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Existe-t-il des réactions à médiation neuronale plus rapides que les réflexes ?

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Je m'intéresse à la vitesse à laquelle le corps humain peut réagir à un stimulus. Je sais que le réflexe le plus rapide, le réflexe de clignement, fonctionne environ 100 ms du stimulus à la réaction. Je sais aussi que le réflexe de clignement est connu comme le réflexe le plus rapide du corps humain. Mon intérêt est dans les réponses les plus rapides aux stimuli que je peux trouver dans le corps.

Existe-t-il des réponses plus rapides aux stimuli dans le corps humain qui utilisent des neurones mais ne sont pas classées comme réflexes (en raison d'une certaine technicité), ce qui signifie qu'elles pourraient être plus rapides que le réflexe le plus rapide ? Autant que je sache, un réflexe est défini par l'utilisation de neurones pour transmettre l'information, je me demande simplement s'il y a des zones grises qui ne sont pas considérées comme un réflexe mais qui pourraient être plus rapides. Je ne veux pas potentiellement radier une classe entière de comportement neurologique dans mes recherches simplement parce que je me suis arrêté au réflexe de clignement.


Un réflexe aussi rapide que le clignement dans un circuit neuronal :

Je considérerais la suppression des cellules ciliées externes dans la cochlée comme un réflexe ; la composante la plus rapide de ce réflexe est à peu près la même que le réflexe de clignement, environ 100 ms. Les cellules ciliées elles-mêmes ne sont pas considérées comme des neurones, mais la voie qui supprime leur motilité l'est certainement.

Un "réflexe" non neuronal beaucoup plus rapide :

Cela dit, les cellules ciliées externes elles-mêmes dansent également assez rapidement en réponse à une entrée sensorielle, encore plus rapidement que la plage auditive typique pour les humains, plus rapide que 20 kHz ! À certains égards, c'est un réflexe parce que vous prenez des informations sensorielles (en particulier auditives) et que vous les transformez en une réponse motrice, mais toute "l'action" se déroule dans une cellule, et ce n'est pas un neurone.

Un réflexe plus classique et nettement plus rapide que 100 ms

Les réflexes en périphérie peuvent être beaucoup plus rapides que 100 ms. Le réflexe myotatique, ou réflexe d'étirement, peut être aussi rapide que 30 ms dans le genou - c'est le réflexe qui est testé lorsqu'un médecin vous frappe sur le genou avec un marteau (utilisé comme test de la fonction des nerfs spinaux et périphériques, pas comme punition). Il est probable qu'il existe d'autres réflexes d'étirement qui sont plus rapides simplement parce que les distances jusqu'à la moelle épinière sont plus courtes, mais ceux-ci pourraient être plus difficiles à tester (dans cet article, ils rapportent des latences aussi rapides que 20 ms).

Les réflexes de clignement des yeux peuvent également être plus rapides que 100 ms !

Par exemple, voir cet article : de forts stimuli auditifs évoqués clignotent dans un délai d'environ 20 ms !

tl;dr : Je vérifierais votre source que 100 ms est le réflexe le plus rapide ! Je suis resté ici avec des exemples principalement humains (une partie du travail des cellules ciliées se trouve chez d'autres mammifères), mais vous trouverez des réflexes encore plus rapides si vous regardez des organismes plus petits, tels que les insectes.


Dans un article étudiant les macaques rhésus, Huterer et Cullen ont montré que la latence du réflexe vestibulo-oculaire (mesurée du mouvement de la tête à la contraction des muscles oculaires) peut être aussi faible que 5 millisecondes1.

Référence:

1 : Huterer, M., & Cullen, K.E. (2002). Dynamique réflexe vestibulo-oculaire lors de rotations à haute fréquence et à forte accélération de la tête sur le corps chez le singe rhésus. Journal de neurophysiologie, 88 (1), 13-28.


Existe-t-il des réactions à médiation neuronale plus rapides que les réflexes ? - La biologie

Réflexes : Actions involontaires et rapides

Contrôle : votre moelle épinière contrôle généralement vos réflexes

Réflexes autonomes : Fonctions corporelles telles que la digestion ou la pression artérielle

Éloigner votre main d'un objet chaud, cligner des yeux parce qu'il est très lumineux ou donner des coups de pied lorsque quelqu'un tape sur le tendon sous votre rotule - ce sont toutes des actions réflexes innées. Ils arrivent rapidement, vous ne les contrôlez pas et le résultat est toujours le même.

