En 2003, le prix Nobel de physiologie ou médecine a été décerné à Paul C. Lauterbur et Sir Peter Mansfield pour leurs découvertes liées à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). C'est un outil permettant de visualiser les structures du corps (pas seulement le système nerveux) qui dépend des champs magnétiques associés à certains noyaux atomiques. L'utilité de cette technique dans le système nerveux est que le tissu adipeux et l'eau apparaissent sous différentes nuances entre le noir et le blanc. Comme la substance blanche est grasse (en raison de la myéline) et que la substance grise ne l'est pas, elles peuvent être facilement distinguées sur les images IRM. Visitez le site web du prix Nobel pour jouer à un jeu interactif qui démontre l'utilisation de cette technologie et la compare à d'autres types de technologies d'imagerie. De plus, les résultats d'une séance d'IRM sont comparés aux images obtenues par rayon X ou tomodensitométrie. Comment les techniques d'imagerie présentées dans ce jeu indiquent-elles la séparation de la substance blanche et de la substance grise par rapport au tissu fraîchement disséqué montré précédemment ?

Visitez ce site pour lire l'histoire d'une femme qui remarque que sa fille a du mal à monter les escaliers. Cela conduit à la découverte d'une maladie héréditaire qui affecte le cerveau et la moelle épinière. Les tests d'électromyographie et d'IRM ont indiqué des déficiences dans la moelle épinière et le cervelet, qui sont tous deux responsables du contrôle des mouvements coordonnés. À quelle division fonctionnelle du système nerveux ces structures appartiendraient-elles ?

Les neurones sont des cellules dynamiques capables d'établir un grand nombre de connexions et de réagir incroyablement rapidement aux stimuli, ainsi que d'initier des mouvements basés sur ces stimuli. Ils sont au centre d'intenses recherches, car les défaillances physiologiques peuvent entraîner des maladies dévastatrices. Pourquoi les neurones ne se trouvent-ils que chez les animaux ? Pourquoi ne seraient-ils pas utiles pour les plantes ou les microorganismes ?

Consultez le Webscope de l'Université du Michigan pour voir une micrographie électronique d'une coupe transversale d'une fibre nerveuse myélinisée. L'axone contient des microtubules et des neurofilaments, délimités par une membrane plasmique appelée axolemme. À l'extérieur de la membrane plasmique de l'axone se trouve la gaine de myéline, qui est composée de la membrane plasmique étroitement enroulée d'une cellule de Schwann. Quels aspects des cellules de cette image réagissent à la coloration qui leur donne cette couleur noire profonde et foncée, comme les multiples couches qui constituent la gaine de myéline ?

Ce qui se passe à travers la membrane d'une cellule électriquement active est un processus dynamique difficile à visualiser avec des images statiques ou des descriptions textuelles. Regardez cette animation pour vraiment comprendre le processus. Quelle est la différence entre la force motrice pour le Na⁺ et le K⁺ ? Et qu'est-ce qui est similaire dans le mouvement de ces deux ions ?

Visitez ce site pour voir un laboratoire virtuel de neurophysiologie et observer les processus électrophysiologiques dans le système nerveux, où les scientifiques mesurent directement les signaux électriques produits par les neurones. Souvent, les potentiels d'action se produisent si rapidement qu'il n'est pas utile de regarder un écran pour les voir. Un haut-parleur est alimenté par les signaux enregistrés à partir d'un neurone et il « crépite » chaque fois que le neurone déclenche un potentiel d'action. Ces potentiels d'action se déclenchent si vite que cela ressemble à du bruit statique à la radio. Les électrophysiologistes peuvent reconnaître les schémas au sein de ce bruit statique pour comprendre ce qui se passe. Pourquoi le modèle de la sangsue est-il utilisé pour mesurer l'activité électrique des neurones au lieu d'utiliser des humains ?

Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur la sommation. Le processus de conversion des signaux électriques en signaux chimiques et inversement nécessite des changements subtils qui peuvent entraîner des augmentations ou des diminutions transitoires de la tension membranaire. Pour provoquer un changement durable dans la cellule cible, plusieurs signaux sont généralement additionnés, ou sommés. La sommation spatiale doit-elle se produire en une seule fois, ou les signaux séparés peuvent-ils arriver sur le neurone postsynaptique à des moments légèrement différents ? Expliquez votre réponse.

Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur la libération d'un neurotransmetteur. Le potentiel d'action atteint l'extrémité de l'axone, appelée terminaison axonale, et un signal chimique est libéré pour indiquer à la cellule cible de faire quelque chose, soit d'initier un nouveau potentiel d'action, soit de supprimer cette activité. Dans un très court laps de temps, le signal électrique du potentiel d'action est transformé en signal chimique d'un neurotransmetteur, puis de nouveau en changements électriques dans la membrane de la cellule cible. Quelle est l'importance des canaux calciques voltage-dépendants dans la libération des neurotransmetteurs ?