La fibre nerveuse est capable de réagir à certaines stimulations (électriques, physiques ou chimiques) en modifiant son potentiel de membrane, produisant une réponse électrique appelée potentiel d'action.
A Les phases du potentiel d'action
Le potentiel d'action est une variation brève (environ 3 millisecondes) et locale de la polarité de la membrane plasmique d'un neurone en réponse à une stimulation efficace. Il apparaît sous la forme d'une séquence stéréotypée que l'on peut décomposer en 3 phases, visibles sur l'écran de l'oscilloscope :
dépolarisation : inversion de la ddp qui devient positive (pendant un très court instant et sur une petite portion de la membrane, l'intérieur de la cellule devient positif par rapport à l'extérieur) ;
Le potentiel d'action
repolarisation : la ddp s'inverse de nouveau et revient vers une valeur négative ;
hyperpolarisation : la ddp est transitoirement inférieure à sa valeur de repos, puis elle revient vers sa valeur initiale.
Remarques
Les modifications de charges électriques mesurées au niveau de la membrane plasmique lors d'un potentiel d'action sont dues à des flux transitoires d'ions entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule.
L'artéfact est une perturbation électrique observée après chaque stimulation d'une fibre nerveuse. Celui-ci ne doit pas être pris en compte dans l'interprétation des expériences.
B Le seuil de réponse
Un potentiel d'action n'est déclenché que si l'intensité de stimulation de la fibre nerveuse est suffisante (on parle de stimulation efficace). Lorsque cette intensité, appelée seuil d'excitabilité, est atteinte, l'amplitude et la durée du potentiel d'action généré sont identiques, quelle que soit l'intensité : on dit que la fibre nerveuse répond à la loi du « tout ou rien ».
La réponse d'une fibre nerveuse après 5 stimulations d'intensité croissante
À savoir
Toutes les fibres nerveuses n'ont pas la même sensibilité ; elles ne possèdent donc pas toutes le même seuil d'excitabilité.
C Le codage de l'information
Le codage de l'information au niveau de la fibre nerveuse est en modulation de fréquence : plus l'intensité de la stimulation est importante, plus les potentiels d'action sont rapprochés dans le temps.
Remarque
Pour simplifier, on schématise souvent l'activité d'une fibre nerveuse sous la forme d'une simple variation de fréquence des potentiels d'action schématisés par de petits bâtons ; ces potentiels d'action successifs sont généralement nommés « trains de potentiels d'action ».
D La propagation du message nerveux
Le potentiel d'action produit au niveau de la fibre nerveuse devient localement un stimulus électrique, générant à son tour un nouveau potentiel d'action à proximité. La naissance de nouveaux potentiels d'action de proche en proche, le long de la fibre nerveuse, assure la propagation unidirectionnelle de l'influx nerveux depuis les dendrites jusqu'à l'arborisation terminale de l'axone.
Remarque
La vitesse de propagation de l'influx nerveux augmente avec la température, le diamètre de l'axone et le type de fibre (elle est plus importante dans les fibres possédant une gaine de myéline).