ÉlectrophysiologieL'électrophysiologie (du grec el, elektron, el, physis, nature, et -el, -logia, étude) est l'étude des phénomènes électriques et électrochimiques qui se produisent dans les cellules ou les tissus des organismes vivants et, en particulier, dans les neurones et les fibres musculaires et chez les plantes sensitives (étudiées depuis le début du siècle de ce point de vue, dont par Jagadish Chandra Bose). Elle implique la mesure de différences de tensions ou de courants électriques à différentes échelles biologiques, du canal ionique isolé, jusqu'à des organes entiers, comme le cœur.
Patch-clampvignette|Enregistrement (picoAmpère en fonction du temps) d'un patch-clamp montrant les passages entre deux états de conductance d'un canal ionique : fermé (ligne du haut) et ouvert (ligne du bas). Patch-clamp est un terme anglais désignant une technique électrophysiologique d'enregistrement des courants ioniques transitant à travers les membranes cellulaires. Cette technique consiste à mettre en continuité électrique une micro-pipette en verre (diamètre de contact de l'ordre de 1 μm) remplie d'une solution ionique de composition définie avec la membrane d'une cellule vivante isolée.
Single-unit recordingIn neuroscience, single-unit recordings (also, single-neuron recordings) provide a method of measuring the electro-physiological responses of a single neuron using a microelectrode system. When a neuron generates an action potential, the signal propagates down the neuron as a current which flows in and out of the cell through excitable membrane regions in the soma and axon. A microelectrode is inserted into the brain, where it can record the rate of change in voltage with respect to time.
Patch-sequencingPatch-sequencing (patch-seq) is a method designed for tackling specific problems involved in characterizing neurons. As neural tissues are one of the most transcriptomically diverse populations of cells, classifying neurons into cell types in order to understand the circuits they form is a major challenge for neuroscientists. Combining classical classification methods with single cell RNA-sequencing post-hoc has proved to be difficult and slow.
Neuronethumb|537x537px|Schéma complet d’un neurone. Un neurone, ou une cellule nerveuse, est une cellule excitable constituant l'unité fonctionnelle de la base du système nerveux. Les neurones assurent la transmission d'un signal bioélectrique appelé influx nerveux. Ils ont deux propriétés physiologiques : l'excitabilité, c'est-à-dire la capacité de répondre aux stimulations et de convertir celles-ci en impulsions nerveuses, et la conductivité, c'est-à-dire la capacité de transmettre les impulsions.
Microelectrode arrayMicroelectrode arrays (MEAs) (also referred to as multielectrode arrays) are devices that contain multiple (tens to thousands) microelectrodes through which neural signals are obtained or delivered, essentially serving as neural interfaces that connect neurons to electronic circuitry. There are two general classes of MEAs: implantable MEAs, used in vivo, and non-implantable MEAs, used in vitro. Neurons and muscle cells create ion currents through their membranes when excited, causing a change in voltage between the inside and the outside of the cell.
Guidage axonalLe guidage axonal est une branche du neurodéveloppement. Elle étudie comment les axones parviennent à trouver leurs cellules cibles notamment grâce aux cônes de croissance. Le principe élémentaire du guidage axonal repose sur la chemoattraction et la chemorepulsion : Le cône de croissance est attiré par des molécules présentes dans le milieu extracellulaire et sécrétées par les cellules de sa zone de destination (ex: des facteurs de croissance).
Théorie du neuroneLa théorie du neurone désigne la notion devenue fondamentale que les neurones sont les unités structurelles et fonctionnelles de base du système nerveux. Cette théorie fut d'abord formulée par Santiago Ramón y Cajal avant d'être complétée, à la fin du , par Heinrich Wilhelm Waldeyer. C'est ce dernier qui proposa le mot « neurone » pour désigner les cellules nerveuses. Selon cette théorie, les neurones sont des entités fonctionnelles autonomes (et non fusionnées en un maillage) et des unités métaboliques distinctes comportant un corps cellulaire (soma), un axone et des dendrites.
Nerve guidance conduitA nerve guidance conduit (also referred to as an artificial nerve conduit or artificial nerve graft, as opposed to an autograft) is an artificial means of guiding axonal regrowth to facilitate nerve regeneration and is one of several clinical treatments for nerve injuries. When direct suturing of the two stumps of a severed nerve cannot be accomplished without tension, the standard clinical treatment for peripheral nerve injuries is autologous nerve grafting.
Voltage clampThe voltage clamp is an experimental method used by electrophysiologists to measure the ion currents through the membranes of excitable cells, such as neurons, while holding the membrane voltage at a set level. A basic voltage clamp will iteratively measure the membrane potential, and then change the membrane potential (voltage) to a desired value by adding the necessary current. This "clamps" the cell membrane at a desired constant voltage, allowing the voltage clamp to record what currents are delivered.