La plupart des réflexes n'ont pas à voyager jusqu'à votre cerveau pour être traités, c'est pourquoi ils se produisent si rapidement. Une action réflexe implique souvent une voie nerveuse très simple appelée arc réflexe.

Un arc réflexe démarre avec l'excitation des récepteurs. Ils envoient ensuite des signaux le long d'un neurone sensoriel à votre moelle épinière, où les signaux sont transmis à un motoneurone. En conséquence, l'un de vos muscles ou glandes est stimulé.

Le réflexe rotulien implique un mouvement de coup de pied soudain de la partie inférieure de la jambe après que le tendon juste en dessous de votre rotule ait été touché. Les médecins déclenchent souvent ce réflexe pour tester le fonctionnement de votre système nerveux. Si la réaction est exagérée ou absente, cela peut indiquer un dommage au système nerveux central.

La plupart des réflexes passent complètement inaperçus car ils n'impliquent pas de mouvement visible et soudain. Les fonctions corporelles telles que la digestion ou la pression artérielle, par exemple, sont toutes régulées par des réflexes. Ces réflexes sont appelés réflexes autonomes.


Laboratoire 12 Réactions de test de physiologie nerveuse

1) Faire la différence entre un réflexe et une réaction
2) Expliquer l'impact que l'anticipation et l'apprentissage ont sur le taux de réactions
3) Comparer les différences au sein et entre les individus en fonction de la structuration du stimulus externe conduisant à la réponse réactionnelle.

introduction
Les réactions sont importantes pour les activités quotidiennes. Ils sont un comportement réflexif que nous utilisons pour nous protéger. Où nous sommes capables d'utiliser l'un de nos sens pour initier une réponse à un stimulus, même sans avoir à penser à ce que sera cette réponse. Parce que le temps requis pour que la plupart des réactions et des réflexes se produisent est très court, moins d'une seconde, nous utilisons la mesure typique de la milliseconde (msec) par opposition à l'utilisation de la seconde entière. Comme les nombres seront toujours des millièmes de seconde entière et que les nombres entiers sont beaucoup plus faciles à traiter que les décimales ou les fractions.

Figure 1. Voie pour une réponse de réaction à un stimulus, notez l'interaction entre les structures corticales et les voies afférentes et efférentes.

