Les fonctions les plus complexes du système nerveux dépendent des messages transmis par les neurones. Avec l'aide de leurs cellules de soutien, la névroglie, les neurones constituent l'intégralité du tissu du système nerveux. Ils reçoivent et relaient rapidement les messages, les acheminant sous forme de signaux électriques. Les neurones libèrent alors des neurotransmetteurs, des substances chimiques qui transportent le message au neurone ou au corps cellulaire suivant. Des neurones spécialisés, présents dans la moelle épinière, constituent des voies neuronales qui transmettent rapidement les messages depuis le cerveau, ou en provenance de ce dernier. Poursuivez votre lecture pour en savoir davantage sur ces cellules conductrices.
Les structures du système nerveux, le cerveau, la moelle épinière, les nerfs périphériques et les ganglions sont constitués à partir de tissu nerveux. À l'échelle cellulaire, ce tissu est composé de neurones et de la névroglie. Les neurones sont les messagers. Ils transmettent des signaux sensoriels et des ordres moteurs. La névroglie soutient les neurones et d'autres structures qui alimentent et entourent le tissu nerveux. Les astrocytes, le type de névroglie le plus couramment observé dans le cerveau, entourent les capillaires, maintiennent une barrière entre la circulation sanguine et les neurones, et contrôlent activement ce qui passe à travers cette barrière. Les autres composants de la névroglie, notamment la microglie, les épendymocytes et les oligodendrocytes, maintiennent l'homéostasie neuronale, éliminent les pathogènes, font circuler le liquide céphalo-rachidien, protègent les neurones et jouent un rôle sur la vitesse des signaux.
Un neurone typique est composé d'un corps cellulaire, ou soma, présentant de nombreuses branches appelées dendrites. Les signaux reçus par les dendrites affectent la charge électrique du corps cellulaire, déterminant ainsi la probabilité d'un potentiel d'action. Si le soma est suffisamment dépolarisé, la région du cône d'émergence de l'axone initie un potentiel d'action qui se déplace vers l'axone, une structure dont la forme rappelle une queue. La plupart des axones sont courts, mais certains peuvent mesurer jusqu'à un mètre. Les gaines de myéline les protègent et améliorent leur conductivité, ou vitesse du signal. Le signal électrique s'achemine à toute vitesse le long de l'axone jusqu'à atteindre la terminaison axonale. Les branches terminales libèrent alors des neurotransmetteurs, qui possèdent un effet excitateur ou inhibiteur sur leur cible (d'autres neurones, des glandes ou des organes).
Le long cylindre que constitue la moelle épinière est principalement composé de faisceaux d'axones, qui s'étirent vers le haut et le bas afin de transmettre des signaux en provenance ou à destination du cerveau. Dans une coupe transversale de moelle épinière, les voies axonales apparaissent sous forme de « matière blanche » (les gaines de myéline donnent une couleur blanche aux axones) entourant la « matière grise » des corps cellulaires des neurones. La matière blanche forme trois colonnes (cordons) de chaque côté de la moelle épinière : la colonne postérieure (dorsale), la colonne antérieure (ventrale) et la colonne latérale. Des voies neuronales distinctes traversent ces trois colonnes. Chaque voie est composée d'axones transmettant des types de signaux similaires dans la même direction. Les voies ascendantes acheminent des stimulations sensorielles vers le haut, en direction du cerveau. Les voies descendantes envoient des ordres moteurs vers le bas, en direction du corps.
Lorsqu'un signal électrique atteint la terminaison axonale d'un neurone, cela stimule la libération de substances chimiques spécifiques : il s'agit des neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs se déplacent entre les synapses en direction d'autres neurones ou de cellules-cibles, stimulant ou inhibant ainsi des signaux ou des réactions. L'acétylcholine, l'adrénaline et la noradrénaline, et la sérotonine font partie des neurotransmetteurs les plus courants. Certains neurotransmetteurs sont plus nombreux dans certaines parties du système nerveux ; en effet, ils se spécialisent dans la transmission de messages au sein du cerveau, ou entre les neurones et le tissu musculaire ou d'autres types de tissus. Ces substances chimiques sont essentielles à la régulation des mouvements du corps et des fonctions internes par le système nerveux.
