Trois choses à savoir sur les neurones

1- Tous les neurones partagent une structure commune, tout en remplissant des fonctions très diverses.

Les neurones sont des cellules spécialisées du système nerveux, présentes très tôt dans l’évolution chez des êtres vivants anciens comme l’hydre et les méduses. Ce qui définit un neurone, c'est avant tout son excitabilité : sa capacité à générer un signal électrique - le potentiel d'action - et à transmettre ce signal à d'autres cellules. Typiquement, les neurones possèdent :

• Un corps cellulaire (soma) contenant le noyau, 
• Des dendrites qui reçoivent les informations provenant dans la plupart des cas d'autres neurones,
• Un axone qui conduit le message nerveux vers d’autres cellules via des synapses. 

Mais l’architecture des neurones varie considérablement (certains neurones n'ont pas d'axone, d'autres pas de dendrites distinctes) et leur forme est souvent le reflet de leur fonction. On distingue habituellement d'une part, les neurones sensoriels, qui détectent les stimulations du milieu extérieur ou intérieur (tactiles, lumière, son, odeurs, douleur) et transmettent l’information au système nerveux central, et les motoneurones, qui commandent la contraction des muscles, et d’aure part, les autres neurones qui assurent notamment la communication et le traitement de l’information entre différentes régions du cerveau ou de la moëlle épinière. Cette classification des neurones est commode, mais le cerveau humain en contient en réalité des centaines de types différents.

2 - Un neurone est une cellule excitable capable de générer et de propager un signal électrique.

Les neurones sont des cellules polarisées : l’information circule majoritairement dans un sens. Ils reçoivent des signaux, le plus souvent chimiques, au niveau des dendrites, où ils sont convertis en signaux électriques. Ces signaux sont intégrés dans le corps cellulaire et peuvent déclencher un potentiel d’action. Ce signal se propage le long de l’axone. À son extrémité, le neurone libère des molécules appelées neurotransmetteurs dans le minuscule espace qui le sépare de la cellule cible (la fente synaptique). Cet espace fait partie de la synapse, la zone de contact et de communication entre le neurone et la cellule à laquelle il transmet le signal (et qui est souvent... un autre neurone). Les neurotransmetteurs traversent cet espace et transmettent l’information au neurone suivant ou, selon le cas, à un muscle ou une glande. 

Les neurones fonctionnent donc en réseau, en communiquant en permanence les uns avec les autres, et ces connexions peuvent se modifier avec l’expérience et l’apprentissage, c’est le concept de plasticité cérébrale. Cette plasticité fait notamment intervenir des signaux rétrogrades qui permettent au neurone receveur de moduler l'activité du neurone émetteur.

3 - Le cerveau et ses réseaux de neurones sont des systèmes dynamiques encore mal compris.

Le cerveau est un système dynamique dont l’organisation évolue tout au long de la vie. Contrairement à une idée reçue, la plasticité cérébrale n’a pas de limite d’âge : le cerveau adulte conserve une capacité de modification de ses réseaux, même si ce phénomène est plus actif durant le développement. 
Dans la petite enfance en particulier, un excès de connexions entre les neurones se met en place; certaines sont ensuite sélectionnées et renforcées, tandis que d'autres sont supprimées, jusqu'à la fin de l'adolescence. 
À l'âge adulte, les changements concernent surtout la modification et le renforcement des connexions existantes, sous l’effet de l’apprentissage et de l’expérience, avec cependant, là aussi, des remaniements plus structurels. Il est vrai que nous perdons des neurones en vieillissant, mais le fonctionnement de notre cerveau dépend davantage de l’organisation et de l’efficacité des réseaux que du nombre absolu de neurones.

Les neurones humains ne sont pas fondamentalement différents de ceux des autres animaux : leurs mécanismes de base, notamment la transmission synaptique, ont été largement conservés au cours de l’évolution des espèces. Ce qui distingue surtout le cerveau humain c’est la complexité, la densité et l’organisation de ses réseaux. Malgré les progrès majeurs réalisés dans la compréhension des mécanismes cellulaires qui sous-tendent l'activité de ces réseaux, de nombreuses zones d’ombre persistent : nous comprenons de mieux en mieux comment un neurone transmet un signal, mais beaucoup moins comment des milliards de neurones coordonnent leur activité pour produire la mémoire, la pensée ou la conscience. 
Il n’existe pas encore de théorie générale unifiée du fonctionnement cérébral, et l’étude de cette dynamique complexe, ainsi que des maladies qui lui sont associées, reste un immense défi scientifique.

Philippe Faure est directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) où il dirige l’équipe « Neurophysiologie et comportement » au sein du laboratoire de plasticité du cerveau, associé à l’École supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (ESPCI Paris – PSL).  Ses recherches portent principalement sur les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la prise de décision, le traitement des récompenses et les comportements. Il s’intéresse notamment aux réseaux dopaminergiques et à leur rôle dans l’addiction et les traits individuels de comportement.