Mais qu'est-ce qui différencie les réactions des réflexes ? Les réflexes sont une réponse inconsciente, involontaire et involontaire à un stimulus sur un récepteur. Alors qu'une réaction est une réponse consciente délibérée à un stimulus spécifique qui est volontaire et intentionnel. Nous pouvons tester nos réflexes en utilisant un marteau à réflexes sur des tendons spécifiques dans tout le corps. Pour effectuer ce test réflexe, le testeur frappe le marteau à un endroit précis du tendon. La réponse réflexe peut être mesurée sur une échelle de notation subjective pour déterminer le tonus du muscle. Nous ne pouvons pas apprendre à contrôler la réponse au test, le réflexe se produit tout simplement. Ceci est différent du concept de réactions et de test des réactions.
Bien que la réaction soit un réflexe, elle diffère du réflexe des tendons musculaires car ce sont des actions ciblées spécifiques effectuées en réponse à un stimulus spécifique. Les réactions étant à la fois cognitives et intentionnelles, nous sommes capables d'apprendre à réagir et ainsi d'anticiper la réponse appropriée. La capacité de modifier et de moduler les réactions se produit parce que les réactions impliquent une entrée de notre cortex moteur primaire à travers une boucle réflexe prolongée. Où accélérer la réponse, le cortex moteur primaire peut en fait envoyer des signaux opposés aux muscles agonistes et antagonistes du mouvement souhaité et au début de la réaction arrêtera les signaux opposés et permettra les actions coordonnées au sein du réflexe, voir figure 1. Plus nous utilisons le chemin de réaction, plus nous pouvons modifier la vitesse de réaction à n'importe quel stimulus donné et, ce faisant, nous pouvons constater des "réactions plus rapides" par rapport à un novice dans l'activité ou à ce que nous avons pu réagir. avant d'apprendre la réponse appropriée.
Les réactions deviennent très importantes pour nos performances réussies dans de nombreuses activités que nous effectuons quotidiennement, que ce soit jouer d'un instrument de musique, danser, faire du sport ou faire des choses athlétiques, jouer à des jeux vidéo ou même simplement conduire une voiture. Plus nous sommes exposés à une situation, les réactions à ce stimulus ont tendance à se produire plus rapidement que lors de la première exposition à la situation. Il existe différentes activités qui peuvent améliorer nos capacités de réaction, qui dépendent toutes du signal utilisé pour initier la réaction, y compris des bruits (comme un coup de feu de départ lors d'une course), des objets qui volent vers vous (comme attraper une balle avant d'être touché par elle) ou tomber au sol (comme attraper l'assiette avant qu'elle ne touche le sol et que votre mère ou votre père s'énerve). En raison de ce qu'ils font à notre physiologie, les stimulants que nous consommons peuvent modifier la vitesse à laquelle les réactions se forment à un stimulus et donner l'impression qu'une personne réagit beaucoup plus rapidement que si elle réagissait au même stimulus lorsqu'elle était sobre.
Lorsque nous testons des réactions, nous le mesurons normalement par le temps de réaction pour répondre à un stimulus par le mouvement d'un membre (main, doigt, pied). Il est important de se rappeler que la dominance des membres et l'utilisation habituelle peuvent influencer les réponses observées. Comme plus souvent nous utilisons un membre ou un modèle de mouvement, plus le mouvement devient "enraciné", tandis que moins nous utilisons le membre ou le modèle de mouvement, plus nous sommes susceptibles d'exagérer la réponse, car nous ne sommes pas certains de le modèle de réponse. L'exagération excessive peut être observée lorsque la personne répond avant le stimulus ou génère une réponse trop importante par rapport à ce que produirait le membre habituellement utilisé. De plus, la vitesse à laquelle les neurones fonctionnent peut ralentir et la réduction de la vitesse d'activité des neurones peut ralentir nos réactions. Cette réduction de la vitesse de conduction et un temps de réaction plus long peuvent conduire à la même sur-exagération que celle observée sur le membre non utilisé de manière habituelle et avec le vieillissement progressif peut conduire à des mouvements globalement plus lents pour la personne afin qu'elle puisse assurer sa capacité à réagir à un stimulus de manière appropriée.
Le but de l'expérience ici est de tester les réactions aux signaux visuels où nous examinerons les différences qui existent entre les mains dominantes (habituellement utilisées) et non dominantes (pas habituellement utilisées). De plus, nous examinerons les différences qui peuvent exister entre les sexes (homme ou femme), l'utilisation habituelle de jeux vidéo, l'exposition aiguë à un stimulant et l'âge du volontaire.

Méthodes :
Partie 1 : Test avec le mètre-stick
I. Choisissez un morceau de papier pour indiquer l'ordre des tests Anticipation ou Aucune anticipation
II. Sur la base d'un bout de papier, indiquez l'ordre dans lequel vous testerez les réactions
Essai n°1 :
Essai n°2 :

Test sans anticipation :

1. Déterminez qui sera testé en premier.
2. Demandez à la personne soumise au test de s'asseoir sur une chaise et de placer le bras dominant sur la table de sorte que la main ne touche pas la table, mais que le reste du bras soit sur la table. Demandez-leur de tourner la main de manière à ce que le pouce soit vers le haut (vers le plafond) et les doigts vers l'avant.

Positionnement de la main du sujet de test.

3. Demandez à la personne agissant comme testeur de se tenir debout et de faire face à la personne testée avec le mètre-mètre tenu verticalement, tournez le mètre-mètre de sorte que les chiffres soient face au pouce de la main.

Positionnement du mètre-tige pour tester le temps de réaction.

4. Dans cette position, demandez au sujet de pincer son index et son pouce ensemble afin qu'ils touchent le mètre.
5. Demandez à la personne de relâcher son pincement pour que le mètre-mètre soit libre et maintenu par le testeur en l'air entre le pouce et l'index du sujet, mais sans toucher aucun des doigts.
6. Alignez le repère zéro du mètre-mètre avec le haut des doigts du sujet. Demandez au sujet s'il est prêt. Et dites-leur qu'une fois qu'ils voient le mètre tomber, essayez d'attraper le mètre entre leur index et leur pouce.
7. Sans avertissement, relâchez la règle et laissez-la tomber et demandez au sujet de la rattraper le plus rapidement possible dès qu'il la voit tomber.

