemple dans un ton vert, il y a plusieurs couleurs vertes, plus ou moins claires ou foncées. Une couleur est unique.
Il existe deux systèmes trichromatiques (trois couleurs primaires) :
par synthèse additive, dont les couleurs primaires sont rouge, vert et bleu (RVB) ;et par synthèse soustractive, dont les couleurs primaires sont cyan, magenta et jaune (CMJ).
La couleur du physicien
La couleur, c’est aussi la sensation produite par un rayonnement physiquement défini appelé stimulus. Celui-ci pénètre dans l'œil et est capté par des millions de cônes répartis dans la rétine mais surtout concentrés dans sa partie centrale, la fovéa, siège de la vision la plus distincte.
Pour le physicien, le terme de couleur renvoie donc à la couleur spectrale, c’est-à-dire à la perception sensorielle de l’œil humain en fonction de la longueur d’onde de la lumière qu’il reçoit. Ainsi, une lumière de longueur d’onde 550 nm est perçue comme étant de couleur verte. Le spectre visible est composé des sept couleurs de l’arc-en-ciel, soit rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet. Le vert étant la couleur à laquelle l’œil humain est le plus sensible.
 L’œil humain peut différencier près de huit millions de nuances de couleurs. Pourtant, cet organe si avancé ne donne que peu d’informations à notre cortex pour créer une image. Alors que se passe-t-il exactement lorsque nous voyons ? Unisciel et l’université de Lille 1 nous expliquent, avec le programme Kézako, le fonctionnement de ce surprenant organe. © Unisciel
La production des couleurs
C’est en interagissant (absorption, diffusion, réfraction, interférences ou diffraction) avec la matière que la lumière produit des couleurs. La couleur bleue du ciel est ainsi le résultat d'une combinaison de plusieurs de ces phénomènes.
L’absorption de lumière est l’un des principaux mécanismes qui entrent dans le jeu des couleurs dans la vie courante. En effet, la plupart des matériaux ont pour particularité d’absorber certaines longueurs d’ondes de la lumière. Si, par exemple, les carottes nous apparaissent orange, c’est qu’elles contiennent du bêtacarotène qui absorbe les longueurs d’ondes comprises entre le violet et le vert et réfléchit la partie du spectre allant du rouge au vert.
La couleur du physicien des particules
Le physicien des particules utilise le terme « couleur » pour désigner un nombre quantique attribué aux quarks et aux gluons. Ainsi, les quarks existent en trois couleurs : rouge, bleu et vert. Les hadrons, quant à eux, sont de couleur neutre, c’est-à-dire blancs. Cependant, aucun rapport ici avec une perception visuelle que nous pourrions en avoir.
La notion de charge de couleur a été introduite pour expliquer la coexistence des quarks au sein des hadrons, tout en satisfaisant le principe d’exclusion de Pauli. Aujourd’hui, la chromodynamique quantique joue un rôle important dans le modèle standard de la physique des particules.

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Les [popupdefinition id=209]neurones[/popupdefinition], comme toutes les cellules, synth&eacute;tisent des [popupdefinition id=237]prot&eacute;ines[/popupdefinition]. Lorsque celles-ci sont d&eacute;faillantes, elles causent la mort des neurones. C'est le cas des [popupdefinition id=3606]maladies d'Alzheimer[/popupdefinition], de [popupdefinition id=191]Parkinson[/popupdefinition] ou d'Huntington, par exemple. Cette derni&egrave;re se manifeste par l'accumulation d'une prot&eacute;ine particuli&egrave;re, l'hungtingtine, qui va former des agr&eacute;gats et d&eacute;truire les neurones. Sur cette image, le neurone de souris&nbsp;est sain.&copy; Sandrine Humbert,&nbsp;Fabrice Cordeli&egrave;res,&nbsp;CNRS Phototh&egrave;que

