Plasticité synaptique
La plasticité au niveau des échanges neuronaux désignent tous les phénomènes qui permettent de changer dans le temps les propriétés de traitement de l'information du réseau neuronal. Les synapses sont un des niveaux de la plasticité neuronale.
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La transmission synaptique: 3 codages différents, deux sites de plasticité possibles
Au niveau d'une synapse, un potentiel d'action (PA) dans l'élément présynaptique provoque la libération de neurotransmetteurs dans la fente synaptique. Ces derniers interagissent avec leurs récepteurs correspondants au niveau de la membrane postsynaptique. Qu'ils soient métabotropiques ou bien ionotropiques, les récepteurs activés génèrent un courant postsynpatique (CPS) par l'ouverture de canaux ioniques, et consécutivement un potentiel postsynaptique (PPS). Habituellement on dit que le signal est codé
- dans l'élément présynaptique en terme de fréquence de PA,
- dans la fente synaptique en terme de concentration de neurotransmetteur et
- dans l'élément postsynaptique en terme d'amplitude de CPS.
La plasticité synaptique résulte d'un changement quantitatif de codage entre ces trois éléments, c'est à dire qu'il y a deux plasticités possibles, une plasticité présynaptique et une plasticité postsynaptique.
Plasticité présynaptique
Un même PA entrainne la libèration de plus (ou moins) de neurotransmetteurs, alors pour une même fréquence de PA, il y aura une plus forte (faible) concentration de neurotransmetteur, et donc mécaniquement, une plus forte (faible) amplitude de CPS.
Plasticité postsynaptique
Une même concentration de neurotransmetteur rentre en contact avec une plus forte densité de récepteur dans la membrane postsynaptique, ou bien des récepteurs d'une autre nature, alors la même quantité de neurotransmetteur provoquera un CPS de plus forte amplitude, ou bien un CPS présentant d'autres propriétés.
Plusieurs échelles temporelles de plasticité
Ces deux niveaux de plasticité synaptique, plasticité présynaptique et plasticité postsynaptique, sous-tendent en fait plusieurs mécanismes qui peuvent être classé selon la vitesse à laquelle les règles de codage sont changées, et selon la pérennité du changement.
Facilitation
Il s'agit de l'augmentation à court terme du nombre de vésicule exocytée suite à un PA. Comme on pense que chaque vésicule contient la même quantité de neurotransmetteur, la concentration de neurotransmetteur dans la fente synaptique dépend principalement du nombre de vésicule qui a libéré son contenu. Or l'exocytose est provoquée par la brusque augmentation de la concentration intracellulaire de calcium qui suit un PA. Dans certain type de synapse, l'augmentation de la concentration calcique se somme quand les PA se succèdent à un certain rythme. Du coup, pour les PA finaux, le taux d'exocytose est plus important que pour les premiers. Sur des mesures des courants postsynaptiques, on observe typiquement de plus grandes amplitudes plus le neurone présynaptique décharge des PA longuement.