Procédé utilisé pour tester les temps de réaction en attrapant le mètre tombant.

8. Enregistrez en centimètres la distance à laquelle la règle est tombée, en lisant la distance en haut du doigt du sujet dans le tableau des résultats corrects.

Identification de l'endroit où lire la marque pour la distance à laquelle le mètre est tombé avant d'être attrapé.

9. Répétez les étapes 6 à 9 pour un total de 5 fois. Après le cinquième essai, changez de rôle de partenaire.
10. Répétez les étapes 3 à 10 pour le partenaire suivant, puis pour l'autre bras (non dominant) de chaque partenaire.

Tester avec anticipation : Cette fois après leur avoir demandé s'ils sont prêts, vous leur donnerez un compte à rebours jusqu'à la chute du mètre-mètre.

11. Demandez à la personne soumise au test de s'asseoir sur une chaise et de placer le bras dominant sur la table de sorte que la main ne touche pas la table, mais que le reste du bras soit sur la table. Demandez-leur de tourner la main de manière à ce que le pouce soit vers le haut (vers le plafond) et les doigts vers l'avant.
12. Demandez à la personne agissant comme testeur de se tenir debout et de faire face à la personne testée avec le mètre-mètre tenu verticalement, tournez le mètre-mètre de sorte que les chiffres soient face au pouce de la main.
13. Dans cette position, demandez au sujet de pincer son index et son pouce ensemble afin qu'ils touchent le mètre.
14. Demandez à la personne de relâcher son pincement pour que le mètre-mètre soit libre et maintenu par le testeur en l'air entre le pouce et l'index du sujet, mais sans toucher aucun des doigts.
15. Alignez le repère zéro du mètre-mètre avec le haut des doigts du sujet. Demandez au sujet s'il est prêt. Et dites-leur qu'une fois qu'ils voient le mètre tomber, essayez d'attraper le mètre entre leur index et leur pouce.
16. Compte à rebours de 5 à 1, et sur &ldquo1&rdquo relâchez la règle, laissez-la tomber et demandez au sujet de l'attraper le plus rapidement possible dès qu'il la voit tomber.
17. Enregistrez en centimètres la distance à laquelle la règle est tombée, en lisant la distance au sommet du doigt du sujet.
18. Répétez 5 fois au total. Après le cinquième essai, changez de rôle de partenaire.
19. Répétez les étapes 14 à 18 pour le partenaire suivant, puis pour l'autre bras (non dominant) de chaque partenaire.

Tableau 1. Conversion du temps moyen (ms) de réaction en fonction de la distance parcourue par le mètre avant d'être attrapé.


Réflexes superficiels

  1. Biceps et brachioradialis C5/C6
  2. Triceps C7 (Remarque : Certaines références incluent C6 OU C8, mais C7 est principalement impliqué.)
  3. Rotule L2-L4
  4. Cheville S1

Réflexes superficiels

Réflexe cornéen (réflexe du clignement)

  1. Clignotement involontaire en réponse à la stimulation cornéenne
  2. Afférent : branche nasociliaire de la branche ophtalmique (V1) du nerf trijumeau (5e nerf)
  3. Efférent : nerf facial (7e nerf)
  1. Contraction des muscles abdominaux superficiels en caressant légèrement l'abdomen
  2. Significatif si asymétrique - signifie généralement une lésion UMN du côté absent.
  1. Contraction du muscle crémaster (qui soulèvera le scrotum/testicule) après avoir caressé le même côté de la cuisse supérieure/intérieure
  2. Absent avec :
  3. torsion testiculaire
  4. lésions des motoneurones supérieurs/inférieurs
  5. Lésion de la moelle épinière L1/L2
  6. lésion du nerf ilio-inguinal (pendant la réparation d'une hernie)
  1. Le réflexe plantaire peut être :
  2. Normal (orteils vers le bas)
  3. Absent
  4. Anormal ou "Babinski Present"
  5. Remarque : Il est incorrect de dire « négatif Babinski »

Réflexes viscéraux

Réflexe anal (clin d'œil anal)

  1. Contraction réflexive du sphincter anal externe en caressant la peau autour de l'anus (afférent : nerf pudendal efférent : S2-S4)

Réflexe bulbocaverneux

  1. Contraction du sphincter anal en réponse à la compression du gland du pénis ou à la traction sur un cathéter de Foley à demeure
  2. Réflexe médié par S2-4 et utilisé chez les patients présentant une lésion de la moelle épinière

Échelle DTR

Nous ne croyons pas beaucoup à la notation des réflexes (la notation de la puissance musculaire est bien plus utile). Néanmoins, si vous avez besoin de quelque chose au-delà de « absent », « présent », « rapide » ou « hyperactif », alors utilisez ci-dessous. Si vous avez un réflexe hyperactif, n'oubliez pas de rechercher des clonus.


