Le neurone computationnel : histoire d'un siècle de recherches

Auteur(s) :

Horcholle-Bossavit, Ginette Découvrir l'auteur

Résumé

Présente l'histoire des connaissances sur les dendrites, depuis leur découverte à la fin du XIXe siècle jusqu'à notre époque. Aux premières études morphologiques, il a été possible d'associer les résultats fournis par l'électrophysiologie, puis plus récemment ceux délivrés par l'imagerie cellulaire.

Autre(s) auteur(s)
- Tyč-Dumont, Suzanne (1932-....)
Éditeur(s)
- CNRS Editions
Date
- 2005
Notes
- Glossaire
Langues
- Français
Description matérielle
- 169 p. : ill. ; 24 x 17 cm
Collections
- CNRS-histoire des sciences
Sujet(s)
ISBN
- 2-271-06301-9
Indice
- 574.1 Biologie humaine
Quatrième de couverture
- Le livre retrace les grandes étapes de l'histoire du neurone et de ses dendrites - en pointant leur rôle dans le traitement des messages nerveux -, depuis leur découverte à la fin du XIX^e siècle jusqu'à l'extraordinaire accélération de leur connaissance à l'époque contemporaine.
  La variété des formes des arborisations de dendrites, qui constituent la majeure partie de la surface membranaire du neurone, et leur complexité structurale sont à l'origine des hypothèses sur les relations entre structure et fonction. Par la suite, des méthodes nouvelles en électrophysiologie et les apports d'autres disciplines ont mis en évidence les propriétés actives des dendrites. L'invention d'algorithmes puissants a permis d'analyser quantitativement la morphologie dentritique et ses implications fonctionnelles. Des modèles mathématiques associant la géométrie et les propriétés actives des dendrites précisent enfin l'importance de la forme dans les processus complexes traitant les informations et redéfinissent les modalités d'intégration des messages nerveux. Ces nouveaux outils ont mis en évidence l'organisation spatio-temporelle des opérations qui surviennent dans tout le domaine dendritique et les riches capacités computationnelles de ce dernier. De nos jours, grâce à l'imagerie cellulaire appliquée au neurone vivant, on assiste à l'émergence de concepts qui prennent en compte la dynamique des processus moléculaires et cellulaires à même de définir le neurone computationnel du futur.
  Dans une langue toujours claire, les auteurs dressent un panorama passionnant d'un siècle de recherches avec ses intuitions, ses doutes, ses expérimentations, ses erreurs, ses découvertes.
Tables des matières
- - Le neurone computationnel
  - Histoire d'un siècle de recherches
  - Ginette Horcholle-Bossavit/Suzanne Tyc-Dumont
  - CNRS éditions
  - Introduction 5
  - Chapitre premier. Histoire de la découverte des dendrites 9
  - 1.1 Les théories biologiques du XIX^e siècle9
  - 1.1.1 La théorie cellulaire 10
  - 1.1.2 La réaction noire 14
  - 1.1.3 La synapse 17
  - 1.2 Les premières études des dendrites sont morphologiques18
  - 1.2.1 Arborisations dendritiques des neurones les plus étudiés 21
  - Bibliographie25
  - Chapitre 2. L'électricité animale 27
  - 2.1 Les débuts de l'électrophysiologie28
  - 2.2 Le saut technologique32
  - 2.3 L'électrophysiologie des neurones du système nerveux central33
  - 2.3.1 Les outils 33
  - 2.3.2 Les dogmes de l'électrophysiologie moderne 35
  - 2.4 Controverses sur la physiologie des dendrites40
  - Bibliographie44
  - Chapitre 3. La forme des arborisations dendritiques 47
  - 3.1 L'acquisition de la forme pendant le développement47
  - 3.1.1 Mécanismes moléculaires 47
  - 3.1.2 Le rôle de l'activité synaptique 52
  - 3.1.3 Les épines dendritiques au cours du développement 54
  - 3.2 La plasticité dendritique54
  - 3.2.1 Les effets de l'environnement 54
  - 3.3 Modèles théoriques de développement dendritique61
  - Bibliographie62
  - Chapitre 4. Morphométrie des arborisations dendritiques 65
  - 4.1 Les débuts de la morphométrie68
  - 4.2 La géométrie dendritique quantitative69
  - 4.3 Modèles morphologiques des arborisations dendritiques72
  - 4.3.1 La parcimonie dans une description morphologique 74
  - 4.3.2 Algorithmes de dendrogrammes 77
  - 4.4 Les bases de données morphologiques78
  - Bibliographie81
  - Chapitre 5. Les dendrites actives 83
  - 5.1 Les nouveaux outils in vitro84
  - 5.1.1 Le patch-clamp 86
  - 5.2 Les premiers résultats expérimentaux88
  - 5.2.1 Effet des canaux dendritiques sur la rétro-propagation 90
  - 5.2.2 Effets des synapses sur la rétro-propagation 90
  - 5.2.3 Effets de la géométrie sur la rétro-propagation 91
  - 5.2.4 Les potentiels dendritiques 92
  - 5.2.5 Les hypothèses sur les fonctions des canaux dendritiques 93
  - Bibliographie95
  - Chapitre 6. La puissance des modèles 97
  - 6.1 Le modèle de neurone formel de McCulloch et Pitts100
  - 6.2 Le modèle de Hodgkin et Huxley102
  - 6.3 Le modèle de Rall103
  - 6.3.1 Du cylindre équivalent au modèle compartimental 104
  - 6.3.2 Les simulations des activités neuroniques 107
  - 6.4 Le modèle spatial de l'activité du neurone111
  - 6.4.1 La structure électrotonique 112
  - 6.4.2 Les cartes fonctionnelles d'une arborisation passive 115
  - 6.4.3 Les cartes fonctionnelles d'une arborisation active 119
  - Bibliographie122
  - Chapitre 7. L'imagerie cellulaire 125
  - 7.1 Les outils nouveaux126
  - 7.1.1 Les sondes fluorescentes 126
  - 7.1.2 Les capteurs d'images 127
  - 7.1.3 Le traitement numérique des images 128
  - 7.2 Les résultats expérimentaux en biologie130
  - 7.2.1 L'imagerie du calcium 130
  - 7.2.2 L'imagerie de l'excitation membranaire du neurone 134
  - 7.2.3 Les résultats expérimentaux récents 137
  - Bibliographie144
  - Chapitre 8. Les leçons du XX^e siècle 145
  - 8.1 Les révolutions du XX^e siècle145
  - 8.2 Les représentations symboliques du neurone147
  - 8.3 Le paradigme computationnel151
  - 8.4 Des pistes pour le XXI^e siècle152
  - 8.4.1 L'imagerie cellulaire 154
  - 8.4.2 L'aratomie computationnelle 154
  - 8.4.3 Les systèmes de culture en trois dimensions 157
  - 8.4.4 Les neuropuces 158
  - 8.4.5 Et la suite ? 158
  - Bibliographie159
  - Glossaire 161
Origine de la notice:
- Electre