Physiologie des systèmes intégrés, les principes et fonctions

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Quelles sont alors les facteurs qui déterminent l'amplitude de la dépolarisation arrivant au niveau de la zone gâchette ?

Considérons pour commencer un système simple constitué d'un neurone recevant une information excitatrice sous forme d'un PPSE grâce à une synapse axo-dendritique.

L'amplitude de la dépolarisation arrivant au niveau de la zone gâchette du neurone dépendra :

de l'amplitude de la stimulation
de la distance entre la synapse et la zone gâchette .

Si on considère maintenant le même système mais où plusieurs informations stimulatrices sont transmises au niveau de cette unique synapse. Dans ce cas, l'amplitude de la dépolarisation au niveau de la zone gâchette dépendra d'un troisième paramètre qui est le temps séparant les informations stimulatrices (figure 13).^[1]

Ces 3 paramètres (amplitude de l'information stimulatrice, distance à parcourir par l'information stimulatrice avant d'arriver à la zone gâchette et délai entre les informations stimulatrices), dont dépend l'amplitude du signal à la zone gâchette, mettent en avant le rôle important de l'organisation spatiale des synapses dans le système nerveux et l'influence de la fréquence des informations arrivant au neurone.

Si à ce système simple sont ajoutées plusieurs synapses excitatrices produisant chacune des PPSE, la dépolarisation au niveau de la zone gâchette dépendra alors de la sommation spatio-temporelle de tous les PPSE produits par toutes les synapses (figure 14)^[2].

Cette propriété sera aussi retrouvée si les informations sont inhibitrices sous forme de PPSI. Enfin, non seulement les PPSE et les PPSI s'additionnent séparément, mais en plus ils s'additionnent entre eux (figure 15)^[3].

Remarque :

Rappelons que les PPSE ont une propagation décrémentielle et la capacité de se sommer

Pour une même amplitude de stimulation, plus la synapse est éloignée de la zone gâchette, moins son influence sur le train de PA émis sera important

(figure 13).
Représentation schématique de la sommation temporelle des PPSE. En A, une information stimulatrice unique est incapable de provoquer un train de potentiel d'action. En B, 2 informations stimulatrices séparées d'un délai trop important sont elles aussi inefficace. En C et D, le délai séparant les 2 informations stimulatrices est réduit, provoquant alors un train de potentiel d'action. Notez l'augmentation de la durée du train de potentiel d'action ainsi que l'augmentation de la fréquence des potentiels d'action dans le cas D.
(figure 14)
Représentation schématique de la sommation spatio-temporelle des PPSE. Dans l'exemple choisi, 3 synapses stimulatrices (représentées par les stimulations en 1, 2 et 3) provoquent une variation de potentiel ne permettant pas d'atteindre le seuil de dépolarisation lorsqu'elles sont mises en jeu individuellement (tracés A, B et C) (notez le délai décroissant entre la stimulation et la variation de potentiel de A à C lié à une distance à parcourir par le PPSE de plus en plus courte). En D, l'arrivée simutanée des 3informations stimulatrices ne suffit pas à atteindre le seuil. En E, les informations stimulatrices sont envoyées dans l'ordre 3, 2 puis 1 ; dans ce cas, la sommation des 3 PPSE ne permet d'obtenir qu'un PA. En F, les informations stimulatrices sont envoyées dans l'ordre 1, 2 puis 3 ; dans ce cas, on observe un train de potentiel plus important.
(figure 15)
Représentation schématique de la sommation spatio-temporelle des PPSE et PPSI. Dans l'exemple choisi, la synapse 1 est excitatrice et provoque un PPSE (tracé A) alors que la synapse 2 est inhibitrice et provoque un PPSI (tracé B). En C, l'activation répétée de la synapse 1 permet d'atteindre le seuil. En D, l'activation de la synpase 2 annule le train de potentiels observé lors de l'activation répétée de la synapse 1. En E, l'information inhibitrice est plus tardive et dans ce cas diminue le train de potentiels d'action provoqué en C.

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