2 réponses 2

Cela va nécessiter de sérieuses modifications de base à la biologie des animaux terrestres.

Afin d'avoir un temps de réaction suffisamment rapide pour esquiver une balle, nous allons devoir augmenter la vitesse de conduction des nerfs d'une vitesse mesurée en quelques mètres par seconde à quelque chose de plus proche de la vitesse de la lumière. Des nerfs fourrés et gainés de métal satisferaient à cette exigence. Ensuite, nous devrons remplacer le mécanisme de signalisation basé sur la diffusion lente des nerfs par quelque chose de beaucoup plus rapide. ainsi, au lieu de compter sur la diffusion chimique, nous pourrions avoir une connexion mécanique entre les nerfs. Il pourrait s'agir d'un mécanisme du neurone émetteur qui, lorsqu'il reçoit un signal électrique approprié, effectue une certaine rotation et qui est physiquement lié à une porte de sodium qui repose également sur la rotation pour s'ouvrir. Être connecté mécaniquement signifie que la vitesse de transmission se produirait non pas à la vitesse de diffusion chimique, mais à la vitesse du son dans la tige de jonction.

Ayant réduit le temps de réponse du cerveau et des nerfs, le principal facteur limitant sera les muscles et le corps. Les muscles des mammifères sont relativement lents. Bien qu'il existe certaines choses qui peuvent être faites pour accélérer la vitesse de contraction musculaire et le temps de réponse, le fait est qu'il est peu probable que les muscles puissent être capables de se contracter à un rythme beaucoup plus élevé qu'actuellement. Cependant, il existe des alternatives.

La nature des muscles est qu'ils doivent se contracter petit à petit, quelques micromètres à la fois, mais en se relaxant, ils peuvent être étirés par des forces extérieures beaucoup plus rapidement. Ainsi, afin de maximiser la vitesse à laquelle un membre peut se plier, nous pouvons augmenter le rapport articulation/muscle vs articulation/charge, de sorte que moins de force soit appliquée, mais appliquée plus rapidement. De plus, dans les directions les plus susceptibles d'être nécessaires pour esquiver, nous pouvons remplacer entièrement les muscles et les remplacer par une combinaison muscle-ligament hautement élastique. Dans le cas d'une situation stressante dans laquelle il peut être nécessaire de se déplacer rapidement, le muscle antagoniste le plus puissant se contracterait, ainsi que le muscle agoniste le plus faible, étirant le ligament élastique. Ensuite, s'il est nécessaire d'esquiver, les muscles antagonistes concernés pourraient être deactivé, ce qui entraîne l'application de l'énergie stockée dans le ligament élastique à l'articulation beaucoup plus rapidement que les muscles ne sont capables par eux-mêmes. Il serait également possible d'avoir à la fois un muscle antagoniste puissant et une combinaison muscle-ligament élastique plus petite dans chaque direction de mouvement, de manière à fournir deux « engrenages » à chaque direction de mouvement, lent et puissant, et faible mais rapide.

Pour compléter la boucle perception-réaction, nous avons besoin d'yeux plus rapides. Ceci est relativement facile à réaliser, car les yeux humains ne sont en aucun cas les plus rapides du règne animal. Même avec des pigments optiques dans les cellules rétiniennes traditionnelles, en rendant les cellules plus petites, elles pourraient réagir plus rapidement, mais avec une refonte plus radicale, il pourrait être possible de substituer un capteur photo plus réactif plus proche d'un capteur de caméra électro-optique.

Enfin, ce surhomme qui esquive les balles ne serait probablement pas voir comme un surhomme traditionnel, avec des muscles saillants et un physique de Mr Universe. tout ce muscle a de la masse, et plus la masse est faible, plus il est facile de se déplacer. Au lieu de cela, attendez-vous à un être avec des membres longs et minces et un corps mince, un peu plus comme un extraterrestre gris qu'un humain.