Electrical synapseAn electrical synapse is a mechanical and electrically conductive link between two neighboring neurons that is formed at a narrow gap between the pre- and postsynaptic neurons known as a gap junction. At gap junctions, such cells approach within about 3.8 nm of each other, a much shorter distance than the 20- to 40-nanometer distance that separates cells at chemical synapse. In many animals, electrical synapse-based systems co-exist with chemical synapses.
Medium spiny neuronMedium spiny neurons (MSNs), also known as spiny projection neurons (SPNs), are a special type of GABAergic inhibitory cell representing 95% of neurons within the human striatum, a basal ganglia structure. Medium spiny neurons have two primary phenotypes (characteristic types): D1-type MSNs of the direct pathway and D2-type MSNs of the indirect pathway. Most striatal MSNs contain only D1-type or D2-type dopamine receptors, but a subpopulation of MSNs exhibit both phenotypes.
Conductance cutanéeL'activité électrodermale est une activité électrique biologique enregistrée à la surface de la peau et reflétant l'activité des glandes sudoripares. Celles-ci sont sous le contrôle du système nerveux sympathique et sont activées par les décharges nerveuses d’origine centrale. Par conséquent, l'activité électrodermale peut être modulée par les états cognitifs et émotionnels et constitue donc un indicateur physiologique de la perception de l'individu et de son comportement.
Cône de croissanceUn cône de croissance est une extension dynamique, riche en actine, d'un neurite en développement cherchant un organe cible. Il se situe à l'extrémité distale d'un prolongement axonal ou dendritique neuroblastique en croissance . Il s'agit d'une structure cellulaire transitoire et mobile, qui a pour fonction d'explorer l'environnement extracellulaire et de répondre au guidage axonal assuré par différentes molécules. Les protéines de guidage indiquent au cône de croissance sa voie de migration en modifiant la vitesse ou la direction de sa croissance par une biosynthèse des protéines adaptée.
Sound recording and reproductionSound recording and reproduction is the electrical, mechanical, electronic, or digital inscription and re-creation of sound waves, such as spoken voice, singing, instrumental music, or sound effects. The two main classes of sound recording technology are analog recording and digital recording. Sound recording is the transcription of invisible vibrations in air onto a storage medium such as a phonograph disc. The process is reversed in sound reproduction, and the variations stored on the medium are transformed back into sound waves.
Pioneer axonPioneer axon is the classification given to axons that are the first to grow in a particular region. They originate from pioneer neurons, and have the main function of laying down the initial growing path that subsequent growing axons, dubbed follower axons, from other neurons will eventually follow. Several theories relating to the structure and function of pioneer axons are currently being explored. The first theory is that pioneer axons are specialized structures, and that they play a crucial role in guiding follower axons.
ÉlectroencéphalographieL'électroencéphalographie (EEG) est une méthode d'exploration cérébrale qui mesure l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuir chevelu souvent représentée sous la forme d'un tracé appelé électroencéphalogramme. Comparable à l'électrocardiogramme qui permet d'étudier le fonctionnement du cœur, l'EEG est un examen indolore et non invasif qui renseigne sur l'activité neurophysiologique du cerveau au cours du temps et en particulier du cortex cérébral soit dans un but diagnostique en neurologie, soit dans la recherche en neurosciences cognitives.
Neuronal ensembleA neuronal ensemble is a population of nervous system cells (or cultured neurons) involved in a particular neural computation. The concept of neuronal ensemble dates back to the work of Charles Sherrington who described the functioning of the CNS as the system of reflex arcs, each composed of interconnected excitatory and inhibitory neurons. In Sherrington's scheme, α-motoneurons are the final common path of a number of neural circuits of different complexity: motoneurons integrate a large number of inputs and send their final output to muscles.
Hyperpolarization (biology)Hyperpolarization is a change in a cell's membrane potential that makes it more negative. It is the opposite of a depolarization. It inhibits action potentials by increasing the stimulus required to move the membrane potential to the action potential threshold. Hyperpolarization is often caused by efflux of K+ (a cation) through K+ channels, or influx of Cl– (an anion) through Cl– channels. On the other hand, influx of cations, e.g. Na+ through Na+ channels or Ca2+ through Ca2+ channels, inhibits hyperpolarization.
UNC-5UNC-5 is a receptor for netrins including UNC-6. Netrins are a class of proteins involved in axon guidance. UNC-5 uses repulsion to direct axons while the other netrin receptor UNC-40 attracts axons to the source of netrin production. The term netrin was first used in a study done in 1990 in Caenorhabditis elegans and was called UNC-6. Studies performed on rodents in 1994 have determined that netrins are vital to guidance cues. The vertebrate orthologue of UNC-6, netrin-1 was determined to be a key guidance cue for axons moving toward the ventral midline in the rodent embryo spinal cord.
