L’électricité et le cerveau

Partie 3 de 3 : Le courant électrique qui forme le potentiel d’action

Le voltage négatif du neurone attire les charges positives à l’extérieur, mais elles ne peuvent rentrer parce que la membrane neuronale l’en empêche. C’est alors qu’intervient un autre groupe de protéines qui sont sensibles au voltage du neurone (canaux ioniques voltage dépendant). Ces protéines, spécifiques pour un seul atome, ont une structure qui ressemble à un tube avec une porte qui peut s’ouvrir si un certain potentiel est atteint. Ainsi, lorsqu’un neurone reçoit un stimulus (des 5 sens ou d’un autre neurone), il y a une fluctuation du potentiel de repos du neurone (Figure 4). Si un potentiel spécifique est atteint, les portes des protéines voltage dépendant s’ouvrent et laissent passer les charges positives. Ce mouvement de charges est un courant électrique que l’on peut mesurer en ampère, habituellement de l’ordre du picoampère (10^-12 ampère).

Lorsqu’on pense à l’électricité du cerveau, il y a deux canaux voltage dépendant très important : les canaux sodiques (Na+) et les canaux potassiques (K+). Lorsque le neurone est dépolarisé de façon à atteindre un certain potentiel (potentiel seuil), ces deux canaux s’ouvrent et laisse passer leurs atomes (ions) spécifiques (Figure 4). Il faut noter que les canaux sodiques ont une cinétique plus rapide (s’ouvrent plus rapidement) que les canaux potassiques ; ils s’ouvriront donc en premier, le sodium entrera rapidement dans le neurone et il y a alors une augmentation de charges positives à l’intérieur du neurone, jusqu’à ce que les canaux sodiques se ferment. À ce moment, le voltage dans le neurone s’élève jusqu’à environ +40 millivolt (mV). C’est alors qu’entre en jeu les canaux potassiques. Ils permettront aux ions potassiques de sortir du neurone pour ainsi éliminer des charges positives de l’intérieur du neurone et permettre au neurone de rétablir un voltage négatif. Cette séquence d’ouverture et de fermeture très rapide s’appelle le potentiel d’action. Ce potentiel d’action se développera dans le corps cellulaire du neurone et se propagera le long de l’axone, un peu comme une vague dans l’eau, jusqu’à ce qu’il en atteigne l’extrémité où il pourra communiquer avec un autre neurone, permettre la contraction musculaire, permettre la libération d’hormones, etc.

Eric Trudel

Université McGill