thesis

14 Anatomie et physiologie du système nerveux
Ensuite, la surface du néocortex est constitué de colonnes corticales juxtaposées
horizontalement, hautes de l’épaisseur du cortex, larges d’environ 0.5 mm,
et regroupant environ 10 000 neurones. Ces colonnes forment des entités fonctionnelles
distinctes.
Enfin, la surface du néocortex est divisée en six couches distinctes, qui se
différencient au niveau cellulaire ainsi qu’au niveau de la connectivité neuronale.
1.2.3 Composition histologique du système nerveux
Le tissu nerveux est constitué principalement de cellules nerveuses, les neurones,
ainsi que de cellules gliales dont le but principal est de soutenir les
neurones sur le plan structural et métabolique. Les neurones sont des cellules
hautement spécialisées dans le traitement et la transmission d’informations codées
sous la forme de signaux électriques. Les neurones sont reliés entre eux par
des synapses, formant ainsi un réseau de neurones interconnectés. Les cellules
nerveuses forment la matière grise, tandis que les axones, reliant entre eux les
neurones, forment la matière blanche.
Les cellules gliales comprennent entre autres les astrocytes, les oligodendrocytes
et les cellules de Schwann. Les astrocytes servent notamment de soutien
métabolique aux neurones. Ils transportent les substrats énergétiques, comme le
glucose et l’oxygène, des vaisseaux sanguins vers les neurones. Les oligodendrocytes
et les cellules de Schwann assurent quant à eux la myélinisation des axones
(voir section 1.3). Les cellules gliales ont peut-être un rôle computationnel au-delà
de leur rôle métabolique et structural, mais cela reste encore à démontrer.
Il y a environ 100 milliards de neurones dans un cerveau humain adulte et
cinq fois plus de cellules gliales. Chaque neurone est connecté en moyenne à 10
000 autres neurones, ce qui fait un total d’un million de milliards de synapses. La
longueur totale des axones, les câbles reliant entre eux les neurones, peut dépasser
150 000 kilomètres, tandis que la surface totale du cortex, une fois dépliée, peut
faire 1200 cm 2 , soit la surface d’une feuille A3.
La compréhension de la relation entre structure et fonction dans le système nerveux
peut passer par la modélisation et la simulation des unités qui le composent :
c’est le principal objet des neurosciences computationnelles. Ce dernier terme
est un néologisme provenant du latin computare (calculer) : les neurones peuvent
en effet être vus comme des unités de calcul élémentaires qui, mis en réseau, implémentent
des algorithmes sophistiqués, de la même manière que les algorithmes
informatiques sont implémentés sur des microprocesseurs formés de transistors interconnectés.
Mais ce terme peut aussi se rapporter à l’utilisation des ordinateurs
pour comprendre le fonctionnement des neurones.
Dans la suite du chapitre, nous étudierons plus en détail le fonctionnement
biologique des neurones, constituants élémentaires fondamentaux du système nerveux.
Nous verrons aussi quelques-unes des techniques expérimentales permettant
d’observer leur fonctionnement.