Types de synapses: la communication neuronale
Pour que le cerveau fonctionne correctement, les neurones doivent communiquer entre eux. Ces interactions fonctionnelles entre les neurones sont appelées synapses. Mais comment cette interconnexion se produit-elle ? Combien y a-t-il de types de synapses dans notre cerveau ?
Apparemment, deux modes principaux de transmission synaptique sont reconnus par les scientifiques : la synapse électrique et la synapse chimique. La communication synaptique se produit habituellement entre la terminaison de l’axone (la partie la plus longue) de la cellule nerveuse émettrice et le péricaryon du neurone récepteur.
Cependant, contrairement à ce que l’on pourrait penser, les synapses ne se produisent pas par contact direct. Les neurones sont séparés les uns des autres par une petite fente : l’espace synaptique ou intersynaptique. Dans la suite de cet article, nous allons vous expliquer les deux principaux types de synapses. Les deux sont des connexions interneuronales, mais chaque type a ses propres caractéristiques. Voyons comment chacun se développe.
Types de synapses : la synapse chimique
Dans les synapses chimiques, l’information est transmise par des neurotransmetteurs. C’est pourquoi on l’appelle chimique ; les neurotransmetteurs seraient chargés de transmettre le message.
De plus, ces synapses ne sont pas symétriques, mais asymétriques. Cela signifie qu’elles ne sont pas produites exactement de la même façon d’un neurone à l’autre. Elles sont également unidirectionnelles : le neurone postsynaptique, qui reçoit la synapse, ne peut transmettre l’information au neurone présynaptique, qui envoie la synapse.
La synapse chimique a d’autres caractéristiques spécifiques. Par exemple, elle montre une grande plasticité. C’est-à-dire que les synapses qui ont été les plus actives transmettront l’information plus facilement. Ainsi, cette plasticité permet de s’adapter aux changements de l’environnement. Notre système nerveux est intelligent et la communication des voies que nous utilisons prévaut fréquemment.
Ce type de synapse a l’avantage de pouvoir moduler la transmission des impulsions. Mais comment y parvient-il ? C’est parce qu’il a la capacité de faire varier :
- Le neurotransmetteur
- La fréquence de déclenchement
- L’intensité de l’impulsion
En résumé, la transmission chimique entre les neurones est produite par des neurotransmetteurs qui peuvent être modifiés. Ainsi, la transmission de la synapse chimique se produit comme suit.
Le procédé de la synapse chimique
- Premièrement, le neurotransmetteur est synthétisé et stocké dans les vésicules
- Deuxièmement, un potentiel d’action envahit la membrane présynaptique
- Ensuite, la dépolarisation de la borne présynaptique provoque l’ouverture de canaux calciques dépendant de la tension
- Le calcium circule ensuite dans les canaux
- Ce calcium provoque la fusion des vésicules avec la membrane présynaptique
- Le neurotransmetteur est ainsi libéré dans la fente synaptique par exocytose
- Le neurotransmetteur se lie aux récepteurs de la membrane postsynaptique
- Les canaux post-synaptiques sont alors ouverts ou fermés
- Le courant postsynaptique provoque alors des potentiels postsynaptiques excitateurs ou inhibiteurs qui modifient l’excitabilité de la cellule postsynaptique
- Enfin, il y a une récupération de la membrane vésiculaire de la membrane plasmique
La synapse électrique
Dans les synapses électriques, l’information est transmise par les courants locaux. De plus, il n’y a pas de retard synaptique (le temps qu’il faut pour que la connexion synaptique se fasse).
Ce type de synapse présente des caractéristiques opposées aux synapses chimiques. Ainsi, elles sont symétriques, bidirectionnelles et ont une faible plasticité. Cette dernière implique que l’information est toujours transmise de la même manière. Ainsi, lorsqu’un potentiel d’action est produit dans un neurone, il est reproduit dans le neurone suivant.
Ces deux types de synapses coexistent-ils ?
On sait maintenant que les synapses électriques et chimiques coexistent dans la plupart des organismes et des structures cérébrales. Cependant, nous sommes encore en train de découvrir les détails des propriétés et de la distribution de ces deux modes de transmission (1).
La plupart des efforts de recherche semblent s’être concentrés sur l’exploration du fonctionnement des synapses chimiques. Ainsi, on en sait beaucoup moins sur les synapses électriques. De fait, comme nous l’avons vu plus haut, on pense que les synapses électriques sont typiques des vertébrés et des invertébrés à sang froid. Cependant, de nombreuses données indiquent maintenant que les synapses électriques sont largement réparties dans le cerveau des mammifères (2).
En conclusion, il semble que les synapses chimique et électrique coopèrent et interagissent largement. De plus, il semble que la vitesse des synapses électriques puisse être combinée à la plasticité de la transmission chimique, ce qui permet de prendre des décisions ou de donner des réponses différentes au même stimulus à des moments différents.
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Pereda, A. E. (2014). Electrical synapses and their functional interactions with chemical synapses. Nature Reviews Neuroscience, 15(4), 250.
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Connors, B. W., & Long, M. A. (2004). Electrical synapses in the mammalian brain. Annu. Rev. Neurosci., 27, 393-418.
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Faber, D. S., & Korn, H. E. N. R. I. (1989). Electrical field effects: their relevance in central neural networks. Physiological reviews, 69(3), 821-863.