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Séance de cours

Modélisation de l'activité électrique du neurone

Description

Cette séance de cours couvre la modélisation de l'activité électrique dans les neurones, en se concentrant sur l'origine de l'activité électrique liée aux canaux ioniques membranaires et aux concentrations d'ions. Il explique l'équation de Nernst, les circuits électriques équivalents et les équations de conductance pour le potentiel de repos, en mettant l'accent sur le rôle des ions Na+, K+ et Cl-. La séance de cours conclut en discutant de la génération de signaux électriques majeurs dans les neurones, tels que les pics et les potentiels synaptiques.

Dans MOOC

Simulation de la neuroscience

Source officielle

Proximité ontologique

Biologie

Biologie cellulaire: Neurotransmission

Physique

Électromagnétisme: Circuit électrique

Concepts associés (32)

Potentiel électrochimique de membrane

Toute cellule biologique est entourée d'une membrane dite membrane plasmique. Cette membrane est relativement imperméable aux espèces électriquement chargées telles que les ions et aux molécules qui peuvent participer à l'activité électrochimique (molécules polaires) telles que l'eau. Elle présente ainsi une grande résistance électrique et forme en quelque sorte un dipôle (comme un condensateur). Grâce à ces propriétés, la membrane sépare en deux compartiments étanches l'intérieur de la cellule, le cytoplasme, de l'extérieur de la cellule, le milieu extracellulaire.

Canal ionique

Un canal ionique est une protéine membranaire qui permet le passage à grande vitesse d'un ou plusieurs ions. Il existe de nombreux types de canaux ioniques. Ils peuvent être sélectivement perméables à un ion tel que le sodium, le calcium, le potassium ou l'ion chlorure, ou bien à plusieurs ions à la fois. Les canaux ioniques sont présents dans la membrane de toutes les cellules. Ils ont un rôle central dans la physiologie des cellules excitables comme les neurones ou les cellules musculaires et cardiaques.

Canal tensiodépendant

Les canaux tensiodépendants sont des canaux ioniques spécialisés qui s'ouvrent ou se ferment en réponse à une variation du potentiel de membrane. Les termes canal dépendant du voltage ou canal voltage dépendant, inspirés de la terminologie anglo-saxonne (voltage-dependant calcium channel), sont très souvent utilisés. L'adjectif tensiodépendant, proposé si récemment qu'il n'est même pas accessible par l'interrogation de NGramViewer (corpus de 2019), contrairement à dépendant du voltage ou dépendant du potentiel, est regrettable : en effet, il induit une confusion avec des canaux sensibles à la tension pris dans le sens d'étirement (stretch operated caclum channels).

Potentiel d'action

vignette|Le déplacement d'un potentiel d'action le long d'un axone, modifie la polarité de la membrane cellulaire. Les canaux ioniques sodium Na+ et potassium K+ voltage-dépendants s'ouvrent puis se ferment quand la membrane atteint le potentiel seuil, en réponse à un signal en provenance d'un autre neurone. À l'initiation du potentiel d'action, le canal Na+ s'ouvre et le Na+ extracellulaire rentre dans l'axone, provoquant une dépolarisation. Ensuite la repolarisation se produit lorsque le canal K+ s'ouvre et le K+ intracellulaire sort de l'axone.

Equivalent circuit

In electrical engineering, an equivalent circuit refers to a theoretical circuit that retains all of the electrical characteristics of a given circuit. Often, an equivalent circuit is sought that simplifies calculation, and more broadly, that is a simplest form of a more complex circuit in order to aid analysis. In its most common form, an equivalent circuit is made up of linear, passive elements. However, more complex equivalent circuits are used that approximate the nonlinear behavior of the original circuit as well.

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Canal ionique

Canal tensiodépendant

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Equivalent circuit

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