Cependant, malgré son apparence mince et fragile, cet être serait non seulement capable d'esquiver à une vitesse surhumaine, mais pourrait également être un artiste martial incroyablement dangereux. Alors que ses membres pourraient peser la moitié de ceux d'un humain moyen, il serait capable d'atteindre une vitesse de membre peut-être dix fois supérieure à celle d'un humain. Étant donné que la relation entre l'énergie d'impact et la masse et la vitesse est E = 1/2MV^2, la moitié de la masse équivaut à la moitié de l'énergie, mais dix fois la vitesse équivaut à un cent fois l'énergie, pour une énergie d'impact totale cinquante fois celle d'un humain. Cet être mince, dégingandé et à l'allure mauviette pourrait littéralement démolir un humain d'un seul coup.

Bien sûr, les adaptations de cet être nécessitent qu'il soit conscient de l'attaque potentielle afin de l'esquiver. En cas de menace, il s'accroupirait et ses muscles se tendraient, tenant ses membres à moitié fléchis tandis qu'il étirait ses ligaments élastiques. Il pouvait voir un assaillant à proximité contracter son doigt sur la détente, ou voir l'éclair d'un tir à plus longue portée, et en quelques millisecondes, il pouvait désactiver ses muscles antagonistes, les ligaments élastiques se contractant pour le propulser hors de la ligne de tir.

Bien sûr, s'il était pris à plat, cet être n'aurait pas l'avantage d'avoir de l'énergie stockée dans ses ligaments élastiques, et compte tenu des besoins énergétiques probables liés au maintien des ligaments élastiques étirés, il ne pourrait pas se déplacer avec eux constamment pré-étirés. . Dans un tel cas, il serait beaucoup plus probable qu'il soit touché par une balle entrante, bien qu'il puisse être en mesure d'atteindre un coup moins grave.

Enfin, cet être, aussi humain qu'il puisse paraître, ne serait même pas humain. Les différences entre un humain et cet être sont si grandes que même si des cellules humaines avaient été génétiquement modifiées pour créer cet être, il est si fortement modifié qu'il serait incapable de se reproduire avec succès avec un partenaire humain.


Comment la manœuvre de Jendrassik a-t-elle augmenté le temps de réaction ?

En observant notre individu, nous avons observé que la manœuvre de Jendrassik augmentait le temps de réaction. Nous pensons qu'il en est ainsi parce que cela agit comme une distraction en raison de la concentration de l'individu sur la manœuvre. Cela nous dit que même si les réflexes simples n'impliquent pas directement le cerveau, le cerveau a toujours une influence sur les réflexes simples.


Les réflexes peuvent être une indication de la santé du système nerveux. Lorsque les réflexes n'agissent pas correctement ou sont absents, il peut indiquer à un médecin s'il peut y avoir un problème avec le système nerveux ou dans la région des nerfs. Le test des réflexes peut indiquer à un médecin si quelque chose ne va pas avant que le patient ne montre d'autres signes visibles de dommages au système nerveux.


(120 x〖10〗^(-2) m)/0,154s - 0,002s = 7,79m/s.

Le réflexe de lumière pupillaire protège les parties internes de l'œil qui peuvent être endommagées par une lumière intense. Le resserrement permet à moins de lumière de pénétrer dans les yeux.

Non, les temps de réaction moyens variaient entre toutes les conditions définies. Nos résultats ont montré la distraction avec le plus grand temps de réaction moyen et l'avertissement avec le moins de temps de réaction.

Les distractions, le caractère aléatoire et le son augmentent le temps de réaction. Donner un avertissement et des repères visuels réguliers a diminué le temps de réaction.

