Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

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Chapitre I : éléments de neurobiologie et de modélisation neurophysiologique1. INTRODUCTION.Les neurones sont directement à l'origine du traitement et du transport de l'informationnerveuse. Ils intègrent les informations qu'ils reçoivent et les transmettent sous forme designaux électriques. Cette activité électrophysiologique est due à des protéines laissant passersélectivement certains ions au travers de la membrane plasmique de la cellule.Les neurones sont donc des cellules spécialisées que l'on retrouve dans tous les organismesanimaux évolués. Ainsi notre cerveau en comporte plus de 100 milliards, et, par exemple, lesystème nerveux du ver Caenorhabditis Elegans seulement 300. Avec si peu de neurones,C. Elegans reste néanmoins une espèce animale au comportement fort complexe [EDGLEY].Malgré la grande disparité de l'organisation nerveuse des différentes espèces animales, lesneurones qui la constituent présentent de grandes similitudes dans leurs structures et leursfonctionnements individuels. Véritables briques élémentaires de la vie évoluée, leur étude estindispensable à la compréhension des mécanismes du cerveau humain.Nous allons présenter ici quelques éléments de base des propriétés des neurones ainsi que lesprincipaux modèles de leur activité électrophysiologique. Ces informations seront nécessairesà la compréhension du travail présenté dans le reste du manuscrit et préciseront laterminologie que nous employons.2. ANATOMIE DU NEURONE.Le neurone est une cellule spécialisée qui comprend toutes les caractéristiques d'une celluleclassique. Son corps cellulaire, ou soma, comporte les mêmes organites et élémentscytoplasmiques que les autres cellules de l'organisme. Ils sont indispensables à "l'usine"cellulaire : par exemple le noyau contenant l'ADN, des mitochondries sources d'énergie, etc...Ces capacités de transport et de traitement de l'information proviennent de sa structure et deses interconnexions, de ses propriétés électriques et sécrétrices. Ce sont ces caractéristiquesspécifiques qui nous intéressent plus particulièrement.La figure 1-1 illustre la grande diversité de l'anatomie des neurones entre différentes espècesou au sein d'un individu pour une espèce donnée. Bien que la morphologie des neurones soitvariable, des caractéristiques communes se dégagent : du corps cellulaire partent deux typesde prolongements, les dendrites et l'axone.13
Chapitre I : éléments de neurobiologie et de modélisation neurophysiologiqueFigure 1-1 : illustration de la diversité des cellules nerveuses, échelles variées [KOCH 99].Figure 1-2 : vue schématique d'un neurone.14
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