Avant de stimuler
Au repos, la membrane est une pile chargée
Dehors, beaucoup de sodium (Na⁺) ; dedans, beaucoup de potassium (K⁺). L'intérieur reste négatif : c'est le potentiel de repos, −65 mV dans le modèle que vous allez manipuler. Quatre acteurs :
-
Le sodium
Nombreux dehors. Dès qu'une porte s'ouvre, il entre : tout le pousse vers l'intérieur.
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Le potassium
Nombreux dedans. Quand sa porte s'ouvre, il sort, et l'intérieur redevient négatif.
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Le canal à sodium
Rapide. Il s'ouvre dès que la membrane se dépolarise, puis un bouchon le referme en une milliseconde ou deux.
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Le canal à potassium
Lent. Il s'ouvre à la même occasion, mais avec du retard. Il tarde aussi à se refermer.
Le banc d'essai
Quatre expériences. Pariez d'abord, stimulez ensuite.
Avant chaque essai, pariez sur ce que vous allez voir : c'est l'écart entre le pari et le tracé qui apprend. Rien n'est noté.
Où commence la réponse ?
Un choc bref, d'une milliseconde. Commencez à 4, puis montez cran par cran jusqu'à ce que quelque chose change vraiment.
Votre pariÀ l'intensité 4, le potentiel de membrane va…
Un stimulus deux fois plus fort ?
Stimulez à 8. Puis à 16. Les tracés restent à l'écran : comparez-les.
Votre pariAvec un stimulus deux fois plus fort, le potentiel d'action sera…
Et si on recommence tout de suite ?
Deux chocs. Le premier est fixé à 12 et déclenche toujours un potentiel d'action. Vous réglez le second : son délai, puis sa force. Commencez à 6 ms, puis cherchez quand la membrane répond de nouveau.
Votre pariUn second choc identique, 6 ms après le premier, donnera…
Alors comment dire « plus fort » ?
Cette fois le courant est maintenu pendant 140 ms, comme un stimulus qui dure. Essayez 7, puis 20.
Votre pariAvec un courant plus fort, les potentiels d'action seront…
en microampères par centimètre carré
après le début du premier
La membrane
Le potentiel de membrane
Résultat
Réglez l'intensité, puis stimulez.
Votre pari, et ce qui s'est passé
Relire le tracé
Cinq temps, deux canaux
Tout tient à un décalage : le canal à sodium est rapide, le canal à potassium est lent. Ce tracé vient du même modèle, stimulé à 10.
Le repos
Les deux canaux sont fermés. −65 mV.
La montée
Au seuil, vers −59 mV, les canaux à sodium s'ouvrent ; le sodium qui entre en ouvre d'autres. La réaction s'emballe : c'est tout, ou rien.
La descente
Vers +40 mV, un bouchon referme les canaux à sodium, et ceux à potassium s'ouvrent enfin. Le potassium sort. Tant que le bouchon est en place, aucun stimulus ne peut relancer la membrane : c'est la période réfractaire absolue.
Le creux
Les canaux à potassium tardent à se refermer : le potentiel descend jusqu'à −76 mV. Pendant ce creux, il faut un stimulus plus fort : période réfractaire relative.
Le retour
Les canaux à potassium finissent de se refermer ; le potentiel remonte lentement à −65 mV.
À emporter
Quatre phrases, chacune vérifiée par vos mains
Il y a un seuil
Sous lui, la membrane bouge un peu et revient. Au-dessus, elle s'emballe.
C'est tout ou rien
Un stimulus plus fort ne donne pas un potentiel d'action plus grand. La hauteur ne porte aucune information.
Il y a un temps mort
La période réfractaire plafonne la fréquence, et empêche l'influx de rebrousser chemin le long de l'axone.
L'intensité se dit en fréquence
Un stimulus plus fort donne des potentiels d'action plus rapprochés. Le neurone ne crie pas plus fort : il parle plus vite.
Un dernier pari, sans le banc
Une pression légère, puis une pression forte
Votre pariUn récepteur de la peau reçoit une pression légère, puis une pression forte. Qu'est-ce qui change dans le message de son neurone ?
Votre pari, et pourquoi