Oui. L'œil et les oreilles ont des modes différents de transmission d'informations au cerveau. Les yeux utilisent des photorécepteurs (cellules en bâtonnets et en cônes) qui sont stimulés par l'image et la lumière qui ont pénétré dans l'œil. Les photorécepteurs se synapsent avec les cellules ganglionnaires qui deviennent le nerf optique. Le nerf optique envoie ensuite les informations de l'image au cerveau pour traitement. Pour l'oreille, les ondes sonores pénètrent dans le conduit auditif, le tympan vibre, les os de l'oreille amplifient alors les vibrations, ce qui provoque alors des ondes de pression qui font vibrer la membrane basilaire. La membrane basilaire se déplace alors et les petits poils se plient, ce qui incite les cellules ciliées à ouvrir des canaux ioniques qui entraînent ensuite la libération de neurotransmetteurs, qui stimulent les neurones afférents. Le cerveau interprète alors le signal auditif. À partir de nos résultats, nous avons observé que le temps de réaction auditive est supérieur au temps de réaction visuelle. Nous pensons que la transmission et le traitement du cerveau peuvent avoir une influence sur cela.


Résumé de l'auteur

Les neurones postmitotiques migrent de leur site d'origine vers leur destination finale dans le cerveau en développement pour former des structures fonctionnelles. Ces neurones suivent généralement des routes définies à travers le tissu. Des études antérieures sur les progrès réalisés le long de cette voie ont identifié les neurotransmetteurs - des substances chimiques qui transmettent les signaux entre les neurones - comme des régulateurs importants de la migration neuronale en utilisant principalement des cultures de tranches de cerveau de rongeurs et des neurones cultivés. Dans cette étude, nous utilisons des embryons de poisson zèbre vivants pour tester l'influence des neurotransmetteurs sur la migration des neurones du cerveau postérieur. Premièrement, nous démontrons que les transitoires calciques peuvent être mesurés dans ces neurones à l'aide de reporters génétiquement codés. Ensuite, nous utilisons des canaux optogénétiques pour dé- ou hyperpolariser spécifiquement la membrane plasmique des neurones pour montrer que l'état de polarisation est lié à la vitesse de migration. Enfin, nous utilisons une méthode de criblage pour identifier les systèmes de neurotransmetteurs impliqués dans le contrôle de la progression de la migration. Nous résumons ces résultats dans un modèle qui suggère qu'il existe des régions d'influence pour différents neurotransmetteurs qui agissent successivement sur les neurones pour assurer leur arrivée à temps à leur destination.

Citation: Theisen U, Hennig C, Ring T, Schnabel R, Köster RW (2018) L'activité médiée par les neurotransmetteurs contrôle spatialement la migration neuronale dans le cervelet du poisson zèbre. PLoS Biol 16(1) : e2002226. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2002226

Éditeur académique : Charles Stevens, The Salk Institute for Biological Studies, États-Unis d'Amérique

A reçu: 15 février 2017 Accepté: 22 novembre 2017 Publié : 4 janvier 2018

Droits d'auteur: © 2018 Theisen et al. Il s'agit d'un article en libre accès distribué sous les termes de la Creative Commons Attribution License, qui permet une utilisation, une distribution et une reproduction sans restriction sur n'importe quel support, à condition que l'auteur original et la source soient crédités.

Disponibilité des données: Toutes les données pertinentes se trouvent dans le document et ses fichiers d'informations complémentaires. Le code source de "Phainothea" peut être trouvé sur GitHub https://github.com/IaniiNN/CMC.

Le financement: Commission européenne Actions Marie Curie FP7 http://cordis.europa.eu/project/rcn/187781_en.html (numéro de subvention 623612 -Cdh2_neuromigration). L'UT a été financée dans le cadre du régime de bourses. Le bailleur de fonds n'a joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.

Intérêts concurrents : Les auteurs ont déclaré qu'ils n'existaient pas de conflit d'intérêts.

Abréviations : ACh, acétylcholine AchE, acétylcholinestérase AcheH, Ache isoforme H ancrée par GPI AMPA, récepteur de l'acide α-amino-3-hydroxy-5-méthyl-4-isoxazolepropionique atoh1a, atonal 1a ChR2, channelrhodopsin CMV, cytomégalovirus CNQX, 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione DMSO, diméthylsulfoxyde F, intensité de fluorescence F/F0, fluorescence sur fond F0, valeur d'intensité de fond FFT, transformée de Fourier rapide GCaMP6, circulaire permutée protéine fluorescente verte-Calmoduline-M13 peptide 6 GFP, protéine fluorescente verte GlyRa1, sous-unité alpha1 du récepteur de la glycine GPI, glycosylphosphatidylinositol H2B, Histone 2B hpf, heures après la fécondation KCC2, porteuse de soluté famille 12 (transporteur de potassium/chlorure), membre 5b MHB, mésencéphale -limite du cerveau postérieur MK801, dizocilpine NMDA, N-méthyl-D-aspartate PM, membrane plasmique ric3b, RIC3 chaperon du récepteur de l'acétylcholine b ROI, région d'intérêt SwiChR, channelrhodopsine THN mutée, neurone des noyaux du cerveau postérieur tegmental UAS, URL de la séquence d'activation en amont, lèvre rhombique supérieure WISH, hybridation in situ de montage entier wt, Y226F de type sauvage, sous-unité alpha1 du récepteur de la glycine Y226 muté en F


