Générique
L'analogie avec un microprocesseur.

Le transistor en mode commutation

Un transistor est un composant électronique comprenant trois électrodes, appelées respectivement la base, le collecteur et l'émetteur. Dans un circuit logique tel qu'un microprocesseur, on s'intéresse essentiellement au courant électrique qui circule entre le collecteur et l'émetteur. C'est la tension électrique appliquée sur la base qui régit l'existence ou non de ce courant. Si aucune tension n'est appliquée, le transistor fonctionne comme un interrupteur qui ne laisse pas passer le courant : l'électricité ne circule pas dans le circuit reliant le collecteur et l'émetteur. Si au contraire on applique sur la base la tension adéquate, alors on bascule l'interrupteur, et le courant passe.

Le transistor en mode commutation : à gauche, aucune tension n'est appliquée sur la base, l'ampoule ne s'allume pas ; à droite, une tension est appliquée sur la base, et le courant peut à nouveau circuler dans le circuit, provoquant l'allumage de l'ampoule.
Le transistor en mode commutation : à gauche, aucune tension n'est appliquée sur la base, l'ampoule ne s'allume pas ; à droite, une tension est appliquée sur la base, et le courant peut à nouveau circuler dans le circuit, provoquant l'allumage de l'ampoule.
Les signaux bio-électriques.

Les signaux bioélectriques

L'organisme transmet des informations d'un point à l'autre de notre corps en utilisant l'électricité, exactement comme dans un ordinateur ou sur une ligne téléphonique. Mais la nature des signaux bioélectriques diffère de l'électricité traditionnelle, car elle ne repose pas sur le déplacement d'électrons dans un conducteur électrique, mais sur la propagation d'un potentiel d'action le long de l'axone. Ce potentiel d'action consiste essentiellement en une inversion des charges électriques le long de la membrane (les charges positives prennent la place des charges négatives, et inversement), induite par des réactions chimiques et des déplacements d'ions de calcium et de potassium. Cette inversion localisée se propage le long de l'axone de cellules en cellules (voir figure), à une vitesse très nettement inférieure à la vitesse de propagation d'un courant électrique traditionnel, mais qui peut quand même atteindre 100m/s.

Schéma de transmission d'un potentiel d'action le long d'un axone. Crédit Laurentaylorj, via Wikimedia Commons.
Schéma de transmission d'un potentiel d'action le long d'un axone. Crédit Laurentaylorj, via Wikimedia Commons.
Le fonctionnement d'un neurone.
La composition des neurones

Analogie neurone-transistor

Dans un transistor, c'est le signal envoyé sur la base qui déclenche (ou pas) l'émission d'un signal de sortie (un courant électrique entre le collecteur et l'émetteur, transmis ensuite au circuit électrique). Pour le neurone, ce sont les signaux envoyés sur les dendrites qui déclenchent l'émission du signal de sortie le long de l'axone. Le neurone peut posséder de nombreuses dendrites, et c'est donc la prise en compte de plusieurs signaux d'entrée qui vont déterminer le signal de sortie.

Comparaison entre le fonctionnement d'un neurone et clui d'un transistor. Crédit BruceBlaus, via Wikimedia Commons, et Daniel Hennequin
Comparaison entre le fonctionnement d'un neurone et clui d'un transistor. Crédit BruceBlaus, via Wikimedia Commons, et Daniel Hennequin
Les neurones en dehors du cerveau

Les neurones récepteurs

En dehors du cerveau, il existe de nombreux neurones qui jouent le rôle de capteurs, c'est à dire qui transforment une grandeur physique – chaleur, lumière, son, pression, etc. – en une grandeur utilisable par l'organisme, c'est à dire un signal bioélectrique. On les appelle les neurones récepteurs. On les trouve répartis dans tous le corps, par exemple sous la surface de la peau ou dans les organes des sens. Il y a par exemple les cônes et les bâtonnets dans les yeux, les cellules cillées dans les oreilles, les nocicepteurs sensibles à la douleur, ou encore des mécanorécepteurs sensibles au toucher (pression, étirement de la peau, ...). Voir par exemple le kézako "Comment l’œil voit-il ?" pour en connaître plus sur les capteurs de l’œil.

Kézako "Comment l'œil voit-il ?"
Kézako "Comment l'œil voit-il ?"
La mise en œuvre du réflexe en cas de brûlure
L'acheminement des données au cerveau en cas de brûlure.

La structure du cerveau

Le cerveau est relié à la moelle épinière par le tronc cérébral. C'est aussi dans le tronc cérébral qu'émerge la plupart des nerfs venant directement des organes sensoriels, sans passer par la moelle épinière, comme les nerfs optiques ou olfactifs. C'est donc via le tronc cérébral que la plupart des informations concernant le reste du corps arrivent au cerveau. Ces informations sont ensuite traitées par le thalamus, qui joue en quelque sorte le rôle de régulateur ou d'aiguilleur, pour transmettre les informations dans les autres parties du cerveau qui pourront les traiter, et notamment dans le cortex, siège de nos fonctions les plus évoluées, comme la mémoire, la pensée ou la conscience.

Schéma du cerveau.
Schéma du cerveau.
Générique de fin

Épisodes Kézako liés

Comment l’œil voit-il ?