Neurone exprimant la protéine hungtingtine

La maladie de Parkinson est la seconde maladie neurodégénérative la plus répandue, derrière la maladie d'Alzheimer. Elle se traduit par une destruction lente et progressive des neurones de la substance noire du cerveau. Il en résulte des symptômes moteurs (tremblements, rigidité musculaire, impossibilité ou ralentissement des mouvements) mais aussi parfois des atteintes intellectuelles (détérioration de la mémoire et difficulté à adapter son comportement au changement de situation). Elle touche globalement moins de 0,5 % de la population, mais l'incidence augmente avec l'âge, les seniors étant la principale population concernée.
Les causes de la maladie de Parkinson
Cette maladie est complexe et multifactorielle. Néanmoins, les causes exactes restent mal connues. S'il y a une composante génétique avérée pour une minorité de patients (le gène Lrrk-2 est l'un des principaux suspects), des facteurs environnementaux pourraient également être impliqués : les expositions à certaines neurotoxines, aux pesticides ou à des métaux lourds ont été avancées.
Des facteurs protecteurs, à l'inverse, ont été décrits. Il s'agit par exemple du tabac, du café, de la vitamine B6 ou d'antioxydants.
Ces différents facteurs sont à l'origine d'un dérèglement du système dopaminergique, résultant en un déficit de dopamine et de ses précurseurs dans certaines zones du cerveau, jouant pourtant un rôle fondamental dans l'exécution de nombreuses fonctions.
L'agglomérat d'alpha-synucléines, principaux composants des corps de Lewy, constitue l’une des caractéristiques de la maladie de Parkinson, bien qu'on ignore encore son rôle exact dans la déclaration des symptômes.
Traitements de la maladie de Parkinson
Il existe différents traitements permettant de limiter la manifestation des symptômes, mais aucun médicament ne peut encore enrayer la progression de la maladie.
Les principales thérapies consistent en une injection de L-Dopa, afin d’aider le patient à mieux contrôler ses gestes et éviter les tremblements caractéristiques. La stimulation cérébrale profonde, qui n’est pas applicable à tous les patients, constitue également une thérapie lourde mais qui fait ses preuves. D’autres méthodes moins invasives, comme un régime alimentaire adapté associé à une activité physique, sont aussi généralement prescrits aux patients.
Les cellules souches comptent parmi les nouvelles pistes de traitement de cette maladie neurodégénérative.

Maladie de Parkinson

4908_neurone-exprimant-la-proteine-hungtingtine

Synapse neurone présynaptique postsynaptique

Préséniline 1

Mémoire

Équilibre

Prion bovin

Culture de neurones

Corps cellulaire

Communication nerveuse

Arborisation dendritique

Transport de l’information nerveuse

Neurones en réseau

Noyau de neurone

Prolongement de neurone

Neurone marqué

Prise alimentaire

Tractographie

Matière grise

Larve de drosophile

Corps pédonculé

Hémisphère cérébral

Cerveau de poussin

Image numérisée

Boîte cranienne

Enfant de Modjokerto

Protection du cerveau

Hungtintine

Maladie neurodégénérative

Maladie de Hungtington

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La photographie est la technique permettant de fixer des images grâce à la lumière. Ce terme désigne également l'image obtenue par un tel procédé et la branche des arts graphiques lui étant dédiée. 
Inventée en 1826 par Joseph Niépce
Découverte et principe de la photographie
Ce procédé se base sur deux types de connaissances : l'optique, permettant de capter et de livrer une image en un point précis, et la chimie, servant à fixer l'image obtenue sur une surface. Les premières avancées d'optique sont lointaines et débutent sous Aristote qui crée déjà des images inversées à partir d'un trou dans le mur d'une chambre noire. Les alchimistes découvrent, au XVIe siècle, que le chlorure d'argent noircit à la lumière du soleil.
 Plusieurs expériences sont lancées : en 1780, Jacques Charles arrive fugitivement à fixer une silhouette sur du papier imbibé de chlorure d'argent, Thomas Wedgwood, en 1802, utilise du nitrate d'argent, John Herschel, en 1819, opte pour l'hyposulfite de sodium, futur fixateur. En 1826, Joseph Niépce, lithographe français, a l'idée d'associer les trois procédés afin de fixer l'image sur des plaques d'étain qu'il prend soin de recouvrir de bitume de Judée, durcissant à la lumière. Il tire la première épreuve positive réclamant à son auteur un temps d'exposition de huit heures. La première photographie prise par Joseph Niépce est une représentation d'une aile de sa propriété de Saint-Loup-de-Varennes.
Évolution de la photographie
 Son inventeur décède en 1833, mais Louis Daguerre poursuit les travaux et découvre le développement de l'image latente qui permet notamment de réduire le temps de pose. La photographie ne cesse ensuite d'évoluer avec les inventions du négatif, de l'image souple, de la couleur, du film et des photographies instantanées, en relief, photos numériques, de synthèse et astronomiques.