Examen neurologique du nourrisson à terme et prématuré

Évaluation du réflexe tendineux profond

Les réflexes tendineux profonds varient avec la maturité ( Kuban et al., 1986 ). Dans une étude sur des nouveau-nés prématurés de plus de 27 semaines d'âge postconceptionnel, le réflexe grand pectoral a été provoqué chez tous, et à 33 semaines de gestation, pratiquement tous ont démontré les réflexes d'Achille, rotulien, biceps, adducteur de la cuisse et brachioradialis. Les nourrissons de moins de 33 semaines de gestation avaient des taux de déclenchement des réflexes rotuliens et biceps réduits et présentaient une diminution globale de l'intensité des réflexes par rapport à leurs homologues plus âgés. Contrairement aux idées reçues, la position de la tête n'avait aucun effet sur les réflexes.


Les neurones, en particulier à l'extérieur de votre cerveau, sont assez lents, comme le montre magnifiquement cette vidéo. La vitesse de transmission dépend de la qualité du câblage. Pour une communication rapide à longue distance avec des parties éloignées du corps, le système nerveux a son câblage axonique recouvert d'une gaine de myéline, qui accélère l'influx nerveux d'un facteur 10, via la conduction saltatoire. Dans les centres de calcul du cerveau, où les distances neurone-corps à neurone-corps sont beaucoup plus courtes, la myélinisation est moins un problème et une communication plus défectueuse peut se produire.

Il est tentant de penser qu'après 400 millions d'années d'évolution multicellulaire, les neurones sont à peu près aussi rapides que possible. Ce n'est en fait pas le cas. Evolution optimisée pour la meilleure combinaison de vitesse et de faible consommation d'énergie possible, et si vous regardez le processus réel, cela semble un peu fastidieux.

Il n'est pas inconcevable que si nous devions reconcevoir un corps humain dans notre situation actuelle sans contraintes énergétiques, nous pourrions obtenir une conduction nettement plus rapide, limitée vers le haut par la vitesse de propagation électromagnétique de $c$ . Des améliorations significatives pourraient être réalisées au niveau du goulot d'étranglement des neurotransmetteurs, par exemple. Bien sûr, nous n'avons pas besoin d'une augmentation de la vitesse d'un million pour avoir des temps de réaction simplement plus rapides, donc des ajustements relativement mineurs pourraient fonctionner. Certains d'entre eux pourraient même évoluer biologiquement à mesure que nous nous éloignons de l'alimentation en tant qu'espèce, mais le génie génétique est un moyen plus rapide d'y parvenir.


Respirez, marchez et mâchez : le défi neuronal : partie I

Dimitri Ryczko, . Jean-Marie Cabelguen , in Progress in Brain Research , 2010

Les interneurones commissuraux (cIN)

Les cIN sont glycinergiques et envoient des branches ascendantes et descendantes du côté controlatéral ( Dale, 1985 Soffe et al., 1984 ). Ils provoquent une inhibition sensible à la strychnine des MNs controlatéraux rythmiquement actifs et des interneurones prémoteurs. Certains cIN ont également une branche axonale ipsilatérale supplémentaire, qui peut être responsable de l'inhibition récurrente sur le cycle d'autres cIN, dIN et MN (Roberts et al., 1997). Cette inhibition des cIN aux dIN est cruciale pour permettre à ces dernières cellules de tirer en rebond et donc de conduire la natation ( Li et al., 2007 Roberts et al., 2008 ). Cependant, ce rebond ne peut pas être le seul mécanisme contribuant à la génération du rythme, car l'hémicorde isolée chirurgicalement peut toujours générer un rythme. De plus, le blocage de l'inhibition glycinergique dans l'hémicorde n'abolit pas l'activité rythmique (Soffe, 1989).