Neurophysiologie

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  • Étymologie et Histoire:

Commençons par passer en revue quelques études marquantes dans l’histoire de la neurophysiologie. Les propriétés du système nerveux ont captivé l’esprit de l’homme depuis au moins 1600 av. J-C, lorsque les égyptiens rédigèrent le plus vieux document mentionnant le cerveau. Passons à l’ère moderne : en 1771, Luigi Galvani démontra qu’un choc électrique pouvait faire tressaillir un muscle de grenouille morte. Il affirma que cet effet était dû à « l’électricité animale ». Ce ne fut pas avant les années 1840 qu’Emil Du Bois-Reymond fut capable de prouver que cette électricité animale était en fait une impulsion nerveuse ou un « potentiel d’action ». Passons à 1924, quand Hans Berger enregistra la nature électrique de l’activité globale du cerveau chez l’humain par électroencéphalographie ou EEG – une technique qui est toujours largement utilisée par les neurophysiologistes aujourd’hui. En 1951 Sir John Eccles découvrit un moyen crucial via lequel l’information est transmise d’un neurone à un autre. Il décrivit la synapse chimique où le signal électrique d’un neurone est convertit en un signal chimique qui est reçu par le second neurone. Plus tard, en 1939, Alan Hodgkin et Andrew Huxley déterminèrent que la membrane cellulaire du neurone, permettait aux particules chargées de s’écouler au travers d’une manière prédictible et dans les deux sens, dans un axone géant de calamar. Ensuite, en 1976 Erwin Neher et Bert Sakmann développèrent la technique de patch-clamp, qui fournit un moyen d’étudier les membranes de cellules nerveuses en détails raffinés. Plus récemment, en 2005, Karl Diesseroth, Ed Boyden et Feng Zhang conçurent une stratégie révolutionnaire appelée optogénétique, pour contrôler les propriétés électriques des neurones en les modifiant génétiquement pour créer des canaux sensibles à la lumière appartenant à une famille de protéines appelée « opsine ». En activant ces canaux avec la lumière ciblée, les neurones spécifiques peuvent être excités ou inhibés avec une précision qui était jusqu’alors impossible, permettant ainsi la manipulation détaillée de circuits neuronaux


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Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations

  • l'étude du système nerveux passe par de multiples approches qui suivent deux grandes directions
  • une approche ascendante (ou bottom-up) qui étudie les briques de base du système nerveux pour essayer de reconstituer le fonctionnement de l'ensemble (en théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d'objets (que l'on appelle éléments...);
  • une approche descendante (top-down) qui, en étudiant les manifestations externes du fonctionnement du système nerveux, tente de comprendre comment il est organisé et comment il fonctionne.

Ces deux types d'approches donnent lieu à diverses sous-disciplines dont les frontières sont relativement floues :

  • la neuroanatomie caractérise la structure anatomique (morphologie, connectivité...) du système nerveux,
  • la neurophysiologie étudie le fonctionnement physiologique des unités constitutives du système nerveux que sont les neurones. C'est la branche de la médecine s'intéressant aux conséquences cliniques des pathologies du système nerveux et à leur traitement,
  • La psychophysiologie se situe à l'interface de la psychologie et de la physiologie comme science des mécanismes et des lois physiologiques des comportements et de la pensée chez l'homme,
  • la neuropsychologie s'intéresse aux conséquences cliniques des pathologies du système nerveux sur la cognition, l'intelligence et les émotions,
  • la neuroendocrinologie étudie les liens entre le système nerveux et le système hormonal,
  • les neurosciences cognitives cherchent à établir les liens entre le système nerveux et la cognition, la cognition étant le terme scientifique pour désigner les mécanismes de la pensée,
  • les neurosciences computationnelles cherchent à modéliser le fonctionnement du système nerveux au moyen de simulations informatiques,
  • la neuroéconomie et la neurofinance s'intéressent aux processus de décision des agents économiques, et notamment l'étude des rôles respectifs des émotions et de la cognition dans ceux-ci. Ces branches sont liées à l'économie comportementale et à la finance